本研究以西安市某地下水厂优化运行项目为依托,通过对水厂石英砂滤池与活性炭滤池实际运行情况调查和分析,评价水厂的运行现状并提出优化方案。本研究在中试滤柱系统中评价了石英砂滤料和活性炭滤料去除污染物效能,并对砂滤料进行活性滤料的性能优化,对炭滤料分析了转变为生物活性炭的可能性。同时探究了催化氧化除氨氮/锰技术在生产滤池原位改造中的应用效果。本研究的目的是为该水厂的石英砂滤池以及活性炭滤池建立高效稳定的运行方法。本文的主要研究结论如下:（1）水厂滤料表面形成的氧化膜催化活性很低,基本不具备去除氨氮、锰的能力;在中试滤柱系统中,经过3天挂膜,低浓度铁锰和氨氮能够完全去除。（2）三种预氧化方式（曝气充氧、加氯预氧化、高锰酸钾预氧化）均可一定程度上抵抗铁、锰超标的风险,但是对氨氮无明显去除效果;其中高锰酸钾预氧化效果最好。反冲洗周期与反冲洗强度对于砂滤料去除铁、锰和氨氮没有明显影响。（3）水厂石英砂滤池进行活性氧化膜的原位制备时,在适当的反冲洗条件下,挂膜7天左右,可完成活性氧化膜的快速制备,制备成功后,进水氨氮浓度在0.3mg/L时,去除率由28%提高到90%;进水锰浓度为0.3mg/L时,去除率由50%提高到80%。挂膜后水厂石英砂滤料的表面形貌呈颗粒堆叠状,进一步分析滤料表征发现,改造后滤料形貌和结构均发生了改变。XRD分析结果表明,改造后滤料上产生了新峰,证明了活性滤料的形成。（4）水厂活性炭滤池去除铁、锰、氨氮效果较好,但对于有机物去除较差。滤池内活性炭滤料较原始活性炭滤料去除污染物锰、铁、氨氮、磷的吸附容量均减少,原始活性炭滤料的平衡吸附量约为活性炭滤料的3-4倍。但经过灭活实验发现,现阶段炭滤池去除污染物主要依靠生物作用,所以炭滤池滤料暂不需要更换。（5）滤速6m/h的运行条件下,活性炭滤料去除铁锰氨氮效果要略优于滤速8、10m/h运行条件下,反冲洗周期与反冲洗强度对于炭滤池滤料去除铁、锰和氨氮影响不大。（6）营养盐、光照、水力停留时间对于炭滤池内藻类的数量均有影响,在炭滤池上方增加遮光措施有利于抑制藻类的繁殖。增加遮光措施后,炭滤池内藻类数量由130万个/L减少至25万个/L,并且增加遮光措施对于炭滤池去除污染物并没有影响。