随着水污染日益严重，大量的污染物尤其是有机污染物通过不同的方式进入水体，饮用水水源受到日趋广泛的污染。传统的混凝、过滤、消毒等自来水工艺是以去除水中的悬浮物、浊度、色度为主，对溶解性有机物去除能力相对不足，而且加氯消毒本身还形成了“三致物质”(致癌、致畸、致突变)，直接影响饮用者的身体健康。因此，***可能地去除水中的微量有机污染物、消毒副产物等就是饮用水深度净化的目的。水的深度处理在国外应用较为普遍，我国在饮用水深化处理方面还处于起步阶段，大部分老水厂均未采用深度处理，只有部分新水厂采用了深度处理。人们开发了许多技术如活性炭吸附、臭氧氧化、和热力法等对饮用水进行深度处理。

   活性炭是一种多孔炭素材料，有着巨大的比表面积和很强的吸附能力。活性炭主要应用在饮用水的预处理环节中，通常使用粉状活性炭来吸附待处理水中的有机物和异臭、异味的物质，预处理环节可以减轻后续水处理的负担。活性炭吸附是去除水中溶解性有机物的有效方法之一。对于季节性严重污染的水源，还可以设立投***状炭的水源水质恶化应急处理系统。

   热力法可分为高温蒸馏和低温冷冻两类处理方式。蒸馏法以消耗热能为代价，通过对含盐水进行热力脱盐达到淡化处理的效果，适用于含盐量超过3000mg/L的矿井水处理。冷冻法则是利用了冷冻分离的固液相平衡原理，在冷环境中将溶液降温到水的凝固点以下，使得部分水冻结形成冰晶，利用溶液中溶质的凝固点远低于水的凝固点的物理特性，使水先于杂质而以固体形态析出，将杂质排除在外，分离固液相。然后再融化冰晶，就得到了比较纯净的水和浓缩液。在工业水污染处理中，用此方法得到的浓缩液可以提纯成为工业用品或者集中处理，冰中的冷量可以用来预冷污水以及提供空调、冷库的冷源，融化的水比较纯净，处理后可以再利用，从而降低排放甚至达到零排放

   臭氧是一种很强的氧化剂，它可以通过化学氧化作用来分解水中的有机污染物。臭氧可以分解多种有机物、除臭、除色等。但是臭氧在水处理时投加量有限，不能把有机物完全分解成为水和二氧化碳，反应中产生一些中间产物仍存在于水中。经臭氧处理过的有机物增加了羧基等，其生物降解性大大提高，如不进一步处理，则容易引起微生物的繁殖。另外，在对臭氧处理过的污水进行加氯消毒时，被臭氧作用的一些中间产物容易和氯进行化学反应，生产三卤***类物质，使污水的突变活性增强。因此，在饮用水处理过程中，臭氧一般不会单独使用，可以在活性炭床前设置臭氧氧化与活性炭联合使用，也可以用臭氧代替原有的预氯化。。