在水处理工程中，去除有机物是保障水质安全的关键环节。随着工业化和城市化的快速发展，水中有机污染物的种类和浓度日益增加，这些有机物不仅可能影响水的感官特性，如颜色、气味和味道，还可能对人体健康构成潜在威胁。因此，研究并应用高效的有机物去除技术，成为水处理领域的重点方向。

有机物在水中的存在形式多种多样，包括天然有机物（如腐殖酸、富里酸）和人工合成有机物（如农药、药物残留、工业溶剂等）。根据其可生物降解性，有机物可分为易降解有机物和难降解有机物。不同类型的有机物需要采用不同的去除策略，通常涉及物理、化学和生物等多种处理方法的综合应用。

一、物理处理法

物理方法主要是通过物理作用将水中的有机物分离或去除，常见的有吸附、膜分离和沉淀过滤等技术。

吸附法是一种广泛应用的物理处理手段，活性炭因其巨大的比表面积和丰富的微孔结构，被广泛用于去除水中溶解性有机物。颗粒活性炭（GAC）和粉末活性炭（PAC）各有优势，前者适用于连续运行系统，后者则适合应对突发性的水质变化。

膜分离技术近年来发展迅速，主要包括超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）等。其中，超滤主要用于去除大分子有机物和胶体物质；纳滤和反渗透则能有效截留小分子有机物，但能耗较高，且容易产生浓水问题，需结合其他工艺共同使用。

二、化学氧化法

化学氧化是通过强氧化剂破坏有机物的分子结构，将其转化为无害或低毒的小分子物质，甚至矿化为二氧化碳和水。常见的氧化剂包括臭氧（O₃）、高锰酸钾（KMnO₄）、过氧化氢（H₂O₂）以及Fenton试剂（Fe²⁺/H₂O₂体系）等。

臭氧氧化能力强，反应速度快，能够有效去除色度、异味及部分有机污染物，同时具有一定的消毒效果。但由于臭氧不稳定，需现场制备，且对某些难降解有机物的去除效率有限，常与活性炭联合使用，形成臭氧-生物活性炭工艺（O₃-BAC），以提高整体处理效果。

高级氧化工艺（AOPs）则是近年来的研究热点，主要通过产生活性极高的羟基自由基（·OH）来实现有机物的深度氧化。例如，紫外光（UV）与H₂O₂联用的UV/H₂O₂工艺，能够在光照条件下激发H₂O₂生成·OH，显著增强氧化能力。这类工艺适用于处理高浓度、难降解的有机废水，但也存在设备投资高、运行成本大的缺点。

三、生物处理法

生物处理是利用微生物的代谢活动将有机物分解为CO₂、H₂O和其他无机物的过程，具有经济高效、环境友好等优点，广泛应用于城市污水和工业废水处理中。

好氧生物处理是最常见的生物处理方式，适用于可生化性较好的有机物。活性污泥法和生物膜法是其中的典型代表。活性污泥法通过曝气提供氧气，使微生物在悬浮状态下进行有机物降解；而生物膜法则是在填料表面形成生物膜，附着生长的微生物对水流中的有机物进行吸附和降解。

对于可生化性较差的有机物，则需要采用厌氧生物处理技术。厌氧消化不仅能降低有机负荷，还能产生沼气作为能源回收。该工艺多用于高浓度有机废水的预处理阶段。

为了提升生物处理的效果，近年来出现了许多改进型工艺，如序批式反应器（SBR）、膜生物反应器（MBR）等。这些技术通过优化运行方式或引入膜组件，提高了系统的处理能力和稳定性。

四、组合工艺的应用

由于单一处理方法难以满足日益严格的水质标准，现代水处理工程中更倾向于采用多级串联的组合工艺，以发挥各单元技术的优势。例如，常规处理流程通常包括混凝沉淀—砂滤—活性炭吸附—臭氧氧化—消毒等步骤，而对于受污染水源或工业废水，则可能需要引入高级氧化、膜分离等深度处理技术。

一个典型的组合工艺流程可能是：原水经过预处理（如混凝、沉淀）后进入生物处理单元，随后通过臭氧氧化进一步降解残余有机物，再经活性炭吸附去除微量污染物，最后通过膜过滤确保出水水质达标。

五、未来发展趋势

随着人们对饮用水安全和环境保护意识的不断增强，水处理工程中有机物去除技术正朝着高效、节能、绿色的方向发展。新型材料的研发（如改性活性炭、纳米材料）、智能化控制系统的引入、以及资源回收理念的融合，都将成为未来的重要发展方向。

此外，针对新兴污染物（如内分泌干扰物、抗生素、微塑料等）的去除机制和技术开发，也将是科研工作者关注的重点领域。通过跨学科合作与技术创新，构建更加完善的水处理体系，将是实现水资源可持续利用的关键所在。