人工渗滤设施作为一种低技术、低成本的水处理技术,其发挥作用的主体结构为多孔介质,被广泛应用在收集和渗透城市雨水径流、处理垃圾渗滤液和生活污水,以及人工湿地和海绵城市的建设之中。但在实际工程实践中,多孔介质的生物堵塞问题普遍存在,极大限制了渗滤设施的推广和应用。本文探究了多孔介质生物堵塞机理和影响因素,并提出优化水力负荷和基质表面疏水改性的新型生物堵塞防控技术。主要研究内容和结论如下:（1）基于三种不同孔隙结构的二维多孔介质实验装置,探究不同渗流流速下多孔介质的生物膜生长和分布情况,以及生物膜生长和多孔介质渗流流场之间的互馈机制。同时研究了生物膜生长速率和孔隙间雷诺数之间的关系。结果表明,生物膜生长和分布在不同渗流流速下存在较大差异,在中、低流速下（4 ml/min、2 ml/min）,生物膜主要分布在多孔介质上部,靠近进水口处。而在高流速下（6 ml/min）,水流携带着溶解氧和营养物质向下传递,使多孔介质中下层的生物膜分布量逐渐增大。同时,渗流流速也是影响生物膜生长速率的的重要因素,高流速会抑制生物膜的生长,导致生物膜生长速率减小。另外,孔隙间生物膜生长速率随着雷诺数的增大而加快,但当雷诺数继续增大时,生物膜增长速率反而会变小。（2）通过对基质表面疏水改性,评估了表面疏水改性对缓解多孔介质生物堵塞的效果以及对生物膜附着的影响。结果表明,基质表面是否疏水改性对生物膜形态和分布有较大影响。疏水改性后,孔隙内生物膜比较疏松,具有更好的渗透性,而且生物膜生长速度相对较慢。另外,基质表面疏水改性对生物膜的剥离脱落有显著影响,生物膜在疏水基质表面粘附性较小,容易被较高的水流流速冲刷剥落,对生物堵塞有较好的防控效果。（3）基于CFD对二维多孔介质生物堵塞防控的水力负荷优化进行了仿真模拟,探究了不同流速下的生物膜生长和流场分布情况,为优化水力负荷提供指导。结果表明,低水力负荷下,二维多孔介质生物堵塞发展缓慢,但是最终仍会造成孔隙间生物堵塞的形成。中水力负荷下,二维多孔介质生物堵塞形成迅速,并且水力效率明显下降。高水力负荷下,二维多孔介质在运行末期,仍然保持均匀的渗流流场和较高的水力效率。但是,水力负荷过高,会造成水头损失的增大,而且会提高渗滤设施的运行成本。因此,通过CFD仿真模拟,针对5-8 mm粒径的砾石填料,0.7 mm/s左右的水力负荷对生物堵塞有较好的防控效果。（4）在二维多孔介质实验基础上,基于填料柱实验装置进一步评估表面疏水改性与水力负荷优化两项技术对堵塞防控的效果。结果表明,水力负荷优化能减缓堵塞的进程,对缓解生物堵塞有较好的效果。同时,填料表面疏水改性在高温期和低温期均能缓解生物堵塞,而且在反冲洗下具有较好的恢复效果。并且以COD去除率为净化效率的评价指标,填料表面疏水改性对渗滤设施的净化效果没有明显的负面影响。这就为渗滤设施的生物堵塞防控提供了潜在的技术支撑。