河流污染问题是全球性的环境问题，河流和湿地生态系统已成为受威胁程度最大的生态系统。近年来，针对日益严重的河流污染问题，我国相继开展了一些河流污染治理工程，随着河流治理思路的不断完善，正在努力探索修复受损河流生态系统的新理论和技术手段。河流的生态修复要将河流流域作为整体来考虑，如恢复缓冲带、修建人工湿地、修建浅滩和深潭、破除混凝土衬砌及恢复弯曲河谷等等措施，力求恢复河段的自然状态。土地处理法作为一种污水生态处理技术，其诸多优点已被广泛的应用。本研究针对河道水低碳氮比和低浓度磷的水质特点，探索一种新的土地处理法来净化河道水。通过筛选高性能的除磷填料，利用改进型人工湿地系统和曝气渗流系统，分别考察了两套系统对氮、磷及有机物的去除效果，确定了合适的处理河道水的工艺及条件，深入分析和对比对河道水的净化效果，为处理河道水中试系统的设计及运行提供了一定的理论依据和数据支持。主要研究内容和结果如下：（1）碳源不足是河道水处理过程中制约生物脱氮的关键问题。本试验选择芦苇、稻草、棕树纤维、木屑、玉米芯、树皮、竹子、腐殖土8种常见天然有机物作为反硝化细菌碳源，研究不同碳源对NO3--N的降解特性。试验结果表明，芦苇和稻草对于NO3--N的吸附能力很强，但同时释放大量的NH4+-N，影响整体脱氮效率。相比之下，玉米芯和木屑在缺氧状态下的脱氮效果最好，脱氮率均在95%以上，且其氮、磷的释放量很少。因此，综合各碳源的脱氮能力、氮磷释放潜能及吸附能力，木屑和玉米芯是河道水反硝化脱氮的最佳补充碳源。（2）以海蛎壳、沸石、红砖块、水泥砖块作为试验填料，开展系统除磷填料的筛选及其除磷能力的研究。经动态试验筛选，并对水泥砖块进行吸附热力学试验、等温吸附试验及吸附动力学试验，试验结果表明，水泥砖块表面有利于生物膜的生长，而填料的吸附除磷能力主要受填料的化学成分的影响，水泥砖块的化学性质也表明水泥砖具有较高的除磷潜能。Langmuir方程和Freundlich方程均能较好地拟合水泥砖块对低浓度磷的等温吸附特性。水泥砖块的Langmuir最大吸附量为0.644mg/g。在低浓度含磷水体中，一级动力学方程和双常数速率方程均能很好地描述水泥砖块对磷素的吸附动力学特征。但从相关系数来看，一级动力学方程拟合的最好。水泥砖块对磷的吸附作用是一个自发的过程。升高温度不利于水泥砖块的吸附除磷作用的进行。水泥砖块对对磷的吸附过程是个放热的过程。综合水泥砖块的各项特性，水泥砖块是系统构建过程中较为理想的填料。（3）改进型人工湿地系统对河道水的净化能力试验结果表明，在水力负荷为12cm/d的条件下，湿地系统对氨氮和总氮的去除率能达到90%以上，对于低浓度的磷也具有一定的去除能力。系统内填充的碳源不会导致水质恶化。（4）曝气渗流系统对河道水的净化能力试验结果表明，在水力负荷为12cm/d的条件下，DO是该系统脱氮的主要影响因素。曝气量为57.6m3/d脱氮效果最好。曝气阶段TN去除率能达到50%~80%。对于低浓度的磷也有较好的去除能力。系统内填充的碳源不会恶化水质。