针对目前饮用水源污染现状，调查研究了国内外水体修复和水质改善技术进展，并根据引黄水源水质特点选择适合的修复技术。采用人工水草和悬浮球两种生态载体进行自然挂膜，利用生物作用净化水质，通过比较两种载体水质净化效果的优劣以及实际使用情况优选载体，对该载体的水质净化效果、生物量、生物活性以及生物膜群落结构进行了系统分析，并用于中试工程的设计。取得了以下主要结果：（1）对生态载体进行了筛选，通过比较人工水草和悬浮球对UV254、硝酸盐氮、总氮、叶绿素a的去除率以及实际使用情况，结果表明人工水草是适于引黄水源水水质的理想生态载体。（2）延长水力停留时间有助于总氮的去除，但会导致高锰酸盐指数的增加，水力停留时间（HRT）为7d，此时生态载体对总氮的去除率为31.4%。增加水流速度有助于藻类的去除，对叶绿素a的去除率由13.4%提高到20.7%，对总氮的消减没有明显增加。采用人工水草生态载体能够有效的的消减总氮和藻类，对总氮和藻类的去除受原水浓度的影响较大。（3）通过镜检发现生态载体上附着有藻类和原生动物，还发现螺类等软体动物，和一些鱼卵，这些构成了原位净化载体生态系统。利用PCR-DGGE技术分析种群结构进行分析，发现有附着的蓝细菌，也有具有脱氮作用的荧光假单胞菌和具有溶藻作用的铜绿假单胞菌。生物量和生物活性随水流方向逐渐降低，这对实际工程应用时的载体布置提供了技术依据。（4）采用太阳能富氧和风力曝气改善示范区域水质以辅助生态载体的原位净化，水流环境的改善使老化的生物膜能够尽快的脱落，生物膜更新的速度加快提高了净化效率，同时加快水流也抑制了藻类的生长。中试工程运行一个月后对耗氧量平均有20%的去除，对叶绿素a平均有10%的去除，但生物膜系统还未成熟，对氨氮和总氮的去除不明显。