低成本有效处理城市内河污染水体,是我国环境综合治理以及地表水体水专项研究重点任务。生物法在水体原位治理中一直占据着主体地位,近几年新兴起的新型生物海绵铁填料在人工湿地、城镇水体深度处理等领域中得到了广泛研究与应用,但是在城市内河黑臭水体治理中的应用却鲜有报道。为深入研究海绵铁作为微生物填料原位去除城市内河营养物质的机理及性能,选取了广东省广州市黄埔区东江支流水源作为实验进水。通过海绵铁表征实验、单因素实验和现场实验,分别讨论了海绵铁在不同条件下对营养物质的去除特性。结果表明:实验填料海绵铁的物象主要以Fe、Fe2O3、Fe3O4、Fe2CO3和Fe3C为主,其中Fe元素占比达到了 85.0%以上。单因素实验显示海绵铁对于总磷的去除率高于氨氮,并且在去除氨氮过程中产生了大量的硝态氮和部分亚硝态氮。在溶解氧为3.5mg/L,水力停留时间分别为24h、12h、6h的工况下,现场实验结果表明:反应器对TP、TN、NH₃和CODcr降解总体效果较好,在水力停留时间为3h,溶解氧控制3.5mg/L时,CODcr和TN出水水质恶化,但对TP、NH₃的去除率在90.0%左右。海绵铁填料反应器内部生物膜的高通量测序结果显示微生物群落丰富度和多样性随着溶解氧的逐渐升高而逐渐增加;海绵铁填料表面的微生物群落远高于河道土著（ctrl）微生物群落,生物膜群落结构更加稳定。通过对海绵铁的物理、生物特性研究,了解海绵铁在降解河水营养物质中的应用特性,同时也为接下来进一步深入研究海绵铁的催化特性和还原特性提供了实验依据。