河道黑臭是我国目前地表水环境治理的难点,开发一种经济有效的河流水质治理技术迫在眉睫,研究新材料、新工艺、新设备,对解决这一环境问题、实现可持续发展具有重要意义。玄武岩纤维作为一种新型绿色环保材料,因其具有可降解性、无二次污染等特点而逐渐受到关注。本课题在国内外学者的研究基础上,构建以玄武岩纤维为新型生物载体的生物接触氧化装置,研究该处理技术对河道黑臭水体的净化效能。本研究将开发一种新型环保高效的生物载体填料,一方面致力于解决黑臭河道污染严重的问题,另一方面积极拓展玄武岩纤维应用的新方向,具有重要的科研价值和社会意义。以玄武岩纤维生物载体和普通弹性填料生物载体作为研究对象,其中玄武岩纤维采用硅烷偶联剂（KH550）改性,采用生物接触氧化处理工艺,在试验条件完全相同的情况下,通过改变水力停留时间（HRT）和填充比,对比分析化学需氧量（COD）、氨氮（NH₄⁺-N）、总磷（TP）的去除率,从而对比两种不同填料的处理性能。结果显示:（1）HRT对两系统除污性能的影响存在差异。玄武岩纤维载体系统受HRT影响较小,在HRT大于24h时,污染物去除率趋于稳定。相反的,立体弹性填料受HRT影响较大,污染物去除率随着HRT的增加而增加;（2）填料填充比对两个系统污染物的去除均影响显著。随着填料填充比的增加,污染物的去除率逐渐增高,两组系统在填充比50%时达到峰值。（3）控制HRT=24h、填充比50%的工况下两系统稳定运行30d,玄武岩纤维载体生物接触氧化系统对水中常规污染物COD、NH₄⁺-N和TP去除率分别达到81.3%,70.9%,53.3%,同时能较为有效地稳定水体DO值,净化性能明显优于普通弹性填料。采用0.1 mol/LHCl酸和0.1 mol/LNaOH碱对玄武岩纤维进行改性,通过改变系统HRT和填充比考察对COD、NH₄⁺-N和TP处理效果,对玄武岩纤维的改性方式进行对比分析。结果显示:（1）酸碱改性系统中,HRT对污染物（NH₄⁺-N、TP、COD）去除效率影响较小,当HRT=24h时,碱系统对污染物的去除率接近最高值,同时为保证系统单位时间处理水量,HRT选用24h为宜。（2）虽然碱改性系统比酸改性系统具有更好的净水性能,但与KH550改性系统仍有一定差距,尤其除磷方面相差较大。采用高通量测序技术,对玄武岩纤维和普通弹性填料系统的微生物丰度和群落进行分析。研究发现,两系统优势属相同,分别为球衣菌属（Sphaerotilus）、硝化螺旋菌属（Nitrospira）和红育菌属（Rhodoferax）。普通填料系统优势属相对丰度达40.01%,玄武岩纤维系统仅25.05%,但玄武岩纤维系统微生物多样性较高,这表明生物多样性对系统脱氮除磷效能有至关重要的作用,多种微生物协同作用更有利于净化污水。