通过对老运粮河流域污染物产-汇-排的调查以及河道水质的监测研究老运粮河水质时空变化规律,分析发现脱氮是老运粮河治理的主要任务。综合考虑老运粮河治理需求,针对老运粮河水治理中脱氮存在的问题,在前期试验研究的基础上,以煤渣、水泥块和缓释碳源木块为填料构建的两套旁路净化中试装置为研究对象,通过对两套中试试验装置高负荷运行机制的研究,以及反应器内微生物的分布、变化情况的研究,以期为城市河道水处理技术提供新的思路,并能够为削减滇池入湖河道污染物、改善滇池水环境质量提供技术和理论支撑。主要研究内容和结果如下:(1)通过实地调研、2016年全年河道断面连续监测以及暴雨监测分析老运粮河污染的时空特征如下:老运粮河上游较下游水质污染严重;雨季降雨时,在降雨初期河道水质变差,监测数据显示初期雨水COD最高可达514mg/L,氨氮最高可达15.6mg/L,总氮最高可达26.9mg/L,SS最高可达780mg/L。从老运粮河2016年全年水质监测来看,氨氮浓度最高为7.63mg/L,最低为0.28mg/L,2月和9～11月氨氮浓度高于全年总氮均值1.77mg/L,在3～6月以及12月间处于全年均值1.77mg/L之下;总氮全年最高为17.8mg/L,最低为8.59mg/L,3月份及5～9月份总氮浓度低于全年均值16.7mg/L,1～2月和10～12月份总氮高于全年均值16.7mg/L。以地表水质Ⅳ类水为治理目标分析,监测的四种水质指标的污染程度为:总氮>氨氮>总磷>COD,因此,脱氮是老运粮河整治的重点。(2)折流式填料床工艺中试试验研究结果表明:在40cm/d的水力负荷下,连续运行一年以上,COD出水为14.82mg/L,去除率为45.33%;氨氮的平均去除率为80%,出水氨氮的平均浓度为0.68mg/L;出水硝氮的平均浓度为7.81mg/L,平均去除率为40%;出水总氮的平均浓度为11.08mg/L,平均去除率为37.7%;总磷出水的平均浓度为0.07mg/L,平均去除率为56%。提升负荷至70cm/d后,总氮日均去除总量由原来的32.82g/d提高为65.97g/d,总磷日均去除总量由原来的 0.57g/d 提高到3.16g/d。(3)潜流-垂直流型改良人工湿地中试试验在40cm/d的水力负荷下,COD出水浓度稳定,保持在20mg/L以下,氨氮出水平均浓度为0.48mg/L,平均去除率为84.54%。;硝氮平均出水浓度为7.92mg/L,平均去除率为38.28%;总氮出水平均浓度为10.48mg/L,平均去除率为47.15%;总磷平均出水浓度为0.07 mg/L,平均去除率为49.17%。两套中试装置去除效果相差不大,改良型人工湿地对总氮的去除效果较为稳定。提高水力负荷至70cm/d后,总氮日处理总量由原来的56.97g/d提高到61.58g/d,总磷去除总量由原来的0.56g/d提高到3.15g/d。(4)对比中试系各格填料池对污染物的去除效果发现,煤渣池对氨氮的去除量最高,占到氨氮总去除量的70%;木块池对硝氮的去除效果最好,占到硝氮总去除量的43%;脱氮主要在系统的前两格填料,即煤渣和木块,对总氮的去除量占系统总去除量的76%;除磷主要在第一格和第三格中即煤渣格和水泥块格中,分别占总磷去除总量的49.1%和49.8%;两套中试系统微生物群落呈现极大的相似度,各处理工序微生物多样性也在水流方向上递减。