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本文选择海河流域北运河（北京段）水系为非常规水源补给型地表水研究对象，查明了北运河（北京段）上游及中游典型河段的优控污染物因子、污染特征、类型及成因；以此为基础，考察了分别采用大孔功能化载体构成的新型生物固定化膜生物反应器（IMBR）工艺、臭氧生物活性炭（O3-BAC）工艺及磁性离子交换树脂-混凝沉淀-超滤膜组合工艺净化非常规水源补给型地表水的适用工况和系统性能。针对臭氧氧化和磁性离子交换树脂净化等关键污染控制单元，利用三维荧光光谱（EEM）分析等手段，探索了污染控制机理；通过对不同组合工艺净化效果和技术经济分析，提出了各自的适用条件，结合示范工程应用，形成了非常规水源补给型地表水污染控制技术体系。