针对南水北调中线工程水源区村镇分散、生活污水难以集中处理、污水排放标准与水源区规划目标水质落差大,水源区旅游业和餐饮业发展迅猛,及小城镇经济发展相对滞、排水管网和污水处理设施建设尚不健全等,导致大量生活污水和生活垃圾直接排入河道,对下游水源区的水质安全构成威胁的问题,采取有效措施治理分散的水源区生活污水是当前的一项迫切任务。本文依托国家“十二五”水体污染控制与治理科技重大专项《湖北汉库汇水流域水质安全保障关键技术研究与示范课题》(2012ZX07205-002),选取水源区神定河上游百二河河段作为研究对象,利用原生生态系统,研究强化人工快渗-水平潜流人工湿地-表面流人工湿地组成的入河生态缓冲屏障污染削减技术,以及生态浮岛-超微气泡曝气-菌藻生物膜河流水体生态缓冲屏障与原位强化污染削减技术。开展实验室小试和示范工程研究,旨在为水源区的分散点源污水有效处理和河流的生态修复提供理论参考和技术支持。实验室小试,利用组合填料和弹性填料作为菌-藻生物膜系统的载体,来处理某农家乐生活污水。结果表明：两种填料的菌-藻生物膜系统对COD、NH3-N、TN和TP都有很好的去除效果,组合填料的菌-藻生物膜系统对COD去除较为明显,去除率高达94.8%,弹性填料的菌-藻生物膜系统对NH3-N、TN和TP去除较为突出,去除率最高可分别达到94.7%、93.6%和91.3%。综合考虑,弹性填料的菌-藻生物膜在处理当地农家乐污水有一定优势,且处理效果稳定。中试示范工程实验结果表明,强化人工快渗对COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别为47.54%、49.89%、48.77%和60.11%。水平潜流人工湿地在HRT为6.3h时,对COD、TN、NH3-N和TP的平均去除率分别为42.66%、41.19%、40.97%和50.15%。在HRT为12.6h时,对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别为46.91%、43.41%、43.85%和51.77%。表面流人工湿地在HRT为9h时,对COD、TN、NH3-N和TP的平均去除率分别为45.97%、38.01%、28.56%和27.36%。在HRT为18h时,对COD、TN、NH3-N和TP的去除率分别为48.11%、39.81%、30.19%和29.67%。生态浮岛在HRT为22.5h时,对COD、TN、NH3-N和TP的平均去除率分别为46.32%、28.59%、19.53%和23.99%；在HRT为45h时,对COD、TN、NH3-N和TP的去除率分别为47.16%、29.32%、20.50%和24.52%。弹性填料的超微曝气-菌藻生物膜系统在HRT为18h时,对COD、TN、NH3-N和TP的平均去除率分别为51.54%、41.49%、33.51%和18.03%；组合填料的超微曝气-菌藻生物膜系统在HRT为36h时,对COD、TN, NH3-N和TP的去除率分别为56.25%、41.95%、36.88%和23.00%。强化人工快渗在进水浓度波动较大情况下,仍对COD、TN、NH3-N、TP有很好的去除效果；说明池内添加的铁屑、沸石等强化反应填料,以及该种分层布类型置能够对污水中的COD、NH3-N和TP的去除起到很好的作用,其中添加木屑作为有缓释碳源,及石灰石提供弱碱性环境,对反硝化作用的顺利进行和TN的去除有很大作用。水平潜流人工湿地,从对COD、TN、NH3-N和TP的平均去除率上看,水平潜流人工湿地的HRT定在6.3h要优于12.6h；表面流湿地相对于潜流湿地,表面流湿地对污染物的去除效果整体不是很高,总体上分析,表面流湿地在HRT为9h时好于HRT为18h；生态浮岛对COD有较好的去除效果,但对N和P去除效果一般。超微曝气-菌藻生物膜系统对农家乐生活污水中COD、TN、NH3-N和TP都有很好去除效果。两组超微曝气-菌藻生物膜系统出水中COD和TN的平均浓度均达到《地表水环境质量标准》(GB 3838--2002)的Ⅳ类标准,NH3-N和TP的平均浓度则达到《地表水环境质量标准》(GB 3838--2002)的Ⅲ类标准。通过对超微曝气-菌藻生物膜系统的影响因素分析可知,温度对TN有一定的影响,说明了生物膜上的微生物的代谢情况与温度有关,水温降低后,微生物的生长受到抑制,对污染物的分解、吸收变慢,进而使菌藻生物膜脱N能力下降。较弹性填料,组合填料的菌藻生物膜系统对COD的处理效果较好,但弹性填料的菌藻生物膜系统对TN、TP的处理效果好于组合填料的菌藻生物膜系统的。随着HRT的增加,TN、TP的去除率越来越高,由此看出,对高氮磷的污水,增加菌-藻生物膜系统的HRT能有效提高对氮磷的去除。为保证入河污水达到南水北调中线水源区水质要求,开展多重人工强化生态缓冲带污染削减技术的研究,其对保障水源区水质安全具有重要意义。