针对我国农村快速城镇化进程引起的典型水环境污染问题，本研究构建了一种新型处理系统—塘渠循环系统（Pond-ditch circulation system，简写为PDCS）。该系统是由一个配水装置、二个池塘和一个沟渠组成，在池塘/沟渠中铺设5cm厚的底质，种植了水生植物，投放无脊椎动物。整个循环系统用PVC管道连接，蠕动泵将水从最底层的储水池泵至最上层的配水单元，然后依靠重力的作用，水依次从池塘1流经沟渠，再到池塘2，最后流至储水池。本研究探讨了塘渠循环系统对农村受污染水体的修复效果;通过比较不同流速、不同间歇时间以及不同组合条件下对水体的修复效果，优化了塘渠循环系统的运行参数;基本揭示了塘渠循环系统中氮磷的去除机理。　　主要结果与结论如下:　　1、经过60天的处理后，循环系统水体的总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH4+-N)化学需氧量(COD)、叶绿素a(Chl.a)、和浊度（Turbidity）的浓度显著下降。而静止系统中沟渠的水质指标也出现了和循环系统的相同趋势，但两个池塘水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH+-N)的浓度增加。此外，循环系统中两个池塘和沟渠，以及静止系统沟渠中浮游动物的种类数和多样性指数(DI)的增加，异养性指数(HI)的降低都表明水质的改善。循环系统池塘的水环境容量比静止系统的水环境容量增大了13倍多。冗余度分析(RDA)和皮尔逊相关系数分析均证实了塘渠循环系统中水质指标变化与浮游动物群落结构变化显著相关。由此可见，塘渠循环系统可以去除水体中过多的污染负荷和改善水质，是一种的修复农村恶化水环境的简单高效的方法。　　2、通过设置不同流速（3.6L/h，7.2L/h,10.2L/h）的实验系统，分析了各系统中水质指标、水环境容量和浮游动物群落的变化特征，结果发现以3.6L/h流速循环的系统中TN的去除率、浮游动物的种类数和多样性指数均显著高于以7.2L/h和10.2L/h流速循环的系统。基于此结果并综合其他因素，研究发现塘渠循环系统以相对较低的流速(3.6L/h)运行可以更高效的去除水体中的污染物。　　3、对以间歇1、2、4小时运行的塘渠循环系统的处理效果进行比较，结果发现，间歇4个小时运行的系统具有更高的TN去除率、浮游动物种类数和多样性指数。　　4、将流速和间歇循环这两个因素综合考虑，设置了三个不同组合运行条件(3.6L/h+间歇1h，7.2L/h+间歇2h，10.2L/h+间歇4h)的实验系统，结果表明，以流速为10.2L/h，间歇4h运行的系统的水质优于其他两个系统。由此可见，基于本实验结果并综合其他因素，塘渠循环系统间歇4h运行(3.6L/h)是最佳的选择。　　5、塘渠循环系统中氮的去除过程主要发生在前20天，而溶解氧(DO)是这一过程的重要限制因子。基于质量守恒原则，植物吸收和基质吸附的总氮量只占水体中减少的总氮量的20.5％，而剩余氮的去除可能是微生物的作用。这些结果表明该系统中氮去除主要通过硝化和反硝化作用。同时，除了微生物的作用外，植物吸收和基质吸附也是氮迁移转化和去除的重要途径。在静止系统中，氮的去除过程和途径与塘渠循环系统类似。塘渠循环系统中磷的去除是微生物和植物吸附共同作用的结果。而静止系统中，磷的去除则归功于植物吸附过程。