近年来,地下水水源地硝酸盐污染日趋严重,长期饮用硝酸盐污染地下水可致高铁血红蛋白症,严重影响人体健康。为此,本文在实验室内构建了原位水平井修复系统,采用修复与开采同时进行的方式处理地下水硝酸盐污染。首先,构建柱试验研究C/N对反硝化效果的影响。C/N为2时,NO₃^--N处理效果较好且副产物NO₂^--N、NH₄⁺-N浓度控制在合理范围内。其次,在C/N=2的基础上构建了一半径100cm,角度约25°的扇形中的原位水平井（In-situ Horizontal Well,IHW）修复系统。基于不同的水力负荷,试验共设置了四个阶段,在初始NO₃^--N浓度为25mg/L的条件下,水力负荷为1.30³.90m³/（m²·d）时,反硝化作用稳定后的NO₃^--N去除率均高于95%,未见NO₂^--N及NH₄⁺-N浓度积累,出水pH稳定在8.11左右。水力负荷增大至5.20 m³/（m²·d）时,NO₃^--N持续增加至16m/L以上且无下降趋势,此时系统失去有效的反硝化作用。试验过程中水平井的渗透系数变化范围为33.45³5.64m/d,微生物颗粒在整个反应区域内分布合理,水平井内的反硝化作用未导致其渗透性发生较大变化。含水层中的水质指标分析结果表明水平井中的反硝化作用对含水层水质变化没有明显影响。最后,利用PHREEQC软件建立考虑微生物单元增长及衰减的一维动力学反应运移地球化学模型,经过校准及验证后,预测得到了水平井的水力负荷约为4.88m³/（m²·d）。本IHW修复系统具有稳定、良好的生物脱氮效果,试验取得的结论及参数对实际原位修复工程具有一定参考意义。