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河道内源污染是在外源污染物得到控制后凸现出来的问题。受污染底泥内源氮的释放问题在很大程度上限制了黑臭水体的修复效率。人工曝气是目前黑臭河道治理中常用的工程措施,然而其实施方式仍然较为粗放。事实上,即使上覆水溶解氧浓度保持一致,不同的曝气设备布置对泥水界面产生的扰动也会有所不同,其直接影响水体中的溶解氧浓度和缺氧微环境分布,进而对内源氮的硝化-反硝化过程产生影响。本论文以工业河黑臭河水及底泥为研究对象,主要展开了底泥吸附解吸试验、流场CFD模拟及分析和不同曝气扰动深度下底泥内源氮硝化-反硝化的耦合性能研究,并通过设计电磁动力底泥耗氧速率(SOD)测定装置优化了SOD的测定方法,研究结果表明：底泥的氨氮吸附解吸性能存在“难吸附易解吸”的特性。底泥对NH4+-N的吸附量随溶液中氨氮初始浓度的升高而增加,其热力学吸附现象可由Freundlich模型描述,但n值为0.640,吸附过程较难进行；底泥对NH4+-N的动力学吸附过程在30min内即行完成,而后一直处于吸附平衡状态,二级动力学模型适合于该过程的描述,其饱和吸附量Qm为0.158mg·g-1；底泥对NH4+-N的动力学解吸过程主要在5h内完成,而后基本处于平衡状态,二级动力学模型适合于该过程的描述,其最大解吸量达到0.514mg·g-1,解吸能力强于其吸附性能。从还原现场原位测定时水动力条件出发,利用电磁搅拌原理优化了SOD测定装置的上覆水循环动力装置,避免了普通机械搅拌电机卡沙、生锈、不易防水的问题,其相比实验室测定方法上覆水循环更充分,并且可现场模拟不同水动力条件,更有利于还原水体真实状态,使测得的SOD值更具有真实性。通过该装置对本试验中5个工况条件下SOD的测定得出,静置条件下底泥耗氧速率仅为0.05184g·(m2·d)-1,远小于4个曝气扰动工况,曝气扰动增加了泥水界面的物质交换,增大了底泥耗氧速率。在4个曝气扰动工况条件下,其耗氧速率分别为3.862、3.223、2.336和1.617g·(m2·d)-1,底泥耗氧速率随扰动深度的增加而减小。不同的曝气扰动深度使环形水槽内上覆水的流速与流态分布发生了变化,在不同的曝气扰动深度条件下各工况流速均在入流断面处最大,并沿环形水槽直道流速逐渐减小。通过工况1-4各断面平均雷诺数计算得出,在不同的曝气扰动深度下环形水槽内呈现出不同程度的紊流状态,各工况扰动强度大小依次为：工况1>工况2>工况4>工况3。而CFD模拟分析表明,在泥水界面处工况4流态最为激烈,工况3流态最为平缓。曝气扰动提高了装置内的复氧速率,曝气复氧速率随着扰动深度的增加而降低,并且当达到一定深度时呈现急剧下降的趋势,各工况的复氧速率分别为0.07、0.59、0.56、0.41和0.10mg·(L·d)-1。曝气扰动同时促进了上覆水NH4+-N的硝化转化,4种曝气扰动深度下氨氮去除率均在96.8%以上,而工况3总氮去除率最高,为50.7%。底泥间隙水中NH4+-N与TN去除率低于上覆水,最高的为工况1和工况3,去除率分别为16.2%和18.5%。硝化速率随着曝气扰动深度的增加而减小,并且与复氧速率呈现出显著的正相关(p<0.05),工况1硝化速率最大,为2.67mg·(L·d)-1,工况4硝化速率最小,为0.93mg·(L·d)-1;工况1～工况4反硝化率分别为0.32、0.35、0.42、0.37mg·(L·d)-1,反硝化速率随着扰动强度的增大而减小,工况3反硝化速率最大,为0.42mg·(L·d)-1,工况1反硝化速率最小,为0.32mg·(L·d)-1。因此当曝气扰动深度为0.25m条件为最佳曝气扰动深度。