随着现代化城市的发展,道路硬化等不透水面积增大,打破了原有的下渗、滞蓄、净化等的水文循环功能环节,加剧了城市内涝和面源污染的发生。生物滞留技术作为海绵城市低影响开发技术（LID）中的一种主流应用技术,具有雨水利用、径流削峰和面源污染源头治理的多重功效。生物滞留池对大多数污染物的去除均具有良好的效果,但对氮磷的去除却容易波动,甚至出现负去除现象。本文以蛭石和水处理残渣作为主要组分,为强化生物滞留池对雨水中氮磷的去除,制备了羟基铝蛭石污泥颗粒（HAVSP）,通过物相分析、养分淋失、p H变化的影响、不同投加量的影响、不同浓度的影响、等温吸附线实验、吸附动力学试验和氨氮吸附试验来探究对氮磷的吸附特性及去除机制。采用复合填料、双层介质、不同水流方向和滤池饱和区组合设置,构建了模拟生物滞留实验柱,并设置滤池饱和区的组合式排水系统,探究了不同填料的模拟柱在不同进水浓度、不同填料高度和不同干旱期条件下对氮磷的去除效果以及填料高度对柱中磷的保留和反硝化酶活性的影响。此外,构建直流式和折流式2种生物滞留系统,比较了模拟试验柱对雨水中氮磷的去除效果、产流过程,并综合分析了改良生物滞留系统的最佳淹没高度。研究表明:（1）HAVSP具有粗糙的外观形貌、丰富的空隙结构和活性基团,可以为生物膜的生长提供较好的生存环境,改善生物负荷和离子交换能力,促进介质表面对氮磷的吸附作用和沉淀作用。氨氮的去除主要发生在实验柱中的上层介质,上层介质吸附的氨氮最终通过硝化作用转化为硝态氮。（2）双层介质结构和滤池饱和区的设置使总氮的去除效果更为稳定,旱期的延长有利于总磷和硝态氮的去除,但对氨氮和总氮的去除有阻碍作用。添加羟基铝蛭石污泥的复合填料和双层介质更适用于干湿交替的雨季,且对环境变化有较强的抵抗力。（3）HAVSP改良直流式生物滞留系统对总磷的去除效果较好,对总氮和氨氮的去除效果有较明显的波动,对硝态氮的去除效果波动较大,但其对总氮、氨氮、硝态氮、总磷的平均去除率均高于传统填料直流式生物滞留系统。（4）HAVSP改良折流式生物滞留系统对氮磷的削减效果比传统填料和改良填料直流式生物滞留系统的削减效果更加明显,而且在350 mm淹没出流高度时对N、P污染物削减效果最佳。综上研究表明,HAVSP改良折流式改良生物滞留系统能提高生物滞留池氮磷的去除效果和优化水流混合结构。HAVSP运用于生物滞留填料可以解决传统生物滞留池氮磷去除率低的问题,而双层介质和折流式结构可以增加水力停留时间、缩小设施占地面积;同时,该改良生物滞留系统拓宽了蛭石和水处理残渣的应用范围,为水处理废物的再利用提供了新的方向。