本发明公开了一种用于河道黑臭治理的生态净化系统，包括厌氧消化池、位于厌氧消化池上方的多级仿生增氧生态床以及与末级仿生增氧生态床出水口连通的沉淀池；其中，多级仿生增氧生态床呈阶梯式排布，上一级仿生增氧生态床的出水端与下一级仿生增氧生态床的进水端连接；厌氧消化池内填充有复合填料A；厌氧消化池内的水通过提升泵泵入首级仿生增氧生态床中，各级仿生增氧生态床中均填充有复合填料B；沉淀池中放置有多根并排设置的竹炭管。本发明通过絮凝沉淀、微生物净化以及活性炭吸附能有效去除水体中的嗅味物质，再利用含长竹炭管组成的异向流斜管的沉淀池进一步降低出水的色度、浊度，使出水清澈透明；另外，本发明还能有效去除水体中的氮磷物质，从而降低水体的富营养程度。