灌区是国家粮食安全的基础保障,是现代农业发展的主要基地。相比南方地区,水资源短缺已成为制约北方灌区发展的重要因素之一。石津灌区作为我国北方大型灌区,水资源短缺成为其高质量发展瓶颈之一,灌溉水资源不足和未达标处理污水灌溉导致粮食减产低质,不利于国家粮食安全。因此,寻找可替代的合格灌溉水对灌区来说具有重要意义。中水作为一种可利用水源,用于灌区农田灌溉不但可以减少污水排放量,破解水资源刚性约束,而且还能降低灌区农田土壤污染风险。然而,灌区周边农村的污水处理设备较少,污水处理率较低,所产生的生活污水会因不达标排放影响灌区及周边的水环境。针对以上问题,本论文利用常见易得的吸附基质与北方湿地植物以及微生物的共同作用设计了一套陆域外源拦截污水处理小试系统来处理灌区农村生活污水,为灌区灌溉提供合格水源。分别研究了吸附基质与湿地植物对污水的净化效果,开展了小试系统在不同水力停留时间（HRT）下,氮、磷及化学需氧量（COD）的去除效果。得出的主要结论如下:（1）以生物质为原材料制备的生物炭吸附磷酸盐时会发生解吸现象,使出水磷酸盐浓度升高,而铁基材料和碳基材料共同烧制而成的铁碳填料对磷酸盐具有很好的去除效果,其去除率能达到84%以上。当初始磷酸盐浓度为5 mg/L时,具有75%铁含量和18%碳含量的铁碳填料对磷酸盐的去除率最高,达97.26%。（2）铁碳填料适合用于实际生活污水的吸附除磷,当溶液的初始p H为6～9时,铁碳填料对磷酸盐的去除率最高。共存单价离子相比二价离子,更能影响铁碳填料对磷酸盐的去除效果,对磷酸盐去除效果影响大小为:Cl-＞Na+＞Mg2+＞SO42-。吸附等温实验结果表明:铁碳填料对磷酸盐的吸附过程更符合Freundlich模型,吸附过程为多分子层吸附。动力学实验结果表明:铁碳填料除磷符合准一级动力学模型,对磷酸盐的吸附过程主要为物理吸附;吸附过程有内颗粒扩散的参与,且内颗粒扩散限制了铁碳填料对磷酸盐的吸附速率,吸附过程受到流体边界的限制。（3）通过研究北方湿地植物对水中氮、磷营养盐及COD的动态去除过程及相应湿地植物叶片生理指标的动态变化,利用隶属函数法对湿地植物的净化效果及其抗逆性进行综合评价。结果表明:湿地植物对氮、磷营养盐及COD的净化效果大小为:狐尾藻＞芦竹＞菖蒲＞鸢尾＞香蒲＞水葱＞睡莲;湿地植物受氮、磷营养盐及COD胁迫的抗逆性能力大小为:鸢尾＞芦竹＞香蒲＞菖蒲＞睡莲＞狐尾藻＞水葱。湿地植物对水质指标的净化效果与植物叶片生理指标均有一定相关关系,而丙二醛（MDA）是决定湿地植物净化能力的主要影响因子,且湿地植物对水质指标的净化效果与植物自身的生长机制有关。（4）水力停留时间（HRT）对陆域外源拦截污水处理试验系统去除氨氮有较大的影响,对总氮、磷酸盐和COD的去除影响较小。当HRT为24 h时,试验系统运行较为稳定,后期对各指标的去除效果较好,对氨氮、总氮、磷酸盐、COD的平均去除率分别为44.17%、54.74%、61.40%、77.20%。因此,选取24 h作为本试验系统的最佳水力停留时间,以达到最优的污染物处理效果。