对人工湿地基质进行合理组配并选取适宜水力条件可以有效地提高人工湿地污水处理效果并减少运行成本。本文通过静态试验筛选出三种高效吸附基质，构建人工湿地模型研究水力停留时间与基质组合，曝气气水比与人工湿地类型等人工湿地运行参数对污水的处理效果的影响，在此基础上设计中试技术验证试验。　　通过静态吸附实验，考察七种基质（火山石、粗炉渣、牡蛎壳、沸石、砾石、陶粒、无烟煤）对水中化学需氧量、总氮、氨氮和总磷的吸附能力。筛选出火山石、粗炉渣、牡蛎壳三种高效吸附基质，通过垂直流人工湿地模拟试验考察五种基质组合（分层装填1∶1∶1、2∶1∶1、1∶2∶1、1∶1∶2，混合装填1∶1∶1;分别编号为A、B、C、D、E)在不同水力停留时间(2、4、6、8、10h)下的除污效果。为比较曝气气水比及人工湿地类型对除污效果的影响，设计了两种类型人工湿地（表流型和潜流型人工湿地）并考察其在不同气水比(R=0，2，4，6，8)下对污水的净化效果。根据室内机理模型实验研究成果，在郑州市索须河南岸设计建造中试基地开展验证实验。于2016年3月，在3、4、5h共3个水力停留时间下，监测中试试验的净污效果。　　主要结论如下:　　(1)7种基质中对COD去除效果较好的三种基质依次是:沸石、火山石、炉渣，平均去除率分别达到了46.74％、45.69％、45.45％;对TN去除效果较好的三种基质依次是:火山石、沸石、炉渣，平均去除率分别达到了50.81％、46.77％、43.73％;对NH4+-N去除效果较好的三种基质依次是:牡蛎壳、火山石、沸石，平均去除率分别达到了47.11％、46.59％、44.09％;对TP去除效果较好的三种基质依次是:火山石、牡蛎壳、无烟煤，平均去除率分别达到了35.03％、27.21％、25.17％。故而选取火山石、炉渣和牡蛎壳作为人工湿地构建基质。　　(2)基质组合的装填方式对系统净污效果的影响极显著，分层装填的基质组合A的净污效果显著优于混合装填的基质组合E;不同体积配比的基质组合A、B、C、D对COD、NH4+-N的去除效果差异不显著，对TN、TP的去除效果存在差异显著;不同水力停留时间的净污效果也存在显著性差异，在一定范围内水力停留时间的延长可有效地提高污水净化效果。此外，COD、TN、TP的去除率随着水力停留时间的增加有显著提高但到达最大值后有所下降，各组合COD、TN处理效果的最佳水力停留时间为6h，TP处理效果的最佳水力停留时间为4h。而对NH4+-N而言，不同基质组合受水力停留时间的影响较大，无统一的最佳停留时间。基质组合和水力停留时间之间的交互作用对污染物的去除率影响并不显著，因而实际工程中找出基质组合及水力停留时间的各自最优条件对于湿地除污效果有很大的意义，可以忽略二者之间的组合效应。　　(3)潜流型人工湿地对COD、NH4+-N及TP的去除率均高于表流型人工湿地;尤其是在COD的去除过程中，当气水比大于等于4时，潜流型湿地的去除效果显著高于表流型人工湿地。此外，适当曝气可以显著提高人工湿地对COD、NH4+-N及TP的去除率，气水比为4时，表流型和潜流人工湿地对COD及TP的去除率显著高于气水比为0和2时的去除率。对NH4+-N而言，表流型和潜流型人工湿地分别在气水比为8和6时达到最大去除率。气水比和人工湿地类型的交互作用对污染物的去除率影响不显著，因而在实际工程中可以忽略组合效应，致力于确定湿地类型及气水比各自对湿地除污效果的最优条件。　　(4)中试实验中，去污效果最好的是位于中试基地最前端的条带A(体积比为1∶1∶1)，与室内机理模型的结果类似，条带B（体积比为2∶1∶1）在不同HRT下的COD去除效率较好，对COD平均去除率为5.26％;条带C（体积比为1∶2∶1）对TN去除效率最好，对TN平均去除率为4.14％，其次为基质组合B(3.47％);条带A、B、C、D在对NH4+-N去除率差相近，其中基质组合A的NH4+-N平均去除率最高，为4.09％，各条带的TP去除率均较低;相比于机理实验，中试实验对COD、TN、NH4+-N、TP的去除率偏低。随着水力停留时间的提高，各条带对污染物的净化效率均有提高的趋势。