人工湿地技术是自20世纪70年代发展起来的一种新兴的污水控制技术，其理念来源于自然湿地系统，通过人工设计强化，利用基质、植物、微生物的协同作用实现对污水的处理净化。本研究利用四套实验室规模的人工湿地反应器处理受污染的河水，对比分析沸石与炉渣两种不同填料的人工湿地对污染河水的处理效果，探讨垂直流人工湿地和水平潜流人工湿地两种不同水流形式对河水中营养物质的转化作用，研究不同水位状态、不同进水污染物浓度和不同进水负荷条件下人工湿地系统的处理效果。通过脉冲示踪剂法，研究人工湿地系统中的水流特征。研究结果可为人工湿地在处理受污染河水的实际应用提供一定的指导。本研究的主要结论如下：（1）炉渣水平流湿地对COD的去除效果高于沸石水平流湿地，炉渣垂直流湿地对COD的去除率为88%左右也明显高于沸石垂直流的77%；同样填料的水平流湿地对COD的去除能力仅稍高于垂直流湿地，可以看出COD的去除率受填料的影响较大，而与流态的关系较小。沸石填料的湿地对总磷的去除率可以达到75%以上，而炉渣填料的湿地则维持在70%以下；水平流湿地对总磷的去除率更高。不同流态的人工湿地对于氨氮的去除率较为接近；而沸石填料的湿地对氨氮的去除率要高出炉渣湿地20%左右。对于硝氮，反应器流态是主要的影响因素，水平流湿地对硝氮的去除率为85%左右，而垂直流湿地只能达到30%；不同的填料对硝态氮去除的影响并不明显。（2）COD、总磷和氨氮的进水浓度增加后会使各湿地系统的去除效果出现一定的波动，经过一定时间后，其出水浓度又会基本恢复到原来的水平。但是硝氮进水浓度改变后对垂直流湿地的影响很大，甚至会出现出水浓度大于进水的情况，进水硝氮浓度从12mg/l提高到16mg/l时，垂直流湿地出水硝氮始终保持在15mg/l左右，而进水浓度降低至3mg/l后，出水硝氮浓度为6mg/l左右，为进水硝氮浓度的两倍。（3）运行水位对反应器去除效果有明显的影响，对于垂直流湿地而言，半淹没的运行状况更为适合，其既保证了对氨氮很高的去除率，又维持了对硝氮的合理去除效果，对于高氨氮、低硝氮的进水，半落空的垂直流湿地对氨氮、硝氮的去除率分别可以达到90%和50%左右；而对于水平流，为了不使上部填料闲置，完全淹没状态时较优的运行方式，对硝氮的去除率很高，可以达到95%以上，对氨氮的去除率也在60%左右。（4）在炉渣垂直流人工湿地反应器中靠近出水口一侧的填料中存在“短流”，靠近进水一侧的填料层下部存在“死区”，而在炉渣水平流湿地反应器中，在靠近进水池一侧的填料层上部和靠近出水池一侧的填料层下部有不同程度的堵塞情况。