人工湿地具有基建及运行费用低、管理简便等优点，但也存在着占地面积大，氮、磷去除负荷低等问题。因此系统研究人工湿地系统中氮、磷去除机理与限制因素，开发经济、高效、实用的人工湿地系统，对于处理小规模城镇及农村生活污水有重要的理论意义和实用价值。本文以滇池流域村镇生活污水的处理为背景，通过对人工湿地中填料、微生物和水生植物这三个关键要素的系统研究，开发了新型强化人工湿地系统。主要成果如下： 通过填料的磷吸附和水力传导等性能的比较试验，筛选出综合性能较好的炉渣作为人工湿地的填料，并对以炉渣为填料构建的实验室小型潜流式人工湿地系统的运行特性、污染物去除效果和水力学特性进行了研究。结果表明，该湿地系统对生活污水中的COD和TP的平均去除效率分别在82％和72％以上。但硝化效果差，导致TN的去除率仅为55％左右。流态分析表明，采用分层填充方式的人工湿地系统存在着一定的短流和死区，影响了湿地的运行效果。 采用动力学方法和MPN法对小试系统的硝化能力、硝化菌群及其空间分布变化规律进行了初步解析，并应用分子生物学方法—微生物醌指纹法对人工湿地系统的微生物群落结构、数量和多样性进行了分析。结果表明，由于炉渣成分单一，造成系统内硝化菌数量少、微生物群落结构单一、多样性小，从而影响了湿地的运行效果，特别是硝化效果。 对滇池流域常见的水生植物进行了筛选，并对植物种植方式进行了比较。结果表明，芦苇具有较强的输氧能力，茭白具有较强的的氮、磷的吸收能力，因此提出在湿地前三分之一段种植芦苇，后三之二段种植茭白的复合植物种植方式，并验证了其有效性。以该种植方式构建了潜流式和表面流式人工湿地，对不同水质的村镇生活污水进行了处理，研究和比较了水力负荷对这两种湿地运行效果的影响，并得出较适宜的水力负荷。 在以上的研究基础之上，开发了新型多功能填料，提出了填料填充方式和布水及集水方式的优化方案，从而构建了强化潜流式人工湿地系统。现场试验结果表明，强化人工湿地对氮、磷的去除效果明显优于传统潜流式湿地。微生物群落结构分析结果表明，该系统微生物种类、含量和微生物物种多样性上都得提高，有效地促进了湿地的运行效果。 以示范区某村镇的生活污水处理工程为对象，对人工湿地处理系统进行了示范应用，为该技术在滇池流域的应用和推广积累了设计和运行管理经验。