针对人工湿地面临的前端溶解氧不足限制硝化、末端有机碳源不足抑制反硝化以及整体脱氮效果相对传统脱氮工艺效率偏低等问题,本文对一种新型人工湿地系统-硫自养人工湿地在模拟生活污水条件下进行了启动试验性能研究。该系统将硫自养反硝化系统通过模块方式与前充氧潜流人工湿地耦合在一起,能够在充分利用已有有机碳源脱氮的同时利用末端自养反硝化模块提升整体工艺的脱氮效果,控制出水中硝态氮和亚硝态氮含量提升出水质量水平。试验主要分析了硫自养人工湿地小试装置的水力特性以及在模拟城市污水条件下装置常温、低温的启动性能和自养反硝化模块的脱氮可行性试验研究。结果表明:(1)硫自养反硝化小试装置示踪剂试验结果表明小试装置在流态上接近理想推流反应器模型,其实际停留时间服从统计分布中的对数正态概率分布。通过与常用最高峰出峰时刻法以及积分定义法进行极差分析得出对数正态概率分布与积分定义法结果一致,可以较准确的确定小试装置水力参数;(2)采用多孔介质模型可以对小试装置内部流态进行较为准确的流态模拟,模拟死区面积和实际测定结果吻合。模拟结果显示装置改进前后内部流态以及流速分布相差较大,改进后装置内部流速分布更均与,死区面积显著减少;(3)含硝态氮废水运行试验研究结果表明,小试装置后端的硫自养反硝化模块具有一定的脱氮性能。试验稳定期测定数据显示,硫自养模块前后出水中硝态氮浓度减少2mg/L,具有一定的自养反硝化能力;(4)小试装置在模拟城市生活污水条件下的低温、常温启动试验表明,以单糖或多糖等易降解物质为单一碳源会导致湿地小试装置前端(0-350mm)水生真菌等低等微生物占优势菌群,大量消耗有机碳源抑制小试装置内部的硝化和反硝化。