本研究基于“十二五”国家水体污染控制与治理科技重大专项“浑河中游水污染控制与水环境综合整治技术集成与示范课题”中的“湿地持续净化污水处理厂尾水”研究任务。针对污水处理厂尾水氮元素超标且碳氮比较低的现状,采用人工湿地处理技术进行深度处理,而碳源是限制人工湿地脱氮效率的最主要因素。因此通过外加碳源强化人工湿地势在必行。本研究选取潮汐流人工湿地、潜流人工湿地小型装置作为研究对象,采用碱加热、酸碱加热处理的玉米秸秆和沈阳振兴污泥处置厂的特殊工艺污泥作为固体碳源,通过人工配制模拟污水处理厂尾水的污水,研究外加碳源后两种类型人工湿地对污水的净化效果。通过研究潮汐流人工湿地运行周期内不同空间不同时间各反应器对污染物的净化机理,进一步确定碳源添加量。考察此碳源添加量下系统运行效果。最后对潮汐流人工湿地硝态氮去除率进行动力学拟合,比较固体碳源的反硝化速率。通过静态释放实验表明碱处理后的玉米秸秆、特殊工艺污泥释放稳定后累积碳氮比分别为27.3、8.4；平均每日碳元素释放量分别为10.31mg、8.98mg；平均每日氮元素释放量分别为0.20mg、0.21mg。通过分析两种固体浸出液的三维荧光光谱,碱处理玉米秸秆中微生物可利用的小分子有机物含量更高。为了将湿地碳氮比由进水的4：1提高到5：1,参考相关文献,根据公式初步确定碳源添加量为150g。通过监测添加150g固体碳源后人工湿地对各种污染物去除效果可知,添加150g固体碳源提高了人工湿地脱氮效率,但并不明显。添加150g固体碳源补充了进水碳氮比的不足,理论上使系统碳氮比提到5：1。但在实际运行中,系统内部碳氮比并不能达到5：1。其中反应末期未添加碳源的潮汐流人工湿地系统D处碳氮比最低,仅为1。为了使湿地内部反应期内最低碳氮比提高到5：1,将碳源添加量调整为450g。通过监测添加450g固体碳源后人工湿地对各种污染物去除效果可知,添加450g碱处理秸秆固体碳源后的潮汐流人工湿地TN去除率提高40%。,潜流人工湿地提高32%。添加了450g固体碳源后两种类型人工湿地NH4+-N去除效果有明显改善,均提高10%左右,两种固体碳源NH4+-N去除率差别不大。添加450g碱处理秸秆、特殊工艺处理污泥固体碳源后的潮汐流人工湿地NO3--N去除率分别提高27%、10%。潜流人工湿地较未添加装置N03--N去除率分别提高了13%、10%左右。添加450g碱处理秸秆、特殊工艺处理污泥固体碳源后的潮汐流人工湿地N02--N去除率分别提高27%、21%。潜流人工湿地较未添加碳源装置NO2--N去除率分别提高了55%、47%左右。提高碳源添加量没有给系统COD的去除带来较大负担。潮汐流人工湿地基质床体的对COD.NH4+-N、NO2--N、TN的去除主要发生在中部砾石层,其次是基质床体上层。而对N03--N的去除主要发生在底层,上层N03--N的去除率较低。潜流人工湿地内各种污染物浓度随水流方向呈现出降低的趋势。通过对潮汐流单元的硝态氮去除效果拟合发现,硝态氮的去除符合一级动力学模型。添加碱处理秸秆的潮汐流人工湿地反硝化速率常数KT是未添加碳源的潮汐流人工湿地2.12倍,是添加特殊工艺污泥的潮汐流人工湿地的1.28倍。玉米秸秆对人工湿地系统的反硝化作用的提升更为显著。但从固体废弃物资源化方面考虑,特殊工艺污泥作为外加固体碳源是可行的。本研究结果对于污水处理厂的尾水脱氮具有较高的应用价值。针对污水处理厂尾水氮元素超标的现状以及水体富营养化日益严重的背景,本研究通过补充碳源提高碳氮比强化人工湿地脱氮能力,力求从源头上解决上述问题,在污水处理领域具有广阔的应用前景。