人类活动所产生含氮污染物是诱发水体富营养化及黑臭的重要因素。含氮污染物的随意排放引起的水生态环境恶化,致使流域生态功能进一步丧失,环境容量逐步缩减。从源头上深度削减排入环境中的氮污染物浓度是控制水体富营养化、保障生态及用水安全的重要途径。人工湿地作为一种生态处理技术在污水处理方面有着广泛的应用。然而,其在处理低C/N污水时,通常面临着缺乏电子供体而引起的反硝化过程受阻导致的总氮处理能力低、出水不达标等问题。通过强化人工湿地中自养脱氮作用可有效解决此类问题。基于此,本研究在垂直潜流人工湿地中引入硫基质,对比传统人工湿地,探讨硫基质介入强化型人工湿地处理低C/N污水的脱氮效能。定量分析强化型人工湿地中的氮硫循环过程及其影响处理效能的主要因素。量化了各氮去除路径的贡献、产物转化生成规律及微生物结构和类群。并通过改进组合工艺运行的方式,构建了复合人工湿地系统,以解决单级硫自养强化型人工湿地在运行中出现的氨氮处理效率不高等问题。运行结果显示,在进水TIN为20.97±0.78 mg/L,硝氮为12.68±0.63 mg/L,氨氮为8.28±0.92 mg/L时,硫自养垂直潜流人工湿地出水控制在TIN6.58±2.19mg/L,硝氮2.16±1.3 mg/L,氨氮4.34±1.01 mg/L;TIN去除负荷为1426.42±570.33 mg N·m^-2·d^-1,去除率68.5±10.74%。硫基质填料强化了硝氮的去除,提升了约428.03 mg N·m^-2·d^-1的氮去除负荷,但对氨氮的去除产生了负面影响,兼顾处理能力及副产物的生成最佳水力停留时间为2 d。系统中各脱氮路径占比为:微生物59.26%,植物3.43%,基质1.63%,出水35.67%。硝氮的去除与硫酸盐生成质量比为1:9.92,出水硫酸盐浓度为124.22±38.13 mg/L。出水硫化物主要来源于硫酸盐还原,硫化物出水浓度0.7±0.57 mg/L。微生物群落结构分析表明:主要的硫自养菌属为Thiobacillus,其相对丰度为2.64%。为进一步提升氨氮的去除及控制副产物的生成,构建复合人工湿地系统A和B,对比了两组不同流态对复合系统脱氮效能的影响。结果显示进水流态的改变,提升了系统内部的溶解氧水平,加强了复合人工湿地系统的氨氮去除能力。两系统主要脱氮差异产生在S2自养反硝化系统。系统ATIN去除率70.35±4.63%,系统BTIN去除率81.42±3.26%。采用分级方式设置人工湿地系统,前端以好氧状态运行,后端以厌氧（缺氧）交替运行,提升了分级系统针对不同含氮污染物的去除能力,从而使复合人工湿地系统脱氮能力得到提升。出水平均硫化物浓度系统A低于0.1 mg/L,系统B为0.63±0.089 mg/L。改进后的工艺形式控制了反应副产物的生成,提高了处理效果的同时规避了副产物潜在生态风险,提出硫自养工艺引入人工湿地系统中的形式更适合在工艺末端以模块化的形式进行嵌入。