皂河是西安市的主要纳污河流，河水直接排进渭河，致使渭河的水质污染日益严重，为了有效改善渭河及其主要支流的水环境，建设了皂河人工湿地示范工程，通过对运行效果的长期监测分析，以期可以找到最佳的湿地组合方式，为渭河西安段综合治理提供示范，并为西安市乃至西北地区利用人工湿地处理城市污水提供依据和参考。该研究选取皂河人工湿地示范工程中表流人工湿地和复合流人工湿地两个系列进行研究，两个系列处理规模分别为100m3/d，表面流湿地种植香蒲和芦苇，复合流湿地种植香蒲、芦苇和黑麦草。通过持续一年对处理系列进出水水质和沿程取样点的水质和基质微生物的监测，探明了人工湿地的脱氮影响因素，提出了提高湿地脱氮效率的设计参数和运行管理措施，研究结果表明：（1）皂河人工湿地示范工程中表流和复合型人工湿地在进水总氮和氨氮负荷变化大，长期运行稳定后且植物生长停滞的条件下仍能能达到较好的脱氮效果（总氮冬季处理率在47.76%-56.56%之间变化，氨氮冬季处理率在57.08%-69.91%之间变化）。（2）复合型湿地较表流湿地，微生物的空间分布更合理，数量更多。复合型湿地的上层、中层为硝化作用的主要区域，下层为反硝化作用的主要区域，这种功能的分层对于提高脱氮效率有重要意义。（3）冬季的表流人工湿地和复合人工湿地，以氨化细菌数量为最多(为106-107个/g数量级)，其次为反硝化细菌(为105-106个/g数量级)，最少的为亚硝化菌(数量为10-103个/g数量级)，总体细菌数量较少，而相同种类的细菌夏季数量要比冬季多出10-103个数量级。（4）溶解氧浓度与氨化细菌、亚硝化菌和反硝化菌数量之间呈显著的相关性，与氨化细菌呈正相关性，与亚硝化菌呈正相关性，与反硝化菌呈负相关性，说明溶解氧是人工湿地的脱氮效率的重要影响因素。（5）夏季湿地中溶解氧浓度比冬季高出10倍多（冬季约0.4mg/L，夏季约4mg/L），说明夏季的植物根系的输氧作用很强，对脱氮处理有重要作用。（6）夏季限制湿地脱氮效率的是硝化作用，而冬季脱氮效率的限制因素是反硝化作用，因此夏季增加硝化反应速率和在冬季增加反硝化反应速率能够提高氮去除率，故季节性的调节湿地淹水深度对提高氮去除率有积极的影响。