氮污染是当前污水处理领域继有机污染解决后所面临的最严重也是亟待解决的问题。人工湿地作为一种生态污水土地处理技术,具有脱氮除磷效果好,投资运行费用低,维护管理简易,可以分散化和小型化建设等诸多优点,正日益成为我国农村生活污水处理的重要技术之一。而人工湿地对氮的去除效果受诸多因素的影响,为进一步提高人工湿地的脱氮效果,需对影响人工湿地脱氮效果的因素进行系统研究。本研究考察了水平潜流人工湿地对农村生活污水中主要污染物的净化效果。并以此为基础,研究了基质类型、进水条件和运行方式等因素对人工湿地脱氮效果和微生物富集特性的影响,初步阐明了人工湿地中氮的去除途径,得到以下主要结论： 水平潜流人工湿地对农村生活污水有显著的净化效果。在水力负荷为0.5m3/(m2.d)的条件下,人工湿地对生活污水中NH4+-N、TN、COD和TP的平均去除率分别为62.9％、59.1％、65.1％和76.0％。出水基本可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)-级B标准。污染物的去除率受季节和温度的影响。其中,NH4+-N、TN和COD的去除率受季节变化影响显著,而TP的去除率受季节变化影响不明显。以石膏作为人工湿地的添加剂可有效弥补因基质净化能力降低而导致TP去除率下降的缺陷,强化了人工湿地对TP的去除效果。 基质类型、进水条件和运行方式等对水平潜流人工湿地的脱氮效果有显著影响。煤渣基质比组合基质更利于提高人工湿地对氮的去除效果。人工湿地主要适用于水的深度处理,实现污水中氮的无机化特别是将氮转化为NO3--N,可显著提高人工湿地的脱氮效率。进水负荷对TN去除速率影响显著。NH4+-N、NO3--N及有机氮进水条件下,TN的去除速率均在低负荷条件下随进水负荷的增加而升高明显：但负荷逐渐增加,去除速率增幅减缓。人工湿地进水碳氮比对NO3--N去除速率有显著影响。碳氮比小于5时,随碳氮比的增加,NO3--N去除速率上升趋势明显；碳氮比超过5后,继续添加碳源,NO3--N去除速率上升趋势变平缓。人工湿地对TN的去除速率与进水温度密切相关。随进水温度的升高,NH4+-N、NO3--N及有机氮进水条件下的TN去除速率均呈线性增长,其中NO3--N进水条件下的TN去除速率增幅最显著。人工湿地对NH4+-N和TN的玄除主要在其前部。延长水力停留时间有利于提高人工湿地的脱氮效率。其中,NO3--N进水条件下,TN去除率增加趋势最为平缓；有机氮进水条件下,TN去除率增加的趋势最明显。NH4+-N或有机氮进水条件下,采用间歇流的运行方式可明显增强湿地对TN的去除效果,但缩短间歇周期不会使TN去除率明显提高;NO3--N进水条件下,采用间歇流运行方式不会提高TN的去除率,因此勿需采用间歇流的运行方式。 基质性质、进水条件及运行方式等对人工湿地微生物富集有显著影响。孔隙大且比表面积大的基质,有利于总细菌、氨化细菌、亚硝酸细菌、硝酸细菌和反硝化细菌的富集。进水碳氮比增加,反硝化细菌的数量不断增加：碳氮比从2增加至5时,反硝化细菌数量增幅最为明显。水力停留时间增大,总细菌、氨化细菌、亚硝酸细菌、硝酸细菌和反硝化细菌的数量随之增加。间歇流运行方式可提高湿地内总细菌、氨化细菌、业硝酸细菌和硝酸细菌的数量。亚硝酸细菌的数量沿湿地水流方向递减：反硝化细菌的数量在湿地中部和偏后部较高。 人工湿地对TN的去除依靠植物吸收作用、基质吸附截留作用和微生物硝化/反硝化作用。其中微生物的硝化/反硝化作用去除的氮不低于湿地氮去除总量的77％,是氮去除的主要途径：植物直接吸收、存储去除的氮量低于湿地氮去除总量的16％；基质吸附截留去除的氮低于湿地氮去除总量的9％。 试验结论对于提高水平潜流人工湿地的脱氮效果,进而完善和推广该类型湿地在污水处理中的应用具有重要的理论和现实意义。