人工湿地是以污水处理为目的而人工建造的湿地。它是一个完整的生态系统,具有效率高、投资、运行及维护费用低、适用面广、耐冲击负荷强等优点,是正在不断得到研究应用和发展的污水处理实用新技术。但是,由人工湿地有其地域性特征,目前人工湿地的建设缺乏统一的设计参数和方法。人工湿地污水处理工程一般都是在试验取得成功的基础上,扩大规模进行建设。 在国家“十五”重大科技专项“镇江水环境质量改善与生态修复技术研究及综合示范”分项课题-通内江河道生态修复与面源控制技术研究及示范工程中,城市河道面源控制技术及其效果研究是主要研究内容之一。本论文紧密围绕该研究中的核心技术之一—人工湿地技术,以现场微型阶梯式人工湿地系统及小试系统为基础,开展人工湿地基础研究以及对污染河水和雨水径流污染的处理效果研究。研究的主要内容包括:（1）人工湿地各部分在除氮方面的贡献 （2）湿地沿程不同形态氮去除的特征变化 （3）人工湿地对污染河水和雨水径流的处理效果及能力 （4）人工湿地系统运行主要参数的确定。 试验结果表明: （1） 阶梯式人工湿地除氮主要由基质、湿地植物和微生物共同完成的,微生物的硝化反硝化是人工湿地脱氮的主要途径;基质脱氮不明显:植物吸收、硝化反硝化对总氮去除的贡献分别为14.17%,66.41%;系统对总氮的去除率达到80.5%。 （2） 阶梯式人工湿地系统第一级对不同形态氮污染物去除速率都是最高的。在第一级湿地中,总氮去除速率为8.34gm^-2d^-1,氨化、硝化、反硝化去除速率分别为6.304、9.236、9.037gm^-2d^-1,伴随着高的COD去除速率产生了高的总氮去除速率和硝化反硝化速率。 （3） 推流湿地和垂直流湿地应用于污染河水的处理具有较好的处理效果,小试试验在夏秋季运行条件下,推流湿地对CoD_Mn、NH₄⁺-N和TP的平均去除率分别为82.8%,87.6%,79.6%。垂直流湿地分别为83%,90.9%,80.2%。 （4） 香根草、风车草和美人蕉根系发达,能够在无土环境下生长,耐水抗污性能强,可以在人工湿地面源污染控制示范工程中应用。 （5） COD_Mn、NH₄⁺-N和总磷在人工湿地的去除符合一级反应动力学方程,其浓度沿流程或随停留时间的变化规律均可用指数方程来描述。