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随着我国经济的发展和居民生活水平的提高,城镇生活污水氮含量相对较高,低碳氮比（C/N）污水大量排放。传统低碳氮比污水处理工艺较多,如活性污泥法等,但是其自身存在着不可避免的缺陷,比如运行费用高等问题。近年来,人工湿地污水处理技术受到广泛关注,其优点在于运行和维护费用较低,且对环境起到美化作用。然而,传统的人工湿地在处理低碳氮比污水时普遍存在溶解氧低、碳源不足等问题,严重影响了系统脱氮效能。本研究将间歇曝气技术和生物炭联合应用到垂直流人工湿地中,以加强系统低碳氮比污水的脱氮效能。首先,研究了生物炭-间歇曝气垂直流人工湿地的最佳曝气时间和曝气量;其次,在最佳运行条件下,研究了生物炭-间歇曝气人工湿地的长期污水净化效果;进一步研究了不同进水污染负荷对生物炭-间歇曝气人工湿地污染物去除效果影响;最后,基于三维荧光和紫外光谱技术,研究了对试验前后系统生物炭溶解性有机物的释放特征,解析了生物炭的强化脱氮功能和机理。主要研究结果如下:（1）明确了生物炭-间歇曝气垂直流人工湿地的最佳运行条件。在曝气时间为2 h,曝气量为0.6 L min-1的条件下,生物炭-间歇曝气人工湿地可实现较高的污染物去除效率;随后在最佳运行条件下,通过120 d的连续监测,发现生物炭-间歇曝气人工湿地系统较其它三类湿地系统（无生物炭-无曝气、有生物炭-无曝气、无生物炭-有曝气）有着更高的COD、NH4+-N和TN去除效率,分别为95.9%、97.6%和74.7%。此外,无生物炭-无曝气、有生物炭-无曝气、无生物炭-有曝气和有生物炭-有曝气人工湿地都表现出较明显的N2O释放量,排放通量分别为646.9μg m-2 h-1、505.33μg m-2 h-1、398.92μg m-2h-1和296.9μg m-2 h-1,说明生物炭联合间歇曝气有助于减少人工湿地N2O的排放量。（2）掌握了不同进水污染负荷对生物炭-间歇曝气人工湿地COD、NH4+-N和TN去除效率的影响规律。当无曝气时,不同进水负荷的条件下,生物炭添加湿地系统COD、NH4+-N和TN去除率高于无生物炭添加系统,且N2O排放量低于无生物炭系统。在不同进水负荷条件下,曝气湿地系统COD、NH4+-N和TN去除率明显高于无曝气系统。进水负荷的增加对曝气人工湿地COD的去除影响不大,去除率均可达到95%,而随着进水负荷的升高,NH4+-N和TN去除率逐渐降低。在不同进水负荷条件下,有生物炭系统中TN的去除率高于无生物炭系统。此外,生物炭的添加能减少湿地N2O的排放,有助于减缓温室效应。（3）明确了生物炭溶解性有机物（DOM）释放释放特征,初步阐明了生物炭强化系统反硝化脱氮过程的作用机理。试验后生物炭释放DOM含量明显大于试验前生物炭,且试验后生物炭释放DOM的光谱斜率比值（SR）、生物可降解性指数（BIX）和新鲜度指数（β:α）值高于试验前生物炭,而腐殖化指数（HIX）和紫外吸收特征值(SUVA254)低于试验前生物炭,表明生物炭自身释放的部分有机物不利于微生物的降解利用,生物炭主要是通过对污水中有机物的吸附-解析过程来加强湿地系统反硝化作用。