以垂直流人工湿地常用沸石基质为供试材料,在碱性条件下利用水热共沉淀法对其进行MgFe-LDHs、MgCo-LDHs、MgAl-LDHs三种LDHs覆膜改性。通过构建模拟垂直流人工湿地基质试验柱,以化粪池出水和自来水混合液为实验原水,研究LDHs覆膜改性沸石基质和原始沸石基质对氮的净化效果。通过对LDHs改性沸石基质的脱氮效果和脱氮机理进行分析,为LDHs改性基质的研制及应用奠定理论依据。各沸石基质的净化实验结果表明:(1)总氮的平均去除率在33.17%~37.87%之间,改性沸石对总氮的平均去除率均高于原始沸石基质;LDHs改性可以提高沸石基质对氨氮的净化效果,平均去除率介于43.05%~59.66%;有机氮的平均去除率介于39.35%~67.89%之间,各种基质净化效果排序为:MgAl-LDHs>MgCo-LDHs>MgFe-LDHs>原始沸石;各沸石基质出水中的亚硝氮和硝氮均出现了不同程度的积累现象。(2)改性沸石基质中的氨化作用和硝化作用强度均强于原始沸石基质,而4种基质的反硝化作用均较弱。(3)改性前后沸石基质脱氮机理主要以基质吸附为主,其次是微生物脱氮作用。通过适当的LDHs覆膜改性,可以提高沸石基质对氮的物理拦截作用、吸附作用和微生物作用。通过对各改性沸石基质进行等温吸附试验,并利用Freundlich和Langmuir方程进行拟合可以发现:(1)净化实验前后的各沸石基质对氮的等温吸附特征均很好的符合Langmuir和Freundlich方程。(2)原始和改性沸石基质对氨氮的吸附容量较高,都超过了120 mg/kg;对亚硝氮和硝氮的吸附去除效果较差,其理论吸附量分别介于5.501~6.075 mg/kg和3.077~3.386 mg/kg。改性可以提高沸石基质对氨氮吸附作用,而对硝氮和亚硝氮的吸附影响较弱。(3)净化实验后,各沸石基质对氨氮、硝氮和亚硝氮的吸附容量下降,改性沸石和原始沸石基质在净化实验过程中均对氨氮、硝氮和亚硝氮发生了吸附作用。通过MPN法检测基质中的各种脱氮细菌数量,发现LDHs覆膜改性对氨化细菌、亚硝化细菌和硝化细菌的生长具有促进作用。原始和改性沸石基质的表面均形成了微量的生物膜;微生物数量对基质表面生物膜的形成有影响,其数量会影响氮的净化效果。