人工濕地的反硝化主要通過水生植物的吸收，微生物的硝化和反硝化以及氮的揮發(fā)來實現(xiàn)。微生物硝化和反硝化是主要的反硝化機理。有許多因素影響人工濕地中氨氮的去除。它們不僅受到人工濕地的三個組成部分的影響：基質，微生物和水生植物，而且還受到溶解氧（DO），pH和溫度的影響。改善這些影響因素以實現(xiàn)良好的脫附。除氨氮作用外。

一、人工濕地基質脫氮機理

人工濕地處理系統(tǒng)的脫氮效果包括基質吸附，過濾，沉淀和氨氣揮發(fā)，植物吸收以及微生物硝化和反硝化。氮在濕地系統(tǒng)中經歷了復雜的周期性變化，包括七種形式（多種有機和無機形式）的轉化。引入水中的氮基本上以有機氮和無機氮的形式存在。在土壤和植物系統(tǒng)中，有機氮首先在微生物的作用下被截留或沉淀，然后轉化為氨氮，由于土壤顆粒帶負電荷，氨離子易于吸附，土壤微生物將氨離子轉化為NO3-。通過硝化作用，土壤可以恢復氨離子的吸附功能。同時，污水中的無機氮可以作為植物生長過程中不可或缺的物質直接被植物吸收，并且可以合成有機氮（例如植物蛋白），并可以通過收獲植物將其從污水和濕地系統(tǒng)中去除。但是這部分僅占總氮的8％至16％，因此它不是主要的反硝化過程。

二、人工濕地基質除氮的影響因素

影響人工濕地脫氮的因素很多，主要分為兩部分。從人工濕地的構成要素的角度考慮其中一種，將其分為基質，微生物和水生植物。二是考慮反硝化的主要機理。主要的反硝化過程是微生物的硝化和反硝化，影響硝化和反硝化的主要因素是溶解氧（DO），pH和溫度。具體來說，包括以下幾個方面：

第一，基質。人工濕地中的基質也稱為填料和過濾材料。它通常由沸石，土壤，細砂，粗砂，礫石，碎磚，粉煤灰，泥炭，頁巖，鋁土礦，膨潤土和其他介質組成。幾種類型的結構，不同的基材對人工濕地的處理效果影響更大，并且基材的某些組合比單個基材的處理能力更強。因此，基質的選擇是人工濕地處理系統(tǒng)的重要組成部分。人工濕地基質不僅為植物和微生物提供營養(yǎng)，還通過吸附，沉淀和過濾直接去除污染物。

第二，微生物。人工濕地的反硝化主要通過吸收水生植物，微生物的硝化和反硝化以及氮的揮發(fā)來實現(xiàn)，而微生物的硝化和反硝化是主要的反硝化機理。硝化作用是通過在需氧環(huán)境中自養(yǎng)需氧微生物進行的。它包括兩個步驟：亞硝酸鹽細菌將氨氮轉化為亞硝酸（NO2-）；亞硝酸鹽細菌進一步將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽（NO3-）。亞硝酸細菌和硝酸細菌通常稱為硝化細菌。脫氮是在厭氧條件下進行的。反硝化細菌利用硝酸鹽中的氧氣來呼吸，氧化和分解有機物，并將硝酸鹽氮還原為N2或N2O，從而實現(xiàn)濕地的反硝化。濕地環(huán)境中的微生物多樣性是整個系統(tǒng)正常運行的關鍵。目前，關于濕地系統(tǒng)中不同微生物群落結構的功能組成的研究很少。人工濕地對污水的凈化作用與生物膜形成有關。大多數(shù)生物過程，包括氮的還原以及有機物的吸附，降解和轉化，主要是通過生物膜完成的，其發(fā)展程度直接影響人工濕地系統(tǒng)的建設。處理效率高，人工濕地中的植物為生物膜的形成創(chuàng)造了條件。

第三，溫度的季節(jié)性變化。季節(jié)變化對氨氮的去除效果有很大影響。三四月份的水溫低于15℃，氨氮的去除效果差，去除率在10％至20％之間。5月和6月溫度的升高促進了植物的生長和微生物的生長。隨著活性的增加，氨氮的去除效果增強，從7月到9月去除率達到20％-50％，去除率超過60％。進入十月份后，隨著水溫的降低，去除率也逐漸降低。該比例基本上小于30％。

第四，為了彌補濕地在硝化和異養(yǎng)反硝化方面的不足，提出了改善措施：如前曝氣，尾水回水反硝化等，采用機械方式對濕地進行曝氣以增強硝化作用。同時，硝化豐富的濕地廢水返回并獲得滿意的反硝化效果。另外，國外學者已經考慮將厭氧氨氧化菌引入濕地以解決溶解氧限制硝化的問題。同時，其充分利用濕地內部缺氧的環(huán)境，以提高脫氮效率。厭氧氨氧化細菌在無氧的情況下使用氨，氫和有機物作為電子供體，將亞硝酸鹽還原為氮，與完全硝化相比，將需氧量減少了63％。

第五，PH值。濕地環(huán)境的pH值也會影響微生物的代謝。以氮循環(huán)為例，當pH值在6.5至8.5之間時，有利于將好氧和厭氧微生物氨化為含氮有機物。pH值為8.0，氨氮主要以氨的形式揮發(fā)和去除。當pH＜6.0時，硝化細菌的活性顯著降低。當pH＜5.0時，基本上可以忽略硝化作用。在濕地處理中，反硝化產生的氣體是面臨的一大問題。反硝化產生的N2O和NO是溫室氣體，通常在酸性條件下產生。當pH值小于6.0時，產生的N2O顯著增加，占氣體產物的50％。Verhoeven等建議將濕地系統(tǒng)的pH值保持在6.0以上。