人工濕地凈化系統(tǒng)是根據(jù)自然濕地能凈化污水的原理，由人工建造的、模擬自然濕地結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)合體，利用系統(tǒng)中基質(zhì)、水生植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，通過(guò)過(guò)濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化。人工濕地因其運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果穩(wěn)定、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用于生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)以及畜牧業(yè)等各類污水的處理，特別是在含氮廢水的處理方面，人工濕地可發(fā)揮顯著的優(yōu)勢(shì)。

隨著水力停留時(shí)間的延長(zhǎng)，人工濕地對(duì)總氮和硝態(tài)氮的去除效率逐漸增大，說(shuō)明水力停留時(shí)間越長(zhǎng)，微生物硝化、反硝化越徹底，脫氮效果越好；當(dāng)水力停留時(shí)間達(dá)到5 d時(shí)，各處理下人工濕地對(duì)總氮的去除效率都達(dá)到90%以上，對(duì)硝態(tài)氮的去除效率都達(dá)到95%以上，隨著水力停留時(shí)間的繼續(xù)增加，總氮和硝態(tài)氮的去除效率基本保持穩(wěn)定。比較不同處理組可知，加鐵處理的人工濕地對(duì)總氮的去除效率整體上高于對(duì)照組，其中，高濃度鐵(50 mg/L)處理組的去除效率優(yōu)于低濃度鐵(25 mg/L)處理組。特別是在系統(tǒng)運(yùn)行的前3 d，加鐵處理對(duì)氮元素去除的促進(jìn)作用表現(xiàn)的尤為明顯。

加入鐵源的人工濕地對(duì)總氮和硝態(tài)氮的去除效率高于對(duì)照組，主要是由于在人工濕地系統(tǒng)中，鐵元素與氮元素發(fā)生了耦合作用，加快了硝化、反硝化過(guò)程，從而促進(jìn)了氮的去除。由圖2可知，隨著水力停留時(shí)間的延長(zhǎng)，人工濕地系統(tǒng)內(nèi)部水體氧化還原電位雖然出現(xiàn)了先降低后升高的變化，但系統(tǒng)仍然處于氧化環(huán)境條件，在氧化環(huán)境下，F(xiàn)e2+極易被水體中的氧和NO3-氧化為Fe3+，而在微生物作用下，F(xiàn)e3+可以氧化銨態(tài)氮，促進(jìn)系統(tǒng)的硝化過(guò)程。此外，水中鐵的氧化產(chǎn)物(Fe2O3)是重要的化學(xué)催化劑，能加快硝化作用的進(jìn)行。除了與氮的直接耦合作用外，鐵還可能通過(guò)刺激硝化、反硝化細(xì)菌的繁殖，間接促進(jìn)氮的硝化反硝化過(guò)程。因此，加入鐵源以后，人工濕地對(duì)氮元素的去除效率得到強(qiáng)化。

外源鐵補(bǔ)給可以促進(jìn)潛流人工濕地對(duì)總氮和硝態(tài)氮的去除效率，以及上層人工濕地對(duì)銨態(tài)氮的去除效率，且高濃度鐵的促進(jìn)作用強(qiáng)于低濃度鐵；但外源鐵輸入后抑制下層人工濕地對(duì)銨態(tài)氮的去除。

潛流人工濕地系統(tǒng)中的可溶性總鐵、Fe2 +和Fe3+濃度在實(shí)驗(yàn)運(yùn)行初期迅速下降；上層人工濕地水體中的Fe2+濃度低于下層人工濕地，而上層人工濕地中可溶性總鐵和Fe3+濃度高于下層人工濕地。

隨著水力停留時(shí)間的增加，潛流人工濕地水體pH總體上先升高后下降，而氧化還原電位則先下降后升高。加鐵處理的人工濕地水體?pH?總體低于對(duì)照組，且加鐵處理組人工濕地下層水體的pH低于上層；而加鐵處理組的氧化還原電位高于對(duì)照組，且加鐵處理組的人工濕地下層水體的氧化還原電位高于上層。