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(shí)現(xiàn)。微生物硝化和反硝化是主要的反硝化機(jī)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(gè)組成部分的影響：基質(zhì)，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(shí)現(xiàn)良好的脫附。除氨氮作用外。

一、人工濕地基質(zhì)脫氮機(jī)理

人工濕地處理系統(tǒng)的脫氮效果包括基質(zhì)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(jīng)歷了復(fù)雜的周期性變化，包括七種形式（多種有機(jī)和無機(jī)形式）的轉(zhuǎn)化。引入水中的氮基本上以有機(jī)氮和無機(jī)氮的形式存在。在土壤和植物系統(tǒng)中，有機(jī)氮首先在微生物的作用下被截留或沉淀，然后轉(zhuǎn)化為氨氮，由于土壤顆粒帶負(fù)電荷，氨離子易于吸附，土壤微生物將氨離子轉(zhuǎn)化為NO3-。通過硝化作用，土壤可以恢復(fù)氨離子的吸附功能。同時(shí)，污水中的無機(jī)氮可以作為植物生長過程中不可或缺的物質(zhì)直接被植物吸收，并且可以合成有機(jī)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(zhì)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(gòu)成要素的角度考慮其中一種，將其分為基質(zhì)，微生物和水生植物。二是考慮反硝化的主要機(jī)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(gè)方面：

第一，基質(zhì)。人工濕地中的基質(zhì)也稱為填料和過濾材料。它通常由沸石，土壤，細(xì)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(zhì)組成。幾種類型的結(jié)構(gòu)，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(gè)基材的處理能力更強(qiáng)。因此，基質(zhì)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(zhì)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(shí)現(xiàn)，而微生物的硝化和反硝化是主要的反硝化機(jī)理。硝化作用是通過在需氧環(huán)境中自養(yǎng)需氧微生物進(jìn)行的。它包括兩個(gè)步驟：亞硝酸鹽細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸（NO2-）；亞硝酸鹽細(xì)菌進(jìn)一步將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽（NO3-）。亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌通常稱為硝化細(xì)菌。脫氮是在厭氧條件下進(jìn)行的。反硝化細(xì)菌利用硝酸鹽中的氧氣來呼吸，氧化和分解有機(jī)物，并將硝酸鹽氮還原為N2或N2O，從而實(shí)現(xiàn)濕地的反硝化。濕地環(huán)境中的微生物多樣性是整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。目前，關(guān)于濕地系統(tǒng)中不同微生物群落結(jié)構(gòu)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(guān)。大多數(shù)生物過程，包括氮的還原以及有機(jī)物的吸附，降解和轉(zhuǎn)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(shè)。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(jìn)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(qiáng)，從7月到9月去除率達(dá)到20％-50％，去除率超過60％。進(jìn)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(bǔ)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(jī)械方式對濕地進(jìn)行曝氣以增強(qiáng)硝化作用。同時(shí)，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(xué)者已經(jīng)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(shí)，其充分利用濕地內(nèi)部缺氧的環(huán)境，以提高脫氮效率。厭氧氨氧化細(xì)菌在無氧的情況下使用氨，氫和有機(jī)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(huì)影響微生物的代謝。以氮循環(huán)為例，當(dāng)pH值在6.5至8.5之間時(shí)，有利于將好氧和厭氧微生物氨化為含氮有機(jī)物。pH值為8.0，氨氮主要以氨的形式揮發(fā)和去除。當(dāng)pH＜6.0時(shí)，硝化細(xì)菌的活性顯著降低。當(dāng)pH＜5.0時(shí)，基本上可以忽略硝化作用。在濕地處理中，反硝化產(chǎn)生的氣體是面臨的一大問題。反硝化產(chǎn)生的N2O和NO是溫室氣體，通常在酸性條件下產(chǎn)生。當(dāng)pH值小于6.0時(shí)，產(chǎn)生的N2O顯著增加，占?xì)怏w產(chǎn)物的50％。Verhoeven等建議將濕地系統(tǒng)的pH值保持在6.0以上。