垂直流人工湿地系统

污水从湿地表面纵向流向填料床的底部，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入的人工湿地系统。垂直潜流人工湿地的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水。其缺点是对有机物的去除能力不如水平潜流人工湿地系统，落干、淹水时间较长，控制相对复杂，夏季有孳生蚊蝇的现象。
在生态工程技术中，由于垂直流人工湿地净化效率较高，占地面积较小，越来越受到人们的重视，并已得到大规模推广应用。其中基质是人工湿地的重要组成部分，为植物和微生物提供生长介质，为水流提供良好水力条件的同时，也能够通过过滤吸附和沉淀等作用直接去除污染物，影响着人工湿地的净化能力和运行的稳定性，研究基质的净化效果和相关净化机制十分重要。湿地中氮的去除主要是通过微生物的硝化与反硝化作用，植物的吸收和挥发作用，基质的吸附、过滤、沉淀和氨的挥发等。其中硝化、反硝化作用是人工湿地除氮最主要的途径。污水进入人工湿地下行流池后先通过硝化作用将氨氮转化为硝态氮，此后在水流行进的路线上硝化作用减弱，反硝化作用占主导地位，最终氮素转化成气态形式释放。
复合垂直流人工湿地的下行流池表层具有很强的物理、化学和生物作用，持留了污水中最大部分的氮素。人工湿地反硝化作用在各基质层都比较强，反硝化作用是人工湿地主要的除氮途径。湿地中85%以上的氮的去除来自反硝化作用。人工湿地对磷的去除通过微生物的积累、植物的吸收和基质的物理化学作用等几方面协同完成。