研究表明，炉渣-木头-砾石组合模式去除效能较优（植物生长期），炉渣/砾石为硝化过程提供有效的氧气扩散通道和碱度供给，土壤/木头芯片可为反硝化提供充足的碳源；而木头-炉渣-砾石组合模式的抗冲击负荷更强、更适合于厌氧脱氮处理，反硝化耦合厌氧氨氧化过程可能是其抗冲击能力强的主要原因（植物死亡期）（Li et al., Journal of Environmental Sciences, 2017；ZL 201510236212.4）。采用前端间歇微氧曝气耦合缓释碳源的强化措施，能有效扩大系统内好氧/厌氧交替环境，实现高效的硝化/反硝化脱氮过程（Li et al., Environmental Science and Pollution Research, 2017；CN 201610147301.6）。然而，低温条件下人工湿地净化效能显著降低，通过复合铁酶促生物膜强化和低温预冲击等措施可在一定程度上提高系统的净化效能。相关研究成果可为人工湿地处理高强度含氮废水及其低温强化运行提供新思路（CN 201610710032.X；CN 201710911339.0）。
基于上述研究，水环境污染与防治学科组首次提出了以土壤/木头芯片为核心，集硝化-反硝化、厌氧氨氧化于一体的新型人工湿地污染净化体系，提出了四季运行／应用模式（图 1），可为缓释碳源型人工湿地技术的应用和推广提供重要科技支撑。
上述研究成果分别发表在 Journal of Environmental Sciences, Environmental Science and Pollution Research等国际期刊上，
东北地理所李怀博士为论文第一作者和专利第一发明人，相关工作得到了所“一三五”战略规划项目、国家自然科学基金、城市水资源与水环境国家重点实验室开放基金资助。
图1 缓释碳源型人工湿地四季运行（应用）模式
论文信息：
[1] Li Huai, et al. An innovative wood-chip-framework substrate used as slow-release carbon source to treat high-strength nitrogen wastewater. Journal of Environmental Sciences, 2017, 51: 275-283.
[2] Li Huai, et al. Nitrogen removal in wood chip combined substrate baffled subsurface-flow constructed wetlands: impact of matrix arrangement and intermittent aeration. Environmental Science and Pollution Research, 2017, 24(5): 5032-5038.
专利信息：
[1] 一种生态调控型人工湿地强化碳氮同步去除系统（授权号：ZL 201510236212.4）
[2] 一种具有深度脱氮功能的微曝气型固体碳源湿地系统及工艺（受理号：CN 201610147301. 6）
[3] 一种强化低温氮、磷去除的复合铁酶促湿地生物膜系统及方法（受理号：CN 20161071003 2.X）
[4] 一种强化低温运行的人工湿地系统及其温度调控方法（受理号：CN 201710911339.0）
