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人工湿地是一种环境友好、低能耗、处理水质好的污水处理工艺,然而占地面积大,污染物负荷低,基质容易饱和、堵塞、废弃后难于处理等问题极大的限制了其推广与应用。针对人工湿地中存在的一系列问题,研究玉米芯生物炭基质对污染物的净化效果（与传统的无机基质陶粒相比较）及其净化机理。针对废弃后基质形成新的污染问题,以净化试验结束后玉米芯生物炭基质为原料,通过简单地焚烧形成灰渣后再从灰渣中回收磷资源,既解决了基质的终处置问题,同时也可取得资源回收的效果。通过建立垂直流人工湿地小试模型,研究了原始玉米芯、玉米芯生物炭（CBS）、陶粒三种基质在不同的曝气条件下对模拟生活污水的净化效果。结果表明,启动60天后（间歇流）,玉米芯生物炭基质、陶粒基质在2.9m3/（m2·d）曝气条件下均取得了较好的污染物净化效果（出水水质达到稳定,CBS对模拟生活污水中COD、NH4+-N的去除率在90%以上,TP约为45%）,可以作为人工湿地基质使用。将进水改为连续流,待人工湿地出水水质稳定后,研究了水力负荷、曝气量、进水水质这三个因素对处理效果的影响。结果表明连续流状态下,为保证出水水质,水力负荷不大于1m3/（m2·d）、进水污染物浓度不宜过高（NH4+-N<50mg/L,TP<4mg/L）,曝气量 1.8～3.6m3/（m2·d）（气水比为 1.8:1～3.6:1）为宜。分别以人工湿地小试模型以及模型中的基质为研究对象,研究了 C/N对脱氮效果及脱氮途径的影响。结果表明,相比于传统无机基质,CBS在处理低C/N生活污水时更具优势,其原因可能是CBS能释放一定的有机物从而促进反硝化反应的进行。基质本身的多孔结构及基质之间的堆叠关系在人工湿地中形成了不同的含氧环境,有利于同步硝化反硝化反应（SND）的发生,同时,有机物的增加有利于反硝化反应的进行,使得硝化速率与反硝化速率更加接近,从而导致SND效率随着C/N的增加而增大。C/N对人工湿地脱氮途径有一定的影响,较低C/N条件下以短程硝化反硝化为主,高C/N条件下以传统的硝化反硝化过程为主。利用高通量测序技术研究了玉米芯生物炭垂直流人工湿地不同高度微生物种群结构特征。结果表明,不同高度基质上的微生物在门、纲、属水平上都表现出一定渐变趋势,存在功能分区。主要菌门包括Proterbacteria（大于43%）、Chloroflexi、Firmicutes、Bacteroidetes、Nitrospirae。主要菌纲包括Gammaproteobacteria、Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria 等。主要菌属包括 Thiothrix、Clostridiumsensustricto1、Nitrocspira。与生物脱氮相关的菌属主要包括 Nitrosomonas、Nitrospira、Azospira、Tauera、Zoogloea、Denitratisoma、unclassifiedfComamonadaceae、Acinetobacter、Dechloromonas 等。废弃后的基质包含大量污染物质,如不妥善处置便会形成新的污染。结合生物炭的性质,在有氧条件下进行燃烧,最终产物为无害化的CO2和少量灰渣。净化试验后的基质既是一种新的污染物质也是一种潜在资源,模型试验后的玉米芯生物炭基质在500℃有氧条件下燃烧得到的灰渣中磷（以P2O5计）含量约为13.3%,远远高于一般原始生物质焚烧灰中磷含量,是一种潜在的回收磷的原料。每O.1g灰渣宜使用80mL左右的0.05mol/LHCl提取剂较为经济合理。当提取剂为0.05mol/LHCl溶液,提取时间为10min时,可以将灰渣中较大部分（约67%）的磷提取至溶剂中,同时HC1使用量也比较小。pH、P:N:Mg对磷的沉淀回收率有较大的影响,最佳反应条件为:pH=9～9.5,P:N:Mg=1:1.4:1.6,该条件下磷回收率在90%以上。