通过2007-2011连续5年对西湖钱塘江引水数据的监测发现，引水中TN浓度常年高于2mg/L，使得西湖水体水环境质量标准处于劣V类的水平。针对西湖引水水质现状，利用生物脱氮原理采用了一套由改性水草塘、生态塘和复合垂直流人工湿地组成的耦合工艺进行反硝化脱氮，并构建了小试和示范工程两套系统;研究了C/N比等因素对小试系统运行效果的影响;研究了示范工程系统的运行效果及改性水草塘中纤维填料的工程使用降解情况;最后针对填料进行了表面改性方面的研究。实验研究结果表明:　　 1)小试系统研究中C/N比对改性水草塘的TN去除率影响很大，而对硝酸盐氮去除率的影响并不明显;对人工湿地而言，不同C/N不同植物种属的湿地对NO3--N的去除率存在大的差异，C/N比对湿地脱氮效果影响比较明显，C/N=2.8时，CW1#对NO3--N的去除率最高，为71.88±15.70％，并且与C/N＞2.8的几组情况有显著性差异(F3,56=21，p＜0.05)。在C/N=4.1时，CW2#对NO3--N的去除率为92.83±11.26％，与其它C/N比值下NO3--N的去除率差异显著(F3,56=4.34，p＜0.05)。改性水草塘系统对COD的去除高于其对TN去除的贡献率;　　 2)综合从碳源投加的经济成本因素和系统的反硝化效果来看，小试试验最优的C/N比为4.90;而从整体上看，小试多塘/人工湿地的耦合系统对此微污染水体具有良好的脱氮效果，系统出水可达到地表水环境质量标准Ⅳ级的标准。耦合工艺示范工程系统稳定运行期间的C/N比均值为4.77，改性水草塘和复合垂直流人工湿地单元作为耦合系统的两个重要组成部分在系统的脱氮、除磷方面优势互补，共同保证水质指标出水稳定;　　 3)示范工程系统中，温度对复合垂直流人工湿地单元去除CODCr和TN的影响较明显(P＜0.05);改性水草塘单元和复合垂直流人工湿地单元的TN去除率与C/N比呈正相关。耦合系统对CODCr、TN、NO3--N和TP的平均去除率分别为，52.27％、52.49％、53.69％和52.79％;　　 4)示范工程结果表明纤维填料在工程应用中的寿命为6个月左右;碱处理对纤维材料的吸湿性能影响显著(P＜0.01);通过水浴法对材料改性的正交试验的结果表明，对纤维材料改性效果的影响因素大小顺序为:单体浓度＞温度＞时间＞碱浓度;正交试验的最优改性条件为:温度为45C，碱浓度为1％，单体浓度为5％，时间为30min;通过微波法对材料改性的正交试验的结果表明，对纤维材料改性效果的影响因素大小顺序为:单体浓度＞微波反应时间＞碱浓度＞浸泡时间;正交试验的最优改性条件为:碱浓度2％，单体浓度1％，浸泡时间为30min，微波时间为180s;　　 5)通过KH550和戊二醛将TiO2在材料表面负载，FTIR分析结果显示，在3417 cm-1处出现了O-H的伸缩振动吸收峰，在1063cm-1处出现强的Si-O伸缩振动特征峰;661cm-1出现了Ti-O-Ti的特征吸收峰，说明纳米TiO2负载到了材料上;负载TiO2后复合材料对甲基橙的光催化降解率达到32.21％。重复性试验表明光降解率降低到11.03％左右，反应后材料重量无明显减少。