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针对串联于垂直流湿地系统或城市污水生物处理之后的水平潜流人工湿地在工程实践中暴露出的反硝化碳源不足问题，本研究选用水生植物香蒲枯叶生物质作为外加碳源，构建栽种植物—无香蒲枯叶系统(W1)、无植物—投加香蒲枯叶系统(W2)、栽种植物—投加香蒲枯叶系统(W3)和栽种植物—投加碱预处理香蒲枯叶系统(W4)4套反应装置，采用人工配水、序批式运行方式，主要研究栽种植物、投加生物质及生物质预处理对潜流湿地系统反硝化效能的强化程度以及生物质(香蒲枯叶)水解发酵产酸规律。主要研究结论如下：
(1)在试验期内，W1～W4系统的反硝化过程均符合Monod模型，但在不同时期，由于主导受限因素不同，其表观特征不尽相同。其中在反应初期、末期以及反应中期的前段时间，W1～W4系统的反硝化过程表观上呈零级反应；(2)栽种植物、投加生物质均可强化系统的反硝化效能，且投加生物质对系统反硝化作用的强化效果十分显著。栽种植物可将系统中NO3-N的去除速率和反硝化速率常数k值分别提高11％～41％和8％～17％，香蒲枯叶的投加可将NO3-N的去除速率和反硝化速率常数k值分别提高1.4～2.9倍和1.6～3.9倍；(3)在反应初期，W4系统的反硝化效能优于W3系统，其NO3-N去除速率和反硝化动力学常数k值比W3系统的高86％和66％，在反应中期和末期，W4系统的反硝化效能不及W3系统，W3系统中NO3-N的去除速率和反硝化速率常数k值比W4系统的高10％～55％和9％～15％；(4)在试验期内，生物质水解产生的溶解性还原糖总量较低，其浓度为0.04～0.06mg/L，且随着时间的推移，溶解性还原糖量逐渐减少。在同一反应时期，系统中溶解性还原糖量基本维持在某一浓度值附近上下波动，且系统构成不同，溶解性还原糖浓度存在一定的差异；(5)在试验期内，系统中溶解性蛋白质及其降解产物氨氮的浓度随反应时间均呈下降趋势。在反应初期，系统中溶解性蛋白质及氨氮的浓度总体上呈升高趋势，最高分别可达37.2mg/L和11.6mg/L，在反应末期，溶解性蛋白质及氨氮浓度均在0.4mg/L以下。系统TN浓度的变化规律与NO3-N的去除规律基本一致。各系统反应中期时TN的去除效果优于反应初期和末期。在反应初期和末期，系统出水的TN。浓度均较高，在8.0～13.8mg/L范围，TN去除率为73％～80％；而在反应中期，系统出水TN浓度基本维持在5mg、L以下，TN去除率均大于90％；(6)在反应初期，生物质水解发酵产物VFAs(以乙酸为代表)的释放量随时间呈升高趋势，其中乙酸的累积浓度最高可达49.30mg/L，而在反应中期和末期，均未检出VFAs。在试验期内，系统存在反硝化除磷现象，反应中期时各系统出水TP浓度较反应初期高，明显高于反应末期出水TP值。