人工湿地污水处理技术是一种简便有效的生态工程污水处理技术，该技术适合我国国情，尤其适合广大农村、中小城镇的污水处理，具有广阔的应用前景。然而，人工湿地污水处理技术还存在的诸多问题有待进一步深入研究，如污染物去除机理的分析、去除效果的改善和运行管理等。本论文针对垂直潜流人工湿地的自身特点，以生活污水为对象，研究污水中有机物、氮磷素的去除机制及其迁移转化规律，并通过人工湿地基质种类、粒径的选择和组配方式的不同来探索提高垂直潜流人工湿地对污染物的去除效果。这对于提高垂直潜流人工湿地中污染物的去除效果、优化垂直潜流人工湿地工程设计中的理论参数，进而完善和推广该类型湿地在污水处理中的应用具有重要的理论和现实意义。 本论文研究的主要结论有： （1）在不同温度条件下，评价和确定了不同基质对氮磷素静态吸附能力和实际除污性能，得出选择含铁丰富或者含钙丰富的基质可有效提高人工湿地对磷素污染物的净化效果，选择含铝丰富的基质可有效提高对氨氮污染物的吸附效果。在人工湿地运行初期，基质对TP的去除率由基质自身磷素最大吸附量和基质间孔隙率共同主导影响；而在运行一段时间后，各基质对TP的去除率主要由各基质自身的磷素最大理论吸附量主导。 （2）工业副产物煤灰渣、高炉渣和钢渣因化学吸附作用而对污水中磷素有较好的去除效果；钢渣处理污水后会生成羟基钙磷灰石[Ca₁₀（OH）₂（PO₄）₆]、磷酸铝[AlPO₄]和Fe₂PO₅等新物质并结合在钢渣的表面，煤灰渣和高炉渣亦新生成Ca₃（PO₄）₂等物质。 （3）在单一粒径的基质填料柱中，生物膜的含量在水流方向随着深度的增加而减少，但其活性却随着深度的增加而增加；选择颗粒均匀、粒径主要在5～10mm的基质将有效的提高对污染物的去除效果。在多粒径组配的基质填料柱中，有小粒径基质的填料柱运行一段时间后都会出现雍水现象；在堵塞前，小—中—大（自上而下）粒径基质组配的填料柱对各种污染物都有较好的去除效果，待雍水发生后，该填料柱对各种污染物，尤其是氨氮的去除有明显的下降。 （4）在以砂子为基质的垂直潜流人工湿地中，布水管至布水管下10cm基质