随着人工湿地的应用和发展，尤其是处理典型污水和富营养化地表水时，人工湿地脱氮效率不理想的问题日益凸显。在人工湿地的脱氮过程中，微生物的硝化和反硝化作用贡献率可达到90%左右。人工湿地在实际运行过程中，在处理较高氮浓度、较低有机物浓度的废水时，人工湿地的脱氮效果欠佳，其主要原因是进水中的有机碳源含量较低，影响湿地基质内反硝化反应的顺利进行。因此需要通过外加碳源方式来加强微生物的反硝化作用。人工湿地在不投加碳源时，硝态氮去除率为14%～30%，但是以乙酸盐作为碳源后，硝态氮去除率提高到55%～70%。因此，通过添加有机碳源的方式，大大提高了人工湿地的反硝化效果，提升了人工湿地的脱氮性能。
水样测试指标主要有溶解氧含量、氧化还原电位、氨氮含量、硝态氮含量、总氮含量、总磷含量和化学需氧量。利用雷磁便携式多参数分析仪DZB-718，现场测定水体中溶解氧含量和氧化还原电位；采用纳氏试剂分光光度法，测定水样氨氮含量；采用紫外分光光度法，测定水样的硝态氮含量；采用碱性过硫酸钾消解——紫外分光光度法，测定水样的总氮含量；采用过硫酸钾消解钼酸铵分光光度法，测定水样的总磷含量；采用重铬酸钾滴定法，测定水样的化学需氧量含量。
添加不同缓释碳源的人工湿地出水污染物浓度见图2。添加玉米秸秆、玉米芯、木块的人工湿地和对照人工湿地具有相似的氨氮去除规律(图2a)，氨氮出水质量浓度为1.22～1.82mg/L，氨氮去除率为94.3%～96.2%。添加玉米秸秆、玉米芯、木块、Zeolite的人工湿地也具有相似的硝态氮去除规律，出水中的硝态氮质量浓度为1.01～2.40mg/L(图2b)，氨氮去除率为93.0%～97.0%，而对照人工湿地的硝态氮的去除速率较慢，随着水力停留时间延长，硝态氮去除率也可达到90.0%，这可能是由于美人蕉根系释放出足够的有机碳源，维持无碳源添加的人工湿地的硝态氮去除率。有研究表明，美人蕉的植物根系有机物的释放量为0.47mg/(g·d)，同时美人蕉的生物量较大，所以能够释放出足够的有机物，维持无碳源添加人工湿地的反硝化性能。
添加玉米秸秆、玉米芯、木块和对照人工湿地出水中总氮质量浓度为3.02～3.50mg/L(图2c)，总氮去除率为94.8%～95.6%。各人工湿地运行过程中，总磷去除规律不同，随着水力停留时间延长，各人工湿地总磷去除率为87.9%～90.3%(图2d)。人工湿地总磷的去除能力与基质性质有关，本实验采用了相同的人工湿地基质，所以总磷去除率较接近。本研究发现，添加玉米秸秆、玉米芯、木块的人工湿地出水中的化学需氧量含量相对较高(图2e)，对照人工湿地出水的化学需氧量含量相对较低，说明缓释碳源能够在基质中释放出有机物，促进人工湿地的反硝化作用。在本实验进水条件下，人工湿地都能很好地去除氨氮、总氮和总磷，无缓释碳源人工湿地对硝态氮的降解速率较慢，但随着水力停留时间的延长，也能很好地去除硝态氮，说明以炉渣为基质，栽种美人蕉的人工湿地能够很好地去除进水中的污染物，适合进水有机物含量低(甚至没有有机物)的含氮污水处理。
以炉渣为基质、以美人蕉为栽种植物的人工湿地可以有效地处理含有低浓度有机物进水的生活污水中的硝态氮(总氮质量浓度≤125.9mg/L)，氨氮和硝态氮的去除率分别为87.4%和93.1%以上。当污水中硝态氮含量继续增加时，应适当在人工湿地中添加缓释碳源。当总氮质量浓度增至179.2mg/L时，添加玉米秸秆的人工湿地能保持较好的硝化和反硝化作用，对氨氮和硝态氮的去除率可达92.1%以上。当温度下降时，添加玉米秸秆的人工湿地还具有较好的反硝化作用，当总氮质量浓度增至179.2mg/L时，其硝态氮去除率还维持在81.1%以上。以炉渣为基质、以玉米秸秆为缓释碳源、以美人蕉为栽种植物的人工湿地十分适用于以硝态氮为主要污染物的污水治理。
