伴随着城镇化进程的不断加快,我国的水环境现状不容乐观。在城市污水集中处理高能耗、高建造维护费用所面临的严峻情况下,污水人工湿地处理技术越来越受到人们的青睐。垂直流人工湿地系统相对“物美价廉”的建造、运行成本和在污水除碳脱氮方面相较于传统工艺具有大好的发展形势。本研究基于垂直流人工湿地污水处理系统的特征,模拟构建了沿垂深方向上由小—中—大粒径填料依次填充的,选择植物为水竹,以研究系统除碳脱氮能力的试验装置。本文以污水处理站进水作为本试验装置进水。经过试验的启动阶段,系统对各污染物去除率相对稳定,表明该系统中植物存活、生长,以及微生物群的形成和繁殖已经完成,表明已达到试验运行条件。在试验运行阶段,为寻找该系统对生活污水中含碳有机污染物、氨氮、总氮去除的最适环境条件,试验选择水力负荷、填料厚度等条件进行污染物去除率的研究,同时,对系统内部溶解氧量、溶解氧分布规律与污染物质去除率的相关性进行了探索。试验结果表明,系统在进水水力负荷为0.12m3/(m2·d),进水CODcr浓度约在290-330mg/L范围内,系统末端对CODcr的削减能力最好；系统在进水水力负荷为0.18m3/(m2·d),填料厚度约为60cm时对NH4+-N削减效果最好,而系统对总氮削减能力在水力负荷为0.18m3/(m2·d)时,随着填料厚度的增加呈缓慢增长。本试验对系统内部溶解氧分布规律的分析,及其对各污染物去除率的影响进行的试验表明：系统中沿垂深方向上填料厚度与溶解氧量呈负相关。溶解氧量的降低导致该系统对CODCr、NH4+-N去除率的增长速率不断降低,反而提高了系统对总氮的去除能力,但TN去除率的增长速率比较缓慢。本试验分析了垂直流人工湿地系统对污染物的降解过程,在一级动力学模型的基础上,对该系统除碳脱氮反应动力学进行了模拟,对垂直流人工湿地系统的进一步研究有一定的参考意义。