人工湿地的反硝化主要通过水生植物的吸收，微生物的硝化和反硝化以及氮的挥发来实现。微生物硝化和反硝化是主要的反硝化机理。有许多因素影响人工湿地中氨氮的去除。它们不仅受到人工湿地的三个组成部分的影响：基质，微生物和水生植物，而且还受到溶解氧（DO），pH和温度的影响。改善这些影响因素以实现良好的脱附。除氨氮作用外。
一、人工湿地基质脱氮机理
人工湿地处理系统的脱氮效果包括基质吸附，过滤，沉淀和氨气挥发，植物吸收以及微生物硝化和反硝化。氮在湿地系统中经历了复杂的周期性变化，包括七种形式（多种有机和无机形式）的转化。引入水中的氮基本上以有机氮和无机氮的形式存在。在土壤和植物系统中，有机氮首先在微生物的作用下被截留或沉淀，然后转化为氨氮，由于土壤颗粒带负电荷，氨离子易于吸附，土壤微生物将氨离子转化为NO3-。通过硝化作用，土壤可以恢复氨离子的吸附功能。同时，污水中的无机氮可以作为植物生长过程中不可或缺的物质直接被植物吸收，并且可以合成有机氮（例如植物蛋白），并可以通过收获植物将其从污水和湿地系统中去除。但是这部分仅占总氮的8％至16％，因此它不是主要的反硝化过程。
二、人工湿地基质除氮的影响因素
影响人工湿地脱氮的因素很多，主要分为两部分。从人工湿地的构成要素的角度考虑其中一种，将其分为基质，微生物和水生植物。二是考虑反硝化的主要机理。主要的反硝化过程是微生物的硝化和反硝化，影响硝化和反硝化的主要因素是溶解氧（DO），pH和温度。具体来说，包括以下几个方面：
第一，基质。人工湿地中的基质也称为填料和过滤材料。它通常由沸石，土壤，细砂，粗砂，砾石，碎砖，粉煤灰，泥炭，页岩，铝土矿，膨润土和其他介质组成。几种类型的结构，不同的基材对人工湿地的处理效果影响更大，并且基材的某些组合比单个基材的处理能力更强。因此，基质的选择是人工湿地处理系统的重要组成部分。人工湿地基质不仅为植物和微生物提供营养，还通过吸附，沉淀和过滤直接去除污染物。
第二，微生物。人工湿地的反硝化主要通过吸收水生植物，微生物的硝化和反硝化以及氮的挥发来实现，而微生物的硝化和反硝化是主要的反硝化机理。硝化作用是通过在需氧环境中自养需氧微生物进行的。它包括两个步骤：亚硝酸盐细菌将氨氮转化为亚硝酸（NO2-）；亚硝酸盐细菌进一步将亚硝酸盐氧化为硝酸盐（NO3-）。亚硝酸细菌和硝酸细菌通常称为硝化细菌。脱氮是在厌氧条件下进行的。反硝化细菌利用硝酸盐中的氧气来呼吸，氧化和分解有机物，并将硝酸盐氮还原为N2或N2O，从而实现湿地的反硝化。湿地环境中的微生物多样性是整个系统正常运行的关键。目前，关于湿地系统中不同微生物群落结构的功能组成的研究很少。人工湿地对污水的净化作用与生物膜形成有关。大多数生物过程，包括氮的还原以及有机物的吸附，降解和转化，主要是通过生物膜完成的，其发展程度直接影响人工湿地系统的建设。处理效率高，人工湿地中的植物为生物膜的形成创造了条件。
第三，温度的季节性变化。季节变化对氨氮的去除效果有很大影响。三四月份的水温低于15℃，氨氮的去除效果差，去除率在10％至20％之间。5月和6月温度的升高促进了植物的生长和微生物的生长。随着活性的增加，氨氮的去除效果增强，从7月到9月去除率达到20％-50％，去除率超过60％。进入十月份后，随着水温的降低，去除率也逐渐降低。该比例基本上小于30％。
第四，为了弥补湿地在硝化和异养反硝化方面的不足，提出了改善措施：如前曝气，尾水回水反硝化等，采用机械方式对湿地进行曝气以增强硝化作用。同时，硝化丰富的湿地废水返回并获得满意的反硝化效果。另外，国外学者已经考虑将厌氧氨氧化菌引入湿地以解决溶解氧限制硝化的问题。同时，其充分利用湿地内部缺氧的环境，以提高脱氮效率。厌氧氨氧化细菌在无氧的情况下使用氨，氢和有机物作为电子供体，将亚硝酸盐还原为氮，与完全硝化相比，将需氧量减少了63％。
第五，PH值。湿地环境的pH值也会影响微生物的代谢。以氮循环为例，当pH值在6.5至8.5之间时，有利于将好氧和厌氧微生物氨化为含氮有机物。pH值为8.0，氨氮主要以氨的形式挥发和去除。当pH＜6.0时，硝化细菌的活性显着降低。当pH＜5.0时，基本上可以忽略硝化作用。在湿地处理中，反硝化产生的气体是面临的一大问题。反硝化产生的N2O和NO是温室气体，通常在酸性条件下产生。当pH值小于6.0时，产生的N2O显着增加，占气体产物的50％。Verhoeven等建议将湿地系统的pH值保持在6.0以上。
