人工湿地主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，终实现人工湿地的反硝化能力。污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。在人工湿地中，为提升反硝化能力，一直有设计将铁碳填料和生物填料的混合体，作提升反硝化能力，除氨氮的介质，后期更换为铁碳基生物载体填料。那么铁碳基生物载体填料是否能够提升人工湿地的反硝化能力呢？
 湿地系统中的微生物是降解水体中污染物的主力军。通过铁碳基生物载体的反硝化除氨氮的一系列的作用，污水中的主要有机污染物都能得到降解同化，成为微生物细胞的一部分，其余的变成对环境无害的无机物质回归到自然界中。好氧微生物通过呼吸作用，将废水中的大部分有机物分解成为二氧化碳和水，厌氧细菌将有机物质分解成二氧化碳和甲烷，硝化细菌将铵盐硝化，反硝化细菌将硝态氮还原成氮气，已到除氨氮的效果等。那么传统的铁碳填料和生物填料的组合，相对比铁碳基生物载体填料的处理效果，谁会更胜一筹呢？
 铁碳基生物载体填料人工湿地反硝化系统可以通过电解作用促进铁氧化物的产生,从而强化TP的去除(93.8%)。将各功能基质层由上到下每隔20 cm分为上、中、下三层,并考查周期内污染物的时空变化规律。研究发现,铁碳基生物载体填料人工湿地反硝化系统各层均在4 h内就能将TP浓度降低至0.05 mg/L以下(进水0.5 mg/L),24 h后各层TN浓度均低于2.5 mg/L(进水12 mg/L)。铁碳基生物载体填料的添加可以快速降低进水DO浓度,从而有利于反硝化的进行。值得注意的是,铁碳基生物载体填料的添加会使得系统中p H快速升高,进水4 h后p H升高到9-10,对植物和微生物的代谢造成一定的抑制,然而生物炭的添加可以有效减缓p H的上升,使得中下层基质p H稳定在8-9之间。微生物结果显示,添加铁碳基生物载体填料会使得系统微生物群落结构发生显著改变,系统中与脱氮过程相关的微生物如陶厄氏菌属(Thauera)、乔治菌属(Georgenia)等相对丰度显著提升,铁碳基生物载体人工湿地反硝化炭系统中Thauera、Georgenia的相对丰度分别为2.74%和8.75%,而在传统的以铁碳填料和生物炭组成的系统中几乎没有检测到两种菌属。此外,泰斯拉球菌属(Tessaracoccus)在铁碳基生物炭填料人工湿地反硝化系统占有大的比例,相对丰度分别为47.40%及29.84%,该菌属可能与铁还原有关,表明系统中存在着铁氧化-还原的循环过程,铁的循环对系统脱氮性能意义重大。氮元素平衡分析显示,在铁碳基生物载体填料人工湿地反硝化系统中,植物吸收和基质填料吸附仅占总氮去除的0.9%和2.7%,超过95%的氮是通过反硝化作用去除的。