比較我國和發達國家污水排放標準（表1）發現，各國污水處理廠排放標準中氮、磷的限值均處于較高水平，這表明在一定程度上二級出水均存在深度處理的需求。表2列舉了我國不同區域、城市的二級出水主要指標，水質呈現明顯的地域特征。

基質在人工濕地結構中占有最大體積，是人工濕地區別于自然濕地的重要特征。國內外有關基質的研究主要集中在不同基質對有機物、氮和磷等污染物的凈化效果及其去除機理。不同基質各有優缺點，如沸石的氨氮去除效果較好，礫石、鋼渣、煤灰渣等的除磷效果較為顯著。為了充分發揮各類基質優勢，人工濕地往往由多種基質組成，以有效去除各種污染物，并可同時有效避免堵塞，延長運行周期。

人工濕地可通過多種機制脫氮，包括生物（微生物作用、植物吸收等）、物理（沉積、揮發等）和化學反應（吸附作用）。Vymazal考察了水平潛流人工濕地脫氮情況，認為濕地中N的主要去除機制是有氧區的硝化細菌和厭氧區的反硝化細菌共同完成的，有文獻表明，其貢獻率達80%；而揮發作用、吸附作用和植物吸收在脫氮方面并未發揮較大作用。人工濕地除磷主要依賴濕地基質、水生植物和微生物以及三者之間的聯合作用，通過一系列復雜的物理（沉積）、化學（沉淀、吸附）以及生物（植物吸收、微生物吸收與積累）的途徑，實現除磷的目的。

基質在為植物和微生物提供生長介質的同時，還能夠通過沉淀、過濾和吸附等作用直接去除污染物，而基質的種類、布置方式等會直接影響其效果[96]。在人工濕地內部填充多孔、表面積大的基質，可改善人工濕地的水力學性能，同時增強污染物（尤其是氮、磷）的去除性能。基質布置方式主要包括基質種類搭配及其粒徑級配，可根據二級生化出水的水質特點及水質凈化要求，選擇合理的基質布置方式以強化脫氮除磷效果，并確保系統長期穩定運行。