基质在人工湿地中占据着重要的地位,其承担着净化水体,支撑植物生长,提供微生物生命活动场所,创造良好水力传导性等作用。铝污泥作为给水厂的副产品,具有良好的磷吸附能力,是一种极具潜力的人工湿地基质。然而铝污泥本身密度大、孔隙率小、易堵塞等问题,增添了其运输、装配和管理维护的难度。为了解决其质量大、运输费用高、易堵塞等问题,本文首次将聚氨酯和铝污泥进行复合,生产出一种多孔轻质基质聚氨酯-铝污泥（PU-Al）,并且将其运用到垂直流人工湿地和生态浮床上强化污染物的去除。利用响应面法优化PU-Al轻质基质的合成配比,结果表明,当铝污泥的粒径为60-100目,按照白料和黑料质量比1.4（白料35 g;黑料25 g）,铝污泥250 g,水3.5 g,硅油（L580）0.1 g,三乙烯二胺（A33）0.5 g,辛酸亚锡（T9）0.35 g的比例进行快速搅拌,最后在45°烘箱内恒温发泡半小时,即可得到外观良好,孔隙密布的新型PU-Al轻质基质。PU-Al轻质基质的FT-IR、BET和SEM测试表明其主要化学基团和原铝污泥差别不大,PU-Al表面布满平滑的孔隙,聚氨酯平滑的表面使得PU-Al的比表面积相比较原铝污泥下降到3.4960±0.0239 m2/g,密度降到0.463 g/cm3。通过吸附动力学实验及模型拟合,PU-Al对磷的吸附属于化学吸附,Langmuir方程拟合得对磷的饱和吸附容量为1.599 mg/g,低于铝污泥的2.011 mg/g。分别构建了以PU-Al、砾石、铝污泥块和聚氨酯海绵为基质的垂直流人工湿地实验（进水指标:COD=300 mg/L、TP=10 mg/L、TN=25 mg/L;水力停留时间:48 h）,185天的运行结果表明,增加虹吸口的高度以及串联两个不同的湿地系统可以明显增加湿地系统对于COD和TN的去除效果,其中提高虹吸口高度可以增加5%的COD去除率和9%的TN去除率,而串联两级湿地系统也可以使COD和TN的去除率分别增加5%和12%。在以PU-Al、聚氨酯海绵为基质,并以传统纯植物浮床为参比的浮床实验（进水指标:COD=60 mg/L、TP=2 mg/L、TN=10 mg/L;水力停留时间:48 h;运行150天）中,所得实验结果表明,添加PU-Al轻质基质可以明显提高浮床对于水体污染物的去除效果,PU-Al浮床对于COD、TP和TN的最高去除率分别为:71.48%、51.24%和57.63%,远高于植物浮床的36.6%、17.2%和34.51%。植物生长方面,绿萝在垂直流人工湿地和生态浮床中均长势良好,其根系能够刺入PU-Al轻质基质的内部,PU-Al轻质基质对植物起着支撑及保护作用。经过浸泡的PU-Al轻质基质并未出现解体,破碎等现象,其表面附着大量微生物,显著提高了系统中微生物的多样性,增加了系统对于水体中污染物的去除能力。总之,PU-Al轻质基质具有孔隙率高、质轻、高效的磷吸附性能等特点,有利于微生物的附着生长,能有效去除污水中的污染质,是一种优良的水处理基质,具有良好的实际应用价值。