多级土壤入渗系统的反硝化除磷主要依靠基质截留，填料吸附以及微生物硝化反硝化过程。作为污水处理介质和微生物生长和富集的地方，基质填料是多阶段土壤渗透系统中最重要的部分。其中，渗透层材料通常由沸石，珍珠岩，砾石和其他大颗粒组成。土壤砖层通常由土壤作为主要填料，并掺入相对较小粒径的煤渣，木炭，铁粉等材料。
对于土壤砖层，加入煤渣和活性炭后红黏土的渗透率显着提高，而加入膨润土和粉煤灰的土壤的渗透率降低。对于渗滤层，具有较大粒径的材料的渗透性显着高于具有较小粒径的材料的渗透性，并且沸石的渗透性高于陶粒的渗透性。
另外，在选择材料时，应注意渗透层的填料与土砖层的基质填料之间的渗透性差异，不应太大，否则容易引起短流现象。从渗透性的角度来看，通过添加20％-40％的煤渣或活性炭与红粘土混合制成的复合填料更适合作为土砖层的材料，而沸石1，沸石2和生物陶粒1是更理想的材料，用作渗透层的材料是更加合适的。
根据上图，各种材料对NH4-N的吸附能力从强到弱依次为：沸石1>沸石2>膨润土>土壤>粉煤灰>煤渣>活性炭>生物陶粒1>生物陶粒2。当NH4-N的质量浓度小于60mg/L时，沸石1和沸石2的吸附等温线的斜率明显高于其他材料，但是随着NH4-N的含量进一步增加，吸附每种物质对NH4-N的吸附能力生长逐渐减慢，最终趋于平衡。
另外，这9种材料的平均硝化强度的顺序为：沸石1>沸石2>活性炭>土壤>膨润土>煤渣>生物陶粒2>生物陶粒1>粉煤灰。
简而言之，两种粒径的沸石的硝化强度均远高于其他材料，而粒径越小，硝化强度越强。土壤，活性炭，煤渣和膨润土也具有很强的硝化强度，粉煤灰和生物陶粒也相对较强。虚弱的。活性炭和煤渣填料的反硝化强度明显高于其他填料，但其他填料的强度差异较小。
