Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε η κατασκευή και η συγκριτική αξιολόγηση τεσσάρων πιλοτικών Τεχνητών Υγροβιότοπων Αφυδάτωσης Ιλύος (ΤΥΑΙ) με διαφορετικά υλικά υποστρώματος και υπό διαφορετικούς ρυθμούς φόρτισης. Το πείραμα διεξήχθη στον υπαίθριο χώρο της Εγκατάστασης Επεξεργασίας Λυμάτων (ΕΕΛ) Χανίων. Όλες οι μονάδες (P60, P80, PES60 και PES80) χρησιμοποίησαν ως πληρωτικό υλικό χαλίκι ποτάμιας προέλευσης διαφόρων κοκκομετριών, φυτεύτηκαν με Phragmites australis και είχαν διαστάσεις 100 cm × 120 cm × 100 cm (Π×Μ×Υ). Στις μονάδες PES60 και PES80 τοποθετήθηκε επιπλέον στρώμα άμμου και προστέθηκαν γεωσκώληκες του είδους Eisenia fetida. Οι μονάδες P60 και PES60 λειτούργησαν με ρυθμό φόρτισης (SLR) 60 kgTS/year, ενώ οι P80 και PES80 με 80 kgTS/year.Η τροφοδοσία των μονάδων πραγματοποιήθηκε με λυματολάσπη από τη δευτεροβάθμια εκροή της Ε.Ε.Λ. Χανίων, με καθορισμένο ρυθμό και συχνότητα φόρτισης σύμφωνα με το πειραματικό πρωτόκολλο. Το πείραμα διήρκεσε συνολικά οκτώ μήνες και περιλάμβανε εβδομαδιαίες δειγματοληψίες και αναλύσεις της εισερχόμενης λυματολάσπης, της υπολειμματικής ιλύος και των στραγγισμάτων. Οι αναλύσεις περιλάμβαναν τον προσδιορισμό παραμέτρων όπως BOD₅, COD, NO₃⁻-N, NH₄⁺-N, PO₄³⁻-P, TP (ολικό φώσφορο), EC (ηλεκτρική αγωγιμότητα) και pH. Επιπλέον, στην αφυδατωμένη υπολειμματική ιλύ πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις ολικών στερεών (TS),οργανικών πτητικών στερεών (VS), πάχους υπολειμματικής ιλύος και συγκεντρώσεων μετάλλων και μεταλλοειδών.Τα αποτελέσματα της υπολειμματικής ιλύος έδειξαν ποσοστά μείωσης του όγκου 96,4%, 92,7%, 92,5% και 89,7% για P60, P80, PES60 και PES80 αντίστοιχα. Το περιεχόμενο σε TS ανήλθε σε 48,8%, 22,6%, 55,0% και 46,3%, αντίστοιχα. Οι τιμές των οργανικών πτητικών στερεών (VS) υποδήλωσαν περιορισμένη αποδόμηση του οργανικού υλικού. Οι συγκεντρώσεις αζωτούχων ενώσεων και φωσφόρου εμφάνισαν διαφοροποιήσεις, με τις μονάδες PES να παρουσιάζουν βελτιωμένη απομάκρυνση. Οι συγκεντρώσεις μετάλλων σε όλες τις μονάδες διατηρήθηκαν εντός των επιτρεπόμενων ορίων για γεωργική χρήση. Συνολικά, οι μονάδες PES60 και P60 παρουσίασαν την καλύτερη συνολική απόδοση όσον αφορά τη μείωση όγκου και την αύξηση της περιεκτικότητας σε στερεά. Παράλληλα, η χρήση γεωσκωλήκων και αμμώδους υποστρώματος στις μονάδες PES ενίσχυσε τη σταθεροποίηση της ιλύος και τη βελτίωση της απομάκρυνσης αζώτου και φωσφόρου, επιβεβαιώνοντας ότι η κατάλληλη επιλογή υποστρώματος και βιοενίσχυσης αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για τη βέλτιστη λειτουργία των συστημάτων ΤΥΑΙ.