濕地是由水陸相互作用而形成的具有特殊功能的自然綜合體，是重要的國(guó)土資源和自然資源，是生物重要的生存環(huán)境，與人類(lèi)的生存和發(fā)展息息相關(guān)，也是自然界最富有生物多樣性的生態(tài)景觀。人工濕地是人工設(shè)計(jì)與建造的由飽和基質(zhì)、挺水與沉水植被、動(dòng)物和水體組成的復(fù)合體。

在20世紀(jì)70年代，人工濕地處理系統(tǒng)大多利用原有的天然濕地，將天然濕地系統(tǒng)與人工建造的氧化塘處理系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，既保持了天然濕地的原有結(jié)構(gòu)，又提高了氧化塘系統(tǒng)的處理效果；80年代以后，人工濕地發(fā)展為由人工建造的、以不同粒徑的礫石等為填料基質(zhì)，并種植有一定去污能力植物的處理系統(tǒng)，這樣的構(gòu)建模式使得人工濕地進(jìn)入了規(guī)模性的應(yīng)用階段。國(guó)外對(duì)人工濕地污水處理技術(shù)研究開(kāi)展較早，最早可以追溯到1903年建在英國(guó)約克郡Earby的濕地系統(tǒng)，它持續(xù)運(yùn)行到?1992?年；1953?年，德國(guó)Seidel在研究中發(fā)現(xiàn)，蘆葦通過(guò)其根區(qū)產(chǎn)生微生物活性的區(qū)域作為生化反應(yīng)器來(lái)轉(zhuǎn)化、降解有機(jī)物，可以去除污染物。1990年7月， 在中國(guó)深圳成功建立了第一個(gè)人工濕地污水處理工程——白泥坑人工濕地污水處理系統(tǒng)。

人工濕地的填料

目前，用于人工濕地的填料沸石、石英砂、礫石、活性炭等，這些填料能夠?yàn)槲⑸锏纳L(zhǎng)提供穩(wěn)定的依附表面，除此之外，填料還可以為水生植物提供支持載體和生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，當(dāng)這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)污水流經(jīng)人工濕地時(shí)，填料通過(guò)一些物理、化學(xué)途徑(如吸附、吸收、過(guò)濾、絡(luò)合反應(yīng)和離子交換等)凈化污水中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其他污染物，基質(zhì)對(duì)有機(jī)污染物的去除主要體現(xiàn)在對(duì)磷的吸附上。

當(dāng)前，研究人員對(duì)填料的研究目前已經(jīng)廣泛開(kāi)展，各種工業(yè)副產(chǎn)物、礦石等都引起了人們的關(guān)注，如沸石、粉煤灰、礫石、陶粒等被填充到人工濕地系統(tǒng)中，大大提高了氮的去除效果。沸石以其儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉、吸附容量大、對(duì)環(huán)境無(wú)毒無(wú)害且容易再生等優(yōu)點(diǎn)，在污水處理方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

4種人工濕地填料對(duì)氨氮的吸附量由大到小依次為沸石>紅泥>爐渣>水洗砂。因此在當(dāng)前人工濕地中使用沸石填料，可以達(dá)到較好的脫氨氮效果，并延長(zhǎng)使用壽命。而其他材質(zhì)作為人工濕地的填料時(shí)易造成濕地堵塞，可以將其與吸附能力強(qiáng)且通透性較好的基質(zhì)混合使用，實(shí)現(xiàn)工業(yè)副產(chǎn)物的資源化利用。