一、人工濕地的優勢

人工濕地系統是一個完整的生態系統。它形成了內部的良好循環并具有較好的經濟效益和生態效益，是正在不斷得到研究應用和發展的污水處理實用新技術，具有投資低，出水水質好、抗沖擊力強、增加綠地面積、改善和美化生態環境、操作簡單、維護和運行費用低廉等優點，即：高效，經濟，美觀，生態。

二、人工濕地的作用

人工濕地處理污水系統包括前處理和人工濕地兩個部分。前處理部分包括：格柵、沉砂池、沉淀池、兼性塘等。人工濕地則由許多長滿植物的碎石床并聯和串聯組成．根據水流形態人工濕地叉分表面流式和潛流式。根據原水水質的污染物去除要求．使設計工藝達到最佳效果。

1.物理沉積

污水進入濕地，經過基質層及密集的植物的莖葉和根系，使污水中的懸浮物固體得到過濾，并沉積在基質層中。

2.化學反應

污水中許多污染物可以通過化學沉淀、吸附、離子交換等化學化應過程得以去除。化學反應是否顯著取決于基質的化學成分。例如含CaC03較多的石灰石有助于磷的去除；含有機物豐富的土壤有助于吸附各種污染物。

3.生化反應

???生化反應是去除有機污物的主要作用。根據J977年德國學者Kickuth R．根區法理論，生長在濕地中的挺水植物通過葉吸收和莖桿的運輸作用，將空氣中的氧轉運到根部，再經過植物的根部表面組織擴散，在根須周圍形成好氧區，這樣在植物根頒周啊就會有大量好氧微生物將有機物分懈 在根須較少和達到的地方將形成兼性區和厭氧區：發生兼性微生物和厭氧微生物降解有機物的作用 由于這種基質中好氧區和厭氧區的同時存在，十分利于硝化和反硝化反應的進行面達到除氮效果。人工濕地凈化污水的原理正是物理沉積、化學反應和生化反應的綜合作用，植物就如同一個廉價而又精妙的曝氣機。

三、填料在人工濕地中的作用

在人工濕地處理系統中，填料是人工濕地的基質與載體，填料的所有理化性狀都將影響到它對污水的處理效果。填料通過對污染物的物理過濾、離子交換、專性與非專性吸附、螯合作用、沉降反應等對污染物進行截留，為后續微生物和植物對污染物的進一步分解和吸收創造了良好的條件，同時填料為微生物的生長提供了穩定的依附表面，而粘附在填料上的微生物種群就是凈化過程的關鍵因素，其組成以及數量直接影響著系統的凈化效果。

通過在人工濕地內部填充多孔、有較大比表面積且空隙率較大的填料，可以為微生物提供更大的附著面積、提高氣、液通過的能力，進而增強系統對污染物(尤其是氮、磷)的去除能力。因此，濕地基質填料的選擇是濕地建造和能否改善濕地凈化污水能力的關鍵。

在填料的設計和選擇上，為滿足其作為生物膜載體等功能，一般需考慮材料的物理及化學組成、孔隙率及比表面積、機械強度、空間體積及形態、生物、化學及熱力學穩定性和價格等因素。由于人工濕地往往應用于農村生活污水的處理及城市及景觀等地表水體的生態修復中，因此還應考慮填料是否易得。

四、人工濕地中應用什么填料效果最好？

傳統的碎石、礫石、砂子或其他的巖石礦物材料在人工濕地污水處理過程中，由于對有機污染物有一定的去除效果，而且來源廣泛、無需特定的加工程序、價格較低，因此在人工濕地處理系統中有較廣泛的應用。但是，這些材料硅含量較高的惰性基質，對營養鹽幾乎不具吸附性能，氮磷吸附能力低，而且存在目標污染物再釋放、易飽和等缺點，嚴重制約著人工濕地對生活污水中氮、磷等污染物質的凈化效率。

沸石是自然界中廣泛存在的一類鋁硅酸鹽礦物，其種類繁多，結構復雜，主要由硅氧及鋁氧骨架組成。沸石獨特的結構和晶體化學性質，使其具有吸附、離子交換、催化以及耐酸堿、耐輻射和密度小等特點，并且具有較強的選擇吸附能力，常被用作強化脫氮人工濕地填料。

根據實驗可知，隨著 pH 值的變化，沸石對氨氮和總磷的去除率在較小的范圍內變化。當污水pH值為5時，氨氮的去除率最大值是44.3%。當污水的pH值為6時，總磷的去除率達到最大值25.2%，說明污水處于偏酸性的條件環境中，有利于沸石對氨氮和總磷的吸附。在人工濕地中，沸石作為一種新型填料，具有成本低、處理效果好、環境友好的特點，可以為植物根系及其生長提供介質，為微生物生長提供載體，過濾水體及與營養物發生反應。

結語

綜上所述，人工濕地在城鎮污水處理系統和地表水體生態修復中已經得到廣泛的應用，但目前在基質填料的選擇上仍依賴于天然物質，篩選簡單易得、來源于工農業生產中的廢棄物又性能良好的填料，并進行模塊化加工配置、生產出根據市場需要的形狀和強度，既能保留原有介質優良的凈水作用，又能實現快速更換的模塊化、達到有效地快速恢復人工濕地功能。

同時如何通過人工濕地微生物和植物與填料三者的配合在污染物去除中以達到最佳作用、人工濕地填料的組成和配比如何優化配置、填料的尺寸和孔隙率性能如何優化配置等尚需進一步實驗以提供選擇的科學依據。加強各種污染物(特別是氮、磷、重金屬)進入基質層后的遷移轉化過程的定量化研究以及建立元素循環的生態動力學模型研究，對于探明人工濕地的去污機理、優化濕地的設計也具有重要意義。