在人工濕地處理系統中,植物通過光合作用產生了氧,一部分通過植物的運輸組織和根系的輸送作用釋放到濕地環境中,在根系周圍形成了一個好氧區域,而由于好氧生物膜對氧的利用,在離根系較遠的區域形成了缺氧的狀態,在更遠的區域呈現了厭氧狀態,這些過程使系統內的溶解氧呈現了好氧、缺氧和厭氧的區域性變化,創造了更利于對氮、磷等污染物進行降解的微環境。相對于以微生物為主的常規生物處理工藝,人工濕地污水處理系統具有低投資、低維護管理和日常運行費用以及能兼顧景觀設計要求等優點,對污染物的降解也更徹底和穩定,非常適合應用于農村生活污水的處理以及富營養化湖泊的生態修復和景觀水體的修復。
在人工濕地處理系統中,沸石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。
另外,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、多久更換一次等尚需進一步實驗以提供選擇的科學依據。但是人工濕地技術運用符合《水污染防治行動計劃》(水十條)有關“推廣示范適用技術,加快技術成果推廣應用,重點推廣飲用水凈化、節水、水污染治理及循環利用、城市雨水收集利用、再生水安全回用、水生態修復、畜禽養殖污染防治等適用技術”等目標的要求,同時,對國家大力發展環保產業,健全環保工程設計、建設、運營等領域的管理,推進先進適用的節水、治污、修復技術和裝備產業化發展的有力技術支持。