人工濕地的基本組成包括基質(zhì)、植物和微生物。濕地凈化污水是通過濕地中基質(zhì)、植物和微生物之間的物理、化學(xué)、生物化學(xué)等過程協(xié)同作用來完成的。基質(zhì)又稱填料,傳統(tǒng)的人工濕地基質(zhì)主要包括土壤、砂、礫石等,近年來包括沸石、石灰石、頁巖、塑料、陶瓷等具有優(yōu)秀性能的材料也被作為人工濕地基質(zhì)進(jìn)行研究和應(yīng)用。人為設(shè)計(jì)將不同粒徑的填充材料按一定厚度鋪成人工濕地床體,供植物生長、微生物附著,該體系具有過濾、沉淀、吸附和絮凝等作用,能將水體中的SS、N、P等營養(yǎng)物質(zhì)有效去除,同時(shí)為植物、微生物生長以及o2傳輸提供了必備條件。基質(zhì)是將污水轉(zhuǎn)變成清水以及水生植物和微生物賴以生存的場所,是有機(jī)污染物轉(zhuǎn)為無機(jī)無毒物質(zhì)的樞紐,其組成直接關(guān)系到氮磷的凈化效率等因素。

在眾多介質(zhì)中,沸石具獨(dú)特的帶負(fù)電荷的四面體晶格結(jié)構(gòu),故其表面具極性,易吸附極性小分子,且格架中形成較大內(nèi)表面面積,吸附和貯存大量分子,有較強(qiáng)的氨氮選擇吸附能力。總之,沸石因具有獨(dú)特的架狀結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出良好的選擇吸附和離子交換性能,在人工濕地濾料中有廣闊的應(yīng)用前景。

在人工濕地中應(yīng)用沸石濾料,靜置數(shù)小時(shí)后沸石的吸附能力有一定恢復(fù),可能因?yàn)闊o水淹時(shí),沸石和大氣直接接觸,部分吸附的氨氮轉(zhuǎn)化而離開沸石表面,沸石得以自然再生。也可能是沸石吸附的氨氮有一部分從表面轉(zhuǎn)移到內(nèi)部。

另外通過實(shí)驗(yàn)可知,沸石在濕地中和在沸石床中的生物再生效果有明顯的差異,主要是由于沸石的離子交換性質(zhì),銨從沸石中解析出來時(shí)必須有陽離子進(jìn)入到沸石結(jié)構(gòu)中,而濕地溶液中比單純的沸石柱溶液中具有更高濃度的土壤陽離子,促進(jìn)了離子交換的進(jìn)行。尤其是在多數(shù)人工濕地中使用沸石濾料后,沸石在濕地系統(tǒng)中經(jīng)過1個(gè)月的再生,交換容量恢復(fù)到了原來的60.3%~62.6%,3個(gè)月后可恢復(fù)到了原來的94.6%~94.8%,值得應(yīng)用與推廣。