研究表明人工濕地填料對污染物的作用主要包括物理過濾、專性或非專性吸附、離子交換、鰲合作用及沉降反應(yīng)等。填料對污水中不同污染物有不同的去除機(jī)制，下文著重討論填料對于氮磷營養(yǎng)元素去除的機(jī)制和影響因素。

（一）填料脫氮機(jī)制與影響因素

人工濕地中存在多種脫氮機(jī)制，其中通過微生物代謝的硝化一反硝化是主要途徑，填料的存在為微生物提供附著生長的重要場所，對污水的處理效果起到不可替代的作用。通常認(rèn)為填料對氨氮的去除主要是通過填料的吸附、離子交換作用實(shí)現(xiàn)的，是快速可逆過程。而許多用于濕地的填料由于松散、比表面積大，有利于空氣中的氧氣進(jìn)人，為附著于植物根系和填料表面的硝化細(xì)菌提供氧氣，進(jìn)行硝化作用同時，一些孔隙率大的填料由于含水率高，且濕地在運(yùn)行時，填料往往處于飽水厭氧環(huán)境，利于反硝化作用脫氮。

填料的含水率、比表面積、不均勻系數(shù)、粒徑大小等各種理化性質(zhì)都可能影響污水的脫氮效率。其中氧化還原電位是影響脫氮的重要的影響因素之一，反映填料發(fā)生氧化還原反應(yīng)能力大小，會通過影響植物或微生物生長代謝過程間接影響濕地的除氮效率。溶解氧條件對硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌數(shù)量的影響較為顯著，研究了不同基質(zhì)潛流式人工濕地系統(tǒng)內(nèi)硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的空間分布，結(jié)果表明，表層溶解氧含量高，硝化細(xì)菌密度大，低層溶解氧低，反硝化細(xì)菌密度大，這種硝化、反硝化細(xì)菌數(shù)量的不同分布特點(diǎn)有利于人工濕地中形成上、下分層的硝化與反硝化區(qū)，促進(jìn)了氮的去除。除此之外，而填料的類型和填充方式也是影響人工濕地脫氮效率的重要因素。

（二）填料除磷機(jī)制與影響因素

當(dāng)污水流經(jīng)人工濕地時，填料通過一系列物理和化學(xué)的途徑去除污水中的、營養(yǎng)元素。

其中物理去除主要指填料對磷的吸附，過濾攔截而沉淀的過程化學(xué)除磷指填料成分與磷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)沉淀去除，被認(rèn)為是濕地除磷的主要機(jī)理。

影響填料除磷效果因素有很多，例如填料的類型、氧化還原電位、填料的、填料本身化學(xué)特性等，其中主要取決于填料和填料本身化學(xué)特性。國內(nèi)外研究均發(fā)現(xiàn)，填料中含有大量鈣、鐵、鋁離子對磷的去除能力較強(qiáng)。為中性的情況下，引起磷吸附沉淀的主要元素是鐵和鋁當(dāng)較高時，引起磷沉淀主要元素是鈣。用石英砂、石灰、水泥和鋁粉等材料自制填料，實(shí)驗研究發(fā)現(xiàn)自制填料在不管在磷濃度較低與較高時，吸附率都很高，原因是自制填料金屬礦物成分含量高、比表面積大。研究鈣、鐵、鎂、鋁和磷的吸附關(guān)系，最后總結(jié)出富含鈣、鐵鋁質(zhì)的填料去除污水中磷能力較強(qiáng)，而硅質(zhì)含量高的填料凈化能力較差。

等研究發(fā)現(xiàn)沙子除磷主要決定因素是鈣含量，尤其是在偏堿性污水中，但在酸性污水中，鐵、鋁含量對沉淀反應(yīng)更為重要。等也發(fā)現(xiàn)基質(zhì)中氧化鐵鋁含量與磷吸附量有顯著相關(guān)關(guān)系。除此之外填料除磷還受到污水的溫度、溶解氧、磷負(fù)荷、水力條件、填料組合等眾多因素的影響。

由前文可知填料的各種理化都會對污染物的去除效果產(chǎn)生影響，本文對粒徑大小、比表面積、含水率、孔隙率、不均勻系數(shù)等填料常見理化性質(zhì)對污染物去除效果的影響進(jìn)行了歸納見表，為濕地填料的選擇提供一定指導(dǎo)。當(dāng)然，除了填料的理化性質(zhì)，填料的填充方式，填料的組合等眾多因素都會對濕地污染物去除產(chǎn)生影響，在此無法一一做詳細(xì)介紹。