在人工濕地處理系統(tǒng)中,植物通過光合作用產(chǎn)生了氧,一部分通過植物的運(yùn)輸組織和根系的輸送作用釋放到濕地環(huán)境中,在根系周圍形成了一個好氧區(qū)域,而由于好氧生物膜對氧的利用,在離根系較遠(yuǎn)的區(qū)域形成了缺氧的狀態(tài),在更遠(yuǎn)的區(qū)域呈現(xiàn)了厭氧狀態(tài),這些過程使系統(tǒng)內(nèi)的溶解氧呈現(xiàn)了好氧、缺氧和厭氧的區(qū)域性變化,創(chuàng)造了更利于對氮、磷等污染物進(jìn)行降解的微環(huán)境。相對于以微生物為主的常規(guī)生物處理工藝,人工濕地污水處理系統(tǒng)具有低投資、低維護(hù)管理和日常運(yùn)行費(fèi)用以及能兼顧景觀設(shè)計要求等優(yōu)點(diǎn),對污染物的降解也更徹底和穩(wěn)定,非常適合應(yīng)用于農(nóng)村生活污水的處理以及富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)和景觀水體的修復(fù)。

在人工濕地處理系統(tǒng)中,沸石填料是人工濕地的基質(zhì)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(yīng)等對污染物進(jìn)行截留,為后續(xù)微生物和植物對污染物的進(jìn)一步分解和吸收創(chuàng)造了良好的條件,同時填料為微生物的生長提供了穩(wěn)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(guān)鍵因素,其組成以及數(shù)量直接影響著系統(tǒng)的凈化效果。

通過在人工濕地內(nèi)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(jìn)而增強(qiáng)系統(tǒng)對污染物(尤其是氮、磷)的去除能力。因此,濕地基質(zhì)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(guān)鍵。

在填料的設(shè)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(xué)組成、孔隙率及比表面積、機(jī)械強(qiáng)度、空間體積及形態(tài)、生物、化學(xué)及熱力學(xué)穩(wěn)定性和價格等因素。由于人工濕地往往應(yīng)用于農(nóng)村生活污水的處理及城市及景觀等地表水體的生態(tài)修復(fù)中,因此還應(yīng)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(dá)到最佳作用、人工濕地填料的組成和配比如何優(yōu)化配置、填料的尺寸和孔隙率性能如何優(yōu)化配置、多久更換一次等尚需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)以提供選擇的科學(xué)依據(jù)。但是人工濕地技術(shù)運(yùn)用符合《水污染防治行動計劃》(水十條)有關(guān)“推廣示范適用技術(shù),加快技術(shù)成果推廣應(yīng)用,重點(diǎn)推廣飲用水凈化、節(jié)水、水污染治理及循環(huán)利用、城市雨水收集利用、再生水安全回用、水生態(tài)修復(fù)、畜禽養(yǎng)殖污染防治等適用技術(shù)”等目標(biāo)的要求,同時,對國家大力發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè),健全環(huán)保工程設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營等領(lǐng)域的管理,推進(jìn)先進(jìn)適用的節(jié)水、治污、修復(fù)技術(shù)和裝備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的有力技術(shù)支持。