人工湿地中电解或电化学氧化是一种应用外部电流来驱动一些非自发反应的技术。由于电化学氧化技术在环境中具有兼容性、多功能性、安全性和选择性方面的优势,该技术是废水处理的潜在技术,特别是针对含有不可生物降解的有机物和高浓度氨氮的废水。在电化学过程中,不同电压形成的不同氧化还原电位可以驱动特定的反应,这可以实现有机物或氨氮氧化。有机物氧化主要依赖于在电极表面产生的羟基自由基,而在间接电化学氧化过程中,在阳极产生的氯促进了氨氮的氧化。此外,通过选择特定材料作为电极,可以得到多重收益,如磷的吸附和消毒。因此,与电解等电化学技术相结合的人工湿地组合技术引起了人们的极大兴趣。

Ju等人设法将电解过程整合到潮汐流人工湿地中,以强化营养盐的去除。通过施加0.57mA/cm2的电流,并使用铁和石墨作为电极,新型组合系统对PO43+-P的去除率超过了95%。这主要是因为铁板作为阳极电离出的铁离子与PO43+-P形成了沉淀。而与之相比,单一人工湿地的PO43+-P去除率仅有25%。此外,在石墨阴极处产生的氢离子促进了自养反硝化,将组合系统出水中的硝酸盐浓度从2.5mg/L降低至0.5mg/L。在另一项实验中,Gao等人也发现了相似的结果——在水力停留时间(HRT)延长后,人工湿地与电解耦合系统的脱氮除磷效果更好。

总体而言,人工湿地与其他废水处理工艺的组合或整合实现了“双赢”的表现,并为人工湿地的广泛应用提供了新的途径。人工湿地组合工艺技术能有效的削减污染物负荷,提高出水水质,同时有利于构建起融入城市环境景观的污水处理系统。但是,组合工艺也存在工艺冗长和占地面积过大的问题。因此,需要重点研发人工湿地内部组合的工艺技术。而针对CW-MFC系统的研究上,国内外的研究主要集中在产电性能优化、常规有机物和氮的去除研究上,而对新兴污染物尤其是难降解的特定污染物(抗生素和抗性基因等)的协同高效处理的研究还很少。此外,还需要进一步的研究和改进人工湿地组合工艺的方法和模式,以提出针对特定污水的最佳组合工艺技术,充分发挥人工湿地在水质净化上的优势。