一、人工湿地的优势

人工湿地系统是一个完整的生态系统。它形成了内部的良好循环并具有较好的经济效益和生态效益，是正在不断得到研究应用和发展的污水处理实用新技术，具有投资低，出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积、改善和美化生态环境、操作简单、维护和运行费用低廉等优点，即：高效，经济，美观，生态。

二、人工湿地的作用

人工湿地处理污水系统包括前处理和人工湿地两个部分。前处理部分包括：格栅、沉砂池、沉淀池、兼性塘等。人工湿地则由许多长满植物的碎石床并联和串联组成．根据水流形态人工湿地叉分表面流式和潜流式。根据原水水质的污染物去除要求．使设计工艺达到最佳效果。

1.物理沉积

污水进入湿地，经过基质层及密集的植物的茎叶和根系，使污水中的悬浮物固体得到过滤，并沉积在基质层中。

2.化学反应

污水中许多污染物可以通过化学沉淀、吸附、离子交换等化学化应过程得以去除。化学反应是否显著取决于基质的化学成分。例如含CaC03较多的石灰石有助于磷的去除；含有机物丰富的土壤有助于吸附各种污染物。

3.生化反应

   生化反应是去除有机污物的主要作用。根据J977年德国学者Kickuth R．根区法理论，生长在湿地中的挺水植物通过叶吸收和茎杆的运输作用，将空气中的氧转运到根部，再经过植物的根部表面组织扩散，在根须周围形成好氧区，这样在植物根颁周啊就会有大量好氧微生物将有机物分懈 在根须较少和达到的地方将形成兼性区和厌氧区：发生兼性微生物和厌氧微生物降解有机物的作用 由于这种基质中好氧区和厌氧区的同时存在，十分利于硝化和反硝化反应的进行面达到除氮效果。人工湿地净化污水的原理正是物理沉积、化学反应和生化反应的综合作用，植物就如同一个廉价而又精妙的曝气机。

三、填料在人工湿地中的作用

在人工湿地处理系统中，填料是人工湿地的基质与载体，填料的所有理化性状都将影响到它对污水的处理效果。填料通过对污染物的物理过滤、离子交换、专性与非专性吸附、螯合作用、沉降反应等对污染物进行截留，为后续微生物和植物对污染物的进一步分解和吸收创造了良好的条件，同时填料为微生物的生长提供了稳定的依附表面，而粘附在填料上的微生物种群就是净化过程的关键因素，其组成以及数量直接影响着系统的净化效果。

通过在人工湿地内部填充多孔、有较大比表面积且空隙率较大的填料，可以为微生物提供更大的附着面积、提高气、液通过的能力，进而增强系统对污染物(尤其是氮、磷)的去除能力。因此，湿地基质填料的选择是湿地建造和能否改善湿地净化污水能力的关键。

在填料的设计和选择上，为满足其作为生物膜载体等功能，一般需考虑材料的物理及化学组成、孔隙率及比表面积、机械强度、空间体积及形态、生物、化学及热力学稳定性和价格等因素。由于人工湿地往往应用于农村生活污水的处理及城市及景观等地表水体的生态修复中，因此还应考虑填料是否易得。

四、人工湿地中应用什么填料效果最好？

传统的碎石、砾石、砂子或其他的岩石矿物材料在人工湿地污水处理过程中，由于对有机污染物有一定的去除效果，而且来源广泛、无需特定的加工程序、价格较低，因此在人工湿地处理系统中有较广泛的应用。但是，这些材料硅含量较高的惰性基质，对营养盐几乎不具吸附性能，氮磷吸附能力低，而且存在目标污染物再释放、易饱和等缺点，严重制约着人工湿地对生活污水中氮、磷等污染物质的净化效率。

沸石是自然界中广泛存在的一类铝硅酸盐矿物，其种类繁多，结构复杂，主要由硅氧及铝氧骨架组成。沸石独特的结构和晶体化学性质，使其具有吸附、离子交换、催化以及耐酸碱、耐辐射和密度小等特点，并且具有较强的选择吸附能力，常被用作强化脱氮人工湿地填料。

根据实验可知，随着 pH 值的变化，沸石对氨氮和总磷的去除率在较小的范围内变化。当污水pH值为5时，氨氮的去除率最大值是44.3%。当污水的pH值为6时，总磷的去除率达到最大值25.2%，说明污水处于偏酸性的条件环境中，有利于沸石对氨氮和总磷的吸附。在人工湿地中，沸石作为一种新型填料，具有成本低、处理效果好、环境友好的特点，可以为植物根系及其生长提供介质，为微生物生长提供载体，过滤水体及与营养物发生反应。

结语

综上所述，人工湿地在城镇污水处理系统和地表水体生态修复中已经得到广泛的应用，但目前在基质填料的选择上仍依赖于天然物质，筛选简单易得、来源于工农业生产中的废弃物又性能良好的填料，并进行模块化加工配置、生产出根据市场需要的形状和强度，既能保留原有介质优良的净水作用，又能实现快速更换的模块化、达到有效地快速恢复人工湿地功能。

同时如何通过人工湿地微生物和植物与填料三者的配合在污染物去除中以达到最佳作用、人工湿地填料的组成和配比如何优化配置、填料的尺寸和孔隙率性能如何优化配置等尚需进一步实验以提供选择的科学依据。加强各种污染物(特别是氮、磷、重金属)进入基质层后的迁移转化过程的定量化研究以及建立元素循环的生态动力学模型研究，对于探明人工湿地的去污机理、优化湿地的设计也具有重要意义。