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人工湿地基质填料研究进展1、基质填料概述人工湿地基质填料又称人工湿地材料，是完成水体净化和植被生长的载体，起到过滤、吸附和降解水体中污染物质的作用。
因此，基质填料的选择非常关键，不同的基质填料具有不同的物理化学特性，适用于不同的水体类型以及不同的水质处理目标。
2、基质填料的演变早期的人工湿地，通过天然材料如砾石、河卵石等作为基质填料，起到了初步净化的作用。
然而，这些天然材料具有颗粒大小不均、孔隙度小、生物膜容易老化脱落等缺点。
随着科技的发展和人们对水质要求的提高，人工湿地基质填料开始向人工合成材料转变，如陶粒、珍珠岩、粘土、海泡石等材料，这些材料具有颗粒尺度均一、孔隙度大、抗老化性能优异等优点。
与天然材料相比，这些人工合成材料具有更好的机械强度以及更高的生物膜活性。
3、现代基质填料的发展趋势为了更好地提高人工湿地的污染物去除效率和生物膜的生长稳定性，现代基质填料的发展趋势主要表现在以下几个方面：（1）加强生物接触通过增加材料表面积、提高孔隙度等方式来增加生物接触面积，以促进生物膜的形成和稳定。
（2）抗老化性能的提高随着人们对人工湿地寿命和经济效益的要求越来越高，基质填料的耐用性也成为了一个需要考虑的问题。
因此，提高基质填料的抗老化性能是目前的研究热点之一。
（3）降低填料密度一方面降低填料密度可增加水体的流通性，另一方面可以降低物质的重量，以降低制造成本，并更好地满足应用于水体处理领域中的某些具体要求。
根据填料的形态、物质组成等特征，人工湿地基质填料可以被划分为多个不同的类别。
下面是填料分类的常见方式：1、按照填料形态的分类（1）表面积大的填料：比表面积高于100m2/m3，例如流动化床填料、粒状活性炭等。
（1）无机材料填料：包括砾石、河卵石、玛瑙、陶粒、石英砂等，这些材料具有硬度大、化学稳定性好、抗压强度高等特点。
（2）有机材料填料：包括树皮、甘蔗渣、木屑、稻草等，这些材料具有微生物营养成分，适合用于去除有机物等水质处理。
《人工湿地污水处理系统填料及其净化机理研究进展》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，污水处理已成为环境保护的重要领域。
人工湿地污水处理系统（Constructed Wetland Treatment System，CWTS）因其独特的生态性和成本效益性，受到了广泛的关注。
在人工湿地系统中，填料起着至关重要的作用，其不仅为微生物提供了生存的场所，还通过物理、化学和生物过程协同作用，有效地净化污水。
本文将重点研究人工湿地污水处理系统中填料的研究进展及其净化机理。
二、人工湿地污水处理系统填料研究进展1. 填料的种类和特点（1）天然填料：常见的天然填料包括土壤、沙石等，它们具有良好的生物附着性，可以为微生物提供适宜的生长环境。
但它们的缺点在于处理效率相对较低，易受季节和气候的影响。
（2）人工合成填料：如聚合物、陶瓷等，具有较高的物理化学稳定性，处理效率较高。
但成本相对较高，且可能对环境产生一定影响。
（3）复合填料：结合了天然和人工合成填料的优点，具有较高的生物活性和物理稳定性。
近年来，复合填料的研究和应用逐渐增多。
2. 新型填料的研究近年来，研究者们不断探索新型的填料材料。
例如，生物炭作为一种新型的填料材料，因其具有良好的吸附性能和生物相容性，被广泛应用于人工湿地系统中。
此外，纳米材料、磁性材料等也被研究用于人工湿地填料，以提高系统的处理效率和稳定性。
三、人工湿地污水处理系统净化机理研究进展1. 物理净化机理人工湿地通过填料的拦截、沉淀和过滤等物理过程，去除污水中的悬浮物、重金属等污染物。
填料的粒径、比表面积等因素影响着物理净化的效果。
2. 化学净化机理填料表面的吸附、氧化还原等化学过程也是人工湿地净化污水的重要机制。
例如，某些填料具有较好的吸附性能，能有效地去除污水中的有机物和营养盐。
此外，湿地中的氧化还原反应可以降低污水的毒性，提高其可生化性。
3. 生物净化机理生物净化是人工湿地污水处理系统的核心机制。
人工湿地填料及其对氮磷去除机理研究进展人工湿地填料及其对氮磷去除机理研究进展摘要：人工湿地作为一种生态工程手段，已经被广泛应用于废水处理和水体修复等领域。
其中，填料是人工湿地的核心组成部分，对其处理效果和机理具有重要影响。
本文对人工湿地填料及其对氮磷去除机理的研究进展进行了综述。
关键词：人工湿地；填料；氮磷去除；机理1. 引言随着社会经济的快速发展和人口的增加，水资源短缺和水环境污染问题日益突出。
为了解决这些问题，人工湿地作为一种生态工程技术开始被广泛应用于废水处理和水体修复等领域。
在人工湿地中，填料是其核心组成部分，其种类和性质对人工湿地的处理效果和机理具有重要影响。
2. 人工湿地填料的类型根据填料的材料和性质不同，人工湿地填料可以分为天然填料和人工填料两种。
天然填料包括河沙、砾石、粉煤灰等，人工填料包括人工湿地砂、人工填料和人工滤料等。
不同类型的填料在氮磷去除方面具有不同的特点和机制。
3. 人工湿地填料对氮磷去除机理3.1 氮磷的迁移与转化人工湿地填料中的微生物和植物通过吸附、生物降解和氧化还原等作用，促进氮磷的迁移和转化。
氨氮通过硝化和反硝化作用转化为硝酸盐，磷通过吸附和沉积作用迁移和转化为磷酸盐。
3.2 填料的吸附和离子交换作用人工湿地填料具有较大的比表面积和孔隙结构，能够吸附氮磷物质。
填料中的吸附和离子交换作用是其去除氮磷的重要机制之一。
3.3 微生物的生物降解作用人工湿地填料中的微生物通过生物降解作用去除氮磷污染物。
微生物利用氮磷污染物作为能量和营养源，进行生物降解过程，将其转化为无害物质。
3.4 植物的生态效应人工湿地填料中的植物通过吸收和根际氧化还原作用对氮磷进行去除。
植物的根系和根茎能够吸收底泥中的氮磷元素，同时分泌的根际氧化还原物质也能够影响氮磷的迁移和转化。
4. 填料在人工湿地中的应用根据填料的特点和氮磷去除机理，人工湿地可以选择不同类型的填料来实现氮磷的去除效果。
同时，填料的设计和加装方式也会对氮磷去除效果产生重要影响。
人工湿地污水处理系统填料及其净化机理研究进展摘要：人工湿地是一种利用湿地自然生态系统的物理、化学和生物反应过程来处理污水和废水的技术。
填料是人工湿地中的重要组成部分，其种类和性质对湿地的净化效果起着重要影响。
本文综述了人工湿地污水处理系统填料及其净化机理方面的研究进展，并介绍了当前研究中所遇到的问题和挑战。
关键词：人工湿地；污水处理；填料；净化机理一、引言人工湿地作为一种低成本、高效率的污水处理技术，被广泛应用于城市和乡村污水处理。
填料作为人工湿地中的重要组成部分，承担着载水和微生物附着的功能，对湿地净化效果起着重要作用。
二、填料的种类及其特点人工湿地中常用的填料主要包括砾石、圆石和人工填料。
砾石和圆石具有较高的孔隙率和比表面积，可以提供良好的生物附着面积和通氧性。
人工填料由于其独特的结构和材料特性，具有良好的生物附着性和运气润湿性。
三、填料的净化机理填料在人工湿地中起到物理、化学和生物过程的媒介作用。
物理过程主要包括颗粒滤料、沉淀和悬浮物截留等；化学过程主要通过填料表面吸附、离子交换和氧化还原反应等来去除污染物；生物过程主要包括生物降解、生物吸附和生物转化等，通过微生物的代谢活动来对污染物进行降解和转化。
四、研究进展在填料的净化机理研究方面，现有的研究主要集中在物理和化学过程的机制上，对生物过程的研究相对较少。
填料种类和性质对湿地净化效果的影响也需要进一步研究和探讨。
此外，一些新型填料如纳米材料、天然吸附剂等在人工湿地中的应用也是当前研究的热点。
五、问题和挑战人工湿地污水处理系统的运行稳定性、高负荷处理以及冬季操作等问题仍然存在。
填料对富营养化、微污染和重金属等特定污染物的去除效果需要加强研究。
此外，填料的耐久性、生物附着的稳定性和抗腐蚀性等也是当前研究中的挑战。
六、结论人工湿地污水处理系统填料及其净化机理的研究是一个重要的领域，填料的种类和性质对湿地的净化效果起着重要影响。
在今后的研究中，应加强对填料的生物过程机理的研究，并探索新型填料的应用。
人工湿地基质填料研究进展【摘要】本文主要对人工湿地基质填料的研究进展进行了综述。
首先介绍了填料种类的选择与应用，探讨了不同种类填料在水处理中的作用和效果。
其次分析了填料结构对水处理效果的影响，揭示了填料结构对湿地水处理性能的重要性。
接着讨论了填料表面特性及其影响因素，深入探究了填料表面对湿地水处理效果的影响机制。
随后引入了填料修复效果的评价指标，为湿地的效果评估提供了理论支持。
最后介绍了填料更新与管理技术，探讨了如何合理选择填料和有效管理湿地设施。
通过本文的综述，展现了人工湿地基质填料研究的最新进展，为相关领域的研究和实践提供了参考和借鉴。
【关键词】人工湿地，基质填料，研究进展，填料种类，填料结构，水处理效果，表面特性，填料修复效果，评价指标，更新与管理技术。
1. 引言1.1 人工湿地基质填料研究进展人工湿地是一种利用人工构筑的湿地植被系统进行污水处理的生态工程技术，其核心在于湿地中的填料。
填料作为人工湿地的重要组成部分，对湿地水处理效果起着至关重要的作用。
近年来，人工湿地基质填料研究逐渐成为湿地生态学和环境工程领域的热点之一。
人工湿地基质填料的研究进展主要集中在填料种类选择与应用、填料结构对水处理效果的影响、填料表面特性及其影响因素、填料修复效果的评价指标以及填料更新与管理技术等方面。
不同种类的填料具有不同的特性，对于不同的污染物具有不同的去除效果，因此填料种类的选择与应用至关重要。
填料的结构特性直接影响着水体在填料中的流动状况和生物附着情况，从而影响水处理效果。
填料的表面特性也会影响其吸附和解吸污染物的能力。
评价填料修复效果的指标需要考虑到填料的去污效率、去除率和稳定性等因素。
在填料更新与管理技术方面，也是人工湿地基质填料研究中亟待解决的问题。
2. 正文2.1 填料种类的选择与应用填料种类的选择与应用是人工湿地设计中非常重要的一环。
根据不同的水处理需求和环境条件，选择合适的填料种类可以提高人工湿地的效率和稳定性。
填料在人工湿地中的作用及其强化人工湿地净化性能的研究进
展
常瑞峰;许绍武;崔帅;梁广清;赵岩
【期刊名称】《有色金属（冶炼部分）》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】填料是构成人工湿地系统的核心成分,也是影响人工湿地系统污染物净化能力的关键因素。
选择合适的填料对于人工湿地系统的建设和废水水质净化至关重要。
首先阐述了填料在人工湿地系统中的作用,其次分析了适宜用于构建人工湿地
的填料特点和选择原则,最后总结了当前通过填料改性、制备缓释碳源填料以及采
用组合填料来强化人工湿地系统净化污染物的研究进展,并提出了今后的研究方向。
可为人工湿地的构建和推广应用提供参考和借鉴。
【总页数】8页(P22-29)
【作者】常瑞峰;许绍武;崔帅;梁广清;赵岩
【作者单位】天津市水利工程集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】X52
【相关文献】
1.微氧水解强化复合型人工湿地中试反应器的性能研究
2.人工湿地中蛭石填料净化污水中氨氮能力
3.潜流人工湿地中不同填料介质与进口流速对水动力学性能影响
的研究4.不同类型水生植物在人工湿地中的净化效果研究进展5.人工湿地中植物净化作用及其影响因素
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人工湿地污水处理系统的研究摘要人工湿地作为一种新型的污水处理系统，具有众多的优点。
分析了人工湿地的特点及运行机理，总结了人工湿地系统在污水处理中应用的发展历史，结合有关工程实例对该工艺的经济实用性作了分析，对人工湿地污水处理系统在我国的应用及前景做了展望。
关键词：人工湿地污水处理系统1、人工湿地污水处理系统概述1.1定义人工湿地是为了人类的利用和利益，通过模拟自然湿地，人为设计与建造的由基质、植物、微生物和水体组成的复合体，利用生态系统中基质-水生植物-微生物的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化。
1.2人工湿地系统的组成人工湿地主要由三部分组成植物、微生物、填料。
1.2.1植物如芦苇，风车草等。
水生植物可以直接吸收污水中的有机物作为其生长的营养物质，也可以吸附、富集一些有毒的重金属。
植物可以将空气中的氧气输送到根区，造成厌氧环境中根区微环境局部有氧的状态，为床体中好氧和厌氧微生物提供良好的环境。
根系在基质中的生长可以起到维持水力传输的作用。
植物的叶茎根系扩大了微生物的附着场所，促进了生物膜的发展。
1.2.2微生物种群微生物在湿地对污水中污染物的生物降解过程中起到了重要的作用。
废水流入湿地后，固体悬浮物和颗粒有机物被湿地基质及植物根系阻拦截留，有机物被生物膜吸附后通过微生物的呼吸作用去除。
1.2.3基质填料如土壤、砂子、砾石。
湿地床中的基质是微生物生长的空间和场所，是湿地水生植物的载体，根据湿地设计结构类型的不同，污水在床体的基质缝隙潜流型或在床体表面表面流型流动，污水中不溶性有机物通过沉淀、基质过滤等物理作用，可以很快地被截留进而被微生物降解可溶性有机物则可通过植物根系和基质上生物膜的吸附、吸收及微生物呼吸代谢被除去。
1.3人工湿地系统的分类1.3.1表层流人工湿地(SurfaceFlowConstructedWetland）表层流人工湿地在外貌和功能上都与自然湿地最为相似，一般有一个或几个填料床组成，床底填有基质并有防漏层阻止废水渗入地下而污染地下水；废水在土壤的上层水平流动，废水经常同表层水混合在湿地内流动，持续时间一般为10天；固态悬浮物被填料及根系阻挡截留通过湿地而沉淀，同时微生物也附着在填料或植物的根茎叶上发挥生物降解作用。
人工湿地基质填料研究进展人工湿地是一种利用湿地植物和微生物降解污染物的环境工程技术，已经应用于城市污水处理、河流修复和生态保护等方面。
而人工湿地基质填料作为人工湿地的核心部分，对污水处理效果和湿地生态系统的稳定性起着至关重要的作用。
本文将从人工湿地基质填料的种类、性质和改良研究等方面进行综述，以期为人工湿地基质填料的研究和应用提供参考。
一、人工湿地基质填料的种类不同种类的人工湿地基质填料在处理不同类型的污水和维持湿地生态系统的稳定性方面有着不同的表现。
根据材料来源的不同，人工湿地基质填料可以分为天然填料和人工填料两类。
1. 天然填料天然填料包括沙子、砾石、粘土、腐殖质等具有天然来源的材料。
沙子和砾石具有良好的透水性和承载力，适合用于构建湿地的底部和过滤层。
而粘土因其吸附性和固结性适合用于缓冲层和生物滤层。
腐殖质富含有机质，是湿地植物生长的重要有机质源，可以提高湿地的生态系统稳定性。
2. 人工填料人工填料主要是混凝土、塑料、陶瓷等人工制造的材料。
与天然填料相比，人工填料通常具有更高的孔隙率和比表面积，可以更好地提高对污水的降解和植物的生长。
人工填料还可以根据实际需要进行设计和加工，以适应不同类型和规模的人工湿地工程。
人工湿地基质填料的性质直接影响着湿地的污水处理效果和生态系统的稳定性。
主要包括孔隙率、比表面积、吸附性、透水性等。
1. 孔隙率孔隙率是指填料空隙的体积与总体积的比值。
孔隙率越高，填料的透水性和气体交换性越好，有利于微生物的降解作用和植物的根系生长。
而孔隙率低则会影响湿地的水力传递和气体交换。
2. 比表面积比表面积是指填料单位质量的表面积，是填料吸附和微生物生长的重要指标。
较高的比表面积有利于填料对污染物的吸附和微生物的附着，从而提高污水处理效果。
3. 吸附性填料的吸附性直接影响着污染物在人工湿地中的去除效果。
具有较好吸附性的填料可以有效地去除水中的重金属离子和有机物，提高污水处理效果。
人工湿地填料及其对氮磷去除机理研究进展人工湿地填料及其对氮磷去除机理研究进展摘要：人工湿地作为一种低成本、高效能的湿地修复技术，被广泛应用于水体的污染控制和修复过程中。
人工湿地填料作为人工湿地的核心组成部分，对于去除氮磷等污染物起到重要作用。
本文综述了近年来人工湿地填料及其对氮磷去除机理的研究进展，为人工湿地的设计和运行提供理论依据和技术支持。
1. 介绍人工湿地是对水体中的污染物进行生物、物理和化学处理的一种有效方法，具有成本低、技术成熟、维护方便等优势。
填料作为人工湿地的核心组成部分，直接影响着湿地的处理效果和稳定性。
本文将综述人工湿地填料在氮磷去除方面的研究进展，深入探讨其去除机理。
2. 人工湿地填料类型人工湿地填料种类繁多，包括河砂、石子、生活垃圾、生物炭等。
根据其材料特性和湿地处理效果，可以归纳为生态滤池、人工湿地植物群落等。
3. 氮磷去除机理3.1. 吸附作用：填料表面具有大量的表面活性物质和微生物群落，能够吸附废水中的氮磷物质，通过物理吸附和化学吸附作用，将其去除。
3.2. 生物转化作用：人工湿地填料中的微生物通过代谢作用，将废水中的氮磷转化为无害物质。
其中，硝化菌和反硝化菌共同完成氮的转化过程，磷的转化主要通过磷酸盐还原菌和磷酸盐解细菌完成。
3.3. 沉淀作用：填料中的颗粒物和微生物产生的胞外聚合物会吸附废水中的悬浮物和胶体，形成沉淀物，其中包含大量的氮磷物质。
4. 影响因素4.1. 填料状况：填料材料的选择和填充状态会影响填料的表面积、孔隙度和比表面积，进而影响湿地的处理效果。
4.2. 水质特性：废水中的氮磷浓度、pH值、温度等因素对人工湿地中的氮磷去除也起到重要影响。
4.3. 水力负荷：水流速度和水力负荷是影响人工湿地中氮磷去除效果的重要因素，过高或者过低的水力负荷都会影响湿地的处理效果。
5. 发展趋势5.1. 填料的优化设计：根据不同的水体特性，选择合适的填料材料，并优化其填充状态，提高湿地对氮磷污染的去除效果。
人工湿地基质填料研究进展人工湿地是指通过模拟自然湿地的生态过程，利用生物、物理、化学作用降解、转化有机废弃物和对污染物进行吸附、分解、氧化等作用，达到废水净化和资源化利用的一种处理方式。
人工湿地的基质填料是其重要的组成部分，是完成湿地处理功能的核心载体。
目前，常用的人工湿地基质填料包括炭基填料、植物基填料、天然物质填料以及复合填料等。
炭基填料主要指活性炭和炭粉，具有优异的吸附性能和生物降解性能，可有效去除污染物和提高湿地系统的解析能力。
植物基填料主要包括秸秆、稻壳、藻类等，具有丰富的微生物群落和分解能力，可提高湿地系统的化学和生物反应能力，但其使用寿命较短。
天然物质填料主要包括砾石、沙子、粘土等，可提供良好的水流通性和储水能力，但具有较低的污染物去除效果。
复合填料则是将不同种类的基质填料进行混合，以提高湿地系统的处理能力和稳定性。
近年来，越来越多的研究集中在利用新型基质填料提高湿地系统的处理效能。
例如，利用浸泡硝酸钾的氨基化木质素填料可有效去除有机氮和氨氮，提高湿地系统的脱氮效果。
另外，利用纳米技术制备的Fe3O4/TiO2复合基质填料可提高吸附效能和光催化降解能力，是一种有潜力的高效填料。
此外，一些新型纤维材料，如聚酯纤维、聚丙烯腈纤维等，也被用于制备基质填料，以提高湿地处理系统的稳定性和去除效果。
除此之外，研究人员也将越来越多地关注基质填料对湿地系统微生物群落结构和进化过程的影响。
例如，研究发现，不同型号的填料对湿地系统内化学氧需求（COD）和氨氮氮亚硝酸盐（NO2-N）的去除率有显著差异，且与填料表面营养物质含量、孔隙结构等具有密切的关联。
同时，机械修剪过程中产生的秸秆与稻草混合基质填料可显著改变微生物群落结构和发育过程，提高湿地系统的降解能力。
综上所述，人工湿地基质填料是湿地处理系统中重要的组成部分，研究其特性和改进方法可以提高湿地系统的处理效能和稳定性，为水资源保护和生态环境建设做出重要贡献。
55555555555555555555555555555555555555555科技情报开发与经济SCI -TECH INFORMATION DEVELOPMENT ＆ECONOMY 2013年第23卷第2期管理，全方位重视其规范化和标准化，强调对图书的保障率和利用率，始终将文献的收藏作为图书馆工作的重心。
人本位，即图书馆管理的根本出发点是以人为本。
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美国各类大学图书馆的服务以“体现人性、自由开放”而著称，处处体现出人性化的服务意识，把理解读者、尊重读者、关心读者、满足读者的一切合理要求作为服务的核心。
为方便不同读者群的需要，除了宽敞明亮的大型阅览室外，还设有小型的讨论室、个人使用的独立研究室、不同功能的电子阅览室。
许多大学图书馆还设有馆内残疾人服务中心，对特殊群体设有专门的服务制度和服务设施，如专门的图书馆入口和电梯设计，以及为方便残疾人使用的各种仪器，体现了周到的、人性化的服务理念。
4结语引入ISO 质量管理体系，是“211工程”大学图书馆现代化管理和建设的新理念，以质量为中心，以全员参与为基础，是让读者满意、让本组织成员及社会均受益的管理途经。
数字图书馆是21世纪图书馆发展的主要方向，“211工程”大学图书馆应积极突破实体管理界限，从传统的物理存储图书馆向虚拟世界的数字图书馆演变。
“211工程”大学已向教学研究型大学转型，图书馆应积极增加为学科用户服务的功能。
图书馆内部要建立学科馆员制度，提供对口服务，架起沟通信息的桥梁，负责图书馆与对口单位开展学科服务与信息交流。
“211工程”大学图书馆应加强对“人”的投入力度，充分体现“人本位”的管理理念，坚持人性化服务，将人文关怀体现在图书馆工作的全过程。
充分发挥“211工程”大学图书馆的作用，推动和引领时代潮流，不断创新管理理念，完善公共服务体系，把“211工程”大学图书馆建设成为全国一流的图书馆。
参考文献［1］中国教育在线.“211工程”学校名单［EB /OL ］.（2008－05－13）.http ://www .eol .cn .［2］ISO 9001百度百科［EB /OL ］.（2012－05－17）.http ://www .baike .baidu .com /view /114518.htm2012－5－17.［3］张军雄.ISO 9000质量管理体系与高校图书馆管理［J ］.中国信息导报，2007（6）：19－21.（下转第160页）随着我国经济不断发展以及人类对自然界的破坏，自然资源正日益减少，我们生存的环境逐渐恶化，人类社会的可持续发展面临着极大的挑战。
这不得不引起人们的重视，保护自然环境、合理开发与利用自然资源成为了当前亟待解决的问题。
而在这一问题中，水污染显得尤其突出与普遍。
我国水资源紧缺，外加大量污水排入江河湖海，造成水体污染，这使本来就十分贫乏的水资源更加匮乏。
尽管水污染极其严重，国内现行的污水处理厂处理能力与实际需要却相差甚远，并且污水处理工艺大多投资费用高、能耗大、运行管理要求高。
因此，在我国大力开发高效节能、便于操作的污水处理技术意义重大，并且有着十分广阔的应用前景。
我国现行的环保法规定了各类污水的排放标准，严禁超标排放，在此基础上要同时实现污水处理资源化，这就对污水处理质量和效率提出了更高的要求。
人工湿地是一个综合性的生态系统，它涉及生态系统中物文章编号：1005－6033（2013）02－0156-05收稿日期：2012－09－06用于人工湿地污水处理的复合填料的研究进展张腾，周君，李丰，周杨，王金玲，周倩（武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北武汉，430081）摘要：人工湿地污水处理系统作为一种生态处理工艺具有投资少、能耗低、运行成本低、缓冲容量大和处理效率高等优点，已逐渐被广泛采用。
阐述了用于人工湿地污水处理的复合填料的研究进展，包括人工湿地污水处理系统的基本概念，人工湿地的净化机理，填料的选择、制备与应用，特别是在考虑降低人工湿地污水处理系统建设成本的基础上推出的新型高效人工湿地填料，为人工湿地的应用和推广提供了有价值的参考。
关键词：人工湿地；污水处理；复合填料中图分类号：X703文献标识码：A156质循环再生、物种共生、功能与结构协调等问题。
人工湿地使废水中污染物良性循环的同时，充分利用资源，减少二次污染，实现污水处理与资源化利用的双赢效果。
人工湿地与其他污水处理技术相比具有工程建设投资、运行和维护费用低，处理效率高，抗冲击能力强，操作简单和美化环境等优点，有着良好的经济效益和生态效益。
1人工湿地污水处理系统人工湿地污水处理系统是人工建造的、受人监控的工程化湿地系统，一般是指在人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制地投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。
其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
大多数人工湿地由以下5个部分构成：一是具有透水性的填料基质；二是适应在饱和水环境和厌氧基质中生长的植物；三是在填料表面以下或以上有流动的水；四是有好氧、兼氧或厌氧微生物；五是无脊椎或脊椎动物。
2人工湿地的净化机理人工湿地对污水的净化机理非常复杂。
吸附、过滤、沉淀在去除污染物过程中起着关键作用，其中包含了物理、化学和生物三方面的共同作用结果。
在净化过程中，填料、植物和微生物三者相互关联，成为一个综合的生态系统。
2.1植物吸收植物是人工湿地的重要组成部分，主要有浮水植物、挺水植物、沉水植物等类型，它们对人工湿地的净化能起到重要作用。
植物在进行光合作用的同时，可以分解和转化有机物以及其他物质，还为水体输送氧气，增加其活性，通过吸收和同化作用，直接从污水中吸收可以利用的营养物质，如氮和磷等，然后被收割而去除。
植物的根系可以吸附重金属及其他有毒有害物质。
在不同种类的植物中，沉水植物的吸附能力较强，有些植物根系发达密集地交织在一起，能固结颗粒起到拦截吸附作用。
此外，根系也是微生物重要的栖息、附着和繁殖的场所，为微生物的吸附生长提供了巨大的表面积。
2.2微生物代谢微生物是人工湿地污水处理系统中降解水体中污染物质的主力军。
不同的微生物起到不同的作用：厌氧微生物将有机物质分解成CO2和CH4；好氧微生物的呼吸作用能够将污水中大部分有机物分解成为CO2和H2O；硝化细菌起硝化作用；反硝化细菌还原硝态氮，等等。
2.3填料吸附过滤污水中的颗粒物在与填料接触时能够发生作用。
污水中的颗粒物在云端的过程中，能够被填料颗粒表面拦截，或者颗粒物迁移到填料颗粒表面，通过范德华力和静电力作用以及某些化学键和特殊的化学吸附力作用，颗粒物被吸附在填料颗粒上。
另外，由于人工湿地填料长期浸于水中，容易形成具有极大的吸附性能的土壤胶体，有利于截留和吸附污水中的悬浮颗粒污染物。
3填料的选择填料作为人工湿地系统的重要组成成分之一，对去除废水中的污染物起着重要作用。
通过将多孔的、具有较大比表面积及一定机械强度的填料填充在人工湿地内部，可以改善人工湿地的水力学性能，提高系统对污染物的去除效率，尤其是对氮、磷的去除效率，同时为微生物提供更大附着面积。
填料对颗粒污染物的成功截留为植物后续的吸收创造了良好的条件，是出水水质达标的重要保证。
因此，要想提高人工湿地污水处理系统的净化效果以及延长人工湿地的使用寿命，选择合适的填料具有重要意义。
不同填料对污染物有不同的吸附性能和微生物附着性能，应根据具体的污水水质和经济情况进行分析总结以便选择合适的填料。
人工湿地填料的选择原则如下：有足够的机械强度，化学稳定性好，孔隙率高，不易堵塞；比表面积大，吸附能力强；不含有害于人体健康和妨碍工业生产的有害物质；水头损失小，质轻，松散容量小，形状系数好；滤速高，工作周期长，产水量大，出水水质好；来源广，价格便宜。
因此，在选择填料的过程中应该充分考虑其微观特性及物化性质，如矿物组分、吸附性、微生物附着性、经济性等方面。
建议考虑以下4种评价方法：第一，测定填料的微观特征及矿物组分；第二，通过静态吸附试验，考察填料对污染物的吸附能力；第三，通过动态模拟实验，确定填料对污染物的去除效果；第四，考虑经济性。
4填料的制备与应用4.1填料的研究现状传统人工湿地填料常见的有砾石、沙子、土壤、石块等，但这些填料存在着不少问题，诸如对污染物的去除率不高、易堵塞等。
因此，现阶段人们对新型高效的人工湿地填料的研究越来越深入，填料的取材也越来越广泛，有单一成分的填料，也有混合成分的填料，并且可以根据特征污染物的不同选择不同的填料。
4.2填料的制备与应用4.2.1天然填料天然填料是目前人工湿地应用最广泛的填料，例如碎石、沸石、石灰石、砾石、蛭石、土壤等。
天然湿地填料具有处理效果好、来源广泛、经济性好等优点，因此成为人工湿地处理系统的首选填料。
苗伟红选取膨胀蛭石、沸石、高炉渣及石灰石4种填料，进行模拟人工湿地处理生活污水的实验，结果表明：4种填料中沸石对氨氮的吸附容量最大，蛭石对TP的吸附容量最大，并且在单一填料动态吸附试验中，去除COD、氨氮、TN效果最好的是沸石，去除率分别为69.5％、94.1％、92.1％，去除TP效果最好的是157蛭石，去除率为79.4％。
张翔凌等选取砾石、沸石、无烟煤、页岩、蛭石、陶瓷滤料、高炉钢渣、圆陶粒等8种填料，在水力负荷为1000mm/d～2500mm/d时，进行垂直流人工湿地模拟柱净化污水实验，结果表明：无烟煤、圆陶粒、砾石对有机物具有较好的去除能力，对COD的去除率达到50％以上，沸石和陶瓷滤料对总氮和氨氮的去除率达到70％以上；刘波等采用等温吸附、吸附动力学、填料饱和吸附后磷素释放实验，研究了紫色土、河沙、页岩、石灰岩对磷的吸附特征，结果表明：各填料对磷的最大吸附量大小顺序依次为石灰岩、河沙、页岩、紫色土，从磷的解析率来看，各填料释磷大小顺序依次为河沙、页岩、石灰岩、紫色土，从磷素的最大吸附容量、吸附速率、释磷的安全性评价方面综合考虑，石灰岩的吸附除磷效果最好，更适合作为人工湿地填料。
