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　　人工濕地是一個綜合的生態系統，是基于自然濕地系統，通過人為構建、管理和調控的，類似于沼澤的系統，通過物理、化學和生物等過程協同凈化污水。在人工濕地中，水處理系統在填料和植物的共同作用下，有效地去除了水體中含有的營養物質、懸浮物、重金屬、油脂以及微生物等。

　　1、礦物填料的種類及凈化效果

　　人工濕地填料按種類來劃分可以分成3種，包括天然礦物、工業副產物、人工合成填料。

　　與傳統礫石填料相比較，選用組合填料：煤矸石-沸石-礫石，改善了人工濕地的堵塞周期，使得長久運行的人工濕地滲透率不會因為運行時間而下降。同樣，這種方式的組合填料也使化學需氧量COD、氨氮NH3-N和總磷TP的平均去除率分別提高了26.4%、9.4%和18.7%。

　　以沸石、圓陶粒、粗砂、頁巖和礫石作為濕地填料，模擬垂直流人工濕地，研究其凈水效果，該組合填料的凈化效果對于COD、總氮TN、NH3-N、TP的去除都有所提升，其對COD的去除率達到40%以上、NH3-N的去除率達到了60%以上、TN的去除率達到40%以上。

　　選用石英砂、無煙煤和粉煤灰作為人工濕地填料，對各種組合類型的基質去除NH3-N、TP的效果進行了研究，結果表明，石英砂-粉煤灰-無煙煤以質量比為25%-25%-50%的混合方式，為其最優配比，并測試得出最佳運行周期為20d，且在停止進水后，僅需8d就可以快速地恢復填料基質原有的孔隙率、濕地滲透率。

　　2、礦物填料的改性

　　基于礦物填料作為人工濕地基質的研究上，大量研究對其吸附能力加以改良，使得填料作為濕地基質，具有更好的吸附能力，更適合作為微生物的載體。目前填料的改良主要從3個方面進行。

　　(1)添加適量的具有強吸附力、通透性好以及比表面積大的改性材料于填料中;

　　(2)優化不同填料之間的配比及組合，在傳統填料的基礎上，添加吸附能力強、滲透性好的基質，組成混合型填料;

　　(3)設計多層填料，多層填料的設置既可以增加基質的滲透率，降低發生堵塞的風險，同時也大大地提升了系統的凈化能力。

　　3、國內外礦物填料應用情況

　　目前，濕地礦物填料的相關研究在中國并不少見，但是由于中國各地區的土壤類型、地質條件不同，污水的水質特點也截然不同，即使已經使用了完全相同的填料及組合配比，最終取得的凈化效果也并不一定會完全相同;因此，應根據實地情況，選擇適合的人工濕地填料類型及組合配比，使之更高效地去除污染物。

　　國外人工濕地對于礦物填料的應用相對較多。有研究含礦渣水體中CaO的溶出、酸堿度及鈣離子濃度等因素對濕地填料去除NH3-N效率的影響，結果表明：

　　(1)將水體的pH值從7提升至12，使得沸石填料對NH3-N的去除能力急劇下降;

　　(2)Ca2+抑制了沸石對NH3-N的吸附。原因是礦渣釋放的氫氧化物可以與NH4+反應生成氨(NH3·H2O)，從而引起NH4+與沸石的解離，同時，Ca2+可以取代NH4+離子，吸附在沸石表面。

　　Burchell MichaelR在北卡羅來納州東部進行的濕地試驗，研究在河流濕地土壤中添加有機物(OM)是否會提高NO3-N的處理效率。結果表明，添加礦物填料可以為濕地提供碳源和營養源，以增強反硝化作用，促進微生物的生長。在春、夏季，將黑角壤土的礦物填料含量從5%干重提高到11%干重，提高了NO3-N濕地的處理效率，且河道疏浚物中有機物含量豐富，可將其回用于人工濕地以減少二次污染。

　　4、礦物填料的選用原則

　　不同的礦物填料組合應用于人工濕地，對水體不同類型污染物的去除效果不同。在礦物填料的選擇、配比應用過程中，應該根據區域特點，考慮現場條件、出水水質要求、目標污染物種類以及基質材料獲取的難易程度及材料成本等進行綜合比選。

　　濕地所選用的填料，可利用普通填料與礦物填料進行組合，通過材料間的互補效應提升濕地整體的處理能力，在保障污染物去除效果的前提下延長填料的使用壽命。

　　同時，在人工濕地填料選用過程中，可考慮就地取材，嘗試將固廢資源化利用，以減少二次污染，降低建設成本，構建綠色濕地。