工濕地是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng),是基于自然濕地系統(tǒng),通過人為構(gòu)建、管理和調(diào)控的,類似于沼澤的系統(tǒng),通過物理、化學(xué)和生物等過程協(xié)同凈化污水。在人工濕地中,水處理系統(tǒng)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(yǎng)物質(zhì)、懸浮物、重金屬、油脂以及微生物等人工濕地系統(tǒng)僅靠單一填料,往往無法達(dá)到污染物去除要求,應(yīng)利用組合填料間的協(xié)同作用方可達(dá)到更好的污染物去除效果。

在早期建造的濕地中經(jīng)常使用的填充基質(zhì)包括天然土壤,壤質(zhì)砂質(zhì)土壤和砂質(zhì)壤土等。吸水率分別為13、25和51mm/h,往往只選用單一的基質(zhì),這樣通常都不能夠達(dá)到理想的污染物去除效果,難以滿足其對于多種混合型污染物的去除,且長時(shí)間運(yùn)行還經(jīng)常會(huì)發(fā)生濕地系統(tǒng)堵塞的情況;因此,人們開始選用多種填料組合配比,強(qiáng)化人工濕地對污染物的去除能力。

填料是人工濕地污水處理系統(tǒng)中去除重金屬的核心部分。水體中的大部分重金屬,通過鰲合、絡(luò)合作用能夠被填料的基質(zhì)和濕地植物根部固定,同時(shí),提高水體的pH值對濕地系統(tǒng)重金屬的去除有很顯著的提升效果。

人工濕地對大顆粒懸浮物的去除主要依靠填料床的物理過濾、沉淀和截留等作用,對于小的懸浮固體,主要是通過濕地系統(tǒng)中的污泥層將其去除。大量分析表明填料粒徑的大小是影響系統(tǒng)水力傳導(dǎo)性能和基質(zhì)孔隙大小的主要因素,這直接關(guān)系到污染物的停留時(shí)間和污染物的去除效果;因此,選擇較大的比表面積和孔隙率較高的填料可以提升濕地系統(tǒng)的水力傳導(dǎo)性,也通過增加微生物的附著面積來提高濕地系統(tǒng)對污染物的去除能力。并且合理地選用填料,即使在系統(tǒng)長期運(yùn)行后,濕地滲透性能降低、發(fā)生堵塞,濕地也會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)其原有的處理效果。