人工濕地的基本組成包括基質(zhì)、植物和微生物.濕地凈化污水是通過(guò)濕地中基質(zhì)、植物和微生物之間的物理、化學(xué)、生物化學(xué)等過(guò)程協(xié)同作用來(lái)完成的。基質(zhì)是人工濕地的重要組成部分，關(guān)系著濕地的凈化能力和使用壽命。基質(zhì)又稱填料，傳統(tǒng)的人工濕地基質(zhì)主要包括土壤、砂、礫石等，近年來(lái)包括沸石、石灰石、頁(yè)巖、塑料、陶瓷等具有優(yōu)秀性能的材料也被作為人工濕地基質(zhì)進(jìn)行研究和應(yīng)用。

一、基質(zhì)對(duì)氨的去除

在人工濕地系統(tǒng)中，對(duì)氮的去除起主要作用的是微生物的硝化和反硝化作用，基質(zhì)的選擇起著不可忽視的作用.選擇比表面積較大的填料有利于生物膜的生長(zhǎng)，更利于氮的去除.通常認(rèn)為基質(zhì)對(duì)氨氮的吸附是快速可逆的，但合理的選擇搭配基質(zhì)可以促進(jìn)氮的去除效果.張曦等利用沸石的氨氮能力強(qiáng)的特點(diǎn)對(duì)暴雨徑流、農(nóng)田排灌水的人工濕地處理系統(tǒng)進(jìn)行研究，結(jié)果表明沸石能快速吸附氮，而且條件適宜時(shí)可通過(guò)生物作用和自然充氧等作用促進(jìn)沸石吸附能力的再生.李旭東等研究發(fā)現(xiàn)，沸石蘆葦床在水力負(fù)荷0
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d的情況下，系統(tǒng)對(duì)各種形態(tài)的氮都有較好的去除能力，沸石對(duì)氨氮的吸附、離子交換作用是除氮的主要途徑;在同樣的進(jìn)水水質(zhì)和水力負(fù)荷下，沸石床在除氮方面明顯優(yōu)于礫石床.權(quán)新軍等利用改性天然沸石處理富營(yíng)養(yǎng)化水體的試驗(yàn)結(jié)果表明，天然沸石對(duì)氨氮的去除最大可達(dá)82%.劉超翔等研究發(fā)現(xiàn)，潛流式人工濕地底部鋪設(shè)爐渣層填料時(shí)，其硝化能力明顯高于土壤層，爐渣層在氨氮轉(zhuǎn)化中起主要作用。

二、基質(zhì)對(duì)磷的去除

基質(zhì)對(duì)磷的去除作用包括填料的吸收和過(guò)濾等物理化學(xué)作用.當(dāng)污水流經(jīng)人工濕地時(shí)，填料通過(guò)一些物理和化學(xué)的途徑(如吸收、吸附、過(guò)濾、離子交換、絡(luò)和反應(yīng)等)去除污水中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì).人工濕地中基質(zhì)對(duì)磷的去除包括物理去除和化學(xué)沉淀去除兩大過(guò)程，物理去除指吸附在懸浮顆粒物上的固體磷經(jīng)濕地表層基質(zhì)的過(guò)濾攔截而沉積的過(guò)程，化學(xué)去除主要發(fā)生在基質(zhì)中，并被認(rèn)為是濕地除磷的主要機(jī)理.化學(xué)作用對(duì)無(wú)機(jī)磷的去除與濕地基質(zhì)類型密切相關(guān).基質(zhì)的pH、氧化還原電位、可溶性鐵、鋁和錳及其氧化物、有效性鈣和鈣的化合物及有機(jī)質(zhì)是影響濕地除磷的重要因素，其中又主要取決于基質(zhì)的pH.在pH值中等的情況下，土壤中引起磷吸附和沉淀的主要元素是鐵和鋁，pH值較高時(shí)引起磷吸附沉淀的主要元素是鈣.在處理特征污染物為磷的污水時(shí)，應(yīng)著重選擇鈣、鐵等礦質(zhì)元素含量高且吸附表面積較大的填料.

三、基質(zhì)的粒徑選擇

濕地基質(zhì)粒徑的分布對(duì)濕地中的空隙體積和水流模式有決定性作用，分層鋪設(shè)的基質(zhì)每層應(yīng)力求均勻，如果大小顆粒摻雜會(huì)減小填料孔隙率，影響水流分布，改變水力學(xué)狀態(tài)，影響基質(zhì)的滲透性能，進(jìn)而影響去除效果.粒徑較大的基質(zhì)可以有效防止堵塞的發(fā)生，但粒徑過(guò)大會(huì)縮短水力停留時(shí)間，影響凈化效果，所以需要在保證凈化效果和防止堵塞二者之間選擇一個(gè)最佳平衡點(diǎn)，多層填料的垂直流人工濕地還應(yīng)考慮不同粒徑填料的配比問(wèn)題。

已有基質(zhì)材料的低孔隙度和易飽和的特點(diǎn)影響了人工濕地壽命，限制了濕地的推廣應(yīng)用，因此，新型高效、成本較低的基質(zhì)材料研發(fā)是今后基質(zhì)研究的重點(diǎn).合理利用易得的天然材料，充分開(kāi)發(fā)工業(yè)副產(chǎn)品，或是人工合成新型材料，研制出吸附容量大、截留效果好、性能長(zhǎng)效持久的新型濕地基質(zhì)材料，應(yīng)用到人工濕地工程中，提高人工濕地的去污凈化能力。