一、人工濕地的研究現(xiàn)狀
人工濕地是人工建造的、可控制的和工程化的濕地系統(tǒng)，是二十世紀(jì)七八十年代發(fā)展起來(lái)的一種廢水生態(tài)處理技術(shù)，其設(shè)計(jì)和建造是通過(guò)對(duì)自然濕地生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物作用的工程強(qiáng)化和優(yōu)化組合來(lái)進(jìn)行廢水處理的。由于它能有效地處理多種多樣的廢水，如生活污水、工業(yè)廢水、垃圾滲濾液、地面徑流雨水、合流制下水道暴雨溢流水等，且能高效地去除有機(jī)污染物，氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物，重金屬，鹽類(lèi)和病源微生物等多種污染物。具有出水水質(zhì)好，氮、磷去除效率高，運(yùn)行維護(hù)管理方便，投資及運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，近年來(lái)獲得迅速的發(fā)展和推廣應(yīng)用。
二、人工濕地基質(zhì)層的作用
人工濕地不管是自由水面型還是潛流型都由以下幾個(gè)結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成：底部的防滲層；由填料、土壤和植物根系組成的基質(zhì)層；濕地植物的落葉及微生物尸體等組成的腐質(zhì)層；水體層和濕地植物。基質(zhì)層是人工濕地處理污水的核心部分。
人工濕地基質(zhì)層中的微生物和酶活性的空間分布得出人工濕地基質(zhì)中的微生物代謝作用是污水有機(jī)物降解的主要作用機(jī)制，并指出近表層的基質(zhì)區(qū)域是人工濕地污水處理系統(tǒng)最有效的凈化空間?；|(zhì)層的作用有以下幾個(gè)方面：
1、提供水生植物生長(zhǎng)所需的基質(zhì)；
2、為污水在其中的滲流提供良好的水利條件；
3、為微生物提供良好的生長(zhǎng)載體。
在自由水面流人工濕地中，一般直接采用土壤和植物根系構(gòu)成基質(zhì)層。在地下潛流人工濕地中，一般采用礫石填料和土壤或砂構(gòu)成基質(zhì)層。對(duì)于許多已建造的潛流型濕地系統(tǒng)，其基質(zhì)一般采用極細(xì)的土壤或不同直徑的卵石、礫石。在國(guó)內(nèi)建造的人工濕地中也一般采用這些材質(zhì)作為基質(zhì)層的填料，但這些基質(zhì)填料都存在著不同程度的問(wèn)題。
因此，找到一種合適的人工濕地基質(zhì)填料對(duì)于優(yōu)化人工濕地污水處理技術(shù)有重大的現(xiàn)實(shí)意義
三、火山巖生物填料
火山巖生物填料，通過(guò)沈陽(yáng)環(huán)科院、山東環(huán)科院、深圳環(huán)科院等國(guó)內(nèi)知名的人工濕地研究機(jī)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用中被驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、通透性好、比表面積大、有利于微生物的固定和掛膜；
2、對(duì)微生物需要的養(yǎng)分具有很好的保持性，便于濕地微生物繁殖和緩釋?zhuān)蟛幻撋?br /> 3、具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。
4、空間體積及形態(tài)方面，填料提供的表面積盡可能地大。
5、生物穩(wěn)定性方面，填料應(yīng)具有惰性，能抵抗生物對(duì)填料的腐蝕，不參與生物處理中的生物化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)穩(wěn)定性方面，填料對(duì)環(huán)境中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)應(yīng)表現(xiàn)出惰性，并具有抗化學(xué)腐蝕的能力。熱力學(xué)穩(wěn)定性方面，填料對(duì)周?chē)鷾囟茸兓亩栊浴?br /> 6、根據(jù)人工濕地功能的需要，可選擇具有某些化學(xué)成分的基質(zhì)。這類(lèi)基質(zhì)可以是天然物質(zhì)，可回收利用的固體廢棄物，或是人工合成的含有特種組分的材料，也可以是具有不同比例的混合材料。
7、親、疏水性及表面電性。親水性微生物易于在親水性填料表面附著、固定，而疏水性填料有利于疏水性微生物在其表面固著。填料表面的親、疏水性及電性還可以通過(guò)對(duì)填料表面的改性實(shí)現(xiàn)，或直接在填料加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)。
8、要有一定的孔隙度及表面粗糙度。
9、對(duì)生物膜活性的影響。作為生物膜載體，本身必須對(duì)固定微生物無(wú)害、無(wú)抑制作用，不能顯著影響固定微生物的生物活性。
10、可再用性。從經(jīng)濟(jì)角度講，基質(zhì)應(yīng)具有可再用性，尤其在大規(guī)模利用時(shí)，這一點(diǎn)更具有重要意義。
