人工濕地填料主要分為天然材料、工業(yè)副產(chǎn)品和人造產(chǎn)品三大類(lèi)，傳統(tǒng)天然材料有土壤、泥炭、粗砂、礫石，后經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)沸石、蛭石、石灰石作為填料用于人工濕地的處理污水能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)天然填料。工業(yè)副產(chǎn)品主要有灰渣、高爐渣、粉煤灰、鋼渣、細(xì)磚屑等人造產(chǎn)品主要包括陶粒、陶瓷濾料、塑料等，隨著研究的不斷深人，各種新型填料不斷應(yīng)用于人工濕地。每種填料性能各有差異，應(yīng)結(jié)合其特點(diǎn)充分發(fā)揮填料作用，本文對(duì)幾種濕地中常用填料的性能研究進(jìn)展進(jìn)行介紹。
一、沸石
沸石結(jié)構(gòu)由硅氧四面體組成，構(gòu)架中有一定孔徑的空腔和孔道，這也決定了其具有吸附和離子交換性能，可快速截留污水中的氨氮。沸石內(nèi)部結(jié)構(gòu)的松散程度是影響沸石吸附容量的主要因素，孔徑大，結(jié)構(gòu)松散且分布均勻的沸石吸附量較高。研究表明，由于沸石的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)氨氮等陽(yáng)離子有很好的去除效果，且吸附飽和后的吸附位點(diǎn)可以通過(guò)植物和微生物的協(xié)同作用得到再生，沸石對(duì)污水中氮有很好的去除能力，且沸石價(jià)廉、易得，這些都決定了沸石被廣泛用作濕地填料。
二、蛭石
蛭石是一種自然界天然存在的多孔性含水硅鋁酸鹽晶體礦物，蛭石晶體內(nèi)部有很多孔穴和通道，開(kāi)口的通道彼此相連，使蛭石的比表面積很大，具有良好的吸附及離子交換性能，蛭石在高溫作用下，具有很好的膨脹性，膨脹后的蛭石具有較大的比表面積和孔隙率。研究表明其蛭石對(duì)氨氮具有選擇性吸附能力，聶發(fā)輝等研究表明，蛭石對(duì)氨氮的飽和吸附量高于沸石，蛭石的吸附效果受到溫度和的影響。蛭石主要是通過(guò)離子交換作用去除水中氨氮，物理吸附作用相對(duì)很小，陽(yáng)離子交換位點(diǎn)不能被認(rèn)為是去除氨氮的長(zhǎng)期匯，其作用蛭石將水相中的氨離子吸附交換下來(lái)，截留在蛭石固相中。
三、鋼渣、爐渣等工業(yè)廢棄物
高爐鋼渣、爐灰渣等工業(yè)廢棄物，含有豐富的鈣、鎂成分，對(duì)污水中磷有很好的吸附性，廣泛用于人工濕地填料。以鐵尾礦和鋼渣作為復(fù)合垂直流人工濕地填料，對(duì)生活污水的處理效果比較理想，TP、TN、COD的去除效率可分別達(dá)到95%、70%、95%，以鋼渣為主要填料構(gòu)建小型潛流濕地，結(jié)果表明，鋼渣濕地運(yùn)行初期對(duì)硝氮型污水的處理能力高于氨氮型污水，鋼渣可作為一種強(qiáng)化反硝化基質(zhì)應(yīng)用于一的去除，但以鋼渣作為濕地主要基質(zhì)使?jié)竦爻鏊^高，不利于氮轉(zhuǎn)化細(xì)菌群落的快速建立，且容易造成出水偏高，可與其他種類(lèi)的基質(zhì)組合后應(yīng)用于濕地中。煤灰渣是去除污水中耗氧有機(jī)污染物和總磷等指標(biāo)的理想基質(zhì)，模擬煤灰渣垂直潛流人工濕地研究除磷性能，表明煤灰渣對(duì)污水中磷素的吸附平衡時(shí)間較短，吸附速率較快，但需注意煤灰渣吸附磷后的再解析，以防二次污染。
四、陶粒
陶粒多由載土或頁(yè)巖成型經(jīng)高溫處理所得，表面粗糙，內(nèi)部多孔，有較大的比表面積，有利于生物的附著生長(zhǎng)，現(xiàn)已被廣泛用于水處理填料。研究了四種陶粒組合復(fù)合垂直流人工濕地在不同季節(jié)處理生活污水的運(yùn)行效果，結(jié)果表明陶粒組合人工濕地對(duì)COD、TP、NH3-N均有很好的去除效果。隨著不斷的研究和改進(jìn)，用于制陶粒的原材料范圍不斷擴(kuò)大，粉煤灰、底泥、污泥、高爐渣、垃圾等各種固體廢棄物用于燒制陶粒作為濕地填料，起到一個(gè)以廢治廢的作用。由于陶粒比表面積大，且富含鈣、鐵、鋁等元素，能與污水中的磷酸鹽形成不溶性沉底，有利于氮磷的去除。選擇高鈣粉煤灰陶粒作為人工濕地填料，表明高鈣粉煤灰陶粒有巨大比表面積和孔隙率，有較大的磷吸附容量，磷去除率可達(dá)90%，強(qiáng)化除磷的機(jī)制是陶粒內(nèi)部的鈣元素與水中的磷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成磷在陶粒表面的沉積。五種填料的比較通過(guò)前文對(duì)種常用填料特點(diǎn)和去污機(jī)理的介紹，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用報(bào)道和相關(guān)市場(chǎng)調(diào)查，本文對(duì)這四種填料作為水處理填料常用物理性質(zhì)和目前市場(chǎng)價(jià)格做了統(tǒng)計(jì)。
各填料的物理性質(zhì)差異較大，鋼渣作為工業(yè)廢棄物，其密度最大，比表面積最小，粒徑變化范圍也最寬蛭石的密度相對(duì)最小，這與其經(jīng)高溫處理后，強(qiáng)膨脹性有關(guān)，同時(shí)蛭石的膨脹性還影響到其比表面積和孔隙率均較大，容重較小等性質(zhì)，從表中我們也能看到蛭石的價(jià)格也是相對(duì)最低，這些都決定了蛭石能作為濕地水處理填料被應(yīng)用。雖然沸石的價(jià)格也相對(duì)較低，但比表面積和孔隙率較蛭石和陶粒填料小很多，這也使沸石在凈化水質(zhì)過(guò)程中效果略差于其他填料。相較之下，雖然陶粒的價(jià)格是這幾種填料中最貴的，但是由于作為人工填料，陶粒的粒徑范圍廣，比表面積和孔隙率都較大，所以陶粒作為濕地填料的適用范圍較廣，可以用于不同粒徑大小的組合填料使用。
