人工湿地填料的种类
人工湿地填料主要分为天然材料、工业副产品和人造产品三大类。传统天然材料有土壤、泥炭、粗砂、砾石，后经研究发现沸石、蛭石、石灰石作为填料用于人工湿地的处理污水能力要远远好于传统天然填料；工业副产品主要有灰渣、高炉渣、粉煤灰、钢渣、细砖屑等；造产品主要包括陶粒、陶瓷滤料、塑料等；随着研究的不断深入，各种新型填料不断应用于人工湿地，每种填料性能各有差异， 应结合其特点充分发挥填料作用，本章节对几种湿地中常用填料的性能研究进展进行介绍。下表为人工湿地相关标准中推荐的采用的填料类型及要求。
表2.1 各个标准中推荐的填料种类及要求
规范名称
建议种类
要求
环保部规范
京菜
初始空隙率在30-40%
住建部
石灰石、火山岩、沸石、页岩、陶粒、炉渣、无烟煤等材料，宜就近取材
较强的机械强度，较大孔隙率、比表面积、粗糙度，良好的生物和化学稳定性
北京规范
初始空隙率在30-40%
天津规程
石灰石、沸石、页岩、陶粒、矿渣、炉渣等，亦可加工筛选废砖瓦和混凝土块
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较强的机械强度，较大孔隙率、比表面积、粗糙度，良好的生物和化学稳定性；初始空隙率在35-40%；
上海规程
砾石、沸石、钢渣、石灰石、高炉矿渣、碎石、粗砂、石英砂
表面积大、机械强度高、稳定性
好、取材方便、价格低廉的填料。
江苏规程
石灰石、矿渣、蛭石、沸石、砂石、高炉渣、页岩等，碎砖瓦、
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混凝土块经过加工、筛选后也可作为填料使用。
填料安装后湿地孔隙率不宜低于0.3 。
浙江规范
天然材料如碎石、砾石、粗砂、火山岩、沸石和人工材料如矿渣、炉渣、陶粒等；加工和筛选的碎砖瓦、混凝土块等材料
较强的机械强度，较大孔隙率、比表面积、粗糙度，良好的生物和化学稳定性；
山东指南
砾石、碎石、石英砂、石灰石、火山岩、沸石、矿渣、炉渣、陶粒、塑料等天然材料和人工材料
具有一定机械强度、比表面积较大、稳定性良好、并具有合适的孔隙率及表面粗糙度的填充物
云南规范
石灰石、砾石、沸石、卵石、陶粒
关于桥的谚语选用多孔、表面积较大、Ca/Fe含量高
宁夏规范
砾石、粗砂
达到DB64/T700-2011中规定的一级排放标准的人工湿地基质中钙、铁、铝、镁含量均不能低于20%，保证较高氮、磷去除率；潜流型人工湿地基质的孔隙率宜控制在35%～40%
青海规范
河沙、石英砂、砾石、卵石、石灰石、沸石、蛭石、页岩、花岗岩、陶粒、矿渣、无烟煤、草炭等，宜采用沙石搭配
关喆具有一定的机械强度、空隙率、表面粗糙度、尽可能大的表面积，以及良好的生物、化学及热力学稳定性
注：填料应预先清洗干净，按照设计确定的级配要求充填。
1 火山岩
火山岩为形状不规则的颗粒，颜为红黑褐，表面粗糙多微孔，平均孔隙率在40%左右，具有比表面积大，生物化学稳定性好的特点，适合微生物在其表面生长和繁殖，能够保持较多的微生物量。一般人工湿地填料选取的火山岩粒径范围为5-50 mm。
图2-1 火山岩填料
2 陶粒
陶粒多由黏土或页岩成型经高温处理所得，表面粗糙，内部多孔，有较大的比表面积，有利于生物的附着生长，现已被广泛用于水处理填料；丁建彤研究了四种陶粒组合复合垂直流人工湿地在不同季节处理生活污水的运行效果，结果表明陶粒组合人工湿地对COD、TP、NH3-N均有很好的去除效果；随着不断的研究和改进，于制陶粒的原材料范围不断扩大，粉煤灰、底泥、污泥、高炉渣、垃圾等各种固体废弃物用于烧制陶粒作为湿地填料，起到一个以废治废的作用； 由于陶粒比表面积大，且富含钙、铁、铝等元素；能与污水中的磷酸盐形成不溶性沉底，有利于氮磷的去除；曹世玮选择高钙粉煤灰陶粒作为人工湿地填料，表明高钙粉煤灰陶粒有巨大比表面积和孔隙率，有较大的磷吸附容量，磷去除率可达90%，强化除磷的机制是陶粒内部的钙元素与水中的磷发生化学反应，造成磷在陶粒表面的沉积。
图2-2 陶粒填料
3 钢渣、炉灰渣
高炉钢渣、炉灰渣等工业废弃物含有丰富的钙、镁成分， 对污水中磷有很好的吸附性，广泛用于人工湿地填料；郑好以铁尾矿和钢渣作为复合垂直流人工湿地填料，对生活污水的处理效果比较理想，TP、TN柯震东被封杀、COD的去除效率可分别达到95%、70%、95%；孙书明以钢渣为主要填料构建小型潜流湿地，结果表明，钢渣湿地运行初期对硝氮型污水的处理能
力高于氨氮型污水，钢渣可作为一种强化反硝化基质应用于NO3-N的去除，但以钢渣作为湿地主要基质使湿地出水pH较高，不利于氮转化细菌落的快速建立，且容易造成出水SS偏高，可与其他种类的基质组合后应用于湿地中；煤灰渣是去除污水中耗氧有机污染物和总磷等指标的理想基质，徐祖信模拟煤灰渣垂直潜流人工湿地研究除磷性能，表明煤灰渣对污水中磷素的吸附平衡时间较短，吸附速率较快，但需注意煤灰渣吸附磷后的再解析，以防二次污染。