人工湿地(constructed wetland，CW)是人工构建的模拟自然生态系统；由植物、微生物及基质组成的复合系统，该系统同时进行物理、化学和生物过程，通过过滤、吸附、共沉淀、离子交换、氨氮去除剂植物吸收以及微生物分解作用来达到高效净化污水的目的。人工湿地的建设与维护费用低、环境友好且具有生态景观利用价值，可用于多类型污水水质的净化，在国内外均具有广泛应用。氨氮去除剂

　　通过人工湿地可对污水处理出水进行深度净化，增加工程净化水的自然生态属性，有效减缓了对受纳水体的冲击，同时，缓解了水环境萎缩问题。

　　人工湿地主要分为表流湿地和潜流湿地两种。其中，基质是潜流人工湿地的重要组成部分，在水质净化中发挥着至关重要的直接与间接作用。

　　目前，人工湿地普遍存在占地面积大、处理效果不稳定等突出问题。人工湿地污水处理效果的影响因素众多，大体可分为3类：湿地参数(湿地构型、填料、植物、微生物等)，环境参数(温度、溶解氧、pH等)，运行参数(进水负荷、水力停留时间等)。

　　袁俊等人首先研究发现，在启动阶段，天的时候，ICCW系统较CW的COD及磷酸盐出水浓度低，说明铁碳对COD的去除有增强作用，并且发现，在改变停留时间后，所有系统在6天之内，COD、磷酸盐及氨氮的出水浓度能够达到稳定。另外，在稳定阶段，通过连续定时采集分析出水的方法，分析了稳定阶段植物系统的出水指标。在pH方面，新型的ICCW系统较传统的CW系统的出水pH增强。由于ICCW系统出水pH较大，意味着新型系统有处理酸性废水的潜能。氨氮去除剂

　　在磷酸盐的去除方面，铁碳微电解对相对于传统人工湿地，具有较高的去除率，在HRT停留时间在1天的时候，就能达到一级A，因此还具有较高的磷去除负荷空间。另外，在去除率方面:由于分散式农村生活污水中，具有较少的有机磷，因此模拟污水中目前只加入了无机磷作为试验条件，因而本文中只对出水的无机磷进行测定。当HRT为3天的时候，ICCW系统对PO43-的去除率平均可达97.55％，效果。

　　新型耦合铁碳系统中氢氧化铁胶体对磷的去除具有良好的吸附与絮凝作用，铁碳微电解对废水中的污染物降解及吸附的效果理想。另外，垂直流湿地能实现对农村生活污水的连续处理，管理简单，对污水中有机物仍有较好的去除效果，去除效率为85％左右，出水CODcr浓度低于50mg/L;对N、氨氮去除剂P具有一定的净化作用，磷酸盐的去除效果稳定，效率约为90％。

　　针对反硝化过程有机碳源不足的问题，上一节提供了投加缓释碳源这一思路。从本质上来说，有机碳源是硝酸根转化的电子供体。此外，有研究者提出了零价铁、铁刨花、黄铁矿等新型基质投加思路，是为硝酸根转化提供电子的另一个思路。其强化水质净化的原理为：铁的氧化过程中为硝酸根的还原提供了电子，氧化后的铁离子可与磷酸根离子形成化学沉淀，进而实现同步氮磷脱除。

　　在此基础上，有研究者向人工湿地内共同投加了铁、碳两种基质，两基质可形成电解对，通过电化学方式强化人工湿地的氮脱除过程。与传统湿地相比，铁碳电解对或者铁钢电解对的添加对总氮与总磷的去除有显著提升。

　　对比生物炭投加组，铁碳投加在氮磷同步高效净化上占据优势。然而，投加铁碳后，氨氮的去除效果与对照相比无显著改善，甚至显示出抑制。追究原因，是还原性铁基质的投加改变了湿地内部的氧化还原电位，使得这个湿地系统形成偏还原性环境，抑制了氨氮的氧化作用。为此，在铁碳基质改良湿地内，应设置分段功能区，区设置为良好的氧化环境，氨氮去除剂强化氨氮向硝氮的转化，第二区为铁碳还原区，进行硝氮的还原。上述两个区域联合使用实现总氮的高效去除。

　　地下水是我国干旱地区重要的饮用水水源，特别在缺水村镇地区地下水几乎是的供水水源。然而，浅层地下水普遍存在硝酸盐含量超标问题，部分地区还存在着硝酸盐和重金属复合污染风险，严重威胁区域饮用水安全及人民群众的健康。

　　吴海明带领的研究小组创新研发了一项铁碳微电解强化型人工湿地技术，具有基建投资省、运行费用低、景观优美等优点，已广泛应用于村镇水污染治理与修复领域。该技术通过铁碳微电解填料中的电子传递作用显著提升自养反硝化过程，地下水中硝酸盐去除率可达87%；同时利用生物炭的吸附功能及金属离子的絮凝、沉淀作用，实现了地下水中重金属（Cr和Pb）的高效去除（75-97%）。

　　铁炭微电解是基于电化学中的原电池反应。当铁和炭浸入电解质溶液中时，由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，因而会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场。

　　阳极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力，可使某些有机物还原，也可使某些不饱和基团(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-)的双键打开，使部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性。

　　此外，二价和三价铁离子是良好的絮凝剂，特别是新生的二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性，调节废水的pH可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀，吸附污水中的悬浮或胶体态的微小颗粒及有机高分子，可进一步降低废水的色度，同时去除部分有机污染物质使废水得到净化。

　　阴极反应产生大量新生态的[H]和[O]，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，氨氮去除剂使有机大分子发生断链降解，从而消除了有机废水的色度，提高了废水的可生化性。返回搜狐，查看更多
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