不同于传统的PPCPs处理技术，人工湿地系统综合了直接或间接光降解、植物吸收、基质吸附和微生物降解等的作用，对大多数的PPCPs具有良好的去除效果。近些年的相关研究表明，人工湿地作为深度处理步骤对大部分的PPCPs都达到了良好的去除效果。人工湿地对典型PPCPs污染物的去除效果如表7-3所示。
表7-3 人工湿地对典型PPCPs污染物的去除效果
抗生素和消炎药是环境中PPCPs类化合物中两大类污染物，它们经人体或动物服用后，并不能被人或动物完全吸收，大部分以原形随粪便和尿液排入环境中。另外，在抗生素和消炎药的生产过程以及处理过期与未使用药物的过程中也会导致抗生素和消炎药进入水体环境。这些抗生素和消炎药作为环境外源性化合物将对生态环境产生影响，并最终可能对人类健康和生存产生不利影响。本节以目前广泛使用的第三代喹诺酮类药物诺氟沙星（Norfloxacin）和非甾体消炎药萘普生（Naproxen）作为研究对象，分析人工湿地对以上两种目标药物的去除效果。
本研究设计两种不同类型人工湿地——水平潜流人工湿地和复合垂直流人工湿地，如图7-7所示。试验装置共6组，3组为水平潜流人工湿地，分别编号为H1～H3，湿地填料依次为碎石、气块砖和沸石；另3组为复合垂直流人工湿地，分别编号为V1～V3，湿地填料依次为碎石、气块砖和沸石。
人工湿地的填料又被称作基质，可以为湿地中的植物生长提供物理支持，为各种化学物及复杂离子提供反应媒介，并且为各种微生物的生长活动提供附着表面。本试验的目的是研究污水中典型PPCPs污染物诺氟沙星和萘普生在湿地中的去除效果，找出有利于诺氟沙星和萘普生在人工湿地中转化降解的填料种类和人工湿地类型，从而为人工湿地降解尾水中PPCPs的工程运用提供可靠的理论依据。因此，在填料的选择上，本着经济、可行的原则并结合工程实际因素，选用碎石、气块砖和沸石三种材料。
水平潜流人工湿地试验装置材料为PVC，尺寸均为1 500 mm（长）×500 mm（宽）×700 mm（高），填料填充高度为550 mm。进水采用穿孔管布水，经过宽150 mm布水区进入湿地填料区。出水经宽150 mm收水区进入穿孔管，流出系统。本试验采用的水力负荷为0.1m3/（m2·d），湿地有效水深为0.5m，日进水流量为60 L，湿地空床体积（V0）为0.3m3，碎石-水平潜流人工湿地、气块砖-水平潜流人工湿地及沸石-水平潜流人工湿地实际水力停留时间分别为1.43 d，2.77 d和2 d。
复合垂直流人工湿地试验装置材料为PVC，尺寸均为（600 mm+600 mm）（长）×500 mm（宽）×700 mm（高）。为了与水平潜流人工湿地进行对比，采用相同的水力负荷0.1m3/（m2·d），其中，下行池填料填充高度为525 mm，下行湿地体积（V下）为0.157 m3，上行池填料填充高度为475 mm，上行湿地体积（V上）为0.143 m3，日进水流量为60 L，以碎石、气块砖和沸石为填料的复合垂直流人工湿地实际水力停留时间分别为1.43 d，2.77 d和2 d。
实验装置采用连续进水，通过1个月的试运行阶段后，进行了6个月的连续实验。结果如表7-4和表7-5所示。
去除诺氟沙星效果最好的是V3和V1，去除率平均为80.61%和80.56%；其次为V2，去除率平均为74.20%；H2、H3和H1去除效果相对较差，去除率平均为72.47%，71.70%和71.54%。(www.xing528.com)
去除萘普生效果最好的是H2，去除率平均为49.61%；其次为H1和V3，去除率平均为49.01%和48.96%；再次为H3和V2，去除率平均为46.66%和45.34%；效果最差的是V1，去除率平均为41.72%。
图7-7 人工湿地试验装置结构示意图
表7-4 不同类型人工湿地中诺氟沙星的去除率数据
注：数据来源于雷圣（2013）。
表7-5 不同类型人工湿地对萘普生去除率数据
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