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人工湿地污水处理技术因其具有工艺设备简单、抗冲击能力强，运转和维护管理方便、能耗少、工程基建和运行费用低等特点，已在各地得到广泛使用，尤其适合农村生活污水的处理，但在运行阶段中容易发生堵塞，从而引起污水处理效果不佳等问题。因此，本研究利用粉煤灰、碎石、粉煤灰碎砖块、水泥、化学添加剂等材料，通过对几种材料的配比进行正交实验优化配制后，在满足强度、孔隙率等要求的前提下，研发出模块化的人工湿地生态填料，与普通碎石填料对比不仅研究了对含氨氮、总磷的模拟农村生活污水的处理效果，同时在污水中添加了阴离子表面活性剂(LAS)，用于研究人工湿地填料对阴离子表面活性剂的去除效果。在此基础上，添加植物（美人蕉）构建填料-植物的人工湿地处理系统，对比研究了对模拟农村生活污水的处理效果。具体研究内容及所得结论如下:
(1)模块化人工生态填料(AMS)与碎石填料(GS)对有机物、氨氮、总氮、总磷和阴离子表面活性剂的去除效果对比。
在系统运行前需提前制作模块化人工生态填料。具体制作方法见发明专利（专利号CN102765804A）。实验结果显示，模块化人工生态填料与碎石填料对有机物的平均去除效果没有显著性差异(P＞0.05)，且对化学需氧量(CODCr)都有较好的去除率，均约达到75％以上。同时在一个周期范围内CODCr的浓度变化随着时间的推移是一个先快后慢的过程，最后达到了平衡。四种填料对CODCr的去除率呈现较小的标准偏差，在整个运行期间具有稳定的去除能力。对于含氮化合物的去除，模块化人工生态填料与碎石填料具有显著性差异(P＜0.05)，且三种不同类型的人工生态填料均高于碎石填料，尤其是以粉煤灰碎砖块为粗骨料的模块化人工生态填料（AMS3），其对氨氮的平均去除率达到69.37％，比碎石填料(GS)高出约29％。同时，AMS3对总氮(TN)的平均去除率为59.33％，比碎石填料高约26％。此外，人工生态填料在总磷(TP)去除方面更显优势，以碎石为粗骨料，内置空隙性的人工填料（AMS2）的去除效果最优，平均去除率达83.47％，普通型的人工填料(AMS1)次之，约为82.83％，AMS3为77.65％，而碎石填料(GS)仅为28.98％;在整个实验过程中，人工生态填料对TP的去除效果较为稳定，但碎石填料对TP浓度的去除却呈现出先下降后上升的趋势，出现了解吸的过程。四种填料对LAS的去除率没有明显的差异，且在整个运行过程中各系统的去除效果都不稳定。同时，当污水中LAS的浓度低于10mg/L时，AMS对LAS的去除率可高达99％，当增加污水中LAS的浓度时，AMS对LAS的去除率下降到62.97％。另外，考虑填料在实际中的应用，对三种AMS进行了抗压强度的测试。综合考虑填料对各污染物的去除效果以及抗压强度，AMS1和AMS2更具有实际应用的价值。
(2)美人蕉与模块化人工生态填料及碎石填料构建的植物床系统对所有污染物的去除效果对比。试验系统从2012年5月至今一直保持正常运行，数据采集时间集中在6月上旬至9月下旬，共11个周期，每周期运行6天。之后约一个月进行监测，结果均表明系统运行仍然较为稳定。
实验结果表明:在前5个运行周期内，植物对含氮化合物以及有机物的去除效果明显，其中第一周期最为显著:种植植物的系统（AMS-C-S）对氨氮、TN、COD、LAS的去除率比没植物的系统(AMS-U-S)分别高出约23％，22％，11％，20％。随着植物的逐渐成熟，植物对污染物的去除效果逐渐减缓。同时，植物对TP的去除效果没有显著性的影响。采用模块化生态填料与普通碎石作为植物系统的填料，对氨氮、TN以及COD的去除效果差异不大，但对于TP和LAS的去除却表现出了不同的优势。AMS对TP的吸附效果非常明显，平均去除率达88.13％，最高可达95.3％，且去除效果稳定，标准偏差为5.25;而植物-碎石填料系统(GC-S)对TP的平均去除率仅为39.84％，且去除效果不稳定，标准偏差达到33.46％，浮动幅度较大，同时在后续的处理过程中经常出现解吸现象。对于LAS的去除，GS-C平均去除率(83.93％)比AMS-C-S(62.02％)高出约21.91％，且两者的标准偏差都较大，说明对LAS的去除较不稳定。采用同一填料的植物系统，加大污水的处理量对系统处理污水的效果没有显著性的影响(P＞0.05)，且两个系统对氨氮，TP，COD的去除趋势几乎完全相同，去除效果也近乎形同;对于TN的去除，小处理量的系统（AMS-C-S）稍优于处理量比较大的系统(AMS-C-L);对于LAS的去除，AMS-C-L的平均去除率(66.84％)比AMS-C-S(62.02％)高出约4.82％。
(3)综合以上实验结果，表明以模块化人工生态填料为基质的人工湿地系统内污染物的去除主要包括物理作用、化学作用和生化作用三个方面。首先，AMS特殊结构有利于填料更有效的吸附污水中的污染物。其次，人工生态填料密集的孔隙结构十分有利于微生物生长，其表面及内部富集微生物形成生物膜，微生物以污水中污染物为营养物质进行降解。第三，植物在生长过程中会吸收污水中的营养物质，有利于氮磷化合物的去除。