填料是影响人工湿地运行效果的关键材料,但是传统填料通常面临除磷效率低、填料堵塞等技术问题。本文研制了多孔结构的新型生态混凝土填料,采用工业固废制备碱激发骨料替代了天然石子骨料,重点探讨了其孔结构特征及除磷性能,并用生命周期评价方法分析了其生产过程对环境的影响。主要内容如下:1.天然石子为骨料的生态混凝土填料的制备及孔隙结构研究对天然石子为骨料的生态混凝土填料制备工艺进行了优化,得到制备优化工艺:普通硅酸盐水泥∶石子（质量比）=25:75,石子粒径为2-5 mm,水灰比0.28,振动成型时间90 s,蒸养温度75 oC,蒸养时间12 h。制备得到的生态混凝土填料抗压强度36.11 MPa,透水系数23.26×10-2 cm/s,采用微型计算机断层扫描法（Micro Computed Tomography,简称Micro-CT）对其孔隙结构进行研究,结果表明,优化得到的生态混凝土填料全孔隙为27.02%,其中连通孔隙为21.24%,以连通的大孔为主。2.基于碱激发骨料的新型生态混凝土填料制备及工艺优化研究为进一步优化生态混凝土填料孔隙结构,提高除磷性能,制备碱激发骨料替代天然石子,研制了新型生态混凝土填料。新型生态混凝土填料的复合胶凝材料优化配方为:水泥∶钢渣（质量比）=80:20。利用粉煤灰和高炉矿渣经水玻璃激发制备新型生态混凝土填料的碱激发骨料,在优化条件下:水玻璃模数为1.3,水玻璃掺量为8 wt%（以Na2O计）,水灰比为0.29,粉煤灰∶高炉矿渣质量比为75:25时,碱激发骨料的抗压强度达到89.65 MPa。最终新型生态混凝土填料的优化质量配合比为钢渣-水泥复合胶凝材料∶碱激发骨料=25:75,其他制备条件与以石子为骨料的生态混凝土填料一致,其抗压强度为19.42 MPa,透水系数为86.17×10-2 cm/s,总孔隙率为48.02%,是以石子为骨料的生态混凝土填料孔隙率的1.78倍。3.基于碱激发骨料的新型生态混凝土填料的除磷性能及除磷机理研究对上述优化条件下制备的基于碱激发骨料的新型生态混凝土填料开展磷吸附以及人工湿地的运行实验。在初始磷浓度200 mg/L、固液比2.5 g/L、p H为7、吸附时间48 h的条件下,新型生态混凝土填料的磷吸附容量为78.07 mg/g。经过5次吸附-解吸循环实验,新型生态混凝土填料的吸附容量依旧可以维持在75 mg/g左右。研究表明,新型生态混凝土填料对磷的去除以化学吸附为主,填料中的钙、铝成分是磷去除的主要贡献者。对新型生态混凝土填料的动态除磷性能进行了研究,连续运行30 d,进水磷浓度为2 mg/L,其出水磷浓度均低于0.2 mg/L,达到地表水III类水标准。将新型生态混凝土用作人工湿地填料,连续运行30 d,出水的化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,简称COD）、总氮（Total Nitrogen,简称TN）、总磷（Total Phosphorus,简称TP）均满足《城镇污水处理厂污染物排放》一级A标准。目前运行周期短,生物效果不明显。4.基于碱激发骨料的新型生态混凝土填料的生命周期评价研究重点对碱激发骨料及生态混凝土填料生产的环境影响进行了评价。碱激发骨料的环境影响类型主要为温室效应（GWP）,占比为43.3%。石子为骨料的生态混凝土填料和基于碱激发骨料的新型生态混凝土填料的对比研究中,两种生态混凝土填料的主要环境影响类型均是温室效应（GWP）,占比分别为66.7%和53.5%,可吸入无机物（RI）是石子为骨料的生态混凝土填料的第二大环境影响类型,占比15.9%,酸化（AP）是基于碱激发骨料的新型生态混凝土填料的第二大环境影响类型,占比24.7%。