1.1工湿地的定义
人工湿地是基于物理化学和生物对有机物、氮磷等吸附降解，通过人工设计模拟天然湿地的植物理化环境结构作为反应平台来进行污水处理的小型人工生态系统。人工湿地的设计原理来自天然湿地，其不同在于人工湿地是对污水特点进行分析后，为达到一定的净化和水质标准而人为设计的具有一定配料比的带有植物和去污有益菌的生态化湿地系统。人工湿地系统填料部分以土壤和岩石为主，被放入具有一定长度、宽度、高度和地面坡度的床体中，并设计一定的污水流量促进其在床体的填料缝隙渗流，在渗流过程中，人工湿地系统从填料充填床体为植物成长的载体，由于污水中含有较多的重金属离子和氮磷元素，一般选择易于成活耐盐碱的植物。
1．2 人工湿地污染物去除机理
城镇生活污水的主要污染物包括有机物(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)及总悬浮物(SS)。污水中的氮磷主要利用系统植物对这些元素的吸收，再通过新陈代谢作用将这些元素变成植物机体的一部分或者通过新陈代谢将其转化为气态物质释放到大”气中。另外，植物根系中大量的有益微生物如聚磷菌能对磷吸收降解。对于不溶性有机物，人工湿地中的填料可通过沉淀、过滤作用来完成去除，而可溶性有机物则通过植物根系中生物膜对有机物的吸附及生物降解过程完成。人工湿地技术能通过自身填料和植物系统完成对不溶有机物和可溶有机物中氮磷的去除，在去污的同时通过对有机物的吸收转化为微生物生长所需的元素和物质，实现对城镇生活污水的处理。
1.3 人工湿地在污水处理中的优势
人工湿地对污水的处理效率高，研究数据表明，人工湿地对污水中BOD5的去除率在高达85％，COD去除率可达80％以上，对于BOD的浓度在10mg／L以内、SS浓度在20mg／L以内的N的去除率超过65％，对P的去除率超过90％，同时系统对农药类、细菌总数等去除率超过90％。不同人工湿地类型，统一湿地类型不同的填料和植物对于不同水质的污水有着不同的去污效果，因此可根据生活污水中污染物的浓度等水质特征设计不同的填料，以实现的去污效果，充分发挥其灵活的优势。人工湿地处理系统对于资金和技术要求不高，其建造和运营投资成本低，技术要求不高，为日常运营和维护管理带来了极大的便利。此外，由于人工湿地和自然湿地一样，能在处理污水的同时绿化环境，还能消除热岛效应，在为人们提供城市生态景观的同时也能改善气候环境。
1.4氧化沟工艺是活性污泥法处理污水的一种变形方式，它的优点是工艺流程短、净化效率高、运行方式灵活、操作便捷、维护费用低等，应用前景十分广阔。目前应用较为广泛的氧化沟类型有Carrousel氧化沟、Orbal氧化沟和一体式氧化沟等。普通氧化沟一般由沟体、曝气装置、进出水装置、混合和导流设备组成。其中，曝气装置是决定氧化沟运行效率的重要部分。随着氧化沟处理工艺对曝气设备的要求越来越高，以及能源的日趋紧张，新型高效低能曝气设备的研究已经成为推动氧化沟处理技术发展和节能降耗的重要内容。国内外的实践表明，新型曝气设备的出现将意味着新一代氧化沟工艺的诞生。近几年来，辽宁社会经济不断发展，城镇污水处理率逐年提高，截止到2016年底，辽宁省可检测范围内共有污水处理厂128座，较发达地区的乡镇已基本实现生活污水处理厂全覆盖。与日处理能力几万吨乃至十几万吨的县级、市级污水处理厂相比，乡镇生活污水处理厂的设计处理能力在1万t左右，相对规模较小，全省城镇污水集中处理率为84％。城镇污水处理工艺的不断改进，对提升城镇污水处理率有着巨大的现实意义。
1.5纵轴曝气氧化沟是在导管式氧化沟的基础上进行改良，增加氧化沟沟体的有效深度，延长空气在水中的停留时间。纵轴曝气装置是安装在氧化沟上部的机械式曝气搅拌装置，整套装置的叶轮旋转产生向下的推力，切断鼓风机产生的气泡，并将其推动到氧化沟沟体底部，气泡在沟体底部破裂，这种方式增加了空气与活性污泥的接触面积，提高氧溶解量。纵轴曝气氧化沟内的混合液都必须通过纵轴曝气装置，所以曝气装置可以持续为混合液提供氧气，混合液在流动的过程中不易形成短路，保证氧化沟持续高效运行。本文介绍了纵轴曝气氧化沟的设备结构、工作原理、技术优势以及在城镇污水处理中的应用，为城镇污水处理技术提供新的理论支持。