人工水草
人工水草是用高分子材料复合而成，仿水草枝叶，能在水中自由飘动，形成上中下立体结构层，具有多孔结构、高比表面积；微生物富集于人工水草表面，形成“好氧-兼氧-厌氧”复合结构的微环境，实现硝化和反硝化作用。按其结构形态主要分为生态基、生物填料及碳素纤维草三种类型。
1 生态基
生态基由两面蓬松的高分子材料和中间浮力层针刺而成，以阿克曼生态基为代表，生态基是一种新型的人工水质修复和维护的方法。它是一种经过处理的适合微生物生长的“床”，也就是一种新型生物载体（填料）。
生态基一旦放置于水中，立即会吸附水中各种水生生物到其表面，随着时间的推移生态基表面会附着生长微生物和藻类，这些微生物和藻类对于富营养化水体起到生物过滤和生物转换的关键作用。附着在生态基上的微生物相非常丰富，主要由细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物等构成复杂的生态系统。
微生物体系通过自身的新陈代谢分解水中的有机物，生态基上生长的微生物可吸附水体中的富营养成分，如氮、磷、硫、碳等物质，并将这些富营养成分富集，通过不同的微生物作用，转化成为二氧化碳、水和氮气等，从而夺取了蓝绿藻生长所需的营养物质，抑制了蓝绿藻的滋生，水质逐渐得到改善。
生态基主要应用于景观水体维护、湖泊和河道生态修复与维护方面。
2 填料
生物填料类型多样，有辫带式生物填料、组合填料、软性填料、半软性填料、弹性填料、悬浮填料等。
2.1 辫带式生物填料
该填料是新一代环保型生物活性填料，由特殊材料、特殊工艺织造而成，亲水、亲油、对气泡有很好的切割作用，有储氧功能，吸附能力强。同时由于受水流和气流的冲动，填料上的生物膜不断更新，生物活性高，传质效率高。模拟天然水草形态，不易纳藏污泥，充氧时管状直径具有可变性，无堵塞等优点，使用寿命长。
该产品主要适用于城市污水、生活污水、工业废水处理（毛纺、印染、制革、造纸、制药、食品等行业）及江河湖海的污染水的净化。
这种辫帘式生物膜载体填料有两大类：一类用于城市污水和工业废水处理厂、站的生物膜工艺处理池（或称生物接触氧化池）中，这类填料通常为上下两端都予以固定悬挂，形成一排排的挂帘，污水在池中流动过程中，通过曝气系统的搅拌和混合作用，使其中的污染物与挂帘上生长的生物膜得到充分的接触和发生生物降解和同化。第二类填料是专门用于污染河道、池塘、湖泊中的仿水草辫帘式填料，下端固定在河床底或塘底、湖底，上端呈自由飘游状态。当河水被净化澄清透明后，这些填料由于其表面附着生长藻类而呈绿色，且左右漂游像水草。因此这种填料称为仿水草辫帘式填料。
用于污水处理场中的生物膜反映池中
用于污染河道、湖泊中
2.2 组合填料
组合填料是在软性填料和半软性填料的基础上发展而成的，它兼有两者的优点。其结构是将塑料圆片压扣改成双圈大塑料环，将醛化纤维或涤纶丝压在环的环圈上，使纤维束均匀分布；内圈是雪花状塑料枝条，既能挂膜，又能有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率。使水气生物膜得到充分交换，使水中的有机物得到高效处理。
组合填料
组合填料具有散热性能高，阻力小，布水、布气性能好，易长膜，有切割气泡作用，氧气利用率高。用于污水、废水处理工程，配套于接触氧化塔、氧化池氧化槽等设备，是一种生物接触氧化法和厌氧发酵法处理废水的生物载体。
2.3 软性填料
软性纤维填料以醛化纤纶为基本材料，模拟天然水草形态加工而成。软性填料具有比表面积大、利用率高、空隙可变不堵塞、适用范围广、造价低、运费少等优点，近年来已广泛地用于印染、丝绸、毛纺、食品、制药、石油化工、造纸、麻纺、医院、含氰废水处理中。近年来软性填料推陈出新，形式多样，结构合理，效果愈佳，克服了原来出现地实际表面不大、中心绳易断、纤维束中间结团等弊病。
软性填料
2.4 半软性填料
半软性填料具有散热性能高，阻力小，布水、布气性能好，易长膜，又有切泡作用。它所用的材料有聚丙烯、聚乙烯制成。
半软性填料
2.5 立体弹性填料
立体弹性填料筛选了聚烯烃类和聚酰胺中的几种耐腐、耐温、耐老化的优质品种，混合以亲水、吸附、抗热氧等助剂，采用特殊的拉丝，丝条制毛工艺，将丝条穿插固着在耐腐、高强度的中心绳上，由于选材和工艺配方精良，刚柔适度，使丝条呈立体均匀排列辐射状态，制成了悬挂式立体弹性填料的单体，填料在有效区域内能立体全方位均匀舒展满布，使气、水、生物膜得到充分混渗接触交换，生物膜不仅能均匀的着床在每一根丝条上，保持良好的活性和空隙可变性，而且能在运行过程中获得愈来愈大的比表面积，又能进行良好的新陈代谢，这一特征与现象是国内目前其他填料不可比拟的。
立体弹性填料
2.6 悬浮填料
球形悬浮填料
环状悬浮填料
球形悬浮填料，又称多孔旋转球形悬浮填料，是对国内处理污水、生物膜法处理技术采用的多种填料中开发的最新系列产品。在污水的生化处理中具有全立体结构，比表面积大，直接投放，无须固定，易挂膜，不堵塞。
该填料系列由聚丙烯材料注塑而成，分内外双层球体，外部为中空鱼网状球体，内部为旋转球体。主要起生物膜载体的作用，同时兼有截留悬浮物的作用，具有生物附着力强、比表面
积大、孔隙率高、化学和生物稳定性好、经久耐用、不溶出有害物、不引起二次污染、防紫外线、抗老化、亲水性能强等特点，在使用过程中，微生物易生成、易更换、耐酸碱、抗老化、不受水流影响、使用寿命长，剩余污泥少，安装方便。
环状悬浮填料，采用特殊材料、特殊结构，比普通球型填料比表面积大，其挂膜前比重略小于水，挂膜后比重略大于水，这样在曝气后可使填料在接触氧化池内上下翻腾，利于污水中有机物向生物膜中转移和对曝气气泡的切割，增强传质效果，并有利于过厚生物膜脱落。另外该填料使用寿命长，可以省去其它填料的安装和支架维护费用。
3 碳素纤维生态草
碳素纤维是通过特殊热处理工艺，将丙烯酸纤维进行碳化制成“具有微细石墨结晶结构的纤维状碳物质”。
碳素纤维生态草是用于生态性水处理的高科技材料，是世界领先的水处理技术产品，由日本水利用工法研究会会长、日本群马工业学校小岛昭教授发明，并已成功应用于世界各地的水体生态环境修复和水污染防治领域。
碳素纤维生态草
采用碳素纤维来净化水质对环境没有二次污染，是经济（廉价）且有效的方法。碳素纤维具有高度的生物亲和性而会产生活性生物膜，通过借助微生物的生长繁殖把水体中的污染物质吸收、降解。另外，碳素纤维经太阳光照射后发出的声波能够激发微生物的活性，吸引水生动
物，达到形成产卵和生长、繁殖的藻场。
碳素纤维生态草具有很大的表面积，能吸收、吸附、截留水中溶解态和悬浮套污染物，为各类微生物、藻类和微生动的生长、繁殖提供良好的着生、附着或穴居条件，最终在碳素纤维生态草上开成薄层的具有很强净化活性功能的“生物膜”，并且碳素纤维生态草的音波能够激发微生物活性，促进污染物的降解及转化。在生物膜的一个断面上，由外及里形成了好氧、兼性厌氧和厌氧三种反应区。在好氧区，好氧菌将氨氮转化为硝基氮，并把小分子有机物转化为二氧化碳和水（把可深的无机磷转化为细胞体内的ATP）；在厌氧区，厌氧菌将硝基氮转化为氮气和氧气（把难分解的大分子有机物分解为可降解的小分子有机物）。最终污染基团就被分解转化成逸出水体的N
2、CO2和H2O。
碳素纤维生态草的应用领域包括：
1、天然水体：包括河流、湖泊、池塘、海水等
2、城市废水：包括化粪池、高度处理池等
3、工厂有机废水：包括食品行业、酿酒行业、化学行业等
4、畜产有机废水：包括粪尿、挤奶等
5、生活排水及厨房排水
在河道生态治理中，人工水草应选用比表面积大、性价比高、使用寿命长、高表面吸附性强，微生物易附着，且易挂膜、脱膜的产品。
