人工湿地是建立在自然湿地系统基础上的类似沼泽的地面，是人工构建、监督和控制的。它利用物理、化学和生物的协同作用来净化污水。自已知最早的人工湿地系统于1903年在英国约克郡，埃尔比建立以来，人工湿地火山岩不仅广泛应用于生活污水的处理，还广泛应用于含重金属离子的工业污水、矿山污水、垃圾渗滤液和暴雨径流的处理。随着人工湿地污水处理技术研究的深入，研究者将其分为填料、植物、微生物、动物和湿地水体五个部分。填料是湿地中植物和微生物的生长载体，它将湿地中的所有过程连接成一个统一的整体，在污水处理过程中起着重要的作用，直接影响人工湿地的污水处理效果。

通过在人工湿地中填充比表面积和孔隙率较大的多孔填料，可以为微生物提供较大的附着面积，提高气体和液体的通过能力，进而增强系统对污染物(尤其是氮和磷)的去除能力。因此，湿地基质填料的选择是湿地建设的关键，也是能否提高湿地污水净化能力的关键。在填料的设计和选择中，为了满足其作为生物膜载体的功能，通常需要考虑材料的物理和化学组成、孔隙率和比表面积、机械强度、空间体积和形状、生物、化学和热力学稳定性以及价格。由于人工湿地常用于农村生活污水的处理以及城市和景观等地表水体的生态恢复，还应考虑填料是否容易获得。

人工湿地已广泛应用于城市污水处理系统和地表水体的生态修复。然而，目前，基质填料的选择仍然依赖于天然物质。如何从工农业废弃物中选择简单易得、性能良好的填料，并进行模块化加工和配置，生产出市场所需的形状和强度，既能保持原有介质良好的净水效果，又能实现快速置换的模块化，从而有效快速恢复人工湿地的生态填料，是一个亟待解决的问题。