人工湿地主要由填料、植物、微生物三大要素构成，其中填料介质是湿地为关键的组成部分，作为污染物去除功能的载体，它不仅为植物和微生物的生长提供基础环境，还可以通过直接和间接作用去除污染物，因此，针对当地土壤类型合理选择填料介质并进行优化布置，是强化人工湿地污水处理性能的重要途径。后续为研究铁炭基生物载体填料新型复合流人工湿地的原因。
 目前，人工湿地普遍存在占地面积大、处理效果不稳定等突出问题。人工湿地污水处理效果的影响因素众多，大体可分为3类：湿地参数(湿地构型、填料、植物、微生物等)，环境参数(温度、溶解氧、pH等)，运行参数(进水负荷、水力停留时间等)。研究者们在统筹考虑以上众多因素后，往往从优化湿地填料、创新湿地构型、调整运行策略等角度对人工湿地的污染物去除性能进行强化并研究相关机理。下一段为铁炭基生物载体填料新型复合流人工湿地的来由。
 传统单一的人工湿地难以同时实现好氧和厌氧环境，从而限制湿地的脱氮性能。因此，研究者将水平流和垂直流人工湿地进行组合，开发了复合流人工湿地。在复合流人工湿地中，垂直流区块进行有机物和悬浮颗粒的去除，同时进行硝化反应；水平流区块则进行反硝化反应以及有机物降解。复合流人工湿地能有效去除水中TSS(93.82%)、BOD5(84.06%)、COD(85.65%)和NH4+-N(80.11%)，然而受系统组合类型、HLR和湿地植物不同的影响，复合流人工湿地中TP(14%-99%)、NO3--N(13%-89%)和TN(31%-91%)的去除率波动较大。下一步讲解铁炭基生物载体填料新型复合流人工湿地的作用
 为实现更好的污染物去除效果，尤其是氮素和磷素的去除，在生产实践中发现将生物炭和零价铁(ZVI)等新型功能材料经过高温烧结融合为“铁炭基生物载体填料”作为填料的介质，研发的一种新型复合流人工湿地。经研究和参与实践的结果表明，在水流停留时间为1.5d、表面负荷为1.21gTN·m－2d－1、常温条件下，对照组人工湿地的化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)和总磷(TP)去除率分别为94.28%±6.04%、68.27%±7.09%、52.24%±4.54%、68.10%±8.03%，而投加了零价铁和生物炭的湿地系统的去除率则分别稳定在96.23%±5.3%、88.37%±1.47%、88.34%±0.65%、91.59%±3.77%，该湿地的出水水质稳定达到清洁排放标准。
 铁炭基生物载体填料不仅具有的磷吸附能力，还能在铁炭之间形成电极电位差，无形中生成无数个微小原电池，促进有机物的去除。Jia等人研究发现，通过铁炭电解工艺，铁和炭基湿地中的硝酸盐还原率可以达到87%，并且由于完成了反硝化过程，一氧化二氮(N2O)排放较低(4.6-11.75μg·m－2h－1)。此外，铁炭基生物载体填料新型复合流人工湿地使得重金属总铬(Cr)和总铅(Pb)削减75%-97%。