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人工湿地是一种利用生态系统中物理、化学和生物的共同作用来处理污水的生态工程技术。最早关于人工湿地的研究可以追溯到 20 世纪 50 年代，当时德国的一些科学家在实验室研究了湿地中的物理、化学和生物过程，并在此基础上开展了一些小型人工湿地的试验研究。在 20 世纪 70 年代，随着环保意识的提高和水资源短缺问题的加剧，人工湿地技术得到了进一步的发展和应用。特别是在一些发达国家，如美国、德国、日本和澳大利亚等，人工湿地成为了一种广泛应用的污水处理技术。

人工湿地污水处理系统的研发难题主要有：

1. 湿地植物选择：湿地植物是人工湿地的重要组成部分，其种类和生长情况对湿地的处理效果有很大影响。因此，如何选择适合当地环境的湿地植物，以及如何优化湿地植物的配置，是人工湿地研发的一个难题。

2. 微生物多样性：人工湿地中的微生物为污水处理提供了重要的作用，但其种类和数量易受环境因素影响。因此，如何增加湿地中的微生物种类和数量，以及如何维持其稳定性，是人工湿地研发的一个难题。

3. 负荷适应性：人工湿地的处理能力受湿地负荷的影响，不同的湿地负荷需要不同的设计和运行参数。因此，如何根据不同的负荷条件设计和运行人工湿地，是人工湿地研发的一个难题。

人工湿地污水处理系统的研发目标主要有：

1. 提高处理效果：通过不断优化人工湿地的设计和运行参数，提高其对污水的处理效果，达到更好的出水水质。

2. 降低运行成本：通过改进人工湿地的结构和材料，降低其建设和运行成本，使其更具有经济可行性。

3. 增强生态效益：通过增加湿地中的生物多样性，提高人工湿地的生态效益，使其更具有生态友好性。