生态浮床技术治理富营养化水体研究进展

生态浮床技术因具有净化污染、恢复生态、改善景观等优点而被广泛应用于富营养化水体的综合治理。其修复机理是一个复杂的过程,由水生植物、水生动物和微生物,以及填料共同发挥着重要作用。本文主要概述了生态浮床技术对富营养化水体的修复机理及存在问题;重点概述了生态浮床技术修复效果强化技术的研究现状,如通过改善理化条件、筛选高效植物、生物-植物协同作用、细菌固定化强化技术、生态浮床构造优化等来提高生态浮床脱氮除磷效率;并展望了生态浮床技术未来的研究方向与应用前景。     

生态浮床在富营养化水体修复中的应用

近年来,随着人口增长和经济的迅速发展,对水资源的不合理开发利用,使水域环境富营养化呈现加剧恶化的趋势,鉴于传统物理、化学方法所带来的难操作、易产生二次污染等问题,人们越来越多地将目光转向利用陆生植物净化水质的生态浮床技术的研究中,通过植物发达根系吸收和富集N、P,同时降解和富集其他污染物,最终以收获植物体的形式将各种过剩成分移出水体,达到净化水质的目的,且可获得一定的经济效益和社会效益.     

立体式生态浮床在喀斯特环境水体净化中的效果研究

为了研究植物生态浮床在喀斯特水体环境中富营养物质的去除效果及生态浮床中植物的选取组合,将富贵竹和鸢尾通过单一、组合形式构建生态浮床,模拟喀斯特环境水体进行生态修复实验。结果表明,富贵竹、鸢尾、富贵竹+鸢尾不同的植物组合生态浮床对COD、TN、NH~+_4-N、NO~-_3-N、TP都有较好的去除效果,去除率依次为61.63%、44.38%、94.01%、13.35%、76.48%;28.33%、51.18%、88.11%、26.29%、55.25%;33.97%、49.56%、89.73%、22.25%、49.81%。鸢尾对TN、NO~-_3-N的去除率最好,富贵竹对NH~+_4-N、TP的去除中效果最佳,富贵竹+鸢尾组合处于中间状态,可见植物组合会使去除效果产生协同效应。通过实验组植物的生长状况和去除能力分析,单一植物组比混合组去除能力更强,但考虑综合去除效果还需要应用组合型生态浮床。     

温度对植物浮床净化富营养化水体能力的影响

利用生态浮床系统研究了温度对豆瓣菜和水芹净化富营养化水体能力的影响.结果表明,不同温度(10、22和35℃)处理明显影响植物浮床系统对NH4+-N、TN、TP、Chla、CODMn、BOD5的去除效率;植物浮床系统在22℃时对TN、NH4+-N、Chla的去除率分别达79%、82%、76%以上,在35℃时对TP、CODMn、BOD5的去除率分别达75%、81%、80%以上.10、22和35℃处理的浮床系统(包括植物浮床及无植物对照浮床)中,NO3--N、NO2--N的浓度均降低,但植物浮床系统中NO3--N、NO2--N的浓度降低较为明显(p<0.05).10℃处理的浮床系统中,DO的浓度均高于22℃和35℃处理(达1.2倍以上).10、22和35℃处理的豆瓣菜和水芹浮床系统对NH4+-N、TN、Chla和CODMn的去除效果存在显著的差异(p<0.05).这些结果表明,豆瓣菜和水芹生态浮床系统有较强的净化富营养化水体的潜能,特别是在低温季节.     

浮床水稻对富营养化水体中氮、磷的的去除效果及规律研究

采用水域浮床无土种植方法,以人工模拟池为试验场所,在池内的富营养化水体(KN和TP含量分别为2.084和0.248mg/L)表面种植水稻,通过水稻的吸收和吸附作用,去除水体中的N、P元素,以实现变废为宝,净化水质,并使水体产生良性循环。研究表明,在水深1.4m左右,水面的浮床覆盖率分别为20%、40%、60%条件下,通过水稻自分蘖至成熟历时84天的处理,对全池水体中KN的净去除率分别为29.0%、49.8%和58.7%, TP的净去除率分别为32.1%、42.0%和49.1%.试验结果为利用浮床陆生植物治理富营养化水域提供了科学依据。     

生态浮床对千岛湖水体氮磷净化效果研究

为探索生态浮床对较清洁型湖水的氮磷去除效果,以华东地区最大深水水库千岛湖为例,选取浮叶植物黄花水龙(Jussiaea stipulacea Ohwi.)、沉水植物绿色狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)、挺水植物菖蒲(Acorus calamus)为材料,采用氮磷浓度相对较高的库尾湖湾湖水进行生态浮床静态模拟试验,测定浮床植物生长及水体氮磷浓度变化,并利用膜接口质谱仪测定水体溶解性氮气(N₂)含量,研究浮床植物体内吸收、反硝化脱氮等综合脱氮除磷能力. 结果表明:①浮床植物的氮磷净化能力存在明显的季节性差异,春季浮床植物长势、氮磷去除效果、反硝化脱氮能力均高于秋季;②不同水生植物间的氮磷去除能力差异显著,试验水体中黄花水龙和绿色狐尾藻的总氮(TN)、总磷(TP)去除效率分别为2.22、0.07和2.89、0.08 mg/(kg·d),绿色狐尾藻体内吸收氮、磷最多,植物干质量的氮、磷含量分别为12.44~15.57和0.96~1.95 g/kg;③植物的生长大大增强了水体的反硝化脱氮能力,黄花水龙、绿色狐尾藻、菖蒲与空白对照组溶解性N₂差值（净脱氮差）分别为0.16~22.35、?4.14~24.63、?0.26~15.74 μmol/L,水生植物生物量是影响浮床系统反硝化作用的最关键因素. 研究显示,生态浮床是较清洁型湖水氮磷削减的一种可行技术,浮床植物组合方案设计应充分考虑不同植物的季节生长特性和反硝化脱氮能力.      

污染水体的生态浮床修复研究综述

利用生态浮床净化污染水体是一个水环境原位生态修复的过程,也是一个包括物理的、化学的和生物的复杂过程,其原理主要是利用水生植物及其根际微生物吸收水体N,P元素、降解有机物和蓄积重金属。生态浮床技术已被应用于国内外水污染治理工程,并取得了一定的成果,但是其对污染水体的净化效果易受植物种类、温度、季节、处理时间、覆盖率和污染物初始浓度等因素的影响。今后,应从植物筛选、植物组合、浮床结构改进、水生植物资源化利用等方面加强研究,探索生态浮床的构建和管理技术,实现景观效益和生态功能的双赢。     

组合型生态浮床的动态水质净化特性

研究开发了一种由水生植物、水生动物及微生物膜构建的组合型浮床生态系统.通过中试研究,考察了该浮床对富营养化湖泊水体在动态条件下的净化效果.结果表明,水体交换时间为7d时TN、TP、高锰酸盐指数的去除率分别为53 .8%、86 .0%和35 .4%.污染物的直接净化主体为人工介质和水生植物单元,但在生态浮床中引入河蚬增加水生动物单元,通过食物链的“加环\"作用,提高了颗粒性有机物的可溶化和无机化（氨化）以及可生化性,改善了植物吸收以及人工介质单元生物膜中微生物的基质条件,促进微生物的生长和活性,提高了浮床的净化效果.     

生态浮床的结构设计

目前生态浮床已经成为一项重要的水质修复技术。文章对生态浮床的生态功能、分类、应用等做出介绍,重点描述了浮床的结构和设计,并对生态浮床今后的发展方向作出展望。     

人工浮床技术在污染水体生态修复中的研究

人工浮床作为一种有效、经济、新型的地表水生态修复技术,已被许多国家成功地应用于地表水的污染治理和生态修复中,成为目前水环境综合治理领域研究和应用的热点,主要依靠植物、微生物和水生动物的共同作用实现对水体的净化.概述了人工浮床国内外研究现状及其工程应用实例,对处理效果影响因素进行了分析,展望了发展前景.     

双室浮动床水处理工艺的完善与优化

研究分析双室浮动床水处理工艺和存在问题的原因,解决"起床"树脂乱层的问题,对再生工艺进行优化,提高了出水品质和周期制水量,降低了制水酸碱耗.     

饮用水源地生态防护与水质改善的研究

分析了当前饮用水水源地的水质状况,介绍了3种水源地生态防护与水质改善的方法：生态护坡、人工介质富集微生物、水生植物型人工湿地．并展望了它们的应用前号。     

水体富营养化综合水质模型及其应用研究

针对水体富营养化问题，探讨了一种多参数水体富营养化的水质生态模型（ＷＡＳＰ４）。在阐述其原理和计算方法的基础上结合汉江武汉段１９９２年性水华事件的实例进行水质模型，其特点是，不仅能够较好地模拟浮游植物的变化过程。而且能够提供发生水华问题的原因和生态机理的解释。     

植物浮岛对人工河渠水质净化的实验研究

阐述了植物浮岛的概念、结构特点,分析了植物浮岛的应用原理,对水质的净化作用及植物浮岛当前的应用现状进行了研究.     

浅析水体富营养化的生态修复技术

通过对目前国内外针对湖泊富营养化的恢复技术的分析,提出水体富营养化生态修复技术存在的问题,提出了水体富营养化生态修复的设想.     

生态修复技术在富营养化水库水质改善中的应用研究

2006年初对广东省大镜山水库实施了生态修复工程,工程运行一年后,对该生态修复工程的效果进行了分析,结果表明：生态修复技术实施一年后,大镜山水库富营养化水平明显降低。与进水口（C区）相比,生态修复工程区（A、B区）透明度增加,氮、磷营养盐含量都有不同程度的降低。生态修复工程区TN、NH4-N与C区同期比最大降幅分别达19.6%、90.4%,TP、PO4-P同期比最大降幅分别达49.5%、67.5%,同时生态修复工程区内的叶绿素浓度也明显低于C区。     

二龙山水库水体富营养化的研究

以水质监测资料为基础,选择营养度指数法对黑龙江省宾县境内的二龙山水库水质的营养状况进行了综合评价,并对水库同期的浮游藻类进行了详细调查,结果表明:二龙山水库的水质已初步富营养化.针对调查结果,并结合该地的实际情况提出了削减N,P污染物的实施途径.