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。     

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。     

河道水体原位生态净化技术研究进展

河道水体生态净化剂及修复技术是目前河道治理中研究和应用的热点。综述了当前国内外污染河道水体生态净化技术特点、应用及研究进展,重点介绍了近自然河岸带、生态滤坝、生态浮岛、生物膜净化和水生植物修复等河道原位水体生态净化技术方面的研究与应用,指出了河道水体生态净化过程中存在的问题,并就技术研究方向进行了展望。     

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.     

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。     

空心菜浮床+仿生植物系统对污染物去除效果

通过空心菜浮床,空心菜+仿生植物复合系统以及仿生植物3组不同的水处理系统对城市重污染河道水体主要污染物的去除效果研究,试图阐明浮床+仿生植物复合系统在水质净化中的强化作用。结果表明,空心菜浮床+仿生植物复合系统对污染水体中的TN,NH4+-N,TP,高锰酸盐指数均具有较好的去除效果,相对于单独的空心菜浮床系统,复合系统对TN,NH4+-N,TP以及高锰酸盐指数的去除率提高了28.50%、20.03%、33.43%、18.02%;相对于单独的仿生植物系统,复合系统对TN,NH4+-N,TP以及高锰酸盐指数的去除率提高了14.98%、20.29%、53.38%、26.96%,且其对污染物的去除率远高于对照(p<0.05),表明空心菜生态浮床+仿生植物复合系统可实现对污染水体的强化净化,同时可有效抵抗空心菜植物腐烂对系统带来的冲击,确保复合系统的长期稳定运行。     

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.     

丛枝菌根强化型生态浮床处理煤化工模拟含盐废水

针对缺乏经济有效的中低盐废水脱盐技术问题,本试验利用丛枝菌根(AM)真菌增强植物抗盐胁迫能力,搭建AM强化型生态浮床,既探索新的中低盐废水处理技术,又解决普通浮床植物耐盐胁迫能力差、除盐效率低的问题.结果表明,AM真菌(Glomus etunicatum)与浮床植物美人蕉(Canna indica L.)建立了良好的共生关系,且侵染不受盐胁迫的影响.接种AM真菌提高了生态浮床处理含盐废水的能力,21 d内TDS、COD、TN和TP的去除率分别达到了36. 1%、74. 4%、57. 6%和59. 1%,比未接种AM真菌的普通生态浮床分别提高了79. 2%、36. 4%、32. 7%和37. 6%.从具体盐离子来看,21 d内水体中Na、K、Ca和Mg离子的去除率分别达到了34. 4%、61. 3%、57. 4%和51. 9%,相比未接种AM真菌的普通生态浮床分别提高了11. 4%、37. 1%、18. 3%和24. 6%.从植物对盐的吸收来看,AM的存在促进了美人蕉对Na离子的吸收和向地上部的转移,这可能是AM强化型生态浮床功能得到提升的主要原因之一.本研究表明AM真菌可增强生态浮床修复水体污染的能力,提高脱盐效率.     

水生态修复技术在城市河道污染治理工程中的应用

本文以瑞安丰湖河生态修复工程为例,探讨了组合型生态修复技术在河道水环境治理领域的应用效果。该项目采用生态浮床、微孔曝气、微生物菌剂等多种生态技术相结合的模式对受污染的城市河道进行生态修复。河道中的污染物首先可作为生态浮床中挺水植物生长所需营养物质,挺水植物的根系则可为微生物提供优良的生长环境,微孔曝气则大幅度提升河道水体的溶解氧(DO)浓度,从而进一步改善水体的透明度,促进挺水植物的成长、增强微生物的活性,最终整体恢复河道生态系统并使其形成良性循环。运行结果表明,主要目标水质指标COD_(Mn)和DO的改善程度分别为28%和292%,水体清澈度和透明度大大增加,黑臭消失,水体感官明显改善。     

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.      

农业面源污染防治措施进展研究

随着城市生活污水和工业废水等点源污染 得到控制,农业面源污染的危害日益凸显.将对目前的农业面源污染防治技术以及未来的发展进行阐述,将从源头减量、传输过程的阻断与拦截、养分的回收利用以及水体的生态修复面源污染物传输四个环节分别论述.源头控制主要采用减少化肥的施用量和水土流失等实现,传输过程的阻断与拦截以及养分的回收利用主要通过将径流引入人工或自然湿地等实现,水体的生态修复主要通过生态浮床技术等暂时强化技术与植物修复技术等长效修复技术相结合的方式实现.     

温度对生态浮床系统的影响

通过构建生态浮床净化临江河重污染河水,全面考察了温度对浮床系统的影响.结果表明,温度对生态浮床系统有明显的影响作用,对生态浮床系统氮、磷净化效果的影响呈抛物线型.在水温为2~29℃时,生态浮床对TN和TP的去除率随温度的增加而明显增加;当水温超过29℃时,系统对TN和TP的去除率随温度的增加呈下降趋势;且温度对TN去除效果的影响要大于对TP的影响.研究表明,浮床系统的最佳运行水温为25~29℃,此时浮床植物的平均株高为209.9cm,对氮、磷的平均累积量分别为69.84,19.73g/m2;浮床对TN和TP的去除率分别为38.7%~44.1%和38.6%~43.6%.     

曝气-电解生态浮床的净化效果与机理分析

为强化生态浮床对重污染河道水体的净化能力,采用曝气-电解生态浮床联合技术增强生态浮床的净化功能.试验考察了电流密度、曝气量和处理时间对模拟的高氮磷重污染水体的净化潜力,分析了电解反应对填料细菌群落结构组成和浮床水生植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）生长的影响.结果表明：在进水NH₃-N浓度为10 mg·L^-1,PO₄^3--P浓度为0.8 mg·L^-1,电流密度为0.74 mA·cm^-2,水力停留时间为3 d的条件下,相比于电解生态浮床和传统的生态浮床,曝气-电解生态浮床有利于水体中NH₃-N的去除（p<0.001）,其NH₃-N浓度下降至（0.92±0.24）mg·L^-1,而电解生态浮床处理的水体NH₃-N浓度为（6.85±0.17）mg·L^-1,传统生态浮床处理水体中NH₃-N浓度高达（8.09±0.40）mg·L^-1,曝气促进了水体中NH₃-N向NO₂^--N和NO₃^--N的转化.电解有利于水体中PO₄^3--P的去除,电解生态浮床处理水体中的PO₄^3--P浓度下降至（0.43±0.02）mg·L^-1,曝气-电解生态浮床处理的水体中PO₄^3--P下降至（0.46±0.02）mg·L^-1,可见,电解促进了PO₄^3--P的去除.从对I.pseudacorus生理生化指标变化分析可知,曝气有利于减弱电解反应对I.pseudacorus的损伤;对基质生物膜的16S rDNA分析可知,电解反应增加了浮床基质中自养反硝化微生物数量.因此,曝气-电解生态浮床是一种有效的净化重污染水体的方法.     

原位生态修复技术在城市河道中的应用

以昆山市凌家浜河道作为原位生态修复的试验对象,综合运用水生植物修复技术、生物膜技术等,改善水质。结合水生动物,平衡水体内浮游生物种类结构和数量,促进降解和转移水体中有机物质,达到河道生态系统原位修复的目的。研究表明:在有部分外源污染的情况下,采用该技术修复河道,水质改善显著,水体透明度、COD、TP、TN、NHN、叶绿素a等主要水质指标达到或优于地表水质标准。     

生物修复技术在黑臭河道治理中的应用

黑臭河道治理是城市水污染治理的重要组成部分,生物生态法是当前治理黑臭河道的主要技术,具有可重复、廉价,生态效益好等优势,按照技术种类又可分为植物净化与修复、微生物修复、生物膜法,近年来生态草技术开始成为研究热点,特别是随着材料学技术的进步,许多新的生态草设计得以涌现,并使生态修复技术向定制化、专业化深入发展。     

生态浮床与人工湿地净水效果比较小试研究

生态浮床和人工湿地都是近年来在国内外采用的用于净化水质的生态修复的方法,该文章主要研究了静态条件以及不同水力负荷下,种植黄菖蒲的生态浮床与人工湿地的净水效果.试验期间进水高锰酸盐指数、TN、TP、NH<,4><'+>-N平均质量浓度分别为4.74 mg/L、2.92mg/L、0.26 mgL、1.77 mg/L.结果表...     

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、COD...     

中国南北方城市河流生态修复技术差异性特征

城市河流具有防洪排涝、供水、生态、景观和文化等多重经济、社会功能,也是受人类作用影响较大的区域。目前针对中国河流生态修复工程的系统归纳与梳理,尤其针对南方和北方城市河流的地区差异性,及适应于各自区域特征的生态修复工程的系统对比和总结比较匮乏。针对这一问题,通过文献梳理和工程实践总结,对城市河流生态修复技术进行了梳理和分类,从城市河流的自然条件、污染以及普遍的治理思路上分析南方和北方城市河流具有的差异性特征。对南方和北方城市河流生态修复中的共性技术进行了陈述,详细分析了南北方应用的生态修复技术中,具有差异化的调水改善水环境、生态护岸、人工湿地和人工浮床4项技术的适用性及应用条件。最后对目前城市河流修复工作存在的问题进行了总结,并提出了相应建议。     

两种生态净化技术对微污染水体改善效果对比

对比研究了复合悬浮生态岛和普通生态浮床对微污染水体水质净化效果。结果表明:在相同条件下,复合悬浮生态岛对水体污染物具有较好的去除效果,对COD、氨氮、TN的平均去除率分别为26.77%、92.86%、34.83%,这主要是由于复合悬浮生态岛的新型载体材料提高了载体的生物浓度,创造了厌氧菌生长环境,同时提供碳源,改善了水体脱氮效果。两组工艺TP的去除效果相差不大,主要原因可能是由于植物的生长吸收对TP去除作用有限。