組合生態(tài)浮床對富營養(yǎng)化水體的凈化效果及機理研究.pdf

1、水生植物浮床是富營養(yǎng)化水體水質(zhì)凈化的重要生態(tài)工程技術之一，具有直接充分利用水面而無需占用土地、造價低廉且運行管理容易等優(yōu)點，已經(jīng)得到了較為廣泛的研究與應用。但普通生物浮床僅種植水生植物，生物要素單一，有限的生物量也制約了水質(zhì)凈化效能的進一步提高。為提高植物浮床的水質(zhì)凈化功能，本研究構建了一種由水生植物單元、水生動物單元及人工介質(zhì)單元（微生物單元）組成的組合生態(tài)浮床，通過健全浮床生態(tài)系統(tǒng)，強化生物間協(xié)同作用，以期達到提高其水質(zhì)凈化效果的目

2、的。本研究以富營養(yǎng)化湖泊水體為研究對象，考察組合生態(tài)浮床對水質(zhì)改善效果，并研究了組合生態(tài)浮床中3種生物單元對水質(zhì)的凈化效能和協(xié)同作用，探討組合生態(tài)浮床水質(zhì)凈化機制。通過試驗得到了以下的結論：
　　 研究了夏秋季節(jié)兩個試驗階段，在水體交換時間分別為5d、7d的條件下植物浮床和組合生態(tài)浮床（水生植物+水生動物+人工介質(zhì)）對水質(zhì)的凈化效果。研究結果表明，組合型生態(tài)浮床在夏、秋季節(jié)對TN、NH4+-N、TP、CODMn、Chl-α口的去

3、除效率均明顯高于植物浮床，合理的浮床生物配置可顯著提高浮床水質(zhì)凈化效果；秋季階段兩浮床系統(tǒng)對污染物的去除效率較夏季階段呈降低趨勢，秋季水體交換時間的延長不能彌補溫度的降低對浮床去除效果的影響，但組合生態(tài)浮床對氮、磷等污染物的去除率仍明顯高于植物浮床，組合生態(tài)浮床在一定程度上可改善植物浮床秋季污染物去除率降低的缺點。
　　 研究了4種不同生物配置的組合浮床（浮床A：水生植物+水生動物，浮床B：水生植物+人工介質(zhì)，浮床C：水生動物+

4、人工介質(zhì)，浮床D：水生植物+水生動物+人工介質(zhì)）的氮、磷、有機物及藻類的去除效果，定量分析了組合生態(tài)浮床中水生植物單元、水生動物單元及人工介質(zhì)單元（微生物單元）對污染物的去除率和機制，特別是對氮、磷的凈化機理。結果表明：人工介質(zhì)單元對TN、NH4+-N、TP去除的貢獻率分別為48.5％、55.1％和46.7％，是組合生態(tài)浮床氮、磷凈化的主體；水生植物單元對TN、TP的去除貢獻率為22.2％和29.7％，其中空心菜吸收作用占水生植物單元對

5、氮、磷去除量的58.5％和86.3％，可見，在組合型生態(tài)浮床中水生植物的吸收作用是水生植物單元去除氮、磷的重要途徑。水生動物單元對TN、TP的去除貢獻率為29.0％和23.6％，其中三角帆蚌的吸收作用占水生動物單元對氮、磷去除量的32.6％和14.1％，表明同化吸收作用并非是水生動物單元對TN、TP的主要去處途徑。水生動物對氮、磷的吸收量小于水生植物，然而水生動物單元對TN的去除率（8.6％）高于水生植物單元（6.5％），對TP的去除率

6、（9.2％）和水生植物單元（11.7％）相差不多，且水生動物單元對顆粒性氮（PN）和Chl-α的去除貢獻率分別為44.1％和79.1％，表明水生動物單元三角帆蚌對氮的去除作用是通過濾食藻類等顆粒性氮、磷產(chǎn)生的，此外，水生動物單元對組合生態(tài)浮床氮、磷去除的促進作用主要表現(xiàn)在通過三角帆蚌的濾食、代謝作用提高了有機氮磷的無機化水平從而促進了微生物的硝化與反硝化作用及植物對氮、磷的吸收，強化了組合生態(tài)浮床對氮、磷的去除。
　　 考察浮床

7、B、C、D中人工介質(zhì)上微生物富集特性，結果表明生物配置對介質(zhì)上生物量和總細菌密度影響不大；水生動物對微生物TIC-脫氫酶活性和硝化細菌富集的影響較水生植物大，濾食性貝類三角帆蚌通過對藻類等顆粒性氮、磷的濾食及消化作用促進了有機物、氮磷的可溶化及無機化，提高了人工介質(zhì)上微生物TTC-脫氫酶活性，促進了人工介質(zhì)硝化細菌的增長，強化生態(tài)浮床中人工介質(zhì)對污染物的凈化效果。
　　 綜上所述，通過在植物浮床中引入水生動物和人工介質(zhì)（微生物）