Review of Ecological Floating Bed Restoration in Polluted Water

Using Ecological Floating Bed (EFB) to purify polluted water is a process of ecological restoration at virgin position, as well as a complicated physical, chemical and biological process. Its core is utilizing aquatic plants and root’s microbes to absorb nitrogen and phosphorus elements, degrade organic matter and enrich heavy metal. EFB has been applied to some water pollution control projects at home and abroad, and has got several achievements. However, there are some factors influenced the removal rate of pollutants, including plants, temperature, seasons, processing time, coverage and initial concentration of pollutants. In the future, the development orientation has been prospected from plant and its combinations, the transformation of EFB structure and the utilization of aquatic resources, and probed the technology of EFB’s building and management, to implement the win-win of landscape benefit and ecological function.

水生植物浮床对城市污染水体的净化效果研究

以香菇草(Hydrocotyle vulgaris)、睡莲(Nymphaea tetragona)和西伯利亚鸢尾(Irissibirica)3种水生植物为试材,制成植物浮床,研究3种植物以及无植物浮床对城市污染水体中污染物的净化效果,试验共持续35 d.结果表明:3种植物在污染水体中能保持较强生命力,试验结束时,其株高、根长及生物量均有显著增加,增长率表现为睡莲>香菇草>西伯利亚鸢尾;3种植物对水体中CODCr、NH4+-N、TN和TP均有明显去除效果,香菇草、睡莲、西伯利亚鸢尾对水体中的TN去除率分别为90.0%、85.7%和81.2%,对TP的去除率分别为68.6%、57.0%和62.8%;3种植物浮床去除率显著大于对照浮床(P<0.05).试验表明,3种植物对污染水体均有很好的净化效果和一定的景观价值,可作为城市景观污染水体治理的优良物种而推广使用.

3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果研究

研究了风车草(Cyperus alternifolius)、菖蒲(Acorus calamus)和富贵竹(Dracaena sanderiana)3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果,试验共持续35 d。结果表明,在水温24～30℃条件下,风车草和菖蒲生长良好,生物量大,而富贵竹生长较差,生物量增加少;3种植物对NH_4^+-N的去除率分别为76.8%、85.5%和53.6%,对TN的去除率分别为69.1%、66.2%和54.4%,对TP的去除率分别为76.9%、84.6%和61.5%,对PO_4^(3-)-的去除率分别为91.7%、91.7%和75%,对真实色度有明显的去除效果;3种植物对氮磷和真实色度去除效果与对照之间均达到显著差异(P<0.05),自然沉淀是浊度去除的主要原因,植物吸收同化作用是NH_4^+-N去除的主要途径,植物吸收是溶解性磷去除的主要途径。试验表明,风车草和菖蒲对富营养化水体中氮磷和真实色度有较好的去除效果,可作为富营养化水体治理的优良物种而推广使用。

几种植物浮床的水质净化及水华防治效率

分别构建香根草Vetiveria zizanioides、黄菖蒲Iris pseudacorus、西芹Apium graveolens浮床及其不同组合的植物浮床,并在水体中加入6种不同种类的浮游植物及一种水生动物-斑马鱼Danio rerio,研究不同浮床系统对水质的净化效应及其对水生生物的影响。结果显示三种植物在浮床上能健康生长,其生物量、株高和根长均明显增加,且香根草和黄菖蒲的长势优于西芹。植物浮床均能有效防止水体的中化学需氧量(CODMn)的上升,但各生态浮床植物之间无显著性差异;植物浮床能显著去除水体中的氮(N)、磷(P)营养盐,其中,香根草的去除效果最好,而西芹的效果相对较差。总体而言,在系统中添加斑马鱼能在一定程度上提高浮床系统对水体的净化功能。香根草浮床能显著抑制水体中浮游植物的生长,相对而言其他类型的植物浮床对浮游植物的抑制能力较弱或无显著影响,且不同种类浮游藻类对植物浮床的敏感度不同。香根草和黄菖蒲对生态浮床系统中斑马鱼的生物量具有促进作用,香根草的促进作用大于黄菖蒲。综上所述,香根草是一种优良的浮床植物,可广泛用于水体净化及水华防治,而黄菖蒲可用于城市景观水体的净化。

浮床植物净化生活污水中N、P的效果及N_2O的排放

在温室内采用浮床无土栽培技术,研究了黑麦草(Lolium mutliflorum)、水芹(Oenanthe javanica)和香根草(Vetiveria Zizanioides)3种植物对生活污水中N、P的去除效果及净化过程中N2O的排放特征。结果表明,浮床植物系统对生活污水的TN、NH4+-N和TP具有良好的净化效果。同对照系统相比,浮床黑麦草、水芹和香根草系统对TN的平均去除率分别提高了26.2%,22.9%,4.1%;对NH4+-N的去除率分别提高了31.4%,14.5%,3.0%;对TP去除率分别提高了33.1%,54.2%,15.5%。净化周期内,浮床各系统的TN、NH4+-N和TP浓度随着污水停留时间的延长直线下降,而NO3-N浓度却因系统内硝化强度大于反硝化强度而产生了累积;植物的存在明显的促进了浮床系统的N2O排放,浮床黑麦草、水芹、香根草和对照系统N2O的平均排放通量分别为174.44μg/(m2.h),82.19μg/(m2.h),112.49μg/(m2.h)和44.81μg/(m2.h)。浮床系统N2O排放通量的日变化呈现出夜间下降而白天增加的规律,与温度的昼夜变化规律基本相同,表明温度的升降直接影响了N2O的生成及排放。

人工模拟污水净化系统去除生活污水氮、磷效果的比较研究

在温室内，分别以炉渣、沸石和土壤为湿地基质，水芹（Oenanthe javanica）、黑麦草（Lolium mut1iflorum）和香根草（Vetiveria zizanioides）为植被构建了模拟人工湿地和无基质的浮床植物系统处理生活污水，比较研究了不同污水净化系统去除氮、磷的效果。结果表明，在较低氮、磷负荷和水力停留时间为6d的条件下，炉渣、沸石和土壤基质人工湿地系统对生活污水中的全氮（TN）、NH4^＋ -N和全磷（TP）均表现出很好的净化效果，平均去除率均在91．0％以上；对NO3^- -N的去除率较低，为58．0％～85．5％。浮床系统因承受较高的负荷，对TN、NH4^＋ -N、NO3^- -N和TP的去除率均明显低于各基质湿地。而从污染负荷的去除率来看，土壤基质湿地对TN、NH4^＋．N、NO3^＋ -N和TP的负荷去除率低于炉渣和沸石基质湿地；浮床各系统NO3^- -N负荷去除率的负增加使TN的负荷去除率降低，但其NH4^＋ -N的负荷去除率均高于各湿地系统；浮床水芹和黑麦草系统的TP负荷去除率也高于各湿地系统。植物种类不同，其吸收N、P的能力存在很大差异。以黑麦草为植被的人工湿地和浮床系统，植物的吸收作用是各系统去氮除磷的主要机制；水芹和香根草吸收的氮、磷总量在人工湿地中远小于黑麦草，其吸收作用仅是各湿地系统去除氮、磷的一个途径；而水芹和香根草对磷的吸收则是浮床系统除磷的主要机制。

浮床植物系统对富营养化水体的净化效果

通过静态试验,研究空心菜、美人蕉、吊兰3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果.结果表明,在水温为27~32℃,生长21 d条件下,空心菜和美人蕉生长良好,生物量大,而吊兰生长较差,生物量增加少.空心菜、美人蕉和吊兰对化学耗氧量（CODMn）的平均去除率分别为13.2%,11.7%和6.9%;对总磷的平均去除率分别为57.7%,66.4%和30.6%;对PO43--P的平均去除率分别为69.1%,82.0%和42.1%;对NH4＋-N的平均去除率分别为50.0%,42.8%和21.9%;对藻类的平均抑制率分别为55.1%,42.5%和13.6%.

3种湿地植物构建的浮床系统修复富营养化水体的效果研究

采用人工浮床法研究了3种湿地植物野生稻Oryza rufipogon、香根草Vetiverial zizanioids和风车草Cyperus alternifolius构建的浮床系统对富营养化水体的净化效果.结果表明:3种植物在试验水体中均能较好地生长,并能有效降低水体总悬浮物和叶绿素a含量,其中,香根草和风车草的效果较好.水体溶解氧则先降低后迅速回升,并显著高于对照,其中以风车草的增氧效果最好.3种植物对水体中总氮和总磷均有良好的去除效果,野生稻、香根草和风车草对富营养化水体的最大N去除率分别为71.3%、82.3%和83.7%,最大P去除率分别为74.9%、89.3%和85.6%.综合来看,3种湿地植物中风车草修复能力最强,香根草次之,野生稻最弱.

植物与螺组合浮床对富营养化水体的净化效果

为了探明美人蕉、凤眼莲和花叶芦竹3种浮床植物单独种植及其与铜锈环棱螺组合对富营养化水体的净化效果,在玻璃温室中进行静态耗竭试验。结果表明:与对照相比,试验36 d时,各处理对水体总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NH4+-N)、氨态氮(NO3--N)具有显著的去除效果,但不同处理之间存在差异,凤眼莲与铜锈环棱螺的组合对TN、NH4+-N、NO3--N的去除效果最好,将系统中TN平均浓度从8.34 mg/L降低至2.34 mg/L,去除率达71.94%,将NH4+-N平均浓度从4.56 mg/L降低至0.67 mg/L,去除率达85.31%,将NO3--N平均浓度从3.52mg/L降低至1.42 mg/L,去除率达59.66%;美人蕉与螺的组合和凤眼莲与螺的组合对TP的净化效果相似,均将系统中TP平均浓度从0.34 mg/L降低至0.05 mg/L,去除率达85.29%,且优于单独种植浮床植物的净化效果。说明凤眼莲和美人蕉均是降低富营养化水体中氮、磷的优选植物,水生动物铜锈环棱螺对浮床植物的净化效果起到促进作用,组合浮床系统中水体总氮浓度的减少量与植物、螺生物量的增加呈显著正相关,组合浮床对富营养化水体净化效果好于植物单独处理。

无纺布生物浮反应器处理生活污水研究

为了进一步开发无纺布材料在污水处理领域的应用,利用福建泉州某厂生产的无纺布为填料,辅以植物浮床构建无纺布植物浮反应器,采用间歇进水方式,控制水力负荷为1 m3/(m2.d),进行了为期一年的试验研究,考察了该反应器中无纺布的自然挂膜及反应器对分散生活污水进行处理能力,并对是否悬挂无纺布生物膜填料的2个反应器处理效果进行了对比分析。结果表明,无纺布植物反应器中无纺布在自然条件下经过34 d挂膜成功,处理器对生活污水pH变化具有较强的缓冲能力,CODMn、NH3-N去除率最高分别达83%和78%。对比试验表明,悬挂无纺布生物膜填料的反应器(H型)处理能力明显优于没有悬挂的反应器(N型),对CODMn和NH3-N去除率H型较N型反应器提高了18%和12%。该无纺布可作为生物膜填料强化植物浮床预处理应用于生活污水净化处理中。

进水浓度和水力停留时间对浮水植物净化效果的影响

以浮萍、大薸、凤眼莲3种浮水植物为试材,分别在水力停留2 d、4 d、8 d、10 d、12 d和14 d测定污水中DO、COD、TP、NH_3-N含量。通过比较植物在不同浓度污水中的净化效果,确定其在最佳浓度污水中对各污染物处理的最佳停留时间。结果表明,3种植物在适宜污水浓度均表现出较强净化效果。净化周期内,NH_3-N、TP去除率变化趋势与DO变化趋势一致,大薸、浮萍、凤眼莲在低浓度污水中对NH_3-N、TP去除率最好,NH3-N最佳停留时间分别为8 d、12 d、14 d,TP去除的最佳停留时间均为10 d,中浓度污水适合COD去除,大薸、浮萍、凤眼莲对COD去除的最佳停留时间分别为14 d、8 d、10 d。

植物浮床在净化城市景观水体中的应用

植物浮床已经被越来越多地应用于净化城市景观水体.其净化原理是通过植物根系对污染物的吸附和吸收作用,以收获植物体的形式将其搬离水体,从而达到净化水体的目的.具有良好的景观效果、净化水体成本低及提高水体生物多样性等优点.当前其应用中存在的主要问题是浮床植物种类不够丰富,在冬季水体净化功能低下,应用模式尚有待研究等.

4种观赏植物对富营养化景观水体的净化效果

为富营养化景观水体筛选出净化能力强的植物种类,以水苏、地笋、羊蹄、酸模4种观赏植物为试材,制成植物浮床,研究4种植物以及无植物浮床对城市景观污染水体中氮、磷的净化效果。结果表明:4种植物在污染水体中能保持较强的生命力,试验结束时,其株高、生物量均有显著增加,增长率表现为地笋>羊蹄>水苏>酸模。4种植物对水体中化学需氧量(CODCr)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)均有明显的去除效果,地笋、水苏、羊蹄、酸模对水体中TN的去除率分别为80.7%,76.9%,78.4%和69.5%,远高于对照组的去除率(50.14%),4种植物对水体中NH3-N的去除率分别为96.3%,94.5%,95.7%和93.6%,去除率显著大于对照组。试验表明,4种植物对景观污染水体均有很好的净化效果和一定的美化环境效果,可在今后的净化治理城市景观污染水体水质中推广应用。

浮船植物污水净化床的实验设计

介绍了浮船植物污水净化床的结构及2种实验设计——静态实验设计和动态仿真实验设计,根据实验结果评价指标的不同,分别采用多指标、单指标正交实验数据处理和分析方法进行数据处理与分析。

化感植物-填料浮床装置的设计与应用

将传统浮床与水生植物的化感作用相结合,并配合生物填料,设计了化感植物-填料浮床装置。该浮床装置中的植物选择了香菇草,浮床填料分别选择了砾石、麦饭石、果壳、活性氧化铝、聚氨酯。该装置的应用结果表明:1香菇草种植水对于铜绿微囊藻的生长具有良好的化感抑制效果;2除果壳填料外,4种填料都能显著改善试验水质,有效降低水体中的Chl-a质量浓度;3化感植物-填料浮床装置能有效降低富营养化水体中的CODMn、TN、TP质量浓度和浊度等理化指标,并使水体中的DO显著升高,消除水体黑臭。

应用于农村支浜原位修复的生态浮床净化效果研究

[目的]本文旨在研究生态浮床对农村集中居住区河道支浜的净化效果。[方法]于2018年7—10月,在江苏省常州市武进区运村村新运小桥浜运农桥段180 m河段上,选取铜钱草、梭鱼草和千屈菜3种常见植物构建组合生态浮床,开展支浜水体原位修复试验。[结果]在植物种养后,支浜上、中、下游沿程各采样点,水体固体悬浮物(SS)含量逐渐下降;水体溶解氧(DO)浓度随浮床处理时间延长呈升高趋势,而pH值则逐渐趋于中性。试验期间,受到地表径流排污口的影响,组合生态浮床对河段水体总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的最高去除率分别为29.7%、30.73%和75.0%。在试验周期75 d内,铜钱草、梭鱼草和千屈菜对水体氮素的去除速率分别为0.36、2.56和1.10 g·m^-2·d^-1;对水体磷素的去除速率分别为0.041、0.071和0.140 g·m^-2·d^-1。3种浮床植物对支浜水体的去污能力从高到低依次为:梭鱼草、千屈菜、铜钱草。[结论]在应用于农村支浜原位修复的生态浮床净化试验中,3种组合生态浮床不仅消减水体氮、磷浓度,还有效降解有机物和拦截颗粒物,对减少下游水体富营养化问题具有重要意义。

生物浮床的研究进展

随着水污染和资源短缺的矛盾不断激化,生物浮床技术被广泛应用于修复各类污染水体,介绍了生物浮床的分类及结构,并重点描述了组合式生物浮床的构建种类及对水质的净化效果,为生物浮床的发展提供了可靠的依据。

地表水的生物基浮床原位强化净化技术

为研究强化生态浮床对地表水的净化作用,选取了鸢尾、菖蒲、千屈菜、伞草、美人蕉五种常见浮床植物,筛选硝化菌、反硝化菌、氨化细菌结合竹炭制作生物基,构建微生物-植物组合生态浮床进行水体修复的室内模拟。结果表明五种植物构建的普通生态浮床对TN、NH3-N、TP和COD的平均去除率分别为51.1%、51.2%、28.4%和43.6%,其中美人蕉的综合净化效果最佳,菖蒲、鸢尾、伞草次之,千屈菜最差。添加适量生物基,构建微生物-植物复合系统,可明显提高对水质的净化效果,TN、NH3-N、TP和COD的平均去除率分别为84.1%、85.6%、62.6%和72.4%,其中生物基与美人蕉、鸢尾、菖蒲的组合系统,可使出水水质达到Ⅲ类水体要求,生物基-美人蕉组合对TP的去除效果达到Ⅱ类水体要求。试验证明生物基浮床可强化地表水的原位修复。

水体富营养化植物控制工程技术方法

基于不同生活型类别的水生植物,深入探讨了各种生活型水生植物对水体富营养化的作用机理和净化效果。据此,科学系统地综述了以高等水生植物为主的人工湿地技术、水生植物群落重建与修复技术以及人工生态浮床技术控制水体富营养化的工程应用状况,明确了基于水生植物的水体富营养化控制技术研究的发展方向。

不同植物景观配置对河道污染水体的净化治理效果研究

经济快速发展的代价是环境污染,目前已提出多种针对污染水体的净化方法,但大部分不适用于中国国情,不具备高经济性,为此提出不同植物景观配置对河道污染水体的净化治理效果的研究分析,综合分析中国国情和河道污染情况,以生态浮床技术作为净化治理手段,探究不同植物景观配置下河道的化学需氧量、氮素、磷素污染参数值变化情况,并测量河道pH值治理前后的数值,得出在不同配置的净化效果。经实验结果表明,组合配置比单株植物的净化效果强,其中第3组水葫芦、再力花、慈姑以及水芹配置的净化效果最好。