随着社会经济的快速发展,城市居民对居住环境的要求也日益增高,景观水体作为宜居环境的重要组成部分,越来越多的出现在城市绿地、生态公园和居民小区等环境中。大部分景观水体由于水环境容量小、水流动性差,其自净能力有限,易受到污染,从而导致水质恶化,甚至出现发黑发臭的现象。基于此,本研究设计并制作了适用于景观水体原位修复的一体化生态浮船;构建野外试验平台,开展了一体化生态船原位修复景观水的试验;以16S r RNA V3-V4区为靶基因,通过高通量测序分析了一体化生态浮船各处理单元微生物群落结构。得出了以下主要结论:①一体化生态浮船装置的设计综合原位修复技术与多种生物膜法工艺,实现了格栅、生物滤池、生态转盘、生态浮床等模块一体化集成。装置结构更为紧凑,工艺单元间没有多余管件,减少成本。一体化生态浮船总长3.49m,宽1.2m。其中生物滤池系统体积为0.35m~3,生态转盘系统为单轴三级式,每级有11片转盘,转盘面积共有31m~2,生态浮床系统采用6组,植株采用再力花,在植株根系进行纤维填料的捆绑。②一体化生态浮船修复人工湖水体的试验中,采用自然挂膜与人为添加菌种挂膜相结合方法对装置进行挂膜试验,在自然环境下运行的第14天,装置的出水的COD和氨氮的浓度趋于平稳,且去除率分别达到70%和65%以上,装置中填料表面出现较厚的棕褐色生物膜。表明装置挂膜成功。一体化生态浮船在设计工况下稳定运行期间,装置对于人工湖水体中的COD、氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别为:77.72%、69.58%、58.91%、56.17%,出水的COD、氨氮、总氮、总磷的浓度可以满足《城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T18921-2002)》。在试验期间,装置进水的水质波动较大,但是出水的水质仍能够保持相对稳定,说明了装置具有一定的抗水质冲击能力。③一体化装置各处理单元微生物群落结构具有明显的季节性。对12个样品进行高通量测序,得到28个微生物菌门,和49个微生物菌属。在门水平上变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为该装置的优势菌门,在属水平上生丝微菌属(Hyphomicrobium)、卟啉菌属(Porphyrobacter)、气单胞菌属(Aeromonas)、卟啉菌属(Porphyrobacter)和芽孢杆菌(Gemmobacter)是9月份装置的优势菌属;生丝微菌属(Hyphomicrobium)、氢噬胞菌属(Hydrogenophaga)、马赛菌属(Massilia)、卟啉菌属(Porphyrobacter)和芽孢杆菌(Gemmobacter)是12月份装置的优势菌属。其中环境中的总氮、亚硝酸盐氮和p H较OTU值有显著差异,硝酸盐氮与总磷较OTU值有特别显著差异。④一体化生态浮船的日处理规模为70m~3/d,设备一次性的投入成本为24750元,年运行成本仅为1757.25元。相较于传统一体化污水处理设备,一体化生态浮船不占地、投资少、结构紧凑、操作简便、运行维护成本低、还可做到无人值守,适用于城市景观用水的净化。