循环增氧+造浪—输送+生态浮床系统对富营养化水体的净化效果研究

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本文以充气式种植盘栽培美人蕉、菖蒲、水稻、再力花和千屈菜5种植物,搭配水循环增氧和造浪-输送设备构建组合型生态浮床系统,对富营养化水体进行净化修复处理。试验研究了组合型生态浮床系统修复模拟池富营养化水体水质的效果;组合型生态浮床修复水体过程中底泥氮磷含量变化;研究了组合型生态浮床植物生长情况;浮床植物生物量与氮磷吸收能力的关系。研究的主要结果和结论如下:1.组合型生态浮床集成了植物浮床、循环增氧和造浪-输送系统,在试验条件下,使模拟池的水质得到明显改善。水体中TN、TP、NH4+-N、NO3--N和COD的去除率分别为67.50%、65.22%、59.00%、86.60%和53.70%,明显高于对照池水体自净去除率。2.水体中Chla与SD、TN、NH4+-N、NO3--N、CODMn、TP之间均有明显的相关性。其中Chla与SD有显著的负相关,与其他水质因子为显著正相关,TN与Chla的相关系数达到了0.994,是所有因子里与Chla相关性最高的。3.试验期间,处理单元水体底泥中TN、NH4+-N和NO3--N含量总体均呈现下降的趋势,去除率分别为28.02%、21.66%和15.38%;而对照池出现底泥中TN、NH4+-N和NO3--N含量小幅度上升的情况,上升幅度分别为15.40%、10.61%和11.26%。显然组合型生态浮床具有同时去除水体和底泥中污染物的功能。底泥中TP与Ads-P含量表现出相反的变化趋势。处理池中的TP含量总体呈现出上升的趋势。试验后,处理池底泥中TP含量上升了10.95%;对照池底泥中的TP含量则呈现出缓慢下降的趋势,试验后TP含量较初始值下降了4.13%。与之相反,试验后,处理单元底泥中的Ads-P含量下降了25.85%;而对照单元底泥中Ads-P含量上升了18.42%。4.组合型生态浮床处理富营养化水体的过程中,植物生长良好,5种植物不断分蘖繁殖,其中分蘖数最多的是美人蕉,其次分别为再力花、千屈菜、菖蒲和水稻。试验前期千屈菜、水稻分蘖迅速,后期则是美人蕉和再力花体现出更强的分蘖繁殖能力。5.种植物体内氮磷含量、分布情况各有差别。植物全株含氮量为菖蒲>美人蕉>千屈菜>水稻>再力花。植物整株含磷量则是美人蕉>菖蒲>千屈菜>水稻>再力花。从植物不同部位氮、磷含量分布来看,美人蕉和再力花均是茎叶>根系;菖蒲和千屈菜则均是根系>茎叶;水稻根系氮含量>茎叶氮含量,而茎叶磷含量>根系磷含量。美人蕉和再力花对氮磷的吸收能力显著高于菖蒲、水稻和千屈菜,其中再力花对氮的吸收能力最强,达到53.85g·株-1,对磷的吸收能力最强则美人蕉,达到4.49g·株-1。美人蕉、再力花茎叶氮吸收量分别为根系的2.77倍和1.86倍、对磷的吸收量分别为1.84倍和1.14倍,有利于通过收割其水上部分能够去除氮磷营养物质。
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