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富营养化状态的持续发展会从根本上改变湖塘生态系统健康运转的初级生产力结构,导致湖泊生态系统结构和功能退化,破坏生态平衡。本课题针对富营养化水体原位修复的困难,设计制作一型可用于城镇封闭式富营养化浅水湖塘水体的固定化微生物原位修复装置,利用固定化微生物技术生物浓度高,环境适应性强的特点,大量去除水体中的氮、磷和有机物,借助底泥中氮、磷模拟释放实验、水体模拟修复实验确定工艺参数,中试试验获取稳定的修复效果后,成功运用于农村水环境治理和城镇景观水体修复示范中。主要的结论为:(1)当水体为中性时,湖塘底泥中氮、磷的释放对上覆水体中COD、 NH3-N和TP浓度的影响最小。以去离子水为上覆水的氮、磷释放实验中,水体pH=7时,释放后上覆水中NH3-N浓度为1.86mg/L, TP浓度为0.09mg/L,两者均为各实验组最小值,这与在湖塘水调整pH模拟释放验证实验中的结果一致。(2)水体模拟修复实验中,载体柱设置深度和环境水体的pH对处理效果有显著影响。设置于半水深时COD去除率为46.6%,NH3-N去除率为60.4%,优于布设在水底部时的效果;环境水体的pH为7.0~8.0时,固定化微生物对COD和NH3-N的处理效果最好,去除率分别为47%和80%;固定化微生物填料使用量对水体修复效果影响的实验中显示,填料量的增加可以提高其对于水体中COD、NH3-N、TP的去除速率和去除量。(3)城镇封闭式浅水湖塘水体修复中试试验的结果肯定了该型固定化微生物原位修复装置对的水体中COD, NH3-N和TP的去除效果。两阶段的修复结束后,水体中COD, NH3-N和TP浓度显著下降,其中COD和TP浓度20.1 mg/L,0.1 mg/L接近地表水环境质量标准(GB3838-2002)中Ⅲ类水质的要求,达到了预期目标。(4)在为期一个月的农村水环境治理和五个月的城镇景观水体修复示范项目中,该型固定化微生物原位修复装置运行稳定,效果显著。其中经过修复后的稳定塘水中COD, NH3-N和TP的浓度为18mg/L,1.7mg/L,0.2mg/L,景观湖塘中COD, NH3-N和TP浓度下降至12.5mg/L,1.3mg/L,0.11 mg/L均达到或者接近地表水环境质量标准(GB3838-2002)中Ⅴ水质的要求,水体功能得到恢复。