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生态浮床具有生态协调性、经济性及适用性优势而被广泛应用于河道水体修复中,由于其主要依靠植物和微生物作用净化水体污染物,因此,受温度等环境因素影响较大,存在净水能力低下、处理效率不稳定等问题,在重污染水体中,浮床植物有时难以存活。因此,如何提高生态浮床氮磷去除能力,对其实际应用具有十分的重要意义。本文基于电化学反应稳定高效、便于维护的优势,将电解与生态浮床联用,选用生物质炭作为填料,构建了新型的电解-生态浮床（Electrolytic-floating bed,E-FB）,并对其净化重污染河道水体氨氮、硝态氮、磷酸盐的过程和机理进行了探讨。同时研究了不同类型阳极、电解时间、电流密度和低温等电化学参数与环境因子对氮磷去除效率的影响,以获得优化工艺参数。在电解-生态浮床基础上,进一步添加曝气以强化氨氮的去除和电解反应效果,研究了曝气-电解-生态浮床（Aeration-electrolytic-floatingbed,A-EFB）对水体营养盐的净化效率以及影响因素,主要研究结论如下:电解-生态浮床将电解反应引入生态浮床,通过电解镁阳极产生Mg2+提供镁源,与电解水产生的OH-结合生成Mg（OH）2絮凝剂,将水体中大量的磷酸盐、藻类和悬浮物絮凝沉淀,抑制藻类生长,提高水体透明度。同时Mg2+、NH4+和PO43-会发生反应形成少量的磷酸铵镁沉淀或磷酸镁沉淀,同步实现氨氮和磷酸盐的高效去除。受阴极电化学还原作用及阴极附近氢自氧反硝化菌的作用,E-FB中硝酸盐去除率显著提高。E-FB对于氮磷净化效率受到阳极类型影响较大,应用铁阳极除磷最为高效,但同时由于电解出的Fe2+氧化为Fe3+过程中消耗水体中大量溶解氧,抑制了好氧硝化菌对氨氮的去除。钛阳极氮磷净化效率较低,而镁阳极廉价易得且高效节能。通过提高电流密度（0.15、0.22、0.37、0.58 mA/cm2）和延长电解时间（6、12、24h）都可以大幅强化E-FB除磷速率,但是对于NH3-N净化效率的提升无显著影响,因此,实际应用中应综合考虑净化效率及能耗高低,以节约运行成本。在冬季室外试验结果表明,在低温条件下（0～8℃）E-FB依然可以保持高效的氮磷净化效率,适合在冬季或寒冷地区的河道中推广使用。曝气-电解-生态浮床连续净化模拟重污染河水的研究结果表明,在电解-生态浮床系统中添加曝气单元可以有效强化其对于NH3-N和TN的去除,但对PO43--P的去除效率无显著影响（P>0.05）。进水中NH3-N浓度为10mg/L,TN为12 mg/L,PO43--P为0.8 mg/L时,在电流密度为0.58 mA/cm2曝气量为8 L/min、炭水比为1:25、水力停留时间为3d的条件下,A-EFB对氨氮净化效率可达90%,TN去除率可达42%,PO43--P的去除率达45%。与传统浮床（FB）和电解-生态浮床相比（E-FB）,NH3-N去除率分别提高78%和66%,TN去除率分别提高18%和10%,PO43--P的去除率比FB提高了 38%,与E-FB除磷率无显著差异（P>0.05）。对电解-生态浮床植物黄菖蒲生理生化指标分析结果表明,电解反应会对黄菖蒲的生长产生胁迫作用,导致植株叶绿素含量下降,超氧化物歧化酶（SOD）酶活和丙二醛（MDA）含量升高,植物叶片发黄干枯,生长迟缓。但利用曝气可以有效改善水体环境（溶解氧保持在8mg/L,pH降低至8.5以下,ORP提升至160mV）,缓解电解反应和高浓度氨氮对于水生植物的毒害作用,与E-FB中植物相比,平均叶长增加了 16.63 cm,鲜重增加了 9.51 g,叶绿素含量提高了1.10 mg/g,曝气有效促进了浮床中水生植物的生长。A-EFB、E-FB和FB填料表面细菌的16S rDNA测序结果表明,在E-FB中和A-EFB中都具有高相对丰度的反硝化菌。E-FB受电解作用的影响,细菌的丰富度和多样性均降低,但电解会产生H2作为电子供体,促使其中氢自养反硝化菌生长。在E-FB填料表面富集了大量优势反硝化菌科（Xanthomonadaceae、Comamonadaceae 和 Rhodocyclaceae）和氢自养反硝化菌属（Hydrogenophaga、Silanimonas、Dechloromonas、Flavobactrium、Azoarcus 和 Anaerorhabdus）。Hydrogenophaga属在E-FB中为第一优势群落（38.56%）,为氢自养反硝化菌,在A-EFB中含量为9.71%,而在FB中,其含量不足0.5%。A-EFB中富集了大量的Nitrospira菌属和Nitrosomonas菌属,加快了硝化作用进程,强化了 A-EFB对于水体中NH3-N的去除,Acinetobacter菌属在A-EFB也具有较高的丰度（23.68%）,其属中部分菌种具有好养反硝化除磷作用。使用生物质炭作为E-FB填料,其表面生长的生物膜及吸附氮磷等作用对孔隙结构无较大影响。生物质炭的添加可以有效节约电解反应能耗,初步计算其净化氨氮和总磷的能耗最低为0.18 kWh/g NH3-N和0.20 kWh/g TP,电解时产生Mg2+、Al3+对生物质炭进行原位改性,强化了其对氮磷的吸附。在电解-生态浮床填料内部会形成厌氧、pH和温度略高的还原性微环境,有利于反硝化进程,从而提高脱氮能力。