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湖泊水产养殖造成的水体污染日趋严重,为有效控制养殖污染,本研究团队提出生态坝技术——复合植物-微生物修复技术,实现对湖泊养殖水体污染的控制与修复。针对开放水域中生态坝-原位养殖污染控制装置的设计问题,本研究以阳澄湖某大闸蟹围网养殖户为对象,考察生态坝实际运行情况、水质净化潜力和养殖污染负荷,对生态坝进行优化设计。主要内容如下:(1)生态坝装置的物理拦截功能可有效减少水体扰动,降低悬浮态污染物浓度;生态坝填料浮床生物膜的氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)促使NH4+-N转化为NO3-</sup>N,使得生态坝可有效控制NH4+-N浓度并改善水体pH。但由于水力交换频繁,很难直接通过测定部分水质指标来准确评估生态坝的净化能力。(2)本研究通过测定生物膜活性来评估生态坝附着生物膜的净化潜力,研究表明:(1).一个养殖周期内填料浮床生物膜的SOURA、SOURN和SOURH平均值分别为37.54、46.20和5.14 mg O2·(gVSS·h)-1;(2).氨氧化细菌(AOB)伴随着养殖活动的进行活性逐步增强;亚硝酸盐氧化菌(NOB)、异氧菌(HB)活性和养殖活动密切相关,并在养殖高峰期达到最高;(3).生物量平均值为296.91 g VSS·根-1;(4).基于SOUR数据估算得出生态坝填料浮床附着的生物膜对NH4+-N的去除潜力可达到203.31 g·(m2·d)-1,对NO2-</sup>N的去除潜力达到777.45 g(m2·d)-1。(3)依据本研究所构建的污染负荷计算方法计算得出大闸蟹在一个养殖周期产生的氮、磷负荷最大值分别为:QN=68.29 mg·(m2·d)-1、Qp=7.05 mg·(m2·d)-1,其中饵料残留的贡献最大,分别为79.90%和83.83%;其次,大闸蟹排泄贡献度分别为15.47%和14.47%;底泥释放占比最小,分别为4.63%和1.70%。(4)基于养殖污染负荷和生态坝净化潜力,得出需要设计1904 m2生态坝净化该区域养殖污染,结合养殖作业需求,提出生态坝的平面布置方案及具有蜕壳功能的生态坝单体优化方案。