中国主要水体污染日益严重,水资源紧缺。全国大部分湖泊、河流都有不同程度的富营养化甚至出现了许多黑臭水体,严重影响城市生态景观,也对人民健康产生了严重的威胁。人们日益重视景观水体的污染治理。本研究在国内外研究基础上,构建了一种集成生物栅装置,是集微生物载体填料、水生植物、水生动物于一体的新型生态修复设施,能在有限空间内通过微生物载体填料和植物根系富集巨大的微生物生物量,通过微生物对污染物质的分解、转化及植物对氮磷等的吸收等作用,充分发挥生物栅中各生态要素的协同作用高效地原位修复污染水体。本研究中构成生物栅的水生植物是美人蕉、水芹和白掌;水生动物是泥鳅和螺蛳;填料是组合填料。生物栅装置中美人蕉根系总的表面积达到39.4 m2/株。其中三级根系的面积是二级根系面积的21.7倍。生物栅内部植物根系和作为微生物载体的组合填料交织在一起,根系以填料串为骨架充分伸展,改善了植物根系的空间分布;填料纤维以植物根系为支撑,加强了填料纤维在水中的空间伸展。根系和填料相交织的结构不但能够使植物自固定,也能为动物提供适宜的栖息环境。生物栅内根系上异养细菌、硝酸细菌、亚硝酸细菌数量分别是填料上的2-3倍,而填料上的反硝化菌的总数却是植物根系上的22倍。有机氮的氨化反应、亚硝化反应、硝化反应在生物栅中的根系和填料上同时进行,以根系为主,反硝化作用则主要在填料上进行。生物栅在运行24h后,DO很快降低并维持在1.5mg·L-1左右,系统内产生了一定的反硝化作用,24hTN去除率为17%,运行72h后TN的去除率为60.9%。生物栅装置中硝化作用和反硝化作用在不同的空间进行,起到了一定的脱氮效果。并且消除了植物和填料单独修复水体时的反硝化反应能力不足和硝化反应能力不足的“瓶颈”生物栅适用于不同的景观污染水体的治理,处理绥宁河富营养化水体、黑臭水体和高浓度人工废水,120h后水质综合污染指数分别下降11.7、13.3、14.4,COD去除率为68.0%-80.4%,TP去除率为61.6%-94.9%,NH4+-N去除率为83.4%-92.9%,TN去除率为77.5%-90.9%。生物栅物理结构灵活、方便运输、管理方便、兼有灵活多样的造景作用。