EM菌在水處理中的應用綜述

王紅強+劉雪平+王洋洋+王敬飛+趙云龍

摘要：EM菌技術(shù)作為廢水處理領(lǐng)域的新興技術(shù)，因其獨特的優(yōu)越性和傳統(tǒng)方法不可比擬的優(yōu)點，在水處理中具有非常廣闊的應用前景。本文評述了EM菌在水處理中的應用和研究情況，并討論了今后的研究方向。

關(guān)鍵詞：EM菌；廢水；水處理；應用

中圖分類號： X703文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）06-0004-02

收稿日期：2013-09-24

基金項目：國家自然科學基金（編號：51108447）；中國博士后特別資助基金（編號：201104499）；中國博士后科學基金（編號：20100471208）；河南城建學院科研基金（編號：2013JBS008）。

作者簡介：王紅強（1977—），男，河南義馬人，博士，副教授，主要從事水處理技術(shù)、水生態(tài)恢復研究。E-mail：wanghq77@hncj.edu.cn。EM 菌即有效微生物菌群（effective microorganisms），是由日本琉球大學的比嘉照夫教授等于20世紀80年代研制開發(fā)的。EM菌是以光合細菌、乳酸菌、酵母菌和放線菌為主的10屬80余種微生物組成的復合型微生物制劑，各微生物之間通過相互共生、增殖關(guān)系形成一個組成復雜、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、功能廣泛的含有多種多樣微生物的生物菌群[1]。在適宜條件下，EM菌液對污水中化學需氧量（COD）、氮、磷等主要污染物有較好的降解效果，對緩解水體的富營養(yǎng)化產(chǎn)生積極的作用[2]，因而近年來被廣泛應用于生活污水、養(yǎng)殖廢水、垃圾滲濾液、煉油廢水、皂素生產(chǎn)廢水、富營養(yǎng)化水體等的治理[3-9]。

1EM菌在生活污水處理中的應用

通過考察EM-SBBR反應器及常規(guī)SBBR反應器對生活污水的處理效果，發(fā)現(xiàn)EM-SBBR反應器對COD、銨態(tài)氮、總氮（TN）、濁度的處理效果及抗沖擊負荷能力均強于同等條件下的SBBR反應器[10]。EM菌強化SBR反應器處理生活污水的研究也多有報道，能夠有效提高系統(tǒng)對污水中的COD、總磷（TP）、銨態(tài)氮和TN 的去除效果和降解速率，縮短SBR工藝的曝氣時間和運行周期，并使SBR反應器具有較強的抗沖擊負荷能力，將EM應用于SBR反應器是高效低耗處理中小城鎮(zhèn)生活污水的一種有效技術(shù)[2，11-12]。王艷紅等從特定活性污泥中篩選優(yōu)勢菌與EM菌復配，通過正交試驗，確定了復配優(yōu)勢菌的最佳投加量，并經(jīng)動態(tài)模型進一步驗證試驗結(jié)果，結(jié)果表明，根據(jù)污水特點添加不同量的復配優(yōu)勢菌，不僅有效地減少了剩余污泥的產(chǎn)量，而且提高了出水指標[13]。

EM菌投加到污水生物處理單元時，可有效強化微生物對COD、TP、銨態(tài)氮和TN的處理效果，減少曝氣時間、硝化時間以及污泥產(chǎn)生量，具有較好的經(jīng)濟效益。

2EM菌在養(yǎng)殖廢水處理中的應用

周友新發(fā)現(xiàn)EM菌制劑原液、糖蜜、蒸餾水的體積比為 5 ∶6 ∶89 時，培養(yǎng)液的pH值、微生物數(shù)量及成本等綜合條件最優(yōu)，將其與奶牛場污水按1 ∶1 500混合后，COD下降明顯，除臭效果較好，成本適宜，可用于奶牛場污水處理[14]。

為凈化水產(chǎn)養(yǎng)殖水體，減少魚病發(fā)生和污水排放，李清祿等通過試驗比較聚合硫酸鐵（PFS）、聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDMDAAC）、EM和PFS+PDMDAAC、PFS+ PDMDAAC+EM各種凈水方法凈化鱉池水體的效果，結(jié)果表明，聯(lián)合使用30 mg/L PFS、0.5 mg/L PDMDAAC和30 mL/m3 EM菌效果最好，絮凝率達98%以上，CODCr去除率達95%以上，池水和排污口水體五日化學需氧量（BOD5）/CODCr分別由0.61、0.51 降至0.24、029 mg/L[15]，說明水體中可生物降解物質(zhì)被有效去除，水質(zhì)各項指標均符合特種水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)標準，水質(zhì)穩(wěn)定，池水與排污口水體水質(zhì)基本一致，達到了無污染排放，實現(xiàn)了生態(tài)平衡養(yǎng)殖。鄒萬生等采用EM菌與水生植物聯(lián)合凈化珍珠蚌養(yǎng)殖廢水也達到了很好的凈化效果[9]。

3EM菌在垃圾滲濾液處理中的應用

葉曉玫等針對垃圾滲濾液常規(guī)生化處理無法解決的問題，通過應用有效微生物（EM）技術(shù)凈化垃圾滲濾液的靜態(tài)小試和穩(wěn)定塘中試，研究了EM技術(shù)對垃圾滲濾液主要污染指標的降解效果。結(jié)果表明，EM菌液對毒性大的高濃度垃圾滲濾液處理效果明顯，主要指標的去除率達到46%～51%；對難生化降解垃圾滲濾液的處理效果顯著，主要指標的去除率達到67%～89%，是垃圾滲濾液生化處理的一種新技術(shù)、新方法[16]。丁雪梅利用EM生物強化技術(shù)與傳統(tǒng)的生物治理技術(shù)相結(jié)合的方式對垃圾滲瀝液進行處理，結(jié)果表明，EM菌劑處理垃圾滲瀝液最佳濃度（VEM/V水）為1/2 000～1/1 000，pH值為6～7，環(huán)境溫度為25～35 ℃，好氧處理優(yōu)于厭氧處理[17]。EM菌劑在活性污泥和生物膜系統(tǒng)中能夠加快啟動速度，增強系統(tǒng)穩(wěn)定性，明顯提高CODCr、BOD5去除率。陸文龍等研究發(fā)現(xiàn)，噴灑0.1% EM除臭劑可使生活垃圾衛(wèi)生填埋場的硫化氫和氨氣濃度均小于GB 14554—1993《惡臭污染物排放標準》的Ⅲ級標準，效果穩(wěn)定可靠[18]。魯艷英等將EM菌劑用于垃圾滲濾液的除臭[19]。總之，利用EM進行垃圾滲濾液的處理研究是一項符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的課題。隨著今后研究的不斷深入，在滲濾液處理的實際應用中，有效微生物技術(shù)將成為一項高效而實用的生物處理技術(shù)[20]。

4EM菌在生產(chǎn)廢水處理中的應用

4.1皂素生產(chǎn)廢水

王永科等對EM菌分別在好氧和厭氧條件下處理皂素廢水的工藝條件進行了優(yōu)選，結(jié)果表明，EM菌好氧條件下廢水CODCr去除率為82.1%，厭氧條件下廢水CODCr去除率為625%，EM菌好氧處理效果在皂素廢水處理上優(yōu)于厭氧處理[8]。劉建黨等在前人研究的基礎上，采用EM菌-好氧污泥聯(lián)合處理皂素生產(chǎn)廢水。結(jié)果表明，對于COD為20 000～ 25 000 mg/L的皂素生產(chǎn)廢水，在EM菌和好氧活性污泥體積比為1 ∶1、氣液比（V氣 ∶V液） 為 7 ∶1、接種量（V菌體/V液）為5%、起始pH值為6.5、溫度為30～32 ℃、間歇曝氣、處理5 d的條件下，皂素生產(chǎn)廢水的COD去除率可達97.95%，色度去除率可達6667%[21]。宋鳳敏等利用EM菌液通過SBR反應器對經(jīng)過一次生化處理的皂素生產(chǎn)廢水進行深度處理研究，結(jié)果表明：在進水COD的質(zhì)量濃度為3 000～3 250 mg/L，EM復壯液用量為進水量的0.7%，活性污泥液用量為EM復壯液的2倍，投加周期為9 d，系統(tǒng)一次曝氣時間為16 h時，COD的去除率可達74.4%，最終出水COD的質(zhì)量濃度基本穩(wěn)定在800 mg/L左右，可達國家污水綜合排放三級標準[22]。

4.2煉油廢水

煉油廢水是環(huán)境的嚴重污染物之一，每年有上千萬噸油類物質(zhì)污染江河湖海和土壤，嚴重危害水產(chǎn)資源和人體健康[7]。薛媛等研究了2種固定化小球（聚乙烯醇+ 海藻酸鈉+活性炭+EM 菌的固定化小黑球；聚乙烯醇+海藻酸鈉+EM菌的固定化小白球）對石油類物質(zhì)和銨態(tài)氮去除率的影響，結(jié)果表明，在pH值為5、小球投加量（投菌量）為40個、處理時間為2 d時，小白球固定化EM菌對煉油廢水的石油類物質(zhì)和銨態(tài)氮的去除率分別為40.17%、49.51%；在pH值為6、小球投加量為40個、處理時間為3 d的條件下，小黑球固定化EM菌對煉油廢水的石油類物質(zhì)和銨態(tài)氮的去除率分別為5226%、46. 97%[23]。張瑞也發(fā)現(xiàn)，添加EM菌的固定化小球能夠提高處理系統(tǒng)對石油類物質(zhì)和COD的處理效果[7]。

5EM菌在富營養(yǎng)化水體修復中的應用

由乳酸菌、酵母菌、放線菌及光合細菌等功能性菌株組成的EM菌群，可顯著抑制“水華”藻類生長，去除水體富營養(yǎng)化[24]。

丁學鋒等還采用人工自然模擬試驗方法，研究了EM菌與水生植物黃花水龍（Jussiaea stipulacea Ohwi）聯(lián)合作用對污水水質(zhì)改善的影響。結(jié)果表明，黃花水龍與不固定EM菌的聯(lián)合處理去除氮和磷的效果最好，在處理12 d期間內(nèi)對銨態(tài)氮、TN和TP的去除率分別達98.1%、53.6%、47.4%[25]。陳里晉等研究了不同條件下EM菌液對富營養(yǎng)化水體的凈化效果，并從整體性、經(jīng)濟性和實用性等方面考慮，得出了EM菌處理富營養(yǎng)化水體的最佳條件為VEM ∶V污水=1 ∶1 000、間歇曝氣、溫度>25 ℃、pH值為中性偏堿[26]。

王平等在初試條件下系統(tǒng)地考察了有效微生物群（EM）處理南水塘藻型富營養(yǎng)化源水效果。結(jié)果表明：在容器中按VEM ∶V源水為1 ∶10 000的比例投加EM菌液并輔以低速間歇式曝氣處理8～ 9 d，藻類生物量得到明顯控制，水樣葉綠素a、TN、TP及CODCr的去除率分別達90.49%、45.25%、5548%、82.37%，出水水質(zhì)接近國家地表Ⅳ類水質(zhì)標準[27]。2008年7—8月在北京市延慶縣媯水湖的現(xiàn)場圍格水體中投加EM菌后，不僅可以使藍藻生物量降低70%以上，而且可以快速降低水體中的銨態(tài)氮、亞硝酸氮、總氮和磷酸鹽濃度，并維持在較低水平波動，從而降低了形成藍藻“水華”所需要的氮、磷營養(yǎng)元素含量，因此控制了藍藻“水華”的發(fā)展[28-29]。辛樹權(quán)等在利用EM菌對長春師范學院人工湖水進行治理時也發(fā)現(xiàn)，EM菌可使水質(zhì)中的COD、銨態(tài)氮含量降低，且隨著時間延長及有機生態(tài)菌投放數(shù)量增多，水質(zhì)中的COD、銨態(tài)氮含量明顯降低，湖水水質(zhì)得到進一步凈化[30]。

EM菌液應用在修復富營養(yǎng)化水體中已取得了較好成效，主要是因為EM菌能夠調(diào)節(jié)水體中的生態(tài)平衡，降低水體中的氮、磷濃度，促進有機污染物分解，從而使水質(zhì)得到凈化。

6結(jié)論

EM技術(shù)自1991年引入我國后，在我國的水處理方面的應用研究取得了很大的進展。有研究表明，在適宜條件下，EM菌液對污水中COD、氮、磷等主要污染物有較好的降解效果，對緩解水體的富營養(yǎng)化產(chǎn)生積極的作用[2]。

今后，EM菌在應用于水處理技術(shù)時還應注意以下問題：（1）EM菌是水溶性液體，單獨處理污水時缺乏載體，使得其對氮、磷的去除率不高，出水難以達到排放標準，并且還容易造成菌體流失，因此宜將EM菌進行固定化或固著在填料上。（2）將EM菌引入高效生物反應器，使EM菌群吸附在生物絮凝體表面，與高效生物反應器中的微生物形成緊密的共生關(guān)系和互生關(guān)系，在反應的不同階段出現(xiàn)不同的優(yōu)勢微生物種群，為反應器穩(wěn)定高效運行提供有力的微生物環(huán)境。

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