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菌技術作為廢水處理領域的新興技術，因其獨特的優越性和傳統方法不可比擬的優點，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、水生態恢復研究。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、增殖關系形成一個組成復雜、結構穩定、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化產生積極的作用[2]，因而近年來被廣泛應用于生活污水、養殖廢水、垃圾滲濾液、煉油廢水、皂素生產廢水、富營養化水體等的治理[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SBBR反應器對生活污水的處理效果，發現EM-SBBR反應器對COD、銨態氮、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，能夠有效提高系統對污水中的COD、總磷（TP）、銨態氮和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生活污水的一種有效技術[2，11-12]。王艷紅等從特定活性污泥中篩選優勢菌與EM菌復配，通過正交試驗，確定了復配優勢菌的最佳投加量，并經動態模型進一步驗證試驗結果，結果表明，根據污水特點添加不同量的復配優勢菌，不僅有效地減少了剩余污泥的產量，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、銨態氮和TN的處理效果，減少曝氣時間、硝化時間以及污泥產生量，具有較好的經濟效益。

2EM菌在養殖廢水處理中的應用

周友新發現EM菌制劑原液、糖蜜、蒸餾水的體積比為 5 ∶6 ∶89 時，培養液的pH值、微生物數量及成本等綜合條件最優，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]。

為凈化水產養殖水體，減少魚病發生和污水排放，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，結果表明，聯合使用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被有效去除，水質各項指標均符合特種水產養殖水質標準，水質穩定，池水與排污口水體水質基本一致，達到了無污染排放，實現了生態平衡養殖。鄒萬生等采用EM菌與水生植物聯合凈化珍珠蚌養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生化處理無法解決的問題，通過應用有效微生物（EM）技術凈化垃圾滲濾液的靜態小試和穩定塘中試，研究了EM技術對垃圾滲濾液主要污染指標的降解效果。結果表明，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、新方法[16]。丁雪梅利用EM生物強化技術與傳統的生物治理技術相結合的方式對垃圾滲瀝液進行處理，結果表明，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，環境溫度為25～35 ℃，好氧處理優于厭氧處理[17]。EM菌劑在活性污泥和生物膜系統中能夠加快啟動速度，增強系統穩定性，明顯提高CODCr、BOD5去除率。陸文龍等研究發現，噴灑0.1% EM除臭劑可使生活垃圾衛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，效果穩定可靠[18]。魯艷英等將EM菌劑用于垃圾滲濾液的除臭[19]?？傊肊M進行垃圾滲濾液的處理研究是一項符合可持續發展戰略的課題。隨著今后研究的不斷深入，在滲濾液處理的實際應用中，有效微生物技術將成為一項高效而實用的生物處理技術[20]。

4EM菌在生產廢水處理中的應用

4.1皂素生產廢水

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選，結果表明，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-好氧污泥聯合處理皂素生產廢水。結果表明，對于COD為20 000～ 25 000 mg/L的皂素生產廢水，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反應器對經過一次生化處理的皂素生產廢水進行深度處理研究，結果表明：在進水COD的質量濃度為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的質量濃度基本穩定在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

煉油廢水是環境的嚴重污染物之一，每年有上千萬噸油類物質污染江河湖海和土壤，嚴重危害水產資源和人體健康[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）對石油類物質和銨態氮去除率的影響，結果表明，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和銨態氮的去除率分別為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和銨態氮的去除率分別為5226%、46. 97%[23]。張瑞也發現，添加EM菌的固定化小球能夠提高處理系統對石油類物質和COD的處理效果[7]。

5EM菌在富營養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）聯合作用對污水水質改善的影響。結果表明，黃花水龍與不固定EM菌的聯合處理去除氮和磷的效果最好，在處理12 d期間內對銨態氮、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菌液對富營養化水體的凈化效果，并從整體性、經濟性和實用性等方面考慮，得出了EM菌處理富營養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地考察了有效微生物群（EM）處理南水塘藻型富營養化源水效果。結果表明：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%，出水水質接近國家地表Ⅳ類水質標準[27]。2008年7—8月在北京市延慶縣媯水湖的現場圍格水體中投加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、磷營養元素含量，因此控制了藍藻“水華”的發展[28-29]。辛樹權等在利用EM菌對長春師范學院人工湖水進行治理時也發現，EM菌可使水質中的COD、銨態氮含量降低，且隨著時間延長及有機生態菌投放數量增多，水質中的COD、銨態氮含量明顯降低，湖水水質得到進一步凈化[30]。

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

6結論

EM技術自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化產生積極的作用[2]。

今后，EM菌在應用于水處理技術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系和互生關系，在反應的不同階段出現不同的優勢微生物種群，為反應器穩定高效運行提供有力的微生物環境。

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