EM 微生物技術(shù)處理徐州老房亭河水質(zhì)污染研究

宋昌安 殷東

（華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 河北保定 071003）

河流生態(tài)系統(tǒng)是生物圈物質(zhì)循環(huán)的重要的通道，它具有調(diào)節(jié)氣候、改善生態(tài)環(huán)境、維護(hù)生物多樣性等眾多的功能[1]。然而，伴隨著工業(yè)化和城市化迅猛的發(fā)展，河流水體受到了污染，原有的生態(tài)平衡遭到破壞，導(dǎo)致全球河流生態(tài)系統(tǒng)以非常驚人的速率在退化[2]。維護(hù)健康的水域生態(tài)環(huán)境以促進(jìn)人水之間的和諧，這關(guān)系著人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的宏偉大業(yè)[3]。

為了保護(hù)和修復(fù)生態(tài)水環(huán)境。政府進(jìn)行清淤、曝氣、藥劑投放、打撈湖底水草、種植挺水作物等各種物理處理、化學(xué)處理及生物處理的方法[4]。以上這些方法對(duì)治理湖泊、河道是有一定的作用的，但是對(duì)污染嚴(yán)重的湖泊、河道進(jìn)行底泥疏浚，易導(dǎo)致底層的沉積物發(fā)生懸浮及擴(kuò)散，促進(jìn)了沉積物中的氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽及其所吸附的金屬離子的釋放，面臨著二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。投加化學(xué)藥劑，雖然在一定程度上可以使水質(zhì)得到改善，但是長(zhǎng)期使用會(huì)加速湖泊及河道的老化，引發(fā)新的生態(tài)問(wèn)題。且相比較來(lái)說(shuō)，物理及化學(xué)的處理方法成本高，而栽植水生植物又不能徹底治理富營(yíng)養(yǎng)化的問(wèn)題。因此，這些方法只能在短期內(nèi)效果明顯，但不適合長(zhǎng)期使用[5]。相比較而言，微生物技術(shù)在水環(huán)境修復(fù)方面顯得更加有優(yōu)勢(shì)。利用微生物治理環(huán)境污染不僅成本低，而且不會(huì)產(chǎn)生二次污染[6]。

1 EM微生物技術(shù)

1.1 EM簡(jiǎn)介

EM是日本EM研究機(jī)構(gòu)會(huì)長(zhǎng)、國(guó)際EM技術(shù)研究所所長(zhǎng)比嘉照夫教授發(fā)明的有效微生物群技術(shù)及產(chǎn)品，它由光合菌類、乳酸菌類、酵母菌類等三大菌群的多屬多種微生物組成。通過(guò)發(fā)酵工藝將上述好氧及厭氧微生物混合培養(yǎng)，各微生物在其生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生有用物質(zhì)及其分泌物,形成相互生長(zhǎng)的基質(zhì)和原料，通過(guò)相互共生、增殖關(guān)系形成一個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、功能廣泛的具有多種多樣微生物群落的生物菌群。EM凈化法最開(kāi)始時(shí)只應(yīng)用于以無(wú)農(nóng)藥、無(wú)化肥為基礎(chǔ)的綠色食品種植業(yè)，之后從水田里的水變清的事實(shí)得到了啟發(fā)，并對(duì)水的凈化進(jìn)行了試驗(yàn)，之后才開(kāi)始應(yīng)用于污水的處理中[7]。

1.2 EM微生物技術(shù)原理分析

河湖水系中淤泥由水中未分解的有機(jī)物及從淤泥中溶出或釋放出的有機(jī)物的動(dòng)態(tài)平衡構(gòu)成，如果分解速度快，則淤泥會(huì)逐漸減少。在實(shí)際環(huán)境中，即使水質(zhì)很清，但底部沉積有淤泥，這種情況并不少見(jiàn)，這是由于分解淤泥的相關(guān)微生物的力量較弱而造成的。

EM微生物對(duì)于降解淤泥具有以下作用：（1）微生物基質(zhì)作用；（2） 原生動(dòng)物基質(zhì)作用；（3） 有機(jī)物的發(fā)酵分解作用；（4） 有機(jī)物的分解作用；（5）酶的分解作用；（6）螯合導(dǎo)致的微量元素溶解作用；（7）硫化氫的抑制作用

這些作用相輔相成，可使EM施用環(huán)境中的微生物系統(tǒng)及生態(tài)系統(tǒng)更豐富多樣。有效微生物技術(shù)在污水處理中有著廣闊的應(yīng)用前景[8]。

2 EM微生物技術(shù)治理徐州老房亭河水質(zhì)污染

2.1 房亭河概況

房亭河全長(zhǎng)2000m左右，水最深處3m，水深最淺處1m。醫(yī)學(xué)院段，在院所河橋橋下有截流的沙袋。目前河床中淤泥仍有50cm至100cm左右。截流處往前有段河段到初次觀察橋處長(zhǎng)約700m左右，水深2m多，河面寬約25m，全段水體約在30000m3左右。

2.2 工程預(yù)期實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

對(duì)房亭河現(xiàn)在的劣V類水質(zhì)進(jìn)行底泥原位消減，改善水質(zhì)，促進(jìn)河流中原有土著微生物的生長(zhǎng)。通過(guò)兩個(gè)月的投菌直接凈化，將房亭河醫(yī)學(xué)院段的水質(zhì)部分指標(biāo)從劣V類提高到V類（IV）水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，同步實(shí)現(xiàn)處理段有機(jī)污泥消減30%以上。維持生態(tài)維護(hù)、生態(tài)保育，逐步恢復(fù)水體中的原生動(dòng)物和水生植物的生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)房亭河的生態(tài)重建。

2.3 實(shí)施方案

方案設(shè)計(jì)范圍為醫(yī)學(xué)院西側(cè)橋開(kāi)始往西至開(kāi)明市場(chǎng)東側(cè)橋之間。 此河段長(zhǎng)約700m、寬約20m。本次示范工程擬采用直接向河流投入EO-H菌劑和ME促進(jìn)劑，不曝氣的凈化方法。其原理是將經(jīng)過(guò)馴化、篩選、培養(yǎng)的EO-H菌劑和ME促進(jìn)劑投入水體，促進(jìn)河道中原有的有效微生物加速生長(zhǎng)，利用水中有機(jī)污染物、氮和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化和降解的同時(shí)，菌群自身大量繁殖，形成對(duì)微生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)。

2.4 工程實(shí)施

此次工程從2013年9月至11月，歷時(shí)3個(gè)月。首先于2013年9月10日將微生物菌劑準(zhǔn)備到位。之后于2013年9月16日到17日對(duì)處理區(qū)段開(kāi)始了第一次的EO-H菌體和ME促進(jìn)劑的接入。2013年9月30日到10月02日對(duì)處理區(qū)段的水體和底泥進(jìn)行了第二次EO-H菌體接入施工。此時(shí)的效果如下：河里的綠藻生長(zhǎng)得到了控制；水體及底泥的惡臭味得到顯著減輕。2013年10月16日到10月18日進(jìn)行了第三次接種處理，此時(shí)的效果如下：水體具有30cm～50 cm透明度；綠藻基本得到了處理；水體及底泥的惡臭得到完全改善。10月20日，水質(zhì)相較處理前明顯改善。10月30日到31日，水體及底泥中第四次菌種接入。11月14日到15日，水體及底泥中第五次菌種接入。

3 工程效果與分析

3.1 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于處理河段的起點(diǎn)、中間點(diǎn)和終點(diǎn)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為：COD、氨氮、總磷、總氮、懸浮物、BOD、濁度和 PH；監(jiān)測(cè)日期為9月16日和11月19日，結(jié)果如表1所示（結(jié)果為三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的平均值）。

表1 徐州房亭河醫(yī)學(xué)院段處理前后對(duì)照表

3.2 數(shù)據(jù)分析與治理效果小結(jié)

圖1 房亭河醫(yī)學(xué)院段處理前后對(duì)照?qǐng)D

房亭河醫(yī)學(xué)院段處理結(jié)果如圖1所示，通過(guò)分析可知，房亭河醫(yī)學(xué)院段經(jīng)EM微生物技術(shù)治理后，COD降解平均達(dá)到75%以上，BOD平均下降80%，氨氮平均下降23%，總磷平均下降10%，總氮平均下降22%，懸浮物消減了67%，水體透明度得到提高，臭味消失。綜上所述，采用EM微生物技術(shù)對(duì)房亭河的治理是有效的。但是，河流水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，此次治理時(shí)間較短，尚未能最大程度上發(fā)揮EM微生物技術(shù)的功效，房亭河仍需后續(xù)維護(hù)，最終達(dá)到恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

EM微生物技術(shù)具有微生物基質(zhì)作用、原生動(dòng)物基質(zhì)作用、有機(jī)物的發(fā)酵分解作用等功效，在水環(huán)境修復(fù)方面表現(xiàn)出色。

把EM微生物技術(shù)應(yīng)用于徐州老房亭河水質(zhì)污染治理，結(jié)果表明水體經(jīng)EM微生物技術(shù)修復(fù)后，有效改善了污染河流的水質(zhì)，有效降解了污水中的有機(jī)物質(zhì)，降低了氮、磷濃度，河水不再黑臭，水質(zhì)變清且消減了河床底泥，避免了機(jī)械清淤對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)及城市周邊環(huán)境的污染，具有一次性建設(shè)投資少、無(wú)二次污染、持續(xù)發(fā)揮功效的特點(diǎn)，并且該工程設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝操作簡(jiǎn)便、能耗低。具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。

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