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EM有效微生物技术在环境保护中的应用


微生物学杂志   2007 年

9 月第 27 卷 5 期  JOURNAL OF M ICROB I LOGY Sep t 2007 Vol 27 No. 5 O . .

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E 有效微生物技术在环境保护中的应用 M
邢承华 ,蔡妙珍 ,于洪波
1 2 3

( 1. 金

华职业技术学院 生物工程学院 ,浙江 金华  321007; 2. 浙江师范大学 化学与生命科学学院 ,浙江 金华  321004; 3. 山东省临沂市环保局河东区分局 ,山东 临沂  276004)

摘    要 综述了 EM 技术在工业废水治理 、 生活废水处理 、 畜禽养殖污染治理 、 河流湖泊环境净化 、 固体废物 环境治理以及农村生态环境保护等环保领域中的应用 , 并对下一步 EM 技术的深入研究和应用提出了若 干建议 。 关键词  EM; 有效微生物 ; 环境保护 中图分类号  X172     文献标识码  A     文章编号  1005 - 7021 ( 2007 ) 05 - 0093 - 05

The Applica tion of EM ( Effective M icroorgan ism s) Technology in Env ironm en t Protection
( 1. College of B iolog ica l Eng ineering J inhua College of V ocationa l Technology, J inhua 321007;

2. College of Chem istry and L ife Sciences, Zhejiang N or al U niversity, J inhua 321004, China; m 3. L ingyi S ubsta tion of S handong Environm en t P rotection B u reau, L inyi 276004 )

Abstract Characteristics of EM and its research p rogress in app lication were summarized in this article. In addition, some suggestions are p resented to make further studies on the research and app lication of the technology . Keywords EM ( Effective M icroorganism s) ; environment p rotection

   目前 ,我国环境保护工作进入了以环境优化 [1] 经济增长的新阶段 ,为推动这一历史性转变 ,当 前重要的工作是进一步加强污染防治 。国内外的 研究表明 , EM 技术在废水 、 废气 、 废渣以及生 态保护等方面具有良好的作用效果 , 而 EM 技术 自 1991 年引进我国 , 主要在农业方面进行了应 用 ,并取得了明显效果 ,但在环保方面的应用还少 见系统报道 。本文综述了 EM 技术在环境保护方 面的应用研究 , 为 EM 技术在我国的发展提供科 学依据和资料积累 。
[ 2 ~4 ]

1  EM 技术概况

   EM ( Effective M icroorganism s) 技术是一种新 型的有效微生物技术 ,又称高效复合菌技术 ,是由 日本琉球大学比嘉照夫教授发现并于 1983 年培
 收稿日期 : 2006 - 08 - 03

 作者简介 : 邢承华   ,博士 ,讲师 。主要从事植物营养 、 男 植物生态方面的研究 。

X I G Cheng2hua , CA IM iao 2zhen , YU Hong2bo N
1 2 [5]

3

育成功的 。 EM 是采用独特工艺 , 将经过仔细 筛选的好氧和厌氧性有益微生物以适当比例加以 混合培养发酵而成的微生物活菌制剂 , 是以光合 菌群 、 乳酸菌群 、 酵母菌群 、 革兰氏阳性放线菌群 和发酵系的丝状菌群等 5 大类 10 属 80 余种微 [5] 生物组成的复合菌剂 。 EM 技术的基本原理是基于头领效应的微生 [6] 物群体生存理论和抗氧化学说 。根据微生态学 的原理 , EM 中厌氧和好氧微生物并存 , 在生长中 产生的有用物质及其分泌物成为各自或相互间生 长的基质和原料 ,通过相互间的共生增殖关系 ,形 成了一个复杂而稳定的微生态系统 , 可加速对有 [ 2, 5, 7 ] 机物的降解 , 并发挥多种功能 。因此 , 只要 严格控制条件 ,充分发挥各菌群的共生增殖作用 , 维持良好的微生态系统 ,就能较好完成污染物降

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                                     27 卷 微 生 物 学 杂 志

解等复杂过程 。

2  EM 技术在环境保护中的应用
2. 1  EM 技术在工业废水治理中的应用 2. 1. 1   对食品废水的处理效果   在苹果废水处

定达标 。庞艳等 提出一种新型的生物除磷 工艺即 EM 菌 +化学除磷强化 SBR 工艺 , EM 配 合 SBR 工艺能够提高 COD 的降解速度 、 聚磷菌 的放磷速度 ,并能加速污水中的 NH3 2 的硝化过 N (体积比 )时 , COD、 、 程 , EM 的接种量为 0. 01% 磷 氮去除率分别最高达到了 95. 1% 、 、 2% 。 97% 94. 2. 1. 5   对其他工业废水的处理效果   研究表明 , 投加 EM 的活性污泥对高浓度染化废水中 COD 去除率高于普通菌 17% ; 在啤酒废水 、 酒精 [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] 废水 、 含糖废水 、 油污废水和豆腐废水 中 , EM 技术都具有提高 COD 去除率 、 减少污泥 和消除臭味的作用 。 2. 2  EM 在生活污水处理中的应用
10 [ 16 ] [ 17 ]

[ 15 ]

[ 15 ]

理中 ,党建章 只用光合细菌法进行处理 , 尽管 CODcr可去除 80% ,但仍不能达标排放 , 而用 EM 2作进一步处理 , CODcr、 、 去除率可分别达到 SS S 98% 、 81% 、 71% ,实现达标排放 。黄姜加工皂素 产生的酸解黑液为高浓度有机废水 , 通常方法非 [9] 常难以治理 。王永科等 用 EM 菌好氧条件下处 理皂 素 废 水 , CODcr 去 除 率 为 82. 1% , 而 张 勇 [ 10 ] 等 用 EM 配合物化法进行处理 , COD 去除率达 到 91% ,再经生物流化床和土地处理系统后可实 现达标排放 。另外 ,采用 SBR 反应器处理 CODcr 为 2 000 ~ 4 000 mg /L 食品废水 , 并投加 0. 5% ~ 0. 7% 的 EM 复 壮 , CODcr 去 除 率 可 达 到 [ 11 ] 83. 0% 。 2. 1. 2   对味精废水的处理效果   通常味精废水 在水解酸化过程中 ,产生硫化氢 、 氨氮等有毒有害 [ 12 ] 气体 ,严重影响人们的身体健康 。曹国良 对味 精废水进行水解酸化后附加 EM 处理 , 第 1、 d 2 添加 1. 0% EM , 之后添加 0. 6%的 EM 基本能消 除臭味 , 1. 5 个月后添加 0. 2%的 EM 能达到稳定 的除臭效果 ; 添加 0. 2% 的 EM , 12 d 后废水中 COD 可达到国家一级排放标准 , 污泥的产生量相 对较少 。 EM 技 术 处 理 味 精 废 水 , 可 明 显 提 高 COD 去除率 ,同时将废水中的氨氮转化为硝态氮 或氮气等 ,并利用硫化氢作供氢体消耗硫化氢 ,消 除了水解酸化过程中产生的硫化氢 、 氨氮等有毒 [ 12 ] 有害气体 。 [ 13, 14 ] 2. 1. 3   对制药废水的处理效果   王国平等 研究了 EM 与生物接触氧化工艺结合对制药废水 进行处理 , 发现 EM 能有效附着在填料上 , EM 接 种量在 0. 003% ~0. 03%范围内 , 能强化去除废 水中的 CODcr; 与对照相比 , EM 接种量为 0. 01% 、 水力 停 留 时 间 4 h、 水 比 10 ∶ 1 的 条 件 下 , 气 CODcr 除率增加 12. 4% ,出水 CODcr 93. 60mg / 去 L ,实现达标排放 ,且 EM 处理可降低运行费用 ,消 除废水处理中的恶臭 ,减少污泥产生数量 。 2. 1. 4   对医院废水的处理效果   通常医院污水 处理中除磷外其他污染项目都可通过现有工艺稳

[8]

据统计 , 2005 年全国废水排放总量为 5. 24 × [ 21 ] 10 t,其中生活污水占 53. 6% , 而目前全国城 市生活污水处理率不到 40% , 大部分生活污水未 经处理直接排入水体 ,引起水体中氮 、 磷化合物超 标 ,导致水体富营养化 , 对环境造成了一定危害 。
EM 是一种混合菌 , 能够在一定程度上提高生活
[ 22 ~24 ]

污水中常见污染物的去除效果 。 2. 2. 1   EM 技术对生活污水中有机碳化物的去 除效果   投加 EM 处理城市生活污水 , BOD5 的去 除率可达 70. 7 % ~90. 3% , COD 的去除率可达
[ 25 ~27 ]

到 60% ~80% , 而且去除效果好氧条件好 [ 26, 28 ] 于厌氧条件 , 且处理后污泥产生少 , 能耗消 [ 29 ] 耗低 。对厨房排出的污水用 EM 处理 , COD、 SS去除率分别达到 89. 8% 、 4% , 混浊度降低 95. [ 29 ] 94. 3% ,而水中 DO 则增加 80% 。对粪便污水 进行 EM 净 化 , BOD5 的 去 除 率 可 达 到 66% ~ 99% , 出 水 COD 133 mg /L , BOD5 30 m g /L , 。选择适宜的 EM 载体是充分发挥 EM 去除污染物效果的重要因 素 。将 EM 技术与 SBR 工艺结合处理城市污水 , [ 31 ] COD 平均去除率达 81. 10% , 增幅 12. 47% ,同
SS 25 mg / L ,实现达标排放
[ 30 ]

时还能显著缩短 SBR 的曝气时间和运行周期 ,并 [ 24, 28 ] 可节能降耗 。另外 , 构建 K T 及 EM 2K T M M 生物流化床工艺处理城市污水 , BOD、 、 去 COD SS 除率均可达 75% ~95% , 出水水质优于国家一级 [ 32 ] 排放标准 。
2. 2. 2  EM 技术对生活污水中氮 、 磷的去除效果

  、 氮 磷是控制水体富营养化过程的关键性营养 物 。投加 EM 培养活性污泥处理生活污水 , EM 可

5 期               邢承华等 : EM 有效微生物技术在环境保护中的应用       

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显著提高氨氮和磷的去除率 ,污水中 NH4 2 N 和 TN 的 去 除 率 最 高 可 达 到 91. 87% 和 96. 77% , 较 对 照 组 分 别 提 高 8. 48% 和
[ 28, 23 ] +

以低速间歇式曝气处理富营养化源水 , 藻类生物 量得到明显控制 , 水样叶绿素 a、 、 和 CODcr TN TP 的去除率分别达到 90. 49% 、 25% 、 48%和 45. 55.
82. 37% ,出水水质接近国家地表水 Ⅳ 类标准 。另

。并 具有显著缩短 SBR 的曝气时间并可节能降耗的 优点 ,且研究表明当 EM 投加量 (VEM /V 污水 )在 0. 01% ~0. 5%范围时 , TN 的去除率随 EM 量的 [ 24, 34 ] 增加而逐渐提高 。对于原水 TP 在 4. 295 ~
18. 41% 29. 839 mg /L 之间变化的污水 ,得出去除 TP 的建

[ 33 ]

, TP 的去除率可达到 60. 1%

[ 23 ]

议最佳组合 : 接种量 0. 8% 、 值为 8、 pH 曝气时间 [ 35 ] 为 6 h、 反应时间为 24 h 。 2. 3  EM 技术在畜禽养殖污染治理中的应用 [ 36 ] 据统计 , 全国 90%的规模化畜禽养殖场 未经过环境影响评价 , 60%的养殖场缺乏必要的 污染防治措施 。由于污染问题没有得到有效解 决 ,大部分的规模化养殖场周围臭气冲天 、 蚊蝇成 群、 地下水硝酸盐含量严重超标 ,少数地区传染病 与寄生虫病流行 , 对人们身体健康威胁很大 。而 EM 与动物肠道内的有益菌相互协同 , 可以提高 对蛋白质的利用率和畜禽饲料的转化率 , 并可分 解复杂的有机物 , 抑制 、 消除畜禽舍的恶臭气味 , 苍蝇密度大大下降 , 经 EM 发酵后的畜禽粪便成 [5] 为十分抢手的有机肥料 。用 EM 发酵饲料进行 饲喂 ,并用 EM 液喷洒猪舍 , 发现养猪场妊娠舍 、 分娩 舍 、 育 舍 NH3 含 量 较 对 照 舍 分 别 降 低 保 10. 7% 、 9% 、 6% , H2 S 含量较对照舍分别 54. 13. 降低 17. 6% 、 6% 、 5% ; 在养殖场用 EM 技 50. 57. 术灭蝇效果明显 ,且费用低 ,苍蝇数量较对照组分 别减少 30% 、 6% 、 3% 。另外 ,用 EM 处 34. 33. 理养猪场排放的污水一个月后 , 其生物需氧量降 [ 38 ] 低 36. 4% ,悬浮物降低 68. 87% 。 [ 5, 39 ] 在养鸡场的研究表明 , 用 EM 饲料结合
[ 37 ]

EM 饮水饲喂 , 试验组比对照组鸡舍内臭味明显 减轻 ,试验组氨气浓度下降了 14. 5% ~69. 7% , 硫化氢浓度下降了 65. 5% ~72. 9% 。另外 , EM 可降低鸡舍空气中 CO2 的含量 , 使 CO2 降低了

。 2. 4  EM 技术在河流 、 湖泊环境净化中的应用 水体富营养化是影响湖泊 、 池塘等景观水体
31. 75%

[ 40 ]

质量的重要环境因素 。因此 , 水体富营养化防治 已成为目前国际上水体污染面临的重大课题 。 [ 41 ] 王平等 投加 1 /1 000 体积比 EM 菌剂并辅

外 , 在 PFS 30 mg /L、 体积比 5 /10 000、 EM 曝气 ( HRT = 5 d ) 、 时间 HRT/2 水温 25 ℃、 中性 pH 时 ,应用聚合硫酸铁 ( PFS) 2EM 组合工艺可使藻 型富营养化原水中叶绿素 a、 、 、 的去除 TP COD TN
TN、 、 TP 高锰酸盐指数和 COD 均有反弹 , 但一直
[ 43 ]

率分别达到 93% 、 89% 、 85% 、 60% , 出水达到国 [ 42 ] 家标准 。此外 , EM 处理 2 个月后藻型富营养 化湖泊水体的透明度提高了 433% ; 在投放菌剂 后溶解氧暂时下降 , 但很快上升至 12. 99 m g /L; 停止使用 EM 约 1. 5 个月后 , 尽管水体透明度 、 未有“ 水华 ” 发生 。 [ 25 ] 李捍东等 在云南滇池内湖草海和广西南 宁南湖上的研究也表明 EM 处理后水体透明度明 显提高 ,叶绿素 a 、 藻量有很大程度的降低 , COD、
BOD、 、 等去除效果显著 。 TN TP EM 技术对藻型富营养化水体的净化作用可

能是由于 EM 可改变水体中氮磷营养盐水平及藻 类生物量与氮 /磷质量分数的相关性 ,成为影响或 抑制藻类生长的主导因子的原因 , 但详细机制尚 需深入探讨 。 2. 5  EM 技术在固体废物环境治理中的应用 有研究表明 , 在厨房的垃圾袋里撒少许 EM 粉 ,避光封存 ,几天后生活垃圾即可发酵成优质堆 [5 ] 肥 ,并且用 EM 处理生活垃圾 , 具有很强的除 臭作用 , 且灭蝇效果显著 。对于酿制酒 、 醋酱 等食品工业生产中的废渣 ,可经压滤除水后 ,添加 0. 1% EM 进行二次厌氧发酵 ,可将废渣干燥粉碎 [5] 后作营养价值较高的饲料 。 另外 ,对垃圾填埋过程中产生的高浓度垃圾 [ 44 ] 渗滤液 ,叶晓玫等 通过应用 EM 技术静态稳定 塘中试 ,发现 EM 对高浓度难生化降解的垃圾渗 滤液的处理效 果显 著 , 主要 指标 BOD5 、 CODcr、 NH3 2 和 TP 的 去 除 率 分 别 达 到 89. 82% 、 N 77. 55% 、 70%和 67. 62% , 其色度 104 d 后去 67. 除率达到 83% , 颜色从墨汁黑转为淡黄色 。 尽管 , EM 技术已被证实是废物资源利用和 垃圾渗滤液生化处理的一种新技术 、 新方法 , 但 EM 菌群的作用机理尚需我们更深入的探讨和
[5] [ 41 ]

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                                     27 卷 微 生 物 学 杂 志

研究 。 2. 6  EM 在农村生态环境保护中的应用 研究表明 , EM 技术的应用 , 可以有效地防治 [ 5, 45 ] 农村污染 、 改善农村生态环境 。应用 EM 技 术一是可以显著改善土壤物理化学性质 , 提高肥 力 ,减少病虫害 ,减少农田农药 、 化肥的使用量 ,减 轻农村面源污染 。有资料表明 , 农田使用 EM 1 a,农药 、 化肥使用量可减少 20% ~35% , 连续使 用 2 a, 农药 、 化肥使用量可减少 30% ~40% , 若 连续使 用 多 年 , 可 基 本 停 止 农 药 和 化 肥 的 使 [ 45 ] 用 。二是用 EM 发酵处理农村的秸秆 , 制成秸 秆粗饲料 ,可资源化综合利用 ,减少秸秆焚烧带来 的大气污染 ,另外 EM 可以在水稻产量明显提 高的情况下 , 抑制水稻田甲烷排放量 50%以上 , [5] 进一步减少大气污染 。 EM 技术可以转化农村 垃圾和粪便 ,制成可供植物直接利用的生物有机 [ 6, 45 ] 肥 ,减少农村固体废物污染 。
[5]

标准已成当务之急 。另外 , 通过基因工程筛选和 大规模培养具有专一耐受性的 EM 高效菌也是未 来的发展方向 。
3. 5   进一步建立和完善 EM 技术研究推广协会 ,

3  EM 技术在环境保护中的应用

与研究展望
   传统的治污设备存在投资高 、 占地大 、 运行费 用高等缺点 ,而 EM 技术可克服这些缺点 ,并且具 有操作简单 、 管理方便 、 污染物去除率高 、 污泥产 生量少 、 设备损耗低等优点 ,但 EM 技术在环境保 护领域的应用还处于相对滞后阶段 。因此 , 可以 从以下几个方面开展 EM 技术在环境保护中的应 用研究 。 3. 1   针对污染物的类型 、 分布规律 、 危害程度和 影响因素等 ,进一步探讨 EM 剂量 、 投加方式 、 投 加时期 、 运行时间和环境条件等对污染物去除效 果的影响 ,优选最佳工艺 。 3. 2   进一步深化 EM 技术环境净化的机理研究 , 特别是 EM 降解污染物的分子反应动力学研究 等 ,为 EM 技术在环保领域的更大应用提供科学 依据 。 3. 3   大力开展 EM 技术生物反应器研究 。当前 , EM 用于污染治理 , 存在 EM 驯化 、 复壮和选择适 宜载体等问题 。开展 EM 技术生物反应器研究 , 例如在废水处理方面 , 可将 EM 与活性污泥法等 结合起来研制新型废水生物反应器 。 3. 4  进一步加强 EM 的生产技术研究 。当前 , EM 技术的大规模推广应用 ,建立 EM 的生产技术

培养技术人员 ,发挥全国 EM 技术试点网络作用 , 探讨通过研究 2 验 2 范 2 广的方式 , 推进 EM 试 示 推 在环保领域更为广泛的应用 。 参考文献 :
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署  名

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