EM微生物制劑在河湖淤泥無害資源化處理上的應用研究

曾洪學，屈興紅，劉曉宇

（1.浙江同濟科技職業學院，浙江 杭州 311231；2.江西天意生物技術開發有限公司，江西 南昌 330046）

河湖淤泥是黏土、泥沙、有機質及各種礦物的混合物經過一系列物理、化學及生物化學作用沉積于水體底部形成的淤積物，含有大量有機質、氮、磷及重金屬等物質[1]。對于庫塘、河道等水體清淤產生的淤泥，世界各國處理的方法主要有：拋泥法、真空預壓法、快速脫水法、干化焚燒法、厭氧消化、好氧發酵處理等；大部分淤泥被處理成建筑材料或制作為堆肥加以利用[2-3]。

EM是英文有效微生物菌群（Effective Miroorganisms）的縮寫，EM制劑富含80多種有益微生物，EM技術因其廣泛的適用性被應用于農業生產、環保等諸多領域[4]。大量研究[5]表明，EM技術應用于淤泥處理，可有效降低淤泥中的重金屬含量，加速淤泥中有機物的分解轉化，并對淤泥中的糞大腸菌有顯著抑制作用。

為驗證EM微生物制劑對淤泥的處理效果，提高淤泥的利用效率，尋求EM處理淤泥的最佳處理方法，為淤泥的無害資源化利用提供一種可行的技術途徑，特進行本試驗。

1 試驗研究

1.1 樣品采集

采集蕭山某河段清淤產生的淤泥作為淤泥樣品。

1.1.1 用于測定無害化指標的樣品采集

在該河段淤泥堆放區選取5個采樣點，2個淤泥采樣點間隔約50 m。采用直接挖掘法，用土鉆鉆取各點自然干燥的淤泥樣品，取土鉆中間部分淤泥作為樣品。樣品置于實驗室自然烘干后，采用四分法將各點樣品混勻碾磨，過60目篩，裝入棕色試劑瓶中待檢。

1.1.2 用于EM制劑處理用的樣品采集

在該河段淤泥堆放區選取5個采樣點，2個淤泥采樣點間隔約50 m。采用直接挖掘法，每個點采集淤泥樣品約15 kg，將樣品采集至實驗室后自然陰干，敲碎混勻，平均分成7等份，每份約10 kg，用于EM制劑發酵處理。

1.2 試驗材料

EM微生物制劑由江西天意生物技術開發有限公司提供。產品基本技術參數：

產品類型：天意EM原露，綜合型；生產批次：2018.01.10；有效期：常溫避光條件下保質期2 a；pH < 3.5；有效活菌總數 > 106個/mL。

1.3 試驗處理

1.3.1 制作EM波卡西

EM原露5 kg，稀釋1 000倍。

取秸稈碎末100 kg，用EM稀釋液噴灑至手握有濕感，在陰涼干燥處將秸稈堆成堆，外用塑料薄膜遮蓋，發酵15 d制成EM波卡西。

1.3.2 制作EM活化液

EM原露分別稀釋500倍、800倍、1 000倍，加1%的紅糖溶解活化3~5 h。

1.3.3 淤泥樣品EM發酵處理

處理1：淤泥樣品10 kg + EM波卡西 500 g（5%）；

處理2：淤泥樣品10 kg + EM波卡西 1 000 g（10%）；

處理3：淤泥樣品10 kg + EM波卡西 2 000 g（20%）；

處理4：淤泥樣品10 kg + EM波卡西 3 000 g（30%）；

處理5：淤泥樣品10 kg + 500倍EM活化液50 mL ；

處理6：淤泥樣品10 kg + 800倍EM活化液50 mL；

處理7：淤泥樣品10 kg + 1 000倍EM活化液50 mL 。

以上處理各自發酵，分別于發酵5 d、10 d、15 d后取樣待檢。

1.4 樣品檢測

1.4.1 檢測指標

淤泥樣品及EM處理樣品無害化測定指標：有機質、汞、砷、銅、鉛、鎘及糞大腸菌群值。

1.4.2 檢測方法

有機質含量測定：重鉻酸鉀容量法；大腸菌群測定：《城市污水處理廠污泥檢驗方法》 CJ/T 221—2005；重金屬：光譜法。

2 結果與分析

2.1 淤泥樣品無害化指標檢測結果

在蕭山某河段清淤工程現場不同的5個位置采集淤泥樣品5份，混合后對其相關指標進行檢測得出該河道淤泥相關指標平均值。未作發酵處理淤泥樣品檢測結果見表1。

表1 未作發酵處理淤泥樣品檢測結果表

2.2 EM制劑無害化處理淤泥樣品檢測結果

EM制劑無害化處理淤泥樣品經發酵處理5 d、10 d、15 d后的檢測結果見表2~4。

表2 發酵處理5 d的樣品檢測結果表

表3 發酵處理10 d的樣品檢測結果表

表4 發酵處理15 d的樣品檢測結果表

2.3 結果分析

由試驗結果可知，處理4效果最好，汞含量由0.21 mg/kg降低至0.14 mg/kg，降幅約35%；砷含量由4.80 mg/kg降低至2.90 mg/kg，降幅達40%；銅含量由40.60 mg/kg降至28.70 mg/kg，降幅達29%；鉛含量由28.60 mg/kg降低至17.30 mg/kg，降幅達40%；鎘含量由0.18 mg/kg降至0.07 mg/kg，降幅達60%；糞大腸菌群值由0.000 9升高至0.042 0，約升高400%。

由試驗結果可看出，處理4是通過添加30%EM波卡西對淤泥進行發酵處理而產生顯著效應。淤泥有機質含量升高的原因一方面是由于EM波卡西中的有機質含量提升了淤泥中的有機質含量；另一方面，EM波卡西中含有豐富的有益微生物，可促進淤泥中含碳物質的轉化形成腐殖酸類有機質，由此提高淤泥中有機質的含量。波卡西即活性有機發酵物，其一，波卡西具有豐富的有益活性微生物，這些微生物可對各類重金屬物質進行吸附并通過其代謝作用轉化各類重金屬物質的電子價態及存在形式（由無機態轉變為有機態）由此使得各類重金屬含量大幅降低；其二，由于波卡西是一種具有良好吸附功能并帶有活性菌的大比表面積多孔隙物質，添加量越大，菌體產生活性效應的載體面積越大，應用效應越好。EM波卡西中豐富的有益微生物形成一個強大穩定的微生態菌群，發酵后其菌體濃度更高，由此形成優勢微生態，通過能量競爭抑制大腸菌群的生長，且代謝過程中將產生一些有機酸及抑菌活性物質抑制或殺滅部分大腸菌群，使淤泥中大腸菌群含量降低，大腸菌群值升高。

從不同時期樣品的檢測結果來看，發酵10 d左右即可產生明顯生物效應，15 d左右所產生的生物效應達最大值。

從檢測結果來看，直接添加EM活性發酵液的處理樣品（處理5、處理6、處理7）中，添加500倍EM活性液的發酵處理效果最好，添加量約為0.5%，對各類重金屬降低也具有較為顯著的效果。

通過試驗可知，應用EM菌制劑制作波卡西，并以5%~30%的比例添加到淤泥中進行發酵，無害化處理效果較好，淤泥經處理后達到種植用土壤標準，用作有機肥?；蛑苯右?.5%的比例用500倍EM活性液處理淤泥，同樣獲得較好處理效果。

但如果淤泥中重金屬含量過高，某些重金屬比如Cd2+含量達到一定值時，EM菌的生物活性將大幅降低。隨著重金屬離子的濃度不斷增加，EM 菌吸附重金屬離子能力下降，說明重金屬離子濃度增加會抑制微生物生長。

3 結 語

EM菌是一種應用面十分廣泛的有益微生物菌群，其包含好氧菌、嫌氣菌、兼性菌等各種代謝類型的菌體，適應能力和應用效能強大。在環保領域，可將EM菌應用于處理污水、污泥、淤泥、生活垃圾等方面[6]。在淤泥資源化處理方面，雖然EM菌活性受環境中重金屬含量的影響，但能明顯降低各類重金屬的生物有效性，具有一定吸附、絮凝能力，加速淤泥中有機物質分解轉化，促進碳、氮循環，對淤泥中的糞大腸菌具有良好抑制效果。本研究結果表明，EM有益微生物可變廢為寶，在河湖淤泥處理中應用效果明顯，提高淤泥的資源化利用效率，值得推廣應用。