EM 微生物技术处理徐州老房亭河水质污染研究

宋昌安 殷东

（华北电力大学环境科学与工程学院 河北保定 071003）

河流生态系统是生物圈物质循环的重要的通道，它具有调节气候、改善生态环境、维护生物多样性等众多的功能[1]。然而，伴随着工业化和城市化迅猛的发展，河流水体受到了污染，原有的生态平衡遭到破坏，导致全球河流生态系统以非常惊人的速率在退化[2]。维护健康的水域生态环境以促进人水之间的和谐，这关系着人类经济社会环境可持续发展的宏伟大业[3]。

为了保护和修复生态水环境。政府进行清淤、曝气、药剂投放、打捞湖底水草、种植挺水作物等各种物理处理、化学处理及生物处理的方法[4]。以上这些方法对治理湖泊、河道是有一定的作用的，但是对污染严重的湖泊、河道进行底泥疏浚，易导致底层的沉积物发生悬浮及扩散，促进了沉积物中的氮、磷营养盐及其所吸附的金属离子的释放，面临着二次污染的风险。投加化学药剂，虽然在一定程度上可以使水质得到改善，但是长期使用会加速湖泊及河道的老化，引发新的生态问题。且相比较来说，物理及化学的处理方法成本高，而栽植水生植物又不能彻底治理富营养化的问题。因此，这些方法只能在短期内效果明显，但不适合长期使用[5]。相比较而言，微生物技术在水环境修复方面显得更加有优势。利用微生物治理环境污染不仅成本低，而且不会产生二次污染[6]。

1 EM微生物技术

1.1 EM简介

EM是日本EM研究机构会长、国际EM技术研究所所长比嘉照夫教授发明的有效微生物群技术及产品，它由光合菌类、乳酸菌类、酵母菌类等三大菌群的多属多种微生物组成。通过发酵工艺将上述好氧及厌氧微生物混合培养，各微生物在其生长过程中产生有用物质及其分泌物,形成相互生长的基质和原料，通过相互共生、增殖关系形成一个结构稳定、功能广泛的具有多种多样微生物群落的生物菌群。EM净化法最开始时只应用于以无农药、无化肥为基础的绿色食品种植业，之后从水田里的水变清的事实得到了启发，并对水的净化进行了试验，之后才开始应用于污水的处理中[7]。

1.2 EM微生物技术原理分析

河湖水系中淤泥由水中未分解的有机物及从淤泥中溶出或释放出的有机物的动态平衡构成，如果分解速度快，则淤泥会逐渐减少。在实际环境中，即使水质很清，但底部沉积有淤泥，这种情况并不少见，这是由于分解淤泥的相关微生物的力量较弱而造成的。

EM微生物对于降解淤泥具有以下作用：（1）微生物基质作用；（2） 原生动物基质作用；（3） 有机物的发酵分解作用；（4） 有机物的分解作用；（5）酶的分解作用；（6）螯合导致的微量元素溶解作用；（7）硫化氢的抑制作用

这些作用相辅相成，可使EM施用环境中的微生物系统及生态系统更丰富多样。有效微生物技术在污水处理中有着广阔的应用前景[8]。

2 EM微生物技术治理徐州老房亭河水质污染

2.1 房亭河概况

房亭河全长2000m左右，水最深处3m，水深最浅处1m。医学院段，在院所河桥桥下有截流的沙袋。目前河床中淤泥仍有50cm至100cm左右。截流处往前有段河段到初次观察桥处长约700m左右，水深2m多，河面宽约25m，全段水体约在30000m3左右。

2.2 工程预期实现目标

对房亭河现在的劣V类水质进行底泥原位消减，改善水质，促进河流中原有土著微生物的生长。通过两个月的投菌直接净化，将房亭河医学院段的水质部分指标从劣V类提高到V类（IV）水质标准，同步实现处理段有机污泥消减30%以上。维持生态维护、生态保育，逐步恢复水体中的原生动物和水生植物的生长，实现房亭河的生态重建。

2.3 实施方案

方案设计范围为医学院西侧桥开始往西至开明市场东侧桥之间。 此河段长约700m、宽约20m。本次示范工程拟采用直接向河流投入EO-H菌剂和ME促进剂，不曝气的净化方法。其原理是将经过驯化、筛选、培养的EO-H菌剂和ME促进剂投入水体，促进河道中原有的有效微生物加速生长，利用水中有机污染物、氮和磷等营养物质，在有机污染物转化和降解的同时，菌群自身大量繁殖，形成对微生态系统的修复。

2.4 工程实施

此次工程从2013年9月至11月，历时3个月。首先于2013年9月10日将微生物菌剂准备到位。之后于2013年9月16日到17日对处理区段开始了第一次的EO-H菌体和ME促进剂的接入。2013年9月30日到10月02日对处理区段的水体和底泥进行了第二次EO-H菌体接入施工。此时的效果如下：河里的绿藻生长得到了控制；水体及底泥的恶臭味得到显著减轻。2013年10月16日到10月18日进行了第三次接种处理，此时的效果如下：水体具有30cm～50 cm透明度；绿藻基本得到了处理；水体及底泥的恶臭得到完全改善。10月20日，水质相较处理前明显改善。10月30日到31日，水体及底泥中第四次菌种接入。11月14日到15日，水体及底泥中第五次菌种接入。

3 工程效果与分析

3.1 数据监测

数据监测点位于处理河段的起点、中间点和终点，监测项目为：COD、氨氮、总磷、总氮、悬浮物、BOD、浊度和 PH；监测日期为9月16日和11月19日，结果如表1所示（结果为三个监测点的平均值）。

表1 徐州房亭河医学院段处理前后对照表

3.2 数据分析与治理效果小结

图1 房亭河医学院段处理前后对照图

房亭河医学院段处理结果如图1所示，通过分析可知，房亭河医学院段经EM微生物技术治理后，COD降解平均达到75%以上，BOD平均下降80%，氨氮平均下降23%，总磷平均下降10%，总氮平均下降22%，悬浮物消减了67%，水体透明度得到提高，臭味消失。综上所述，采用EM微生物技术对房亭河的治理是有效的。但是，河流水生态系统的修复是一个漫长的过程，此次治理时间较短，尚未能最大程度上发挥EM微生物技术的功效，房亭河仍需后续维护，最终达到恢复生态系统的目的。

4 结语

EM微生物技术具有微生物基质作用、原生动物基质作用、有机物的发酵分解作用等功效，在水环境修复方面表现出色。

把EM微生物技术应用于徐州老房亭河水质污染治理，结果表明水体经EM微生物技术修复后，有效改善了污染河流的水质，有效降解了污水中的有机物质，降低了氮、磷浓度，河水不再黑臭，水质变清且消减了河床底泥，避免了机械清淤对施工现场及城市周边环境的污染，具有一次性建设投资少、无二次污染、持续发挥功效的特点，并且该工程设备简单、工艺操作简便、能耗低。具有显著的环境效益、经济效益以及社会效益。

[1]蔡庆华,唐涛,邓红兵.淡水生态系统服务及其评价指标体系的探讨[J].应用生态学报,2003,01:135-138.

[2]赵彦伟,杨志峰.河流健康:概念、评价方法与方向[J].地理科学,2005,25(1):119-124.

[3]张立.健康长江水域生态指标体系与评价方法初步研[D].河海大学,2007.

[4]唐受印等编,废水处理工程[M],北京:化学工业出版社,1998.

[5]乔培培,陈丕茂,秦传新,李娜.利用微生物净水研究进展[J].广东农业科学,2014,01:149-154.

[6]田秀芳.微生物处理技术在环境工程中的运用与实践 [J].资源节约与环保,2015,03:101.

[7] Jowett E C，Mc Master ML. On- site waster treatment using unsaturatal-absorbent biofilters[J].Environmental Quality,1995,24(2) : 86- 95.

[8]金秋,陈立华,闫少锋.有效微生物技术在城市环境治理领域中的应用[J].环境科技,2015,01:70-74.