EM微生物制剂在河湖淤泥无害资源化处理上的应用研究

曾洪学，屈兴红，刘晓宇

（1.浙江同济科技职业学院，浙江 杭州 311231；2.江西天意生物技术开发有限公司，江西 南昌 330046）

河湖淤泥是黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物经过一系列物理、化学及生物化学作用沉积于水体底部形成的淤积物，含有大量有机质、氮、磷及重金属等物质[1]。对于库塘、河道等水体清淤产生的淤泥，世界各国处理的方法主要有：抛泥法、真空预压法、快速脱水法、干化焚烧法、厌氧消化、好氧发酵处理等；大部分淤泥被处理成建筑材料或制作为堆肥加以利用[2-3]。

EM是英文有效微生物菌群（Effective Miroorganisms）的缩写，EM制剂富含80多种有益微生物，EM技术因其广泛的适用性被应用于农业生产、环保等诸多领域[4]。大量研究[5]表明，EM技术应用于淤泥处理，可有效降低淤泥中的重金属含量，加速淤泥中有机物的分解转化，并对淤泥中的粪大肠菌有显著抑制作用。

为验证EM微生物制剂对淤泥的处理效果，提高淤泥的利用效率，寻求EM处理淤泥的最佳处理方法，为淤泥的无害资源化利用提供一种可行的技术途径，特进行本试验。

1 试验研究

1.1 样品采集

采集萧山某河段清淤产生的淤泥作为淤泥样品。

1.1.1 用于测定无害化指标的样品采集

在该河段淤泥堆放区选取5个采样点，2个淤泥采样点间隔约50 m。采用直接挖掘法，用土钻钻取各点自然干燥的淤泥样品，取土钻中间部分淤泥作为样品。样品置于实验室自然烘干后，采用四分法将各点样品混匀碾磨，过60目筛，装入棕色试剂瓶中待检。

1.1.2 用于EM制剂处理用的样品采集

在该河段淤泥堆放区选取5个采样点，2个淤泥采样点间隔约50 m。采用直接挖掘法，每个点采集淤泥样品约15 kg，将样品采集至实验室后自然阴干，敲碎混匀，平均分成7等份，每份约10 kg，用于EM制剂发酵处理。

1.2 试验材料

EM微生物制剂由江西天意生物技术开发有限公司提供。产品基本技术参数：

产品类型：天意EM原露，综合型；生产批次：2018.01.10；有效期：常温避光条件下保质期2 a；pH < 3.5；有效活菌总数 > 106个/mL。

1.3 试验处理

1.3.1 制作EM波卡西

EM原露5 kg，稀释1 000倍。

取秸秆碎末100 kg，用EM稀释液喷洒至手握有湿感，在阴凉干燥处将秸秆堆成堆，外用塑料薄膜遮盖，发酵15 d制成EM波卡西。

1.3.2 制作EM活化液

EM原露分别稀释500倍、800倍、1 000倍，加1%的红糖溶解活化3~5 h。

1.3.3 淤泥样品EM发酵处理

处理1：淤泥样品10 kg + EM波卡西 500 g（5%）；

处理2：淤泥样品10 kg + EM波卡西 1 000 g（10%）；

处理3：淤泥样品10 kg + EM波卡西 2 000 g（20%）；

处理4：淤泥样品10 kg + EM波卡西 3 000 g（30%）；

处理5：淤泥样品10 kg + 500倍EM活化液50 mL ；

处理6：淤泥样品10 kg + 800倍EM活化液50 mL；

处理7：淤泥样品10 kg + 1 000倍EM活化液50 mL 。

以上处理各自发酵，分别于发酵5 d、10 d、15 d后取样待检。

1.4 样品检测

1.4.1 检测指标

淤泥样品及EM处理样品无害化测定指标：有机质、汞、砷、铜、铅、镉及粪大肠菌群值。

1.4.2 检测方法

有机质含量测定：重铬酸钾容量法；大肠菌群测定：《城市污水处理厂污泥检验方法》 CJ/T 221—2005；重金属：光谱法。

2 结果与分析

2.1 淤泥样品无害化指标检测结果

在萧山某河段清淤工程现场不同的5个位置采集淤泥样品5份，混合后对其相关指标进行检测得出该河道淤泥相关指标平均值。未作发酵处理淤泥样品检测结果见表1。

表1 未作发酵处理淤泥样品检测结果表

2.2 EM制剂无害化处理淤泥样品检测结果

EM制剂无害化处理淤泥样品经发酵处理5 d、10 d、15 d后的检测结果见表2~4。

表2 发酵处理5 d的样品检测结果表

表3 发酵处理10 d的样品检测结果表

表4 发酵处理15 d的样品检测结果表

2.3 结果分析

由试验结果可知，处理4效果最好，汞含量由0.21 mg/kg降低至0.14 mg/kg，降幅约35%；砷含量由4.80 mg/kg降低至2.90 mg/kg，降幅达40%；铜含量由40.60 mg/kg降至28.70 mg/kg，降幅达29%；铅含量由28.60 mg/kg降低至17.30 mg/kg，降幅达40%；镉含量由0.18 mg/kg降至0.07 mg/kg，降幅达60%；粪大肠菌群值由0.000 9升高至0.042 0，约升高400%。

由试验结果可看出，处理4是通过添加30%EM波卡西对淤泥进行发酵处理而产生显著效应。淤泥有机质含量升高的原因一方面是由于EM波卡西中的有机质含量提升了淤泥中的有机质含量；另一方面，EM波卡西中含有丰富的有益微生物，可促进淤泥中含碳物质的转化形成腐殖酸类有机质，由此提高淤泥中有机质的含量。波卡西即活性有机发酵物，其一，波卡西具有丰富的有益活性微生物，这些微生物可对各类重金属物质进行吸附并通过其代谢作用转化各类重金属物质的电子价态及存在形式（由无机态转变为有机态）由此使得各类重金属含量大幅降低；其二，由于波卡西是一种具有良好吸附功能并带有活性菌的大比表面积多孔隙物质，添加量越大，菌体产生活性效应的载体面积越大，应用效应越好。EM波卡西中丰富的有益微生物形成一个强大稳定的微生态菌群，发酵后其菌体浓度更高，由此形成优势微生态，通过能量竞争抑制大肠菌群的生长，且代谢过程中将产生一些有机酸及抑菌活性物质抑制或杀灭部分大肠菌群，使淤泥中大肠菌群含量降低，大肠菌群值升高。

从不同时期样品的检测结果来看，发酵10 d左右即可产生明显生物效应，15 d左右所产生的生物效应达最大值。

从检测结果来看，直接添加EM活性发酵液的处理样品（处理5、处理6、处理7）中，添加500倍EM活性液的发酵处理效果最好，添加量约为0.5%，对各类重金属降低也具有较为显著的效果。

通过试验可知，应用EM菌制剂制作波卡西，并以5%~30%的比例添加到淤泥中进行发酵，无害化处理效果较好，淤泥经处理后达到种植用土壤标准，用作有机肥。或直接以0.5%的比例用500倍EM活性液处理淤泥，同样获得较好处理效果。

但如果淤泥中重金属含量过高，某些重金属比如Cd2+含量达到一定值时，EM菌的生物活性将大幅降低。随着重金属离子的浓度不断增加，EM 菌吸附重金属离子能力下降，说明重金属离子浓度增加会抑制微生物生长。

3 结 语

EM菌是一种应用面十分广泛的有益微生物菌群，其包含好氧菌、嫌气菌、兼性菌等各种代谢类型的菌体，适应能力和应用效能强大。在环保领域，可将EM菌应用于处理污水、污泥、淤泥、生活垃圾等方面[6]。在淤泥资源化处理方面，虽然EM菌活性受环境中重金属含量的影响，但能明显降低各类重金属的生物有效性，具有一定吸附、絮凝能力，加速淤泥中有机物质分解转化，促进碳、氮循环，对淤泥中的粪大肠菌具有良好抑制效果。本研究结果表明，EM有益微生物可变废为宝，在河湖淤泥处理中应用效果明显，提高淤泥的资源化利用效率，值得推广应用。