EM在废水处理中的应用现状与进展

EM在废水处理中的应用现状与进展李雅婕(陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中723001)摘要介绍了EM技术在废水处理过程中的作用机理，概述了EM技术在生活污水、脱氮除磷、工业废水、医院废水和减少剩余污泥产量等方面的应用情况，并提出了其今后的主要发展方向。关键词EM;脱氮去磷;作用机理中图分类号X703文献标识码A文章编号0517－6611(2011)10－06041－02TheStatusandDevelopmentofEMApplicationinWastewaterTreatmentLIYa-jie(SchoolofChemistryandEnvironmentalScience;ShaanxiUniversityofTechnology，Hanzhong，Shanxi723001)AbstractThestudyintroducestheoperationmechanismofEMtechnologyinwastewatertreatment．SurveyingtheapplicationsofEMtechnologyontheurbanwastewater，nitrogenandphosphorusremovals，industrialwastewater，hospitalwastewaterandreducingexcesssludgeproduction，thenputtingforwardthedevelopmentdirectionsofEMtechnology．KeywordsEM;Nitrogenandphosphorusremoval;Mechanism基金项目陕西理工学院专项科研基金项目(SLGQD0704)。作者简介李雅婕(1982－)，女，湖南株洲人，讲师，硕士，研究方向:污水处理工艺。收稿日期2011-01-06EM是日本琉球大学比嘉照夫教授等于20世纪80年代初期研制出来的一种新型复合微生物制剂，是基于“头领效应”的微生物群体生存理论和抗氧化学说，以光合菌为中心，与固氮菌并存、繁殖，采用适当的比例和独特的发酵工艺，将经过仔细筛选出的好气性和嫌气性微生物加以混合后培养出的多种多样的微生物群落，其含有10个属80多种微生物，主要的代表性微生物有光合细菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌4类。各种微生物在其生长过程中产生的有用物质及其分泌物质，成为微生物群体相互生长的基质和原料，通过这种相互共生增殖关系，形成了一个复杂而稳定的微生物系统，发挥多种功能［1］。1EM在废水处理过程中的除污机理EM是包含有分解性细菌与合成性细菌，厌氧菌、兼性菌与好氧菌的混合菌群。激活后的EM菌群，通过驯化过程，能够在污水中迅速生长繁殖，并快速分解污水中的有机物;同时依靠相互间的共生增殖及协同作用，代谢出抗氧化物质，进而形成稳定而复杂的生态系统。它具有抑制有害微生物的生长繁殖，减轻含硫、氮等恶臭物质产生的臭味，激活水中具有净化水功能的原生动物、微生物及水生植物的功效。总之，通过这些生物的综合效应，达到净化水体的目的。同时，在污水池中投入EM，通过间歇曝气，可以实现好氧菌和厌氧菌的交替繁殖，进而实现减少污泥产量。EM菌对控制水体N、P营养源和减轻水体富营养化方面也十分有效，如EM用于治理富营养化湖泊，主要是通过EM微生物吸收水体中的N、P等营养成份，以减轻水体藻类繁殖与发生。2EM在废水处理过程中的应用2．1EM在生活污水处理中的应用生活污水包括厨房、洗浴、洗衣等废水以及冲厕等污水，主要污染物是有机物和氮、磷等营养物质，其水质特征稳定但浑浊、色深而且有恶臭，呈微碱性，含大量的细菌、病菌和寄生虫卵。王平等［2］通过污泥自接种培养和污泥引种培养2种方式成功地进行了EM污泥培养与EM-SBR反应器启动的试验，结果表明，与常规SBR反应器相比，EM-SBR反应器具有处理效果好(COD去除效果的增幅达到9．0%～12%)、水力停留时间(HRT)短、抗污染负荷能力强、污泥产量低等优点，是一种具有推广应用与深入研究价值的生活污水处理的新型生物反应器。2．2EM技术在脱氮除磷过程中的应用2．2．1EM技术用于受污染水体的修复。EM技术可以应用于江河、湖泊的生物修复领域。在云南滇池内湖草海和广西南宁南湖［3］的试验中发现，EM技术对湖泊水具有良好的净化能力，处理后水体透明度大幅度提高，COD、BOD、TN和TP等去除效果显著，叶绿素a和藻量都有很大程度的降低。此外，在其他藻型富营养化的湖泊水体中应用EM技术的结果表明，有效微生物群对水体的透明度、叶绿素a含量的改善也有明显的效果，EM技术可有效抑制藻类的生长，防止水华的发生。赵志萍等［4］对EM中的酵母菌、放线菌和乳酸菌进行富集，并将此富集液和复合菌投加到黑臭河水中进行降解试验。结果表明，在好氧条件下，酵母菌和放线菌投加量分别为5%和8%时，反应2d后，COD的去除率分别为47．2%和27%;在自然静置条件下，乳酸菌的投加量为2%时，反应6d后，COD的降解率可达56．9%，比复合菌的去除效果好。此外，酵母菌、乳酸菌对黑臭河水中的PO43－和NH3-N都没有降解能力，而放线菌可以降解水中的PO43－和NH3－N，但效果不如复合菌。2．2．2EM技术用于联合脱氮除磷工艺。EM技术还可以与常规脱氮除磷技术联合应用。庞艳等［5］提出了一种新型的生物除磷工艺，即EM菌和化学除磷强化SBR工艺。EM配合SBR工艺能够提高COD的降解速度，并能加速污水中的氨氮的硝化过程。研究表明当EM的接种量为0．01%时，COD、磷和氮的去除率分别高达95．1%、97%和94．2%。2．3EM技术在工业废水处理中的应用2．3．1EM技术在难处理工业废水领域的应用。在恶劣生长环境下，一般微生物难以生存或富集，如高盐类废水、含酸或碱的废水和对微生物生长有抑制作用的废水等。但EM技术可以通过对微生物不断的驯化与筛选，培养出适应不同类污染废水的EM群落，再通过纯化与扩大培养，就可以得到大量有效菌种，应用到相应的污水处理工艺中，提高难处理污水的处理效率。张勇等［6］对EM技术在黄姜加工废水安徽农业科学，JournalofAnhuiAgri．Sci．2011，39(10):6041－6042责任编辑周婷婷责任校对傅真治DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.10.060处理中的应用做了研究，结果表明，EM菌群能够处理含高盐分、油脂和环状化合物的废水，具有很强的耐高浓度硫酸盐的特性。刘建党和宋凤敏等研究了EM菌与好氧污泥联合处理皂素生产废水，结果表明，在最佳试验条件下，EM菌和好氧活性污泥在SBR反应器中对废水COD去除率达97．95%，色度去除率达66．67%，EM菌对高COD负荷、高盐浓度具有较强的适应性，能够在皂素生产的综合废水中很好的生长［7－11］。2．3．2EM技术在难降解有机物处理领域的应用。含难降解有机物的废水主要特点是可生化性较差，主要污染物成分很难被微生物利用，而EM技术在此领域具有其独特的优势。如关于印染废水的处理，目前主要采用生物降解法，但普通的活性污泥法对此类废水的处理能力有限，实践结果表明，投加高效菌(EM)的活性污泥对高浓度染化废水具有良好的处理能力，COD的去除率高于普通菌17%［12］;在相同COD负荷、水力停留时间条件下，投加了高效脱色菌的厌氧反应器对染化废水的处理效率比普通厌氧反应器要高得多［13］。此外，合成洗涤剂、有机氯化合物、硝酸酷类化合物等不易降解的环境污染物，都可以被一些高效复合菌所降解，如黄抱原平草菌、黑曲霉、绿色木霉等可降解有机氯化合物，丝壮菌物白地霉可降解甘油二硝酸酷，华丽曲霉［14］可有效消降环境中的农药。2．3．3EM技术在处理含油废水中的应用。研究表明，从曝气池的活性污泥中，筛选出降解油类的高效菌株，在适宜的培养条件下，可用于地下水道油脂堵塞的清理，对含油废水中油的降解率可达98%以上［15］，远远超过普通活性污泥法的处理效果。刘英军利用有效微生物群处理养猪场排放的污水，1个月后BOD下降36．4mg/L，SS下降69%左右［16］。杨维本等利用EM液净化油污废水和豆腐废水的效果也较明显，试验表明，EM原液100ml时净化效果最好，COD的平均去除率分别达到81．8%和95．0%［17］。2．4EM在医院废水处理中的应用EM技术还可以用于医院废水的处理，高效菌能够吞噬有害微生物，或通过相互间的共生增殖及协同作用，代谢出抗氧化物质，抑制有害微生物的生长繁殖。徐州市5家医院消毒液受到微生物污染［18］，原因是所用消毒液的时间过长，且反复使用，在此期间经造成了对病人不同程度的再污染，如果能利用EM技术找出一种或几种能够吞食消毒液中有害菌的微生物，使消毒液长期或一定时期内保持合格，便可免去经常监测消毒液和清洗容器的繁琐过程，使其达到无污染。庞艳等［19］处理医院污水常用的A2O工艺和AB工艺，磷酸盐去除效果不甚理想，如果在生物除磷的基础上，补加化学混凝沉淀方法，去除效果稳定性又较差。经研究，EM菌和化学除磷强化SBR工艺对COD去除率可大于90%，出水磷酸盐浓度达到或接近一级排放标准。3EM在减少剩余污泥产量研究中的应用在活性污泥中引入EM菌，可以一定程度地降低污泥产量，提高污泥沉降速度以及有效改善污泥颗粒的凝聚、沉降性能，增强污泥降解污水有机质的活性。杨婵等［20］研究EM对SBR反应器的影响，考察了在pH值为8．0，EM接种量为1∶10000(VEM∶V污水)条件下，SBR反应器对生活污水中COD、TP、NH3－N的去除效果，以及对污泥性状改变的作用。结果表明，EM菌的使用不仅提高了COD的去除效果，还优化了污泥性状的结论。日本志川县立图书馆采用EM技术处理生活污水，按0．1%的比例投加有效微生物群，每天24次，曝气3h/d，30d后大肠杆菌无检出，无污泥产生，且该工艺处理污水的电耗仅为原来电耗的1/8［21］。4结语EM技术在废水处理领域的应用结果表明，EM技术可以用于降解有机物、减少污染产量、分解营养盐类物质和除臭等领域，应用范围非常广泛，且效果明显;而且不需要增设特别的设备装置，使用方便简单，适合新、老污水处理厂的使用。随着人们生活水平的提高，污水处理要求越来越严格，EM技术将有更加广阔的应用前景。EM技术的应用在我国起步较晚，相关示范工程的报道较少;没有一个比较典型的参考，在针对不同的污水水质，如何选取EM的种类、投加量和投加方式等运行参数，都需进一步研究。同时，EM菌的除污效果是多种高效菌共同作用的结果，其作用机理、基质降解的动力学特性等还需进一步研究。参考文献［1］比嘉照夫．拯救地球水变革［M］．北京:中国农业大学出版社，1993．［2］王平，吴晓芙，李科林，等．EM-SBR反应器处理生活污水的效能－I反应器启动［J］．中南林业科技大学学报，2004，24(2):13－17．［3］李捍东，王庆生，张国宁，等．优势复合菌群用于城市生活污水净化打新技术的研究［J］．环境科学研究，2000，13(5):14－16．［4］赵志萍，呼世斌，房发俐，等．EM的定向富集及处理黑臭河水的研究［J］．西北农业学报，2007，16(2):210－213．［5］庞艳，勾怀亮，冀强，等．EM在SBR反应器处理医院污水中的应用［J］．辽宁城乡环境科技，2006，26(1):42－45．［6］张勇，张守诚，祁恩成，等．EM技术在黄姜加工废水处理中的应用［J］．环境科学与技术，2005(S1):119－120．［7］王惠丰，呼世斌．吸收－消化工艺处理薯祯皂素废水的研究［J］．西北农林科技大学学报:自然科学版，2003，32(5):105－112．［8］单丽伟，冯贵颖，朱丹，等．上流式厌氧污泥床(UASB)处理皂素废水的研究［J］．西北农林科技大学学报:自然科学版，2003，31(S1):105－112．［9］宋风敏，呼世斌，刘音．酵母菌处理皂素生产废水的研究［J］．环境污染治理技术与设备，2004，5(4):66－69．［10］凌石，冯贵颖，刘建党，等．