EM微生物制劑在河湖淤泥無害資源化處理上的應(yīng)用研究

曾洪學(xué)，屈興紅，劉曉宇

（1.浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院，浙江 杭州 311231；2.江西天意生物技術(shù)開發(fā)有限公司，江西 南昌 330046）

河湖淤泥是黏土、泥沙、有機(jī)質(zhì)及各種礦物的混合物經(jīng)過一系列物理、化學(xué)及生物化學(xué)作用沉積于水體底部形成的淤積物，含有大量有機(jī)質(zhì)、氮、磷及重金屬等物質(zhì)[1]。對(duì)于庫(kù)塘、河道等水體清淤產(chǎn)生的淤泥，世界各國(guó)處理的方法主要有：拋泥法、真空預(yù)壓法、快速脫水法、干化焚燒法、厭氧消化、好氧發(fā)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(shù)因其廣泛的適用性被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保等諸多領(lǐng)域[4]。大量研究[5]表明，EM技術(shù)應(yīng)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(jī)物的分解轉(zhuǎn)化，并對(duì)淤泥中的糞大腸菌有顯著抑制作用。

為驗(yàn)證EM微生物制劑對(duì)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(shù)途徑，特進(jìn)行本試驗(yàn)。

1 試驗(yàn)研究

1.1 樣品采集

采集蕭山某河段清淤產(chǎn)生的淤泥作為淤泥樣品。

1.1.1 用于測(cè)定無害化指標(biāo)的樣品采集

在該河段淤泥堆放區(qū)選取5個(gè)采樣點(diǎn)，2個(gè)淤泥采樣點(diǎn)間隔約50 m。采用直接挖掘法，用土鉆鉆取各點(diǎn)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(shí)驗(yàn)室自然烘干后，采用四分法將各點(diǎn)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(qū)選取5個(gè)采樣點(diǎn)，2個(gè)淤泥采樣點(diǎn)間隔約50 m。采用直接挖掘法，每個(gè)點(diǎn)采集淤泥樣品約15 kg，將樣品采集至實(shí)驗(yàn)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(fā)酵處理。

1.2 試驗(yàn)材料

EM微生物制劑由江西天意生物技術(shù)開發(fā)有限公司提供。產(chǎn)品基本技術(shù)參數(shù)：

產(chǎn)品類型：天意EM原露，綜合型；生產(chǎn)批次：2018.01.10；有效期：常溫避光條件下保質(zhì)期2 a；pH < 3.5；有效活菌總數(shù) > 106個(gè)/mL。

1.3 試驗(yàn)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(fā)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(fā)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(fā)酵，分別于發(fā)酵5 d、10 d、15 d后取樣待檢。

1.4 樣品檢測(cè)

1.4.1 檢測(cè)指標(biāo)

淤泥樣品及EM處理樣品無害化測(cè)定指標(biāo)：有機(jī)質(zhì)、汞、砷、銅、鉛、鎘及糞大腸菌群值。

1.4.2 檢測(cè)方法

有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定：重鉻酸鉀容量法；大腸菌群測(cè)定：《城市污水處理廠污泥檢驗(yàn)方法》 CJ/T 221—2005；重金屬：光譜法。

2 結(jié)果與分析

2.1 淤泥樣品無害化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

在蕭山某河段清淤工程現(xiàn)場(chǎng)不同的5個(gè)位置采集淤泥樣品5份，混合后對(duì)其相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)得出該河道淤泥相關(guān)指標(biāo)平均值。未作發(fā)酵處理淤泥樣品檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1 未作發(fā)酵處理淤泥樣品檢測(cè)結(jié)果表

2.2 EM制劑無害化處理淤泥樣品檢測(cè)結(jié)果

EM制劑無害化處理淤泥樣品經(jīng)發(fā)酵處理5 d、10 d、15 d后的檢測(cè)結(jié)果見表2~4。

表2 發(fā)酵處理5 d的樣品檢測(cè)結(jié)果表

表3 發(fā)酵處理10 d的樣品檢測(cè)結(jié)果表

表4 發(fā)酵處理15 d的樣品檢測(cè)結(jié)果表

2.3 結(jié)果分析

由試驗(yàn)結(jié)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(dá)40%；銅含量由40.60 mg/kg降至28.70 mg/kg，降幅達(dá)29%；鉛含量由28.60 mg/kg降低至17.30 mg/kg，降幅達(dá)40%；鎘含量由0.18 mg/kg降至0.07 mg/kg，降幅達(dá)60%；糞大腸菌群值由0.000 9升高至0.042 0，約升高400%。

由試驗(yàn)結(jié)果可看出，處理4是通過添加30%EM波卡西對(duì)淤泥進(jìn)行發(fā)酵處理而產(chǎn)生顯著效應(yīng)。淤泥有機(jī)質(zhì)含量升高的原因一方面是由于EM波卡西中的有機(jī)質(zhì)含量提升了淤泥中的有機(jī)質(zhì)含量；另一方面，EM波卡西中含有豐富的有益微生物，可促進(jìn)淤泥中含碳物質(zhì)的轉(zhuǎn)化形成腐殖酸類有機(jī)質(zhì)，由此提高淤泥中有機(jī)質(zhì)的含量。波卡西即活性有機(jī)發(fā)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(duì)各類重金屬物質(zhì)進(jìn)行吸附并通過其代謝作用轉(zhuǎn)化各類重金屬物質(zhì)的電子價(jià)態(tài)及存在形式（由無機(jī)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)態(tài)）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(zhì)，添加量越大，菌體產(chǎn)生活性效應(yīng)的載體面積越大，應(yīng)用效應(yīng)越好。EM波卡西中豐富的有益微生物形成一個(gè)強(qiáng)大穩(wěn)定的微生態(tài)菌群，發(fā)酵后其菌體濃度更高，由此形成優(yōu)勢(shì)微生態(tài)，通過能量競(jìng)爭(zhēng)抑制大腸菌群的生長(zhǎng)，且代謝過程中將產(chǎn)生一些有機(jī)酸及抑菌活性物質(zhì)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(shí)期樣品的檢測(cè)結(jié)果來看，發(fā)酵10 d左右即可產(chǎn)生明顯生物效應(yīng)，15 d左右所產(chǎn)生的生物效應(yīng)達(dá)最大值。

從檢測(cè)結(jié)果來看，直接添加EM活性發(fā)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(fā)酵處理效果最好，添加量約為0.5%，對(duì)各類重金屬降低也具有較為顯著的效果。

通過試驗(yàn)可知，應(yīng)用EM菌制劑制作波卡西，并以5%~30%的比例添加到淤泥中進(jìn)行發(fā)酵，無害化處理效果較好，淤泥經(jīng)處理后達(dá)到種植用土壤標(biāo)準(zhǔn)，用作有機(jī)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(dá)到一定值時(shí)，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(huì)抑制微生物生長(zhǎng)。

3 結(jié) 語

EM菌是一種應(yīng)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(yīng)能力和應(yīng)用效能強(qiáng)大。在環(huán)保領(lǐng)域，可將EM菌應(yīng)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(huán)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(jī)物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化，促進(jìn)碳、氮循環(huán)，對(duì)淤泥中的糞大腸菌具有良好抑制效果。本研究結(jié)果表明，EM有益微生物可變廢為寶，在河湖淤泥處理中應(yīng)用效果明顯，提高淤泥的資源化利用效率，值得推廣應(yīng)用。