复合益生菌效微生物技术在环境保护中的应用

复合益生菌效微生物技术在环境保护中的应用
总序
目前，我国环境保护工作进入了以环境优化经济增长的新阶段，加快推动这一历史性转变，当前重要的工作是进一步加强污染防治。

国内外的研究表明，益生菌技术在废水、废气、废渣以及生态保护等方面具有良好的作用效果，而益生菌技术自1991年引进我国，主要在农业方面进行了应用，并取得了明显效果，但在环保方面的应用还少见。

青岛好基态生物科技有限公司经过2年的复合益生菌技术在环境保护方面的应用研究，为复合益生菌技术在我国的发展提供科学依据和资料积累。

一、益生菌技术概况
复合益生菌（Effective Microorganisms）技术是一种新型的有效微生物技术，又称高效复合菌技术，是由日本琉球大学比嘉照夫教授发现并于1983年培育成功的。

其后友田博士进而研究发明心一代复合益生菌是采用独特工艺，将经过仔细筛选的好氧和厌氧性有益微生物以适当比例加以混合培养发酵而成的微生物活菌制剂，是以光合菌群、枯草芽孢杆菌活菌、乳酸菌群、酵
母菌群、革兰氏阳性放线菌群和发酵系的丝状菌群等5大类10属80余种微生物组成的复合菌剂。

复合益生菌技术的基本原理是基于头领效应的微生物群体生存理论和抗氧化学说。

根据微生态学的原理，益生菌中厌氧和好氧微生物并存，在生长中产生的有用物质及其分泌物成为各自或相互间生长的基质和原料，通过相互间的共生增殖关系，形成了一个复杂而稳定的微生态系统，可加速对有机物的降解，并发挥多种功能。

因此，只要严格控制条件，充分发挥各菌群的共生增殖作用，维持良好的微生态系统，就能较好完成污染物降解等复杂过程。

二、好基态复合益生菌技术在环境保护中的应用
1、好基态复合益生菌技术在工业废水治理中的应用
（1）对食品废水的处理效果
在苹果废水处理中，实验证明只用光合细菌法进行处理，尽管CODcr可去除80%，但仍不能达标排放，而用复合益生菌作进一步处理，CODcr、SS、S2-去除率可分别达到98%、81%、71%，实现达标排放。

黄姜加工皂素产生的酸解黑液为高浓度有机废水，通常方法非常难以治理。

研究用普通菌好氧条件下处理皂素废水，CODcr去除率为
82.1％，而用好基态复合益生菌配合物化法进行处理，COD去除率达到91%，再经生物流化床和土地处理系统后可实现达标排放。

另外，采用SBR 反应器处理CODCr为2000～4000mg / L食品废水,并投加0.5 %～0.7 %的好基态复合益生菌复壮，CODCr去除率可达到83. 0 % 。

（2）对味精废水的处理效果
通常味精废水在水解酸化过程中，产生硫化氢、氨氮等有毒有害气体，严重影响人们的身体健康。

研究对味精废水进行水解酸化后附加益生菌处理，第一、二天添加1.0%好基态复合益生菌，之后添加0.6%的好基态复合益生菌基本能消除臭味，一个半月后添加0.2%的好基态复合益生菌能达到稳定的除臭效果；添加0.2%的好基态复合益生菌，12天后废水中COD可达到国家一级排放标准，污泥的产生量相对较少。

好基态复合益生菌技术处理味精废水，可明显提高COD去除率，同时将废水中的氨氮转化为硝态氮或氮气等，并利用硫化氢作供氢体消耗硫化氢，消除了水解酸化过程中产生的硫化氢、氨氮等有毒有害气体。

(3) 对制药废水的处理效果
研究了益生菌与生物接触氧化工艺结合对制药废水进行处理，发现
好基态复合益生菌能有效附着在填料上，好基态复合益生菌接种量在3/100000-3/10000范围内，能强化去除废水中的CODcr；与对照相比，好基态复合益生菌接种量为1/10000、水力停留时间4h、气水比10:1的条件下，CODcr去除率增加12.4%，出水CODcr 93.60mg/L，实现达标排放，且好基态复合益生菌处理可降低运行费用，消除废水处理中的恶臭，减少污泥产生数量。

（4）对医院废水的处理效果
通常医院污水处理中除磷外其它污染项目都可通过现有工艺稳定达标。

好基态复合益生菌+化学除磷强化SBR工艺，益生菌配合SBR工艺能够提高COD的降解速度、聚磷菌的放磷速度，并能加速污水中的NH3- N 的硝化过程，好基态复合益生菌的接种量为1/10 000（体积比）时，COD、磷、氮去除率分别最高达到了95.1%、97%、94.2%。

（5）对其它工业废水的处理效果
研究表明，投加
好基态复合益生菌的活性污泥对高浓度染化废水中COD去除率
高于普通菌17 %；在啤酒废水、酒精废水、含糖废水、油污废水和豆腐废水中，益生菌技术都具有提高COD去除率、减少污泥和消除臭味的作用。

2、益生菌在生活污水处理中的应用
据统计，2005年全国废水排放总量为524.5亿吨，其中生活污水占53.6％，而目前全国城市生活污水处理率不到40％，大部分生活污水未经处理直接排入水体，引起水体中氮、磷化合物超标，导致水体富营养化，对环境造成了一定危害。

益生菌是一种混合菌，能够在一定程度上提高生活污水中常见污染物的去除效果。

1）益生菌技术对生活污水中有机碳化物的去除效果
投加好基态复合益生菌处理城市生活污水，BOD5的去除率可达70. 7 %-90.3%，COD的去除率可达到60 %-80% ，而且去除效果好氧条件好于厌氧条件，且处理后污泥产生少，能耗消耗低。

对厨房排出的污水用
好基态复合益生菌处理，COD、SS去除率分别达到89.8%、95.4%，混浊度降低94.3%，而水中DO则增加80%。

对粪便污水进行益生菌净化，BOD5的去除率可达到66 %-99 %，出水
COD 133mg/ L，BOD5 30 mg/ L，SS 25 mg/ L，实现达标排放。

选择适宜的益生菌载体是充分发挥益生菌去除污染物效果的重
要因素。

将益生菌技术与SBR工艺结合处理城市污水，COD 平均去除率达81.10 %，增幅12.47 % ,同时还能显著缩短SBR的曝气时间和运行周期，并可节能降耗。

另外，构建KMT及EM-KMT生物流化床工艺处理城市污水，BOD、COD、SS去除率均可达75%～95%，出水水质优于国家一级排放标准.
2）益生菌技术对生活污水中氮、磷的去除效果
氮、磷是控制水体富营养化过程的关键性营养物。

投加好基态复合益生菌培养活性污泥处理生活污水，益生菌可显著提高氨氮和磷的去除率，污水中NH4+-N 和T-N 的去除率最高可达到91.87%和96.77%，较对照组分别提高8.48%和18.41% ，总磷的去除率可达到60. 1 % 。

并具有显著缩短SBR的曝气时间并可节能降耗的优点，且研究表明当好基态复合益生菌投加量(VEM/V污水)在1/10000～5/1000范围时，TN的去除率随
益生菌量的增加而逐渐提高。

对于原水总磷在4.295～
29.839 mg/L之间变化的污水，得出去除总磷的建议最佳组合：接种量0.8%、pH值为8、曝气时间为6 h、反应时间为24 h。

3、好基态复合益生菌技术在畜禽养殖污染治理中的应用
据统计，全国90％的规模化畜禽养殖场未经过环境影响评价，60％的养殖场缺乏必要的污染防治措施。

由于污染问题没有得到有效解决，大部分的规模化养殖场周围臭气冲天、蚊蝇成群、地下水硝酸盐含量严重超标，少数地区传染病与寄生虫病流行，对人们身体健康威胁很大。

而好基态复合益生菌与动物肠道内的有益菌相互协同，可以提高对蛋白质的利用率和畜禽饲料的转化率，并可分解复杂的有机物，抑制、消除畜禽舍的恶臭气味，苍蝇密度大大下降，经好基态复合益生菌发酵后的畜禽粪便成为十分抢手的有机肥料。

用好基态复合益生菌发酵饲料进行饲喂，并用好基态复合益生菌液喷洒猪舍，发现养猪场妊娠舍、分娩舍、保育舍NH3含量较对照舍分别降低10.7%、54.9%、13.6%，H2S含量较对照舍分别降低17.6%、50.6%、57.5%；在养殖场用好基态复合益生菌技术灭蝇效果明显，且费用低，苍蝇数量较对照组分别减少30%、34.6%、33.3%。

另外，用
好基态复合益生菌处理养猪场排放的污水一个月后，其生物需氧量降低36. 4 %，悬浮物降低68. 87 %。

在养鸡场的研究表明，用好基态复合益生菌饲料结合益生菌饮水饲喂，试验组比对照组鸡舍内臭味明显减轻，试验组氨气浓度下降了14. 5%-69.7%，硫化氢浓度下降了65. 5%-72. 9%。

另外，好基态复合益生菌可降低鸡舍空气中CO2的含量，使CO2降低了31.75 %。

4、好基态复合益生菌技术在河流、湖泊环境净化中的应用
水体富营养化是影响湖泊、池塘等景观水体质量的重要环境因素。

因此，水体富营养化防治已成为目前国际上水体污染面临的重大课题。

投加1/1000体积比好基态复合益生菌菌剂并辅以低速间歇式曝气处理富营养化源水，藻类生物量得到明显控制，水样叶绿素a、TN、TP和CODcr的去除率分别达到90.49%、45.25%、55.48%和82.37%，出水水质接近国家地表水Ⅳ类标准。

另外，在PFS30mg/L、好基态复合益生菌体积比5/10000、曝气时间HRT/2(HRT=5 d)、水温25℃、pH中性时，应用聚合硫酸铁（PFS）-
好基态复合益生菌组合工艺可使藻型富营养化原水中叶绿素a、TP、COD、TN的去除率分别达到93％、89％、85％、60％，出水达到国家标准。

此外，好基态复合益生菌处理2个月后藻型富营养化湖泊水体的透明度提高了433%；在投放菌剂后溶解氧暂时下降，但很快上升至12.99 mg/L；停止使用好基态复合益生菌约1个半月后, 尽管水体透明度、总N、总P、高锰酸盐指数和COD均有反弹, 但一直未有“水华”发生。

在云南滇池内湖草海和广西南宁南湖上的研究也表明好基态复合益生菌处理后水体透明度明显提高，叶绿素a 、藻量有很大程度的降低，COD、BOD、TN、TP 等去除效果显著。

好基态复合益生菌技术对藻型富营养化水体的净化作用可能是由于好基态复合益生菌可改变水体中氮磷营养盐水平及藻类生物量与氮/磷质量分数的相关性，成为影响或抑制藻类生长的主导因子的原因，但详细机制尚需深入探讨。

5、好基态复合益生菌技术对固体废物环境治理中的应用
研究表明，在厨房的垃圾袋里撒少许好基态复合益生菌，避光封存，几天后生活垃圾即可发酵成优质堆肥，并且用好基态复合益生菌处理生活垃圾，具有很强的除臭作用，且灭蝇效果显著。

对
于酿制酒、醋酱等食品工业生产中的废渣，可经压滤除水后，添加0.1%
好基态复合益生菌进行二次厌氧发酵，可将废渣干燥粉碎后作营养价值较高的饲料。

另外，对垃圾填埋过程中产生的高浓度垃圾渗滤液，叶晓玫等通过应用好基态复合益生菌技术静态稳定塘中试，发现益生菌对高浓度难生化降解的垃圾渗滤液的处理效果显著,主要指标BOD5、CODcr、NH3-N和T-P的去除率分别达到89.82%、77.55%、67.70%和67.62%，其色度104 d后去除率达到83% , 颜色从墨汁黑转为淡黄色。

尽管，好基态复合益生菌技术已被证实是废物资源利用和垃圾渗滤液生化处理的一种新技术、新方法。

6、好基态复合益生菌在农村生态环境保护中的应用
当前，国家环保总局启动并实施了“农村小康环保行动计划”，主要任务是在社会主义新农村建设中解决农村污染防治和生态破坏以及农村“脏、乱、差”问题，促进当地经济、社会与生态环境的协调发展。

研究表明好基态复合益生菌技术的应用，可以有效的防治农村污染、改善农村生态环境]。

应用好基态复合益生菌技术一是可以显著改善土壤物理化学性
质，提高肥力，减少病虫害，减少农田农药、化肥的使用量，减轻农村面源污染。

有
实验表明，农田使用好基态复合益生菌一年，农药、化肥使用量可减少20～35% ，连续使用二年，农药、化肥使用量可减少30～40%，若连续使用多年，可基本停止农药和化肥的使用。

二是用好基态复合益生菌发酵处理农村的秸秆，制成秸秆粗饲料，可资源化综合利用，减少秸秆焚烧带来的大气污染，另外好基态复合益生菌可以在水稻产量明显提高的情况下，抑制水稻田甲烷排放量50%以上，进一步减少大气污染。

另外，好基态复合益生菌技术可以转化农村垃圾和粪便，制成可供植物直接利用的生物有机肥，减少农村固体废物污染。

三、好基态复合益生菌技术在环境保护中的应用与研究展望
传统的治污设备存在投资高、占地大、运行费用高等缺点，而好基态复合益生菌技术可克服这些缺点，并且具有操作简单、管理方便、污染物去除率高、污泥产生量少、设备损耗低等优点，但好基态复合益生菌技术在环境保护领域的应用还处于相对滞后阶段。

因此，可以从以下几个方面开展益生菌技术在环境保护中的应用研究。

1、针对污染物的类型、分布规律、危害程度和影响因素等，进一步探讨
好基态复合益生菌剂量、投加方式、投加时期、运行时间和环境条件等对污染物去除效果的影响，优选最佳工艺。

2、进一步深化好基态复合益生菌技术环境净化的机理研究，特别是好基态复合益生菌降解污染物的分子反应动力学研究等，为好基态复合益生菌技术在环保领域的更大应用提供科学依据。

3、大力开展好基态复合益生菌技术生物研究。

当前，好基态复合益生菌用于污染治理，存在益生菌驯化、复壮和选择适宜载体等问题。

开展好基态复合益生菌技术生物反应器研究，例如在废水处理方面，可将好基态复合益生菌与活性污泥法等结合起来研制新型废水生物反应器。

4、进一步加强好基态复合益生菌的生产技术研究。

当前，好基态复合益生菌技术的大规模推广应用。

另外，通过基因工程筛选和大规模培养具有专一耐受性的益生菌高效菌也是未来的发展方向。

5、进一步建立和完善好基态复合益生菌技术研究推广，培养技术人员，发挥全国好基态复合益生菌技术试点网络作用，探讨通过研究-试验-示范-推广的方式，推进
好基态复合益生菌在环保领域更为广泛的应用。

益生菌处理城市垃圾研究
一、我国城市垃圾的排放和利用现状
1、我国城市垃圾的特点：
我国城市垃圾中有机物和无机物组成比例，由于居民所用燃料类型不同而差别很大。

以燃煤为主的居民区垃圾中有机物约占20-30%。

无机物约占60-80%，这类垃圾应去除大量渣土和有害物质后才适宜作堆肥利用。

而燃气区垃圾中有机物组成比例高达70%以上，接近国外大城市垃圾组成比例，这些垃圾只要分选出塑料、玻璃、金属等后可直接用作堆肥。

随着民用燃料结构的逐步变化和人民消费水平的提高，无机垃圾逐年减少，有机垃圾，特别是动物垃圾逐年增加。

从我国总体水平来说，无论那个城市，垃圾中的无机组成的比例是很大的，有机组成偏低，特别是动物性组成很低，因此，我国的城市垃圾中可燃物和可堆肥物含量很低，给我国城市垃圾的处理和利用带来了巨大困难，这主要是由经济水平和能源结构决定的。

虽然如此，仍有四分之一左右的有机物可供农田应用，历史经验告诉我们，对改良土壤，提高土壤肥力的作用是显著的，仍可作为农用的重要资源，仍是我国城市垃圾的主要出路之一，但必须进行适当分选和处理，否则将会对农田产生严重
影响。

2、我国城市垃圾的利用情况
由于城市人口集中，生活水平较高，同农村比较，城
市人民的生活废弃物中所含的为农作物有用的营养成分较之农村居民的废弃物要丰富得多，因此，城市居民是土壤及农作物营养物质的重要富集者。

因为城市居民把来自大面积农田、水体、草原生产的食物利用后，以废弃物的形式排放而形成了城市生活
垃圾。

近年来的调查表明，随着经济、社会发展，城乡人民生活水平的提高，过去农业上充分利用城乡固体废弃物的传统经验正在受到冲击，逐渐由传统的作为资源利用发展到堆弃不用，而形成了对环境的严重污染。

其原因是这些废弃物具有恶臭、病菌、体积大等缺点。

另外，农民逐渐转向专业化生产，种植业也逐渐转向省工、省力、高效、清洁的栽培方式，已具有施用化肥的投资能力；再加之城市垃圾渗入了大量的非有用成分，甚至是有害成分，还会造成对土地的破坏，因此农民不愿采用。

北京、上海的城市垃圾基本无出路，就是贵阳这样的中等城市，1981年农用率还占城市总垃圾量的70%，1983年迅速下降到1%，成都由70年代的80%下降到80年代的20%。

我国的城市垃圾造成的环境问题已十分严重，有的城市已经是到处是垃圾堆，影响市容和人体健康，污染农田，已经到了非重视不可的时候
了。

3、我国城市垃圾的排放量
据有关研究预测，1980年为13640万吨，1985年约15000万吨，到2000年为19500万吨。

我国城市垃圾的无害化
处置率不到60%，由于城市垃圾未经无害化处理，造成蚊蝇孳生，恶臭难闻，直接施于菜田，也造成严重的蔬菜的寄生虫卵和大肠杆菌污染问题，因此，城市垃圾的无害化处理问题应提上议事日
程。

二、寻求适当的城市垃圾处理方法
国内外许多城市都把垃圾的处理视为难题，目前还没有一个国家真正解决了这个问题，城市垃圾的处理和利用是发达国家和发展中国家面临的共同问题。

垃圾的处理和利用，主要是取决于垃圾的成分和性质，同时应考虑到技术条件和经济水平。

垃圾成分首先考虑垃圾的三个基本成分的比例，即可作堆肥的有机物，可燃性垃圾及不可燃性垃圾。

由于垃圾的成分不同，各国采取处理垃圾的方法有很大差异，现阶段应用广泛的处理方法是填埋，焚燃和堆肥，其中填埋占72%，焚燃25%，堆肥占3%。

我国的垃圾具有无机成分多，有机物少和可燃物少的特点，垃圾处理应走我国自己的道路，不能套用国外的焚燃处理，应着重发展
填埋和堆肥处理技术。

三、好基态复合益生菌有效微生物技术处理城市有机垃圾的研
究
好基态复合益生菌技术是一种有效微生物技术，是日
本友田
教授研制的一种新型复合微生物菌剂，其中有多种多样的微生物群落，形成一种人工的有效微生物生态系统，在这个系统中各种微生物在其生长过程中形成相互间的共生增殖关系，相互作用，相互促进，起到协同的作用，抑制有害微生物的生长繁殖，它们的代谢产物能促进动、植物和其他生物的生长、抑制病害发生。

是一项在种植业、养殖业和环境保护等方面有广泛应用价值的有效微生物技术，已经在日本、泰国、马来西亚、巴西、美国等20多个国家和地区推广应用，并取得良好的社会、经济和环境
效益。

采用好基态复合益生菌剂处理城市有机垃圾的过程也是一种有机垃圾堆肥化的过程，它与传统的堆肥不同，好基态复合菌技术在垃圾资源化的同时，不产生恶臭，不孳生蚊蝇，是一种文明卫生的处理方法。

对有机物的分解可以分为氧化分解和发酵分解两个体系。

传统的高温堆肥处理技术，把垃圾中的可堆肥物混渗人畜类便进行高温堆肥，是属氧化分解体系，是利用自然的微生物将有机物进行氧化分解，依靠天然条件进行的，分解速度慢，并且产生恶臭，蚊蝇孳生，影响城乡市容和环境卫生。

由于氧化分解把有机物所具有的能量的大部分都变成热、水和二氧化碳等形式放出，所能利用是氮、磷、钾等肥份，有机垃圾的有机营养物质以热、水和二氧化碳形式浪费掉了，所以营养物质的再利用就变
得近乎零。

好基态复合益生菌处理有机垃圾是发酵分解过程，在有机物分解过程中所产生的氨、硫化氢、甲烷气体等物质对人类来说是有害的，是污染源，却成了好基态复合益生菌有效微生物群的营养物质，而它们通过新陈代谢作用生成对于人类或动植物有用的有机营养，放出氧气，所以恶臭就消除了，还放出芳香味。

在好基态复合益生菌中有些微生物，如光合细菌等生成的抗氧化物质的情况下，有机物不再继续气化，而得到是可溶性的氨基酸、有机酸、多糖类和维生素，以分子的形式被植物吸收。

由于生成了许多能复苏动植物的营养物质，促进植物的生长。

好基态复合益生菌处理有机垃圾后而得到的具有生物活性物质的有机肥料，我们就把它称为益生菌肥。

使用了好基态复合益生菌肥的土壤而成了复苏型土壤，抗氧化肥力提高，把好基态复合益生菌菌群带入了土壤，不但提高了土壤肥力，而且还抑制土壤中有害微生物（病菌）生长繁殖，改善农田土壤中的生态系统，提高作物的抗病能力，减少病虫害发生。

在这样的土壤中栽培的作物能富含微生物产生的抗氧化物质，提高了它们的食用价值，食用这种食品后能提高人体的免疫力，增进健康，成了真正不用化肥农药的绿色食
品。

好基态复合益生菌处理有机垃圾分两阶段进行，第一阶段有机垃圾接种好基态复合益生菌后，在密闭的厌气条件下进行发酵分解，原形和色泽几乎不变，仅长满了各种微生物，不产
生恶臭，反而释放出芳香味。

第二阶段将熟化的垃圾埋入土中，夏天约半个月左右，冬天约一个月左右垃圾的原形就不见了，与
土壤就融合在一起了。

采用
好基态复合益生菌有效微生物处理有机垃圾与传统的堆肥比较
具有以下优点：
1、可使有机垃圾充分资源化，生产具有生物活性的有机肥料，好基态复合益生菌肥拥有一个稳定的微生态系统，能产生酶、氨基酸等生物活性物质，提高作物的抗病能力。

2、在垃圾发酵过程中不产生NH
3、H2S、CH4等有害气体，好基态复合益生菌微生物群能将它们变为有机营养物质，抗氧化物质，放也氧气，不产生二次污染，对环境有益无害。

因而是一种不产生恶臭，不孳生蚊蝇，不污染环境，文明卫生的垃
圾处理方法。

3、施用好基态复合益生菌肥的农田，生态环境得到改善，具有明显的抗病增产效果，可成为不使用化肥农药的自然农业（或称生态农业）。

生产出名符其实的绿色食品。

化工等污水处理
一、关键技术应用和创新
好基态复合益生菌产品的关键技术和创新点在于：有针对性地筛选培育出高效降解有机物的复合型微生物，通过先进微生物固定化技术，制成微生物处于休眠状态的液体、粉体、颗粒、胶囊剤等产品；当产品使用到污水处理系统中，被激活的好基态复合益生菌开始繁殖，其负载污物量比原生物处理技术提高几十倍，系统中好基态复合益生菌对污水中有机物的降解速度比原生物方法提高近百倍，从而大大提高了处理速度、处理效果、加大污水处理量，降低了污水处理的投资成本和运行成本。

1．对处理旧设备的优化改造能力
优化工艺
在好基态复合益生菌发明之前日本已经建立了很多污水处理厂，益生菌能够风靡全球并得到65个国家认可，大规模使用，对污水处理厂的成功改造是其获得良好声誉的关键因素。

对于高浓度、难降解的工业废水更能体现其综合治理效果。

扩容装置
由于企业扩大生产、人口增加等原因使一些水处理厂或垃圾场处理量增加，
超出了原处理设施的处理容量。

而好基态复合益生菌中的菌和酶对有机物的降解速度能比原系统微生物降解能力提高近百倍。

根据好基态复合益生菌产品特点，一般在不增加设施、设备的情况下，增加原系统处理能力30％至一倍，有效地扩大了原处理装置的容量和处理能力。