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微生物处理机油污染废水研究

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发表于 2010-2-21 20:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
老杨团队,追求完美;客户至上,服务到位!
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* {' L" A3 x7 E  中图分类号:X703   文献标识码:A   文章编号:1009-2455(200)06-0032-032 V1 b3 `7 q9 M) L1 q8 k9 A  h
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7 m  K: C" w% Y2 N( b  中图分类号:X703   文献标识码:A   文章编号:1009-2455(200)06-0032-03% R+ w8 ?* z3 t. h6 U
An Experimental Study on Microbiological Treatment of Lubricating Oil-Contaminated WaterLlU Qin-ya, ZHOU Hai-dong(College of Environmental and Spatial Informatics, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221008, China) # E: t1 T# i  c0 ^. v( z( w) H
  Abstract: Two strains of high-effective, lubricating oil degrading bacteria, ZL1 and ZL2, were screened out from oil-contaminated soil, which were preliminarily identified as flavobacteriun and tnicrococcus. The effects of temperature, oil content and pH value on their oil-degrading capacities were dletermined by orthogonal experiment of growth conditions. A degrading capacity experiment was carried out with an initial wastewater oil content of 270 mg/L. The experimental results showed that the oil removal rates by the strains ZL1 and ZL2 from the in-oculum in about 2 days were up to 67. 9% and 76. 2% respectively and the adaptation range of strain ZL2 to oil content and pH value was wider than that of ZL1.  Key Words: lubricating oil; oil-containing wastewater; wastewater treatment; microorganism; flavobacteri-un; micrococcus
: ~; ~5 n0 ]% e4 _8 C$ h  近年来,国内外对石油及兵产品的微生物降解研究常见报道,却鲜见机油废水微生物降解方面的研究。本试验目的是通过常规微生物驯化方法,以市售机油为唯一碳源,从油污土壤中分离筛选出机油高效降解菌株,并对其生长条件及降解特性进行研究,以期进一步应用于含油污水的治理。   e2 P3 ]  d( G6 i
1 材料与方法 ) G4 Z% y8 w. a9 |/ r$ Q5 x; b
1.1 土壤样品  某石油库贮油罐附近的石油污染土壤,取样3份,按含油量由多至少编为1#,2#,3#。1.2 培养基  本试验选取两种无机基础培养基,(用蒸馏水配制并高压蒸气灭菌),编号分别为1#,2#,组成如下:  1#基础培养基:p(KH2PO4)=0.5g/L,ρ(K2HPO4)=0.5g/L,P(MgSO4·7H2O)=0.2g/L,ρ(NaCl)=0.2g/L,p(CaCl2)=0.1g/L,ρ(NH4NO3)=1.0g/L,MnSO4痕量,FeCl3痕量。  2#基础培养基:p(NaNO3)=2.0g/L,ρ(KH2O4)=0.2g/L,ρ(MgSO4.7H2O)=0.2g/L,ρ(酵母浸膏)=1.0g/L.  含油培养基是向上述无机基础培养基中加入适量机油。固体培养基中加入质量分数为0.2%的琼脂。1.3 优势菌筛分试验1.3.1 选择富集培养  称取土样各10g,加入到500mL1#含油培养基(含机油4mL)中,调pH值7.0,通气恒温30℃培养48h后,分别移取上述培养液5mL于45mL1#,2#含油培养基(含机油2mL)中,恒温30℃振荡培养。1.3.2 平板分离  制作1#,2#固体含油培养基平板苦干,用接种环蘸取振荡培养较好的菌液在相应平板划线,恒温30℃培养48h后平板划线分离,重复数次。选择生长状况良好的菌株进行平板扩大培养。1.4 生长条件正交试验  在保证供氧和氮、磷营养前提下,选择温度。油的质量浓度(以mg/L计)和pH值作为本次实验的三个因素进行三水平实验,方案见表1、表2。将平板培养48h的菌体刮下,5000r/min离心5min,分离得到湿菌体。向方案中每个样品加入0.5g湿菌体,培养60h后测定样品中油的质量浓度。
; \  g- f$ G3 b+ L0 P表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果 6 N1 i/ ~# g' s$ m# \6 Z3 S
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表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
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分组号' ~) }# ?9 Y  q9 ?8 d
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测定结果ρ(油)/(mg.L-1)
' ]# J# Z: u! _& e& o降解测量ρ(油)/(mg.L-1): g' l* C! V" ~. G' b% L

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 5 b* \, F" S* ~9 Q
 / T8 b2 N% s  g/ j, x% R
1.5 降解能力试验  配制机油质量浓度为270mg/L的含油培养基1L,投入小型间歇反应器中,加入离心分离得到的湿菌体5g,通气恒温30℃培养,间隔12h取样测定其含油量。1.6 测试方法  用紫外介光光度法测定。 . |7 I4 R1 o% ^) \# ~# F& [
2 结果分析 $ F6 Z& A4 X9 s4 o! a* `, |# @8 j4 H
2.1 优势菌筛分试验  富集培养过程中,1#土样的培养液出现的泡沫较多,乳化现象明显,菌液也较为粘稠,分离出较多的菌株,说明土壤中的石油烃能刺激石油降解菌的生长。经过选择富集培养、平板分离出4株以机油为唯一碳源的菌株,编号为ZL1,ZL2,ZL3,ZL4,性状见表3。进一步培养后筛选出降解性能较好的ZL1(1#培养基)和ZL2(2#培养基)进行正交试验和连续培养试验。 / F; f! O# N4 Q% q+ V4 H
表3  4株机油降解菌形态特征 ; G# A& ~% i' o- O  O$ E8 x5 V

5 E$ E$ ]  |( _. ~* F
! j8 F# v8 {1 ]5 g; |+ ~6 ?  n1 |6 j$ I2 j( L, p$ x

1 a# i: U' x. Y9 r形态特征' p& n: V9 d# E
ZL1
2 \1 L( Z: s( b4 @3 J% h! UZL2& Q. A3 M' X. y. A
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- d" k* D; ?0 M0 a菌落颜色& ~" d# `" [. l1 s+ H4 l8 O
粉红. b6 H# w+ D( w2 G
淡黄1 c" i' n. J" s
淡黄# G% V+ u% x$ [3 @) c3 S
粉红
5 e( m8 `/ q) ?* j, Y* {0 v7 [3 ]
% D) ?0 O4 j4 v8 i2 E& {6 p菌落形态
* A5 h% ?% J  {, z不透明,微隆起,全缘,, d! c# W% @* p2 ~: w; g
半透明,圆形
- ~% m* O6 q3 b半透明,圆形,隆起,
* }5 J$ O+ k, {7 a不透明,米粒状突起,. K, u) V3 [4 O" w" y3 [

* m1 l3 m9 P% M$ E  d% v 7 }+ N! k+ F7 e6 @2 V5 h0 f
光滑,有光泽
6 D- L9 @. B7 a6 N光滑,较干燥$ M$ Q1 T! A: C, Z. f' |. e
光滑,有光泽( m$ X0 `" f8 Q. |* w* [
较湿润9 z- b4 X4 T. b' |7 `" O  y5 H" K2 m  G) W
' z/ H9 c7 _1 [/ L, G0 [" V' C
菌体形态
. d# `6 N- ]- e2 H' G) Y- }短杆
  @3 b3 ~* y+ F( U球形. `" _; t8 w' T3 V/ R$ d
杆状
9 h& J; M$ F7 s6 L/ H- j丝状* J1 ~4 u: H6 ^: Q3 }$ H

( X) g6 ~! U3 O( K& u1 W菌体大小/μm% N0 [9 w: F3 b8 w8 s( E) q
(0.3-0.8)×(0.6-1.0)' d- S, ~, l% B! S8 v" c( d$ x
Φ0.3
* g9 W) k1 Z. W9 X' p2 M5 |(0.5-0.8)×(1.3-5.0)( ^. \# M) H& q! f- B1 l
0.2×(6-60)! L3 a1 W& R% I

; s  h- U0 p* [+ o, d革兰氏染色' c) \* l) S) `6 t( _
G
$ r  e! d9 [! P4 P) Z+ lG
7 x1 H% F+ D3 w% eG
) i4 K9 `- Q2 h, j3 Z2 ]G) N4 W! O) R: d: @0 t

1 o! V2 `6 e& _7 }: x8 b6 c% o初步鉴定
' f2 k$ ~; G. o( ^% H; g黄杆菌属/ A, \! z* e% B/ \8 S" c; n
微球菌属
. R. V2 G, [. q1 g: @' _假单胞菌属% g% q% J+ p* k: |- o
酵母菌属; P# S5 k7 e- ]% H5 w# X- K
2.2 生长条件正交试验  ZL1,ZL2菌株按设定的正交试验方案进行试验,测定其剩余含油量,以降解油量作为考察指标,计算结果见表2、表3。分析极差值R可以看出:ZL1菌的R温度为128,ZL2菌的R温度为73,均为最大极差值,说明温度是影响降解效果的主要因素。25℃ZL1菌降解机油能力较强;油质量浓度越低降解效果越好;pH值为7时,降解效果最好,说明ZL1菌适于在中性条件下生长。30℃ZL2菌降解机油能力较强;机油的质量浓度在368-767mg/L范围内对降解效果影响不大,以ρ(油)=574mg/L时降解效果最明显,还应进一步扩大试验的油含量范围以确定油含量对ZL2菌降解能力的影响;pH值在4-8范围内对降解效果的影响也不显著,其中PH值为6时降解效果最好,说明ZL2菌较适于在中性偏酸条件下生长。2.3 降解能力试验  向1L油质量浓度为270mg/L培养液中投加5g湿菌体进行间歇培养,考察ZLI,ZLZ菌的降解能力,结果见图1。由含油量与培养时间关系曲线可以看出:ZL1,ZL2菌被加人含油培养基后很快适应环境,随着培养时间的增长,含油量不断下降。ZL1菌在30h左右去除率达到最大,后含油量下降缓慢,到60h左右曲线趋于平直;ZL2菌在20h左右去除率达最大,48h左右曲线趋于平直。曲线说明ZL1,ZL2菌适应能力较强,ZL1菌在0-60h内生长旺盛对机油的去除率可达67.9%,ZL2菌在0-48h内生长旺盛,对机油的去除率高达76.2%,试验后期降解曲线趋于平直,含油量基本不再变化,可能是由于机油中的一些重组分难于降解的原因。 % x2 N0 y. y% y/ s; m" U  b

" F. i. c, P4 H0 y" `# T: u3 结论 % i% A; ~% G; M! @; F6 l
  ①石油污染土壤较适于做高效石油降解菌驯化菌源。筛选到两株高效机油降解菌ZL1,ZL2。通过正交试验得出ZL1黄杆菌属适于在25℃,油的质量浓度在424mg/L左右,中性条件下生长。ZL2微球菌属适于在 30℃,油的质量浓度在574mg/L左右,中性偏酸条件下生长。  ②温度对ZL1,ZL2菌的机油降解能力影响较大。ZL2菌的PH值、机油浓度适应范围较广,有较好的应用前景。  ③ZL1,ZL2菌对初始机油质量浓度为270mg/L培养液的去除率分别达到67.9%和76.2%,混合菌株的降解效果有待进一步研究。
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  作者简介:刘勤亚(1977-),女,河北石家庄人,环境工程专业硕士在读。" w6 E1 q, n3 y9 D" X6 E, B- y( y, C
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