微生物处理机油污染废水研究

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8 l( h2 ~( G& D% K4 t1 h$ t　　中图分类号：X703 　　文献标识码：A 　　文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
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, X......
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, G8 L% @9 z: M
' S& G+ e* Z8 a　　中图分类号：X703 　　文献标识码：A 　　文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
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)
　　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
) M9 o2 C' M7 ^  E  x- }; [　　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。
0 M# Q9 m, P+ J5 K8 t1 材料与方法
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。
) i- l; c" M1 k+ [表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果

! _$ ~: F% a+ l0 a

; ~$ w' N2 k! R: q* N
( T- N$ {9 p) D分组号
3 `0 \" u+ a9 z9 m" q3 a' \因素
) d% L4 Q0 m8 p8 X5 e测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
8 O3 n! b' @' S; q/ M降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

! x8 A! \' _5 k9 H温度/
% p1 j+ b) b$ {7 _* J$ vρ（油）/（mg.L-1)
pH值

1
2 x/ @. z( g/ I2 k. F/ [8 U25
424
( Y% |5 {- f; J+ {, W1 X2 k5.0
. B" W0 l# A" m0 l192
232
" E# t' C8 N8 a3 A2 S4 b/ V! r
2
25
4 Y# ^& D8 [! q& c1 |- p* o2 n) x& m680
7.0
416
264

3
% M% V& A/ J0 f* ?% O25
, z( F# k5 P% w) a0 p824
9.0
' Y9 a  [0 L, d# y6 n  l630
194
! E: [% y8 E/ ]# }
4
5 i" ?( v/ g% Z- ~' |30
2 w  C- ]0 R& [* M* q' }424
, E/ V" ?- R) W( n( c8 u7.0
# R) M& l) E4 K8 a- f220
204

$ k& _! X, ]+ N. {5
30
- }& C3 W3 y  }0 R8 @7 e1 ]/ k  _680
9.0
507
173

6
30
824
5.0
654
6 N6 k9 G' G6 |, Z! u170

# {7 h( J- O- g& }# H0 v7
35
: u/ C% ^. f9 O  o* U424
/ @/ w9 r: ?; c- E, N9.0
2 j: h& u! @! D- Q. C297
127

8
6 \! R) B- _" a% T9 R+ g! D35
: ^$ J) w3 v2 ]1 ?+ s1 P0 `680
5.0
8 D$ O' b9 s; ^+ |& {0 z569
$ ^; B6 x  u0 M8 ?' C3 L+ B111

9
4 s/ j3 `! ^! [7 l4 ~35
, c5 P* u) }8 T3 H0 q  t, s824
4 z! i& x. H4 r4 q2 Q7.0
1 ^- i- |3 L0 v& A755
% Q, m8 \: x/ T4 l% p* p7 J69
- ^( U6 s9 Q3 d
( u2 ]( N3 K5 L& QK1
690
; U9 Q6 }3 F  `- Q7 n3 _& x563
513
' g: P, L* k. l: ~! s7 c: ?　
  x. r% a2 O: c2 p5 o1 j( _0 g3 O　
8 T1 d: s: M# {2 `: V! r
K2
& g1 t4 |* y4 s0 O% a0 t547
6 V; |; `# |0 K, P7 j' L) K548
# q6 v% E$ a8 E4 G) E537
　
　

7 n2 C  a* r+ X, S4 IK3
" H- d7 V, Z' @9 [307
433
8 ~  v. H  V" o  ]( d" Q7 Q' Q! M494
8 a) W. `8 X# ]. Q9 A6 j0 p　
. V: F& P) ~1 D- |) B: Z, R　

* t3 z3 }1 |" s, Z0 ]) t" KK1
" I* M# l! p, L, H5 S" L+ I! ?230
" m. n2 @- q# u" s/ g2 m1 l7 Z# W188
+ l, U% J2 m* l; a! A1 d171
　
. K; R3 t  I% v/ `' i　
9 M( s: T' b* u# u
5 r2 H- j6 S$ K, ]* J8 RK2
+ _( f. _% G, o" _5 E+ z182
/ s: L, f/ o6 F" t% x: G4 j183
179
3 E/ `* b% z5 e+ k) D8 W1 m1 g　
. H. [, f" K" G+ d1 j　

K3
( Y$ V( y( \6 I102
# f5 x( [+ @+ H. n4 p9 a144
165
　
　

R
0 n3 Z! n2 q5 }# n# r128
9 ^$ _, e7 K- Y2 L- @" e" U4 F4 t44
14
. }5 Z1 t8 h6 t/ k2 Y% v/ i- z4 \　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
9 c  `6 @# m* n* f' T0 C
4 D  ^( p# W  ~7 K8 V# l5 y
  J4 v# {( U4 X) m4 v

2 k  w% T$ z4 r' V- \$ w分组号
2 u: O: g' q  q0 e. M, i因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
0 [  @  a1 r1 _8 n降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值

1
9 j3 o; H4 b4 E) w5 G25
9 `: O: ]+ }: \, y, j368
' ^7 m% Y; I, G4.0
69
299

2
25
( m! ?) d. X6 L9 u/ N+ @574
- L3 v* K3 L4 S7 U6 I) I6.0
267
$ U* O' J. z0 _307
) Z  j9 F3 C% V( I9 C
# c) A% r3 p8 g8 a2 p8 F' x3
25
) d( w8 d8 P) g: L% W) A' P767
$ x" [/ A6 _* o4 L$ B; Z$ K8.0
479
1 N+ S+ u$ z) L5 _! M1 G) ^288

7 ~1 H# p8 _( u3 u9 M8 `4
30
; O" L; g; s5 U0 J+ G368
6 Q! B. Q" A- z* E: H2 n: ?3 Y' t5 D6.0
2 t) h9 m+ B% r/ B" U354
314
* [1 E& C4 ?, M+ m7 V- m8 m
5
30
574
, I: M/ }! \$ \: a! x* v8.0
6 R( ^% ~" |6 B) F296
3 d* A: a# ]% U. O278

6
30
' q& P& ]: t) L7 D" H9 Q3 C767
4.0
462
305

- D7 l6 x* Y/ ^" [7
35
368
( \+ J* W; o; T( X! l$ T$ V8.0
142
226
4 ^0 Z5 p) J! X  r. B
8
( x0 U( x: L" H+ [( k35
574
4.0
7 i7 M# X/ _4 F3 c; W0 y342
/ C. A& t& g  h; e# i- A232

9
35
' L7 Y2 T4 K& t: s1 x& ^767
9 n/ N. p0 [8 W* ^8 X2 J8 P5 |6 P6.0
548
219

0 x1 ~% T+ R% ?; q5 z" D' O, dK1
824
: Y' N; F3 @8 E769
766
: E( a0 @$ O/ j, A: Q: }　
　
2 s7 W- |- s- s' Q- R
K2
* [. ]  X$ F  G; O6 B4 t8 G897
817
1 `. ?% H: y3 B% j6 Z5 i3 H840
　
6 q' z  [8 M4 j/ ~9 v　

3 P% L8 r% G2 y4 m& K! P: W5 ?K3
, h9 z1 s0 P* E& e4 ?677
" G4 n8 \& Y4 y% F2 {& f) o812
792
　
　

3 c+ }# i- u0 k7 T, kK1
& {& E6 p  J- \* Z: y% p( H275
: [) Q  ]; {  [. a' |- b7 u7 b: x256
# l: |" w: ~3 |* ^0 ?) m* R2 k% ]255
　
　

K2
299
+ B) K' r0 q, j0 w3 d8 m272
; f0 S: k, S4 a: W. S! g- o280
　
　

K3
226
. v1 S- p0 [$ b1 W* J6 Z, N0 L' I271
264
　
　

: D, z' w7 D1 }% C" Y* yR
7 @6 A$ M; b5 h# Z2 m% X6 H( }9 @73
16
25
　
9 `2 C! M: }  d5 h* Z$ |0 i) {　
/ V6 v! Q# l! M+ n; O4 d1.5 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。
( c' o9 C3 W" u2 结果分析
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。
表3  4株机油降解菌形态特征
8 P1 B- g7 \, Z  x, J
( f# g7 Y) L8 C; J" |( k, }


* a; c7 n: ^4 W  |0 k/ F形态特征
ZL1
. i9 |' v! x2 O* pZL2
ZL3
ZL4
3 d; U+ ?4 O+ L0 {6 T) }4 u8 a6 h
2 k& j4 u1 U( Z7 ?% F) O  H菌落颜色
' ]1 K. {6 I. ^粉红
淡黄
, e: Z& Z; w6 U) U; w淡黄
粉红
' h7 n6 G  `4 r5 |
菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
4 z, G4 V; E' V" W半透明，圆形，隆起，
0 y" t6 F9 `" e5 N! i不透明，米粒状突起，
+ ?; e' a! D2 D% v3 E
+ n' V2 H5 h6 @, \5 z　
光滑，有光泽
" k- d3 i2 }9 n) f: [- F1 H光滑，较干燥
光滑，有光泽
9 S. M/ \6 b& m2 k9 j3 y/ x较湿润

" R2 X5 F. v* u$ l! H" g0 ^, P9 f菌体形态
* c1 g7 R* X7 e; N短杆
9 x, I2 u% r$ i2 @; q' \球形
杆状
7 y, R# p+ M, G丝状

7 e6 Y: b! G% `& R菌体大小/μm
  ]. U5 f" B9 m4 O( l3 R9 P) K8 W（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
2 C7 N+ m5 r. \& KΦ0.3
# n9 y: Z3 T; i. f（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)

革兰氏染色
G
G
' U* ~" _4 _! x+ Z8 rG
G
% ?$ n" |# W1 t
初步鉴定
; ~( J- K/ L$ O黄杆菌属
0 f8 C* i2 I2 N微球菌属
+ n; Y9 N! m5 o. y: U" \+ Y假单胞菌属
酵母菌属
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。

3 结论
9 x/ M9 m) q7 Q  l; Z　　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。
  i, _' o# U- S' T" H4 q' X
5 Q% j' D3 i# a4 D* V1 J$ @; D# i
　　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。
( X3 I4 C! n/ K5 V. N7 K1 x
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3 l3 S! ~% S# n& m# M0 L$ ]: f



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