微生物处理机油污染废水研究

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8 G; C( D/ d, L) ^! Q% h　　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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3 a3 g. g. c. f　　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
　　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。
1 材料与方法
; c6 f) k; x( \8 X# {8 h  ^9 L, a1．1 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。
+ k' E9 B, ~% ^# O# ?! d$ O表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
' Z6 \$ H( I$ J1 W
; S3 R0 n, ?6 I, J+ ^3 K0 n$ \6 y0 r
$ |' r4 R' U) f3 Y; ^$ I* E6 t
& l/ r; {' C0 f
分组号
因素
& w8 z7 \- h' e$ ?9 l测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
) h7 {. G- A( H降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
5 k# {0 v- z2 m4 L2 h( T
; P. ~: i( L# Q9 q5 G5 \8 [' R6 d. n温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
+ U( X8 B4 [  u1 |; K
1
25
' `- U0 O/ B2 e/ y424
. ]  g7 Y- c4 C$ D2 e5.0
0 H0 l8 q) g7 F) p9 M0 G+ G  M192
1 s0 X# T/ d5 S% v5 ]# q0 s6 o232

2
25
8 z1 v& S  b1 F" {. A5 J! _680
7.0
416
264

3
25
824
* p* C8 }& l. z9.0
630
& Z& r# F, W% t0 ^& ^9 X0 e194
, E! m2 z, T  h; ?# N- F  k
% Z* s" O3 I& _4 n( H2 p4
7 b0 I: I. v; r' ^30
424
7.0
220
204

5
9 f2 C5 Q4 i0 ]( d( h8 a5 O30
680
; W. h: T4 ^+ Y' R9.0
507
173
( a1 i. R0 [, }' G9 R, ?9 O
6
; i& s* H- O- {- _6 m% G$ R: j30
824
- ^+ @* r# m7 Q. L  v5.0
9 m4 B& g6 V) u; j+ _3 M  b. I654
2 {2 }5 r1 L8 z% K. s! E- U170
8 S+ n: K9 B& Z
7
35
9 R3 G8 Q) f! s) w" k6 |* V424
9.0
297
127
! v4 c  W' d4 b. I7 a
2 ]2 s" O% l$ h" F- o5 C, ~* {8
35
680
) W3 l& M6 J) e+ n( z1 b6 a5.0
* G1 f" G4 C# o$ y, n3 x* s569
111
+ |* b6 w1 Q) a+ b1 W3 d6 r3 U6 }
& ?. N4 s* f& ^7 H- V9
35
824
2 Z% f0 E" Q$ a7.0
3 }) W+ I+ _% B4 Q, G755
69

K1
5 i; C9 \3 i& O6 Q690
563
- Z! z4 ]; l9 z4 I6 n! [0 R9 c513
　
　

, b3 ]! H) }# D2 l* wK2
, P- W4 y! n8 M/ }. X- z547
548
& b9 _" N2 t7 B2 h6 O6 n8 A' i537
/ |0 R9 e4 w8 Q" Y! f5 ^! r　
: K" K  c! I' P* S9 ?. C　
. R5 D9 [# N$ O0 G! ?
: {( o; T8 U7 |% ^+ NK3
307
433
2 x6 t, v- O: r4 d494
0 ]$ u  b3 f1 G9 |1 @2 {. n　
; F7 l9 z: i& A$ F. |( Y6 O　

. j+ P) K% {8 x; ]0 R7 e. G% xK1
/ B, C# a1 T! e$ ~# L4 I1 a( t0 Z230
188
+ m4 ]6 t6 \* M; j; X" Y' M: B171
　
　

) o( |& M3 j( ^' Z/ i, ]0 rK2
182
183
  W( Y) D' o+ ]; e1 c179
7 B* H1 c; `: {, J. y$ \/ E　
　
' b  q, I$ ~1 U, n. L5 x
2 H2 T+ O) A4 P: O! n) j% `9 w: O2 iK3
0 T) [- l8 v( F% j( f102
. \, g" e! j" P. ^( _7 U144
0 w# f5 y: @2 l/ p! p3 \6 g165
$ F. E) C- _4 f# e. D6 j5 v　
　

R
128
2 k- i# i1 r8 j- {4 b8 ?  k44
14
　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
- s2 {) X) s: p0 w' H1 Q) Q
* H6 J- _9 K; V! y
/ }$ V% o' o# f  ?7 M8 _$ ^; L' N4 A

( d8 @; p" A5 [' ]* A: l分组号
1 L3 L& }& T' _) P1 ^; U) k" h因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

) e- }& y& j1 p0 q7 V& B) q" z温度/
8 f8 {' [) g9 V6 }: P' rρ（油）/（mg.L-1)
pH值
: N' ^* [4 ^3 k, ?
, o; y6 R# W& A; {: x1
  L+ k5 |- ^) x6 c7 ]9 G# u25
% d4 H$ L1 s. B/ p+ s368
4.0
69
299
: X" _8 d" L+ U* w4 j
2
25
, R. w9 r8 l4 p574
6.0
5 t8 r2 ]0 [3 S6 s267
307

3
% v+ d; ]/ \5 z# P" `5 h: U2 N25
767
' g1 ^) N+ l1 i/ O8.0
479
6 O; E( J) k' k- x: }* J288
  X" |% @( k( Z6 N3 M: F& h! C6 s
4
  J1 |" K- f- q" B5 y7 h( K30
368
6.0
- Y6 p: _6 S: c- Y" T! C& n" V354
& p( a/ W3 X0 A* o314

% H2 c' c/ U/ v$ J6 Y; `5
) }/ `  u+ Y: W/ ^4 q30
) z$ I) E" w" v' @! j574
8.0
296
278
* W6 z% N# K# W- R. ]0 \
6
30
767
4.0
462
* c- x+ Z' C/ F6 U' I305
; F/ x) P# u! I% y
) W% Y% }( U, C) M. k+ K: `. L7
3 Q. \9 K2 Y5 C( H35
368
3 N" ~: I; j' r8 `* A, ?+ r& r: l) V8.0
142
$ v+ N0 D; O) I; X# u( Q226
) a$ _2 Y1 E! B( Y
8
  W4 F2 z! p# p% J) n35
574
4.0
; o. b! f" z- V: C342
232

9
35
767
' y# j. P; q8 N: R' R8 T( w6.0
* n  ?0 c. Q* Q9 @' J548
219
3 V% S$ g/ X/ m" a# K1 k9 R
' ]1 K7 Q) i# u( Z( eK1
824
! B- E6 R: m  Q7 n769
766
1 X* s# F4 Q* s) T" Z4 @  e1 w　
# G7 o5 t9 l5 [% p# U# i5 Q　

* |' u& ?6 c+ F4 _- ]K2
4 q3 r3 [+ {3 K( j" s. j9 I897
9 z8 n$ S, E. d7 Y# c8 C817
- ?/ h: Q. F" I6 j  j6 n840
　
　
8 m( v4 \- P- y* l* u% \! H
  J: W2 N  d4 O+ NK3
- e4 T+ J' V! f( m( n677
812
' _9 _/ g2 B7 ]9 M% v792
5 }8 l8 w/ U; j: O　
　
7 \: I) t9 a, f: y
K1
275
" N; Q$ }# i  ^: k256
/ z2 s. B" v8 }7 n255
　
: L- Q) ~( I0 e  _　

9 E1 s! o6 O; K% f9 yK2
: r- c5 ?1 O' Z1 ~3 R299
272
280
　
6 d  J, D$ Q: L# D3 y4 c0 X3 w　
# I- h5 D" n$ m; H
+ U* D: G1 R( G" A+ k2 _* }K3
226
271
264
　
  n" A4 u4 M  ?/ q5 R. C: X% j　

R
73
. A+ C  q6 d# O9 |3 \( u16
* o7 E0 \9 x  F! x& ~+ x25
; B. K; P/ |9 w9 e　
　
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。
) E$ |8 c5 A; `  j4 i. F  s# O2 结果分析
3 U# a  P: ]5 t) s5 z2．1 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
: |& v# W+ q# M  `/ [6 {% B


' j- J+ F- E8 Y$ k/ C. K
: T4 F, R" x3 ^7 i; T' i: o形态特征
. y2 p+ E2 J  C. `: VZL1
8 q  }/ m& l, M  F3 n/ d& CZL2
; u- s4 |; o$ `  `' ^; k  g& jZL3
5 A4 w1 K  u# r5 XZL4
5 `2 E: X% j4 {# d  i- m& E
( P6 H: y7 ]& \0 x菌落颜色
粉红
8 `3 n0 u+ }+ }( L* Y7 `, p淡黄
淡黄
粉红

菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
9 h# t# N9 Z# N$ N: ?3 v半透明，圆形
* Q  x5 |3 P! e" a! ~5 a半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，
3 o3 @' }' |* U, A
$ Q# Q3 W5 r1 f5 F9 D　
2 F1 O; x9 i/ w  E, Q光滑，有光泽
$ h7 ^. O# s; D8 Q$ K  k, ~* t' }光滑，较干燥
光滑，有光泽
较湿润

8 V" p% Z$ |$ A! ~6 P& O& L6 G菌体形态
$ V: R0 G- r( `" z4 X# |; O短杆
) ~( h: X1 |6 c$ }& w3 F' V, O" k球形
, I3 l/ A1 Q1 l. @# @5 ]杆状
  C8 u9 D  Z' ~# @丝状
( d0 s+ D5 h& Q. ?% s* k. F/ T$ {6 K
& a2 Y, H, W5 t4 u7 [' v9 ]2 ]菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
$ a5 C, O, Z' v* `: A! [9 o（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
, P' F- n! |7 J( y( \4 w1 p0.2×(6-60)
  {7 a  |3 ]7 M0 D
革兰氏染色
8 P& ~7 D0 h7 d. P! w& oG
G
; a. J( d$ S/ x6 VG
G
  `' g0 y8 H& q4 X  y/ ^+ y3 C" V$ H
- {/ G* n4 {1 ~2 Z初步鉴定
黄杆菌属
微球菌属
假单胞菌属
酵母菌属
+ ^* q9 e1 a% v2．2 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。
) F9 H% z4 T$ f& E8 ?/ s) a: c+ B8 m
- k. R) Q4 N9 i  y' u5 J7 T; P3 结论
　　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。
# R  I) z  e; U& @

　　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。

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  G) ]& S' q7 t0 v6 n% E' D
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