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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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  中图分类号:X703   文献标识码:A   文章编号:1009-2455(200)06-0032-03( e0 g2 |9 y. g' B' I9 I9 t. k
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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! [+ y1 o7 S1 C- q9 f  中图分类号:X703   文献标识码:A   文章编号:1009-2455(200)06-0032-03
& O8 p4 _8 Q4 wAn 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)
5 d' U8 p4 u+ Z+ c; f' e  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 9 S4 U$ v6 z; z( X2 q. Z
  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。 * T8 S, V& J1 }" z  H% y
1 材料与方法 8 i. t3 v* z) u7 w/ y
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。 ' w' D' Z4 t$ `/ i
表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
5 L$ \* {- A" l7 Y* f3 n
4 v, H9 @0 R" u" S$ d
* d& H/ b) A/ w# Y! N; C
2 ]7 A3 T1 `3 D9 q1 j2 E/ G8 e6 n, ~3 o8 j: u) U: [+ m4 U1 b# w
分组号
, j; E9 }8 N6 g2 b4 h% Y( T7 ~  I因素
, R+ t& g5 T5 \5 @; Q. c) J测定结果ρ(油)/(mg.L-1)
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30* M3 M) W  t: Z. X
8248 h* {. H; F- y
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102
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165$ U' g, }8 a- p  c$ l3 Z6 ]
 6 P1 `! H. R" E( Y+ l2 h
 " A5 F" ^  u& k4 H  E4 [

# n! z& Q/ a3 i; L1 C  oR6 `! W4 a% U2 x+ ?$ V" _! P
1281 _/ D) U4 i1 `$ @' C6 J4 v$ j
44/ g, M5 s( ]. a1 e7 _: i0 q0 t
14
/ v, I3 a, k, @' Y3 P 
, g' h' Y: e: b( t( g1 H% T  L 4 D. N- m1 f, k( w: D1 H
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
" s, G0 F6 p, V% a6 w# i# Y& F) A; I1 F6 R4 s3 ~0 k9 ^

1 h6 Z+ B3 z3 N- z5 A
; X( s$ v% J# q, D3 b& u" m6 D
. u; ^1 m' P) r6 J+ }分组号
" T. s1 u9 {; v5 C7 L5 p因素2 t# V" W% S3 W/ t7 Y# U
测定结果ρ(油)/(mg.L-1)4 _* {' K4 O: ~5 E- G3 x
降解测量ρ(油)/(mg.L-1)- e( F) Q4 ]' O0 ]$ O+ q& }( L
( ?+ H# N/ {6 g. F9 W
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* Z4 A" |! Y, [1 [ρ(油)/(mg.L-1)
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299
. Q( g: X! S) Z/ }" J- u4 d# L# c
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250 ]) a$ ]+ x1 r4 |: d2 Q$ O
574
- b- H/ L! p% P9 S. H  S7 R6.0# z2 F1 |2 P3 J" o% U. K. g
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, l5 Q4 ]3 @- T; L- e- n3
2 N+ V/ N$ x0 g# h1 \5 E! k25& O5 c6 d+ V) ~4 C
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8.0
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16  S( n: c6 p9 j+ [) X
25
7 p+ Y4 H$ A1 m4 h5 {, u 
9 @+ W, u7 r. _3 I 2 w* U+ L# y2 m3 S: `$ f
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。 ) I3 c# j: L& r$ s1 W
2 结果分析 1 T; O/ A7 C9 ~! z
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。 , j8 q9 b5 ?3 M4 |# ]5 V" c5 d8 V
表3  4株机油降解菌形态特征
. b# D, r  P% H  V; d1 e* D) M  {5 K% D9 B) i4 u( U' v) `2 ~# [

" n1 p$ q* h5 v0 e& h5 z3 b0 I4 d! F% o8 i9 {0 Q5 l

# t8 i) g6 b; G& q6 B形态特征7 J' {5 [8 `) C& k
ZL12 e( V5 t& d- g9 C9 Z/ j4 y2 Z' S
ZL2
0 N* M; u" @4 r9 k6 T' XZL37 b* z" B) s1 X2 R
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# g, R& R! N' P9 T菌落颜色
* y- B5 o" N& G! k% y/ M+ d4 p& {. }粉红! ?/ m% p* A& G5 R8 A: @& \4 j: R
淡黄9 H) U1 m& M0 z. k  D" q
淡黄
0 k5 C5 _. d7 Y' r, O粉红
8 \3 t9 Y6 P6 ?1 h: U
& D' @" n- {, A" I( j0 x+ F菌落形态: t3 H2 g% Z) ]0 Y$ H2 }; B" l
不透明,微隆起,全缘,
5 g+ J7 Q( b: W8 k8 m4 [半透明,圆形5 m8 `( ?7 K! ?
半透明,圆形,隆起,6 U3 ?( x' @3 M
不透明,米粒状突起,4 E0 S: t1 Q/ ^2 s. Z

/ g' b; g, z. ?3 I , u; I- q0 B, |* n: @' N
光滑,有光泽
! N! @/ o+ k+ ^3 g; T/ S光滑,较干燥
: G6 M* G" t7 H# q1 l& j$ ?光滑,有光泽$ g9 ~& v( c7 z
较湿润
. K$ ]! ?& @/ g4 T+ z4 x$ d/ A, {+ b8 y
菌体形态
- z: f' o. Z. v7 y( t短杆
" ?" V5 B* w+ X- F1 I球形
+ s2 z0 F, Z  z; b杆状6 w0 @9 @6 F; A* W  r8 X
丝状; |1 Z0 |4 {$ {8 J

9 Z) a1 _4 {' f4 V# ~" u$ v菌体大小/μm3 L! s% k$ f4 }
(0.3-0.8)×(0.6-1.0)
( ^, O8 u2 i7 H$ kΦ0.3
2 V* A8 q1 M  C(0.5-0.8)×(1.3-5.0)
# S/ Z! F4 g& Y3 I" P' J0.2×(6-60)
. L( _2 d* L( E# C) h1 Y
! [, Z$ F" @( N9 p  _革兰氏染色8 {# U/ Y# }- _
G
# @5 ~& Z' ^) U0 HG
* [9 ~+ N3 v" J4 m/ f/ _7 xG
+ A+ S$ A: P+ u9 J- ^G7 E0 O& \- _( ]. p; J
* K! [2 j4 ^: c) d
初步鉴定3 Z- s5 E, K$ f8 _
黄杆菌属2 h) d* V, }" n& [; m; J% R
微球菌属
6 p1 |/ q4 p* u- I假单胞菌属
  R  Z1 W! Q# o' R, d5 S3 _0 f; A4 w酵母菌属& Y2 G  x& }: f8 P% j, d
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。
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5 P; P: \& j1 K0 o/ X  e3 结论 ! w9 C0 D. f0 q/ C/ Y& A1 _
  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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. Y8 W: t! y- s4 d  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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