微生物处理机油污染废水研究

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6 O3 K3 ]) z% u* }9 U4 e　　中图分类号：X703 　　文献标识码：A 　　文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
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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
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)
7 E  k+ M5 o2 p$ c+ l( 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
　　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
; f9 g! @/ F, V( O4 X' i1．1 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。
表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果




$ W& Q5 H0 p5 M6 H6 P分组号
" g1 ~" X7 x2 s- }因素
2 u, E9 o) E: v3 [测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
) x- ?6 c' |2 g* x! a: x降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

. @+ z0 F& G% c) w温度/
: S1 M) L8 G, N" d% N% b+ P, {ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
; z+ }' v4 S- O3 w
1
25
424
$ r' W" H: `( Z7 ^- \5.0
192
232

2
25
680
7.0
, Z$ D4 \: i2 x* i  w$ l416
264

! B" o9 W: r/ v7 H1 D2 P1 Z3
& \% ]4 [8 i9 c* G6 C3 k6 w25
824
/ p& ]# R- P" B- N5 X( R& O9.0
( O! O! F1 u0 @2 j630
194

+ ?) S, q$ t+ I5 ]# e4
30
424
% Q' L% Q( n& _. D% `+ I2 O7.0
220
! b3 O3 O- T& Z$ a/ M; D1 b# G204

6 B' \; t# I% [5 t4 K  ^* O5
30
; n+ ?& V! X! z5 n4 l4 G680
9.0
507
  o0 h# V4 ?- q( r9 \& Q$ R9 U173
  F# j( M/ I! H
1 u& U1 U+ ?% Q9 p. t- V6
- C  ]/ j8 ~" L30
824
5.0
1 h8 D; n  n& m, E654
% G8 _2 c6 P) R4 e0 ]* V6 u' B) N170
5 N. |3 |& p: U& A
7
35
6 L, F" P" E) ]8 P% S, t+ v424
, j, |- P* a, _8 K6 U  o& O4 L$ h9.0
9 z7 g6 b1 E+ p# `+ B$ L0 D; d7 F+ m297
2 ^* A( v" R- [6 `2 n127
. s! w( C! V8 P# E) z
' R* E% f; X. r; y8
35
. w. b; G: M  o4 n5 \* ^680
0 X5 ?( h! n, L# h3 r9 a5.0
. k$ [( P6 _0 `( L569
111
  C; v2 s# s- N
/ g; [6 h+ l1 X2 |6 w. ^; e9
35
824
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( D4 e/ J% h  y7 R755
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% t3 e0 e" k; k  lK1
690
% B7 M% b: n# Q% u3 s563
2 U6 f8 q- U! L& j( V# D513
　
& [5 b8 F7 A' H9 f1 W0 m　
' q, m  L4 J! e4 r, `7 j4 V
K2
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  s1 |- C+ u. x0 |
K3
$ v* Q3 x# }9 g) z7 ?0 Q2 Y, ^1 q307
433
494
　
! B3 o0 Y6 V) I8 i7 y　
5 J' ]2 {; l: A' M' a
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230
# \7 G# K& b+ f2 q2 F3 k+ w188
171
　
　
+ z  E4 U9 e- B- Q7 V
! l( B' e4 E* O. j% f, s, i) k' TK2
: |( C& Z# E  S$ N# C$ Q" L# Q182
183
9 f! y; B7 I0 ]" C4 R0 ^/ x179
　
% w. J$ E% u7 y8 O8 L　
+ i; z6 c3 h3 N$ u6 i9 s1 X( l  F
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102
144
165
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- ~3 J& x6 p' A" W+ I+ Y! C9 ^1 t  E表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
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0 ]" q# _! ^7 h& r. P8 l
4 d9 a2 F1 W& Y% H1 {; |' Y分组号
因素
3 _& y+ n7 _9 V0 O测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
% L. e+ L! N$ r, m降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
4 q  V+ y  o" j5 N8 C! [1 A, _
  y* R/ X3 x1 s2 B: C9 I温度/
% ?( L. r1 R# N+ }ρ（油）/（mg.L-1)
6 [" s$ f+ p5 K8 t6 \( `pH值

1
0 ?: |! V: m- e2 V25
368
4.0
69
299

2
# @% J4 f# Q7 x* }% e25
2 {1 t$ E& {7 F0 p+ d, |574
+ |5 Y7 a& G2 V. K. y) l6.0
267
307

5 o& Q- x& t) @# P+ q3
: |: V, W& {& |2 F* l& U25
767
# R2 {- g1 Z- M; [7 G0 K6 P8.0
479
288
/ H/ G+ d, R+ i9 B, \
& Z1 R) ?, G& H# j  V" @6 Q* D) v1 U4
30
/ n' L$ |) }& E' q5 _% z368
6.0
9 j+ v0 z; q9 S* Q354
314

; I& M: g# A) @6 o% h3 A$ j5
30
574
8.0
5 z2 z  d& b& F" o8 g/ H296
* [( H1 L6 N2 `9 c278

4 J. n! P. ~0 U& E6
! f1 }0 E6 ^+ `2 H' |4 t" ^% [9 I1 ?4 [30
( m- I% K7 }+ J, v; ^767
# l" h% R, G, e5 }8 V! z4.0
! m) g; n5 T$ ?8 |" N$ q0 Q462
305
6 y1 G- r5 w/ D! s" g/ q
7
" r; E5 _2 A" c: M3 X, j& R& {35
: i" l$ W6 `9 w368
8.0
2 O3 T/ T% F$ F142
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- P4 K" y4 ]2 Z1 }2 t
8
35
+ b0 v: u; Z6 U+ S" `4 f& v574
4.0
( I. u( x& J* Y; |2 {  O+ ^342
232

+ [% z, W7 K9 p+ H7 R+ Z9
; u+ W* U, T& W35
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4 v. J3 G3 i6 S3 Q! ^% k6.0
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, R0 T/ s9 U1 }! C) E219

' Y: O* U: m" w; F% s! [K1
824
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766
　
% b/ N" [! w# ]4 Q- K( ^' J　
3 P) v" q; g2 I
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. v: U/ y3 l  _: E) w- N　
: ~- b% @) P% ^
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0 n" g  B9 \, F' o　
　

K1
3 r) ~) C: W+ Z7 A( ?# b6 j275
256
, u* T. W/ o( v" d255
6 U! B0 e* l  k0 h. H- o1 Y# X* t　
　
) E& f* x# m  l' N7 x
! f  U; I1 W8 C  _K2
299
# N+ I6 Z3 A; c$ O+ c. H272
280
　
　
3 F2 D8 r! r6 `7 g. w& g
9 ]3 G, C4 R  M/ RK3
226
271
264
& n+ G" y# \5 ~9 ?, G7 t. ?　
　

R
73
16
25
6 l! o- u: H* {+ i4 t9 w　
1 f6 a1 u, e+ A8 l4 v5 ]; L8 [1 U　
' ^! M+ M+ Q( k1 a# r0 m+ j( ^, ?% c1.5 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。
2 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

4 N( L! s* j: R7 f( e+ P
! i0 |' T* ~# }. V3 _+ L. \
7 F6 E5 T- o5 n0 F8 F2 g
形态特征
/ r8 {' \' f3 o) o4 H7 k; n: KZL1
; F5 u' x; }+ B  z  cZL2
ZL3
ZL4
) d/ q+ R8 d' \# m' z3 Y7 X$ j
菌落颜色
* I% _+ ]3 \  P7 @  E粉红
淡黄
6 O! Q7 X" e4 y( H6 C淡黄
粉红
4 z* G4 b8 ^% T+ r/ Y
菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
( F8 Y0 P! u. M( ^半透明，圆形，隆起，
: v2 T; ^" X, p$ E. J2 X8 g不透明，米粒状突起，

/ K1 i2 S5 f, D　
光滑，有光泽
. H9 B( v* `9 S光滑，较干燥
光滑，有光泽
+ S; r( x+ H' {6 t/ I' W9 _* x较湿润
; N7 h6 I! r+ X) _
3 I2 t6 I0 s1 H5 ~: |菌体形态
短杆
球形
& B: Q2 o& s$ k+ i" w2 K5 `杆状
丝状

菌体大小/μm
0 L3 G* T6 ^+ J1 x, _% g（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
- o) G5 ^% ?! O& p' {Φ0.3
. @+ i0 e& z3 D2 M2 Y; P（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0 ?4 F- A/ f" f9 T9 X0.2×(6-60)
" k. K1 P5 C% L
革兰氏染色
8 N% L6 i! @1 U( d8 k$ A, I: BG
6 X* }& z$ j4 T$ V, {: lG
& L( G7 D# {8 |+ S8 M+ c% CG
G
! P; C3 ?$ A5 t6 O
8 U) C' ^0 b" D2 b* e  I2 @初步鉴定
: f$ i5 x; q4 m" p( d1 M" _黄杆菌属
0 d7 [! t1 K* G. f微球菌属
假单胞菌属
酵母菌属
6 B6 M/ T+ _" E' y2．2 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。
; @: l) Z  f) v% W, E
3 结论
# y( r  l" j: e' W" r+ \6 V+ d2 |; q+ f　　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。


　　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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