微生物处理机油污染废水研究

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# {" E9 {" u( q- C" j　　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)
　　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
* O& R& t  c4 r0 y　　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
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。
表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
" Y2 b' f; ]0 F% i



分组号
  P* ?8 z! `5 _/ I- }因素
# I* C% s! s1 t" r' S& r8 Z- L测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
# g$ G5 d4 Z2 ~: \7 Z8 e* ]
温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
; j* o' W/ ~5 ]. W( wpH值

1
2 E# R8 F$ k/ Q! h4 m7 n25
- [9 x1 v# n) t2 D6 b7 w424
$ M. {( [4 I1 h9 H5.0
0 }0 T) u  T% J0 w& @9 s2 d8 k192
232
9 T2 c3 {+ u% D8 C  O
2
9 l1 Y9 E# V9 W$ Y$ t25
680
7.0
416
264
! Q2 }" I) t% H% _2 v' N+ N
3
25
824
9.0
7 x) K2 V. `% x3 x9 g9 ~630
194
; ?0 T# H* p+ i2 a$ {" ]6 [: g
4
30
424
7.0
220
+ |/ h4 C: i$ L8 M- A% e7 J204
8 i$ q# T6 q( a& w3 _0 r" n5 M
5
$ r, R+ v/ x' g30
680
9.0
507
" i! z: P' C8 v& |  ]6 u# x3 b+ Z, a173

) C0 K  c8 w. h5 t, q6
30
  z# r" E( N. f3 p' F4 @6 |! {824
5.0
654
* L4 {2 b& Q* b* G' T170
8 n6 r" \: }# s( s9 V. x6 f
4 J2 y2 \2 t0 ?% A" B8 ^& k1 W7
35
  O, v& M- c  j: p& n8 K4 W; G+ r  V) i/ q424
) e8 c4 W5 {$ o& j* t. y9.0
; I2 s$ h) G$ _! y297
127

8
35
) ~; u% D9 o8 `5 B; O4 P3 a8 }8 B680
5.0
# A7 @# G  V  X( C, S/ ~569
( X/ [* x9 s% C. B111

6 s: q( ?3 K, g3 [; G4 h1 X2 o4 e9
35
824
7 O6 G$ e3 x6 K1 S# z, I7.0
/ E4 p8 q& J0 U755
69

- N, m% \- ^8 q; F6 q6 u5 VK1
  E) j- F4 N; q, m! ?690
563
513
　
　

' q2 a) @+ H7 Y) ZK2
" X/ G0 s8 \9 I  ^5 w547
) ^  Q6 [8 S5 ]" b1 q5 B548
$ W, g; X, P: {+ n) B" J3 T, h537
4 t: m$ ?! R; C; i　
　
1 P, k( e* f. ?. l
: Q9 }* [8 B& d; [  ~+ |K3
( U  Q+ ^: g  L6 ?8 k307
6 N/ s& z9 U+ |6 i& q433
/ K" k9 M: [8 S494
　
. R  H: c. F9 J" B& t7 g! W　
' s; G6 w' v8 |" u3 g/ V
6 E: H' d, v* |, C& l( YK1
' T5 b- ^5 o5 Y2 [" z9 O7 p* |230
- ?% }; p8 J  [- i; G" x; b188
) I, T$ T5 Y2 p! _6 }171
6 E$ B, A9 L" I　
　

K2
1 l/ H' k- s* A182
183
5 t- v' i3 G; n) x, {( h179
0 O7 K5 {& l5 ]  k5 R5 q　
　

% Y: o7 j) a# `: L# RK3
102
4 s$ ~: S, K- |9 i$ L& y+ R144
7 F1 A$ x' d" ]! }) Q165
　
　
* U% m& S2 G& k5 @) L# n7 g
R
128
% f( T% s& Y1 C0 A44
# L* l0 P6 R  L. J14
! u! g* @( [, ?* A! b/ U" |　
' x; b/ o* F. H3 y　
7 w( B2 o0 Y* A: Y表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
- i) Z: I* j5 |4 p( {! N) E9 O! s2 o

+ X/ Z, [9 Q+ I1 I; |% q
( p2 y+ o5 w# A5 x
' D* A9 p; E2 X& p分组号
' x1 q/ f6 |! ^, w' g/ b! o因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
& l7 y) e' G7 M$ i) Rρ（油）/（mg.L-1)
pH值

6 ]! [3 \- M% ?9 B6 a1
25
- D" V* T8 }( l6 J, G3 B$ i: ^$ K# t368
4.0
( q0 p$ I" \2 J69
! \8 I3 L, _- F299
4 q8 l) c0 p8 D
( H( W; w+ q& C: g2
& Y3 N% n, h5 S8 C) |8 A# w25
574
( i3 d9 |0 `4 _) r- b+ s6.0
267
$ y& B; c' J: m6 s/ r! d) O307
2 G# W2 X8 f% D1 }7 ]6 }
5 _2 I4 P7 d, W8 f3
25
8 g* W3 H" H& v0 M3 z" @767
3 p7 A& J8 v9 h7 l- N8.0
479
/ ^0 e! z' k8 H  R; f288
2 _3 n/ s1 _6 z$ y& x! h# e6 |
5 j9 ]! \" b! d& Z6 L+ ]4
30
368
6.0
! D2 w0 i! D. n; q) D; C; A* F354
* f' E4 m. z7 h6 X' N. o: x0 |314
9 g7 c! q9 J( {( H; N
5
( M3 _; L: r* V$ R0 K30
574
4 J& x- c  S/ _0 A& `4 s8.0
! `, x5 o9 b. F2 M7 b' r, M296
278

+ A! x8 }5 v7 w2 u- P5 H, K+ t6
30
  T) S( w7 [5 w% }" D7 w7 Y4 S767
& a7 V* z! |- M9 j6 L& I& H6 S4.0
462
& W4 T- y: A2 {, t1 g0 Q305
2 f4 ~7 K) {& s1 w/ ^3 A" [' \8 @
3 W/ }# T1 G" n5 ~# R7
35
4 z( `3 J+ [4 O2 F$ M& _5 z3 \/ ^368
8.0
142
226

4 k% D6 h8 w' g; Q$ ?0 K6 }8
35
574
4.0
8 P0 @  a. Z+ s4 {342
232
/ ~9 q) Z3 c2 ]$ D$ l+ n  u
9 p# z: i. I/ O2 n4 ^7 ]9
35
% z1 T& ?  g. W. q# X767
4 A9 ^9 a! p& y( a  l6.0
548
219
# m0 \& L8 p+ _) |* Y% k
K1
) o5 f) s6 k/ F8 N# [% F824
769
8 Q. s8 f! E1 q7 O' Y" J766
　
　

, u- K5 Q, \/ _4 p6 l  `# PK2
897
817
840
* H5 ?# k# Y' k6 m5 G  h& L　
4 Y) ?* B& f7 H  u6 ~8 q; y) Q　
! w+ B( [+ \/ T2 ~* y1 |2 A. _
K3
677
& p, e" B8 d2 ^1 E+ z7 l812
792
　
3 w- p9 @' S3 R. L3 y　
$ e3 S+ Q$ d2 y# L
K1
4 b# d# C3 k1 k275
# s/ D. g. R. G3 N% Z: o, |: _6 J256
* [, v9 ~/ W( N+ X5 B1 R+ y1 L- i255
- y3 o. w8 g8 a, q　
/ p) H' J* Y/ l( a　

K2
299
- b& Y" J  s# I( u6 U: y1 M272
* f# Q+ T: k0 f/ O: s7 P280
　
( _; Z& k( ~$ t3 p. B　
! h" y: O. x2 z0 m) G
K3
! n1 q* b$ J8 j: A* @226
271
% f+ M( R2 l9 ], e0 J; K6 m1 A264
　
5 g3 K8 y; T- y! z# B　
: W2 j9 ~8 J( p0 p( _3 `. S
R
1 Y+ W" r" J# r  g5 U) J73
+ a8 m5 {0 S" [0 M2 X- y& e1 a16
+ J, m# {/ e" b7 a' b1 X. \25
' s% {( n' R9 c4 C+ @+ ?: K- l: ~: t　
　
; m) U7 d3 D* i. K3 D1 ]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。
2 结果分析
( \1 _1 ?( k( K2．1 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
* }9 M! Y9 M8 t$ J; w2 R
8 I% Y, q1 s& v# s5 Q
" V) Y/ E9 ^& [! F* w" r
) E4 t4 N, g# r4 k
1 t6 n8 k4 F- H" x形态特征
ZL1
: Q2 z; r$ B# r" S. h+ e0 PZL2
ZL3
! i# E3 `' g! XZL4

菌落颜色
6 i  e5 e1 l8 ^( H; h& z8 ^) i3 b! k粉红
淡黄
淡黄
粉红

菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
2 U4 }3 N: Y$ u1 d; z# d半透明，圆形，隆起，
- v9 v1 N6 L7 h* I( y9 |" v# Z" t不透明，米粒状突起，

　
+ ]; h: w6 b! F$ ?7 j光滑，有光泽
: J5 G8 b% v+ K: \光滑，较干燥
) ]. X2 C/ F3 P' i6 b光滑，有光泽
较湿润
# c7 S" _6 S& k6 X9 s; ^( _
菌体形态
短杆
球形
& \9 [3 ^1 s) }- d杆状
丝状

# C1 o* b, S+ m9 z# ^菌体大小/μm
, t( j  H7 c2 O- v( {（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
6 x) v9 x4 d) z（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)
- H) ]& {9 g1 _8 ]; ^" [7 B5 ?) I
革兰氏染色
" F  s9 x( ]  ?* j3 n% G4 M, U  OG
G
G
: `5 I* D$ E' Q3 L2 y( s$ cG

) s' _5 S/ u8 p1 q0 e  Y- J" c初步鉴定
1 X0 p. p& @, v% A' s4 M黄杆菌属
微球菌属
* @, `2 H3 f: t+ Z假单胞菌属
酵母菌属
+ Q% B4 {% D/ f+ C6 {+ S4 g# v. G% D3 x2．2 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。
+ q) a3 ?  R  O  D
3 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。

! Y9 o+ U( g. |2 e# |; G* Q
7 z8 H1 J4 h2 E, 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。

# r! b* y; c( A! r( X# m
5 p. L7 ~% U& o% p5 f3 _; h


1 W& Y' u0 R9 u4 c
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