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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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/ V  I; [/ L% n9 u  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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9 Z4 b; @3 G9 s- n, Z5 y  中图分类号:X703   文献标识码:A   文章编号:1009-2455(200)06-0032-03) |, _4 z" z& ]
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) 6 c4 @# r4 [! _- Y
  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 % T" }% j+ A* c* r
  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。 ' @/ g+ \# h& u. e! _  u
1 材料与方法
; P  i6 z8 W5 f' Z& Q1.1 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。
8 L/ s: q2 `$ F( n/ Z; }3 q表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
% y# R& K" w9 z+ n, g( _4 a- F0 ^, t: Y7 V9 P# T

4 ^  s3 c8 P3 h/ G% q! _; ?# q) r( P: N9 `7 d2 ]
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分组号
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测定结果ρ(油)/(mg.L-1)
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5 S/ g3 s* N9 K2 n, N3 I# B
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分组号6 J4 s8 E: ~8 k# F
因素8 A! v1 B7 |# i* j
测定结果ρ(油)/(mg.L-1)8 A& G' Z0 |4 b/ b4 v( }+ P
降解测量ρ(油)/(mg.L-1)# E6 H0 e, \: i- X: Z

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ρ(油)/(mg.L-1)
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25
# j6 F$ R2 ^& G# f* @& I ; t7 b2 Y" x  @( G: O: V
 ; z* f- L" F& ]/ s' ~/ o
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。
& _; z- ~2 e; x- |( U$ v7 {2 结果分析 1 s6 P  X/ |/ }& f( H
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。 - A* m# Q3 e, s" J, T- F
表3  4株机油降解菌形态特征 7 f5 t. {  \5 s3 v! V& \: z
8 S) h) a: @; Z( g

  N3 {0 H% N  u& l& P4 }, F; v1 r  P* l' j' E
( u3 ?! C8 d+ k* M% E
形态特征/ l' t) V, v/ K# J5 q
ZL1/ h$ P: K8 S& D7 h7 s) ^+ J5 a6 T
ZL2& C4 @/ ~' n9 `0 h; i2 t1 P+ y
ZL3
  F% |; b0 x3 b8 q2 `5 GZL4& I' q4 K* V( X" n8 y5 v

8 l9 C- n8 @7 L' U菌落颜色' @$ \. }" c& h, ~* b: n% j0 q
粉红8 Z/ C- ^8 A# g( M. w7 n
淡黄7 Y: j2 C1 N1 _9 E
淡黄: V# K4 o, |7 I* ^) n/ H
粉红
) Y. z+ U2 N' {' |5 @# s; B! V% n' G2 _
菌落形态; q9 [# d; B9 M5 x- j
不透明,微隆起,全缘,$ ~" H# ^. L/ J9 H. L0 G5 n
半透明,圆形! g8 u0 ~8 `& ]8 G
半透明,圆形,隆起,
. P( z; m9 D* p; v, F1 W# ?( Y8 u+ v不透明,米粒状突起,
5 `  J6 a& y' h5 k  a+ v' a7 x  C# g6 i- M8 m: w
 8 W! M& }3 S2 x: H6 F+ k2 l- ^
光滑,有光泽' G7 Z5 M: w( g7 p4 O+ ?+ j
光滑,较干燥
9 D9 g6 u! u* o8 e, F+ h$ Q光滑,有光泽/ U" V8 ?3 ]% j* ]& ?% G  ?
较湿润
0 W6 Y4 e$ }3 V# |8 E8 d) Y. f; E  E# T/ p# L8 n  y! x
菌体形态
* h) n6 D. T% q. n短杆5 u1 t. n, a8 ^" p
球形
  H8 Z+ Y& ]5 R% g杆状& b; y1 B% n2 C
丝状
$ v" R) q. q$ A# s. D5 p
4 ?% {8 e/ _+ X! [菌体大小/μm2 s8 m. t, E1 s4 N1 }
(0.3-0.8)×(0.6-1.0)0 {# Z7 @; n  `% p0 \
Φ0.36 O" R- [( _% W5 e& g; \
(0.5-0.8)×(1.3-5.0)
6 z! {2 S; f2 ], @( ?0.2×(6-60)
4 f* _5 @8 _! p7 z% m3 d/ c
/ ?+ K$ p$ y+ O' Q革兰氏染色4 i7 Y3 O2 y4 U2 A" O  U$ F1 n
G- m3 y2 E( ?8 ~+ a$ h' _
G
: j# ^4 ?( X  aG
$ K9 {& ^7 }2 X1 R" O2 CG
# t1 i. k3 ^% V- _1 D
4 w! A2 s$ [' t初步鉴定3 m( C( W3 ~6 L" A
黄杆菌属- ?/ W' Y& U7 k( f/ C
微球菌属
$ g8 {7 ?- B* u% `, y2 V假单胞菌属$ C9 H( t; a1 a% N# c  m
酵母菌属
% T4 I8 B. \# E0 Z8 y# [+ _3 ^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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2 d# Q" g2 E; w0 h3 结论 # q9 Z$ f3 `& y) g- G
  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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  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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