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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  y, G9 ?  m# a% V# B
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4 Q' {0 Z; k( y  中图分类号:X703   文献标识码:A   文章编号:1009-2455(200)06-0032-03
. O: w* L2 U- R! a4 S0 q! [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)
; q7 n3 n! b# b% 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
; G3 A2 E4 l1 H) F7 ]  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。
& O: h$ ~5 k8 V' g. j1 材料与方法 : J, b5 D6 p" e6 v
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。 5 ?7 L; [# u+ j2 t
表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果 " g- W6 G1 P- a4 R& G# R

' m4 ^+ j% n! M" G# L+ A2 E) X# \( v  m/ V
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分组号. f9 T. T% }* d  w
因素4 `: V& k. h6 T3 K3 z" F+ e+ d
测定结果ρ(油)/(mg.L-1)
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/ z0 p5 U% G) H) o9 g8 m! x) g 
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5 ]" B) M" r) n) O0 TR
2 F0 V( f7 r1 U128; w* I$ Z% ~3 c) _+ R- k
44
7 |7 O9 k% e( g$ S, V1 B14/ n( j4 q% R, p3 z# `3 C
 % E. u/ V1 k9 Z# p: x
 1 \6 \8 j, o1 u$ d$ C3 K
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
( @2 T: p" Q- }/ H3 ^, b
& c0 j0 L* z* a* W" M$ _4 K+ e  H$ I6 Y# y4 z# M  F
: }0 ]3 y4 {$ X/ v# M

! l  |3 g: S/ ]6 b0 o分组号4 s, G& }$ ]6 {, }0 d2 Y6 a
因素# x( j2 G7 E- j4 h1 E& _9 B* ]7 J# S
测定结果ρ(油)/(mg.L-1)
$ @7 [- R& w4 N降解测量ρ(油)/(mg.L-1)3 \9 R. _0 w7 y, ~/ a6 ~

8 R0 I9 P' F8 I9 Y) `8 E) B9 d温度/% @' m9 |- w8 H+ x, c2 }3 k7 K, ?
ρ(油)/(mg.L-1)
4 t6 O2 h% K0 s5 P( jpH值1 e7 C' a/ b+ i' q( d/ U
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1
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4 g) y/ U% N& k+ [, f; N) H1 F" l; Q# C4.0
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6 h3 m5 d- o3 q3 A2996 m8 z: W  {% A$ W
5 N: W& \1 `; x9 }  H
23 W+ Z0 `/ e4 W* K
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25$ I( }& ?' d( ]7 L. v
 
. V5 G' f% x8 U7 \' \6 K2 z; g) g 
: L3 n& @( x8 [5 J5 ?' j1.5 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。
; \5 K  p# A4 t" f3 S! p2 结果分析 , e5 p- z& ]8 R
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。
+ m3 f) W" T9 J. Z7 y" |3 T9 o表3  4株机油降解菌形态特征
* g4 h  }4 M3 B+ F, H; \/ a5 q& ?& ]( l; U

5 y8 k. I2 t1 A0 T8 u4 b: d) O
9 e9 `9 j8 o* E* H. V
; V+ A  t7 H' z, F$ R7 f6 z  \形态特征
# \$ R: J7 `/ [( [( w- XZL1
  v" p# E& R, ^7 B# [ZL2" Y/ U8 q, O# r' s7 y
ZL3
1 K0 r0 g, Y6 G. W! M* pZL4
" ?) U' n$ x! x
+ ^* E6 _% z% h- I- r菌落颜色3 Q2 Z, }& _8 y
粉红
; c6 ?# x( A2 O6 K淡黄0 D! Y# z: C; C. U% Q% m7 p0 m; i
淡黄: b) W* Z- [2 `$ H( }; ^" P
粉红
, g, n6 x6 a# I: D. d0 s6 v
5 S( O, j4 F  v/ Y$ [( o0 K$ w菌落形态9 j, Y+ u; ^; {% |$ `- s
不透明,微隆起,全缘,
4 M( K" z) A( r1 o4 v: t$ I半透明,圆形
- i  a' I8 V) f/ ]- x5 d) k半透明,圆形,隆起,
7 t$ ~: R$ ?' c5 l' P: o不透明,米粒状突起,
2 p- I( h7 s& s( I5 h. L, Y! s7 C" Y
 $ Z4 Z9 N' X/ ~( ?1 @+ [% A1 ?
光滑,有光泽
, b' D2 ]" _( G& T3 T$ h" k光滑,较干燥
) R# o4 i/ f1 u' I3 r" Z, _光滑,有光泽
: Z' k, m5 z0 O2 o% W+ |较湿润/ Q# S( w, t9 C" @7 X4 b; r

/ j, v2 E" p3 R菌体形态
& Z1 E4 S3 V- v' S! p短杆0 I( a' v! p; j1 W
球形
; P: {8 q; k5 S" G9 x杆状
6 ]3 l( v/ o/ k" q3 X& {丝状
5 n) E; a( a" e8 X" ~1 t) u
; \. d8 i/ N2 e+ Q; {2 t菌体大小/μm$ I4 T, Z+ I; s4 Q
(0.3-0.8)×(0.6-1.0)
/ S7 m0 b" g# cΦ0.3; p  E2 w8 ?* c+ K; R* K; f
(0.5-0.8)×(1.3-5.0), T1 N& Y; s. ]* ~8 v0 @
0.2×(6-60)4 R" F: I6 p0 G! ~0 o
; F& ?; k& x5 h+ A2 A3 A
革兰氏染色
, E! [3 Y& f. j( H/ @G
( x  e* k& k, c; }' g3 q, j0 x- jG
- F$ Z  ~! s9 x6 xG; b+ k- O5 G- V- {/ j) q$ y
G
+ [. f* L$ \, J* m. y# d
( H9 Y6 L; ?& m1 U$ [# ^* H& o4 N6 s初步鉴定
7 Q: s4 j' G5 H, I% ]6 G5 ^8 j黄杆菌属8 x+ ]% w+ Q5 ]% f3 Z
微球菌属7 O8 p' A0 D4 ]
假单胞菌属4 F# E$ B2 x# t$ O: ~9 P" Q
酵母菌属
" P- C( k  H9 Z' _. H2 ~; 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。
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0 y5 U% s* @9 ?- s9 T* `3 结论 ' ]6 p' ~4 t6 R4 Z. c: y
  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。9 Z4 j0 E) B6 o' Y5 ]2 `3 N0 O
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