微生物处理机油污染废水研究

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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, X......

                           
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* E. H9 P% V* s. Y' x              
      



　　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. ~) L' x: R! Q9 [6 t　　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。
0 s; D4 i0 C4 ~- v1 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
5 N8 Z" i* h& y" H, z
; _& A, d9 c. m: q1 T  i
- N2 q  b  {7 Q. y

  f! C: G( g* y8 i% f, I分组号
3 r+ G2 `% x8 N( ?: h因素
: [/ a. \& u6 W$ q, W测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
' _! j( u7 {& `% V2 R
! e7 E8 P) e9 I1
) B. ^, ?, H# p& v  i. ~$ x# l25
# A7 a+ T8 E! W$ `! A% q7 ?424
5.0
192
232
' |/ o/ V8 o/ u& m- }' h0 [" ?
$ y3 ^- y: h% G, g5 \  S  Q8 d$ s2
25
680
+ N7 z/ R$ b1 |! Y7 t7.0
3 z" a9 \4 m" Q6 {1 k6 U; Z0 c0 n416
* [! j8 _% y7 `$ g4 V& u& Z4 L264
5 F! N) O% q1 K! s% V
3
25
' ^9 d6 l! v! @0 K; T824
9.0
* P, p8 c7 j4 a630
194
4 k! O. F* z) n. l4 N: B$ U
4
+ `4 J* a! l' q1 O30
) O3 P3 s) m4 O. Z2 W2 F* [8 E5 z1 f424
7.0
220
204
. g& G1 f" f8 W" h
: r" H% ?3 \" a7 h5
5 z7 `) B- E& E% c) J% c9 S30
: m  w2 M' U1 h680
- D2 l( N+ O7 [+ l1 T# f  K9.0
507
173
; T6 }3 {# h2 X( E6 q
6
30
& \, Q8 M( g  F2 t824
6 `; H; Y. }- q/ M; o5.0
654
170
( f7 q- B% e) c( H- S4 a6 U
% |  s5 S& P% i4 E5 D, K3 p5 V7
35
424
1 _$ v" N$ W1 v( J; W1 C. c9.0
297
127

; v( [0 |( U0 i5 B8
" S3 V1 b8 F% l/ r35
680
) `0 T- }: ?* `7 L5.0
! h' c$ U( f  H( [, [# [, _569
% `( ]4 n1 t0 B: g* m111

- X8 s" l9 q' R8 ~' K6 N# ~- s9
8 u7 B5 U* G3 D, m, e& U$ P35
! m; y2 Z) `0 f' F824
7.0
755
7 V8 `6 P/ x8 ?7 j$ w69

K1
690
& f6 F+ M  }1 Z+ _* h0 m/ s563
0 u  l0 T; m0 a" t513
　
8 H) E; `  D0 t/ h, Z　
* n$ {8 q: X2 Q2 E( l
4 F. p* N# F& Y- v1 S! N5 GK2
547
548
; x. ]+ P4 L4 l( t537
　
' {/ \1 G9 U" H2 v$ ~2 Q1 ]* ]4 g　

+ N+ c2 e( h* ]6 ~3 ~K3
, ~! c+ N" \( P6 C- w. e, W307
, {9 p& R/ k- a, p, k: L# U$ e5 R433
' c, Q8 p8 r2 p: w1 c6 d  f494
2 R* N0 K* [- N  f$ B　
! A! q9 \7 N. d: x7 I　
/ C( j2 v( E+ }1 S! B% c: p
K1
5 n0 U! D8 p: C* @! C, y230
" l' y* A! E: H. k188
. ?; s9 B/ u+ O3 C7 a1 v" h# g' b171
　
/ @, F! Z+ _7 x4 ~& m　

K2
182
% ^- i; Z* S% x2 f& s0 x+ ^$ ~183
179
* ~% ~. u8 N1 N( A9 Y' j' {　
　
5 D5 J1 _6 ?  D4 U7 l! x& `
# d2 W9 p6 W5 R2 s: k/ jK3
; Z1 b8 }; o$ H6 s9 `102
144
165
; E) D6 ?* z( y　
　

- m/ M; q7 i+ Z$ S2 S: z* L4 QR
128
; m; C2 M2 f" Z8 I0 M$ Q44
/ c7 p4 P  C: X# w4 c14
　
　
1 z2 {4 y9 X5 R7 O6 R: C表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果




分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
* F- D& _- g& D5 ]/ y降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
( g2 Y. p9 t6 \/ ^pH值

1
25
# _( O( ?# `) C3 s368
5 v1 u* z& A: N# d; F' n4.0
69
299
) o0 S3 d/ Q- J
7 ]7 f: m# G2 @& c% L2 K2
25
574
: j9 M, e: l7 ~6 X& D. Q3 y5 t, g# F6.0
267
307
1 k0 r/ ~" ^: d5 C9 z8 Z  `
/ ^4 K- x+ P- a! E% _) Y. o/ z6 L3
$ T( s2 b; U; m* `25
767
) i) A# D) E, c7 H+ M# ^8.0
/ E; R$ e/ h& ?6 K; K8 R479
288

3 [8 G8 H- w& b) g1 X4
30
368
2 K4 v7 e1 f, S, n: X5 T6.0
354
% T. h4 C- y3 F4 \7 ]7 M314
7 ]# C% e" o  u5 E+ i# W
% N: _: j5 s  m  K7 W5
+ \. {( V) d6 a! B) H30
" c1 C0 M3 C; e574
8 W$ c3 d3 i7 P# M7 M8.0
( S# [6 o. \, i" t5 L. [296
- u2 g' K5 {+ x6 N' m$ n: [278
8 Z1 K, m: G* K2 S" t
6
2 s8 a2 \& |: \( f30
  `6 N2 ?2 g. c: R767
# y. S, {4 N& W! A9 }- x4.0
462
( u! c- L, ?5 ?9 E1 \( v305

7
- u& b+ d# H% _" K35
368
3 e8 j# E! D3 G8.0
142
3 g4 w7 w  p$ N& l226

8
. z3 J+ g; P+ |% c+ B. P9 ~2 \8 t35
574
4.0
+ t. A! |8 `& H' _. j3 J2 R342
232

9
35
767
; [7 i" \" J& R3 p0 J6.0
548
219
) w: Q1 ]! ?, d+ I
K1
824
9 G3 Y' [& n2 g8 R! w9 i0 b$ ~769
766
　
4 K0 l" |4 M% u　
; m6 Y7 x& e7 _6 Z1 _! X
& H  c0 }( O! c( r5 P% l$ l+ LK2
  [7 G  f' y4 j$ l897
817
% M  s9 q9 R. ^! Q: c  W840
0 y. M1 U  n  v, f  ]　
　

9 p% l; `1 _8 u, w5 rK3
- a  B$ c$ L. \, f1 T* @677
; s1 G7 ?- y" o; u. U812
792
　
- ~' |2 {+ t6 B% ]/ b　

) b' j: A8 M6 Y* e5 h# W6 ^K1
; T) @$ [6 n" \2 F. r. ]275
256
255
　
6 a) I+ K$ w( b, a- M2 A　
/ C+ V4 B; [2 Y
K2
299
272
5 s% G* C0 q( z. ^) Q280
0 T; \7 o5 e1 n6 B　
　
3 o% f" J0 c0 A: ]  d  L# a$ n
K3
226
+ F$ w$ l) u8 D; }271
264
# k/ P+ R7 \9 F$ Z5 Z# @　
　
( M6 n6 U" f/ M
6 i) f4 a: R* x$ uR
73
! ^# f9 C" Y& C4 y2 p16
25
2 Z( F4 m0 W: o' B; g- V　
1 C0 U# x8 n) s7 E6 ~" V. V　
0 _/ f0 Q$ T8 r/ G+ I5 Y7 ?# w  O1.5 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。
0 |2 J% a( p' ^7 `5 h+ E2 T0 d2 结果分析
2 U6 _" o0 r4 Y9 ?$ ~9 f' c; T2．1 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


) f! N' x9 X+ g" x
2 Q5 r! D& m+ ^) G% H2 U
形态特征
. P4 Q+ Z& o. y. cZL1
ZL2
6 D* c8 `2 d1 e7 R& l( E* lZL3
3 K8 {9 |9 v' u6 cZL4
. ~& T7 a& I) R$ r# q3 l2 n* \
1 }6 I% i4 s) S" P; v0 n菌落颜色
粉红
& f5 V4 M, }% Y( ]: M淡黄
淡黄
粉红
: W4 y: e( A# p$ T
5 @; W4 r; P/ P; [菌落形态
# Y* a- Q# ?& h不透明，微隆起，全缘，
& f# g5 W6 ?1 N; g6 D5 Z& n半透明，圆形
: d) K+ t! h( F$ E半透明，圆形，隆起，
: u8 w8 y: O/ _. Q6 f; x不透明，米粒状突起，

　
6 ^$ O( o" `* Y- ]3 C7 g光滑，有光泽
光滑，较干燥
光滑，有光泽
! q  {0 p  }$ I  m6 X) \- T/ ]较湿润

" Q: n* W" J( U菌体形态
$ n, _8 X. [: i& R3 g, Y6 o% b# b$ a/ a短杆
6 O, s) y" Y5 b" x/ N) o. {! w# O球形
/ Y3 M7 W& A" ~$ ]2 t9 ^杆状
丝状

菌体大小/μm
8 S) R4 }! ]3 q（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
' M# P6 _. }( Y- s7 WΦ0.3
& Y( m& g/ B) P+ g- e' K（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)
$ C) r  S8 n4 O' d
革兰氏染色
G
G
G
G

初步鉴定
黄杆菌属
( Z0 T: F4 `( g+ b3 b+ \8 F微球菌属
假单胞菌属
酵母菌属
0 u4 x& E- W% A3 e2 M. S3 o2．2 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。

& ^: \8 s9 R  I8 W$ i. i. \* e" b3 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。
) F5 J5 B! S/ N2 k9 R

- d, M  J2 @1 w' I  A% @　　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。
  B0 l/ I" x8 @$ B9 ~, H2 ^





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