微生物处理机油污染废水研究

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( C- n2 Y* }; d3 z6 s5 D# ^+ K　　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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　　中图分类号：X703 　　文献标识码：A 　　文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
6 W/ {4 F7 n/ U: q6 n; OAn 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)
- o" \9 E& E1 o8 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
) v. q$ J. z& s; I) z  h　　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。
9 [1 h  \$ }' D0 @1 I' j* V1 材料与方法
8 A! i% ~- M& Z( }/ ?% a1．1 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
8 {+ j1 u, M+ v/ J8 T& Y

& `( N2 u4 a3 {$ K8 s: S
: Y6 y+ [' n9 h  w0 z
. K; ?& Y  q5 i( e/ C分组号
$ Q0 V) S6 ~# W因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
$ g8 s; U4 v  c3 }; j2 Q9 x4 _2 u降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

+ W9 `1 F, h- O' E! t4 O温度/
2 S) ~4 i) d! }2 t( `* k* U/ p& bρ（油）/（mg.L-1)
6 C" A& @8 f( E) U+ N* j9 TpH值
8 Y- q. ]' G' o: I, W
- o6 ]7 \4 y) R! Y6 d+ `4 K1
0 w/ }. B  q( D25
424
5.0
$ H. t! B/ a3 a2 X192
, W+ K! z" p' x; y+ \& c" C232

6 c* G7 ]3 C$ y2
25
680
7.0
416
/ w' b  @$ s% E$ y9 Y& O2 d6 V7 A264
# K$ v6 C8 B$ o  {
3
25
0 L9 c* r! N/ n  N9 L( a4 ?824
" P( m/ t' J6 i1 E- ]& f9.0
( k) w0 |! |2 ^3 O7 u630
$ Q2 {. |: k# i# A194
2 K. Z" }* n, |% n* `% n& l
4
4 W' N5 X& p3 R; [+ |30
$ X4 S9 U8 Q; H; s9 c9 a' X. s/ o424
) x% z7 e$ w% C' D+ u2 _7.0
. p4 y; ^  p3 \220
204
( @! O# c6 n8 W9 H' a1 i* g3 {
9 T/ V' X- _/ _) z/ T4 V5
30
+ v; V7 @* }( G5 H  }- p% r5 t680
9.0
507
173
, w" `# U7 |- C; S/ [) ^
- D# ]& B) U& ?3 Q9 P4 g6
30
* A8 b2 z0 `  m8 }5 c. n824
1 {7 I$ E9 H; ~4 F$ Z. S5.0
654
170

. g- H: [, q# L  Q, L7
35
424
; Z# \  C  n  h* k9.0
* V0 N& a  t' t# d! B297
7 [8 C$ Q9 N- d) }127
2 e- s7 j  X9 Q! A8 V  A* Z- {
/ ^! U( i5 z& @# s8
% ]* e4 b1 \& G+ N! C35
3 V( O  T0 @5 y; O6 g. h2 m680
( z, k) U  |, l) C* t9 n5.0
! Y/ P; v- R; U. @! X2 P569
111

9
35
824
  }3 b% h; w8 X! s8 N7.0
5 R% {- m( `" `$ {: X' p/ i755
+ k  x; |) P# i/ x0 P6 b69
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K1
0 e) q: ~, [/ k- C690
6 c: ?9 F2 V1 x8 @563
4 O# G, b3 L. T) q6 O; Q513
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* m6 O' Z6 Y0 n  ~: @1 U, r　

- [& E) O; k8 S' _# [K2
8 N! m9 M4 J) l$ [# S- U547
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( [; O7 H' u# r4 c# j( W, _; ]　
, _/ V; h' r5 f7 Y+ O
K3
307
433
494
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1 }* g3 c- B" @4 R9 t) L
- c! Y& J8 @, P" Q! ^K1
3 ]1 ]. v- d5 S* B2 ^6 r% b2 }230
188
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& Z, d( z$ m) f  z: C- u　
/ ?/ X: R2 {' P$ P7 ?' U　

K2
+ ^2 S2 c- |+ D" |0 B182
0 y' v1 e. M. m) J0 ?% S183
179
' [- E7 o( |$ q# J+ r3 P　
　
1 @# D7 a* Z& i+ [( M4 M& x
% }/ S  \; J: [K3
102
" F9 x6 U) b0 J6 a/ v9 f7 O  M144
4 E) K9 O) K3 B/ ?. ^" B- A9 S165
　
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R
128
44
7 T* a) `4 l* ^0 ^* E; I14
　
  e7 g, J; b" l" }. k9 f　
6 n3 `/ V$ U: O  ^表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果


& X% T7 [0 w% l. z+ q9 G* Q
/ J' L8 m  G0 ^- Q# X# F6 D
分组号
因素
% d9 p7 T9 A& U1 |测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
& R' |, @( H7 M' W) x降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
- M) l' ^* b- G3 a! Y0 @' }
温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值

$ q! r& Z1 U9 h/ F. P, i1
. U; p; I7 s" V6 u6 t8 B25
368
4.0
69
299

2
25
9 R! l& N) W9 g  p( \3 v: i574
7 h, G$ l- T  J7 Y# @6.0
267
: o2 z$ @2 ^/ {; X307
7 z. @6 k/ p" {% H
3
25
$ P3 ^# {' D& \3 L6 @767
" A) b* M4 _1 y# p8.0
, Z" Y0 y  ^8 K7 a: u# ~1 S/ O479
3 y) P* x5 E) \0 Z288
4 @" p# \+ G/ P8 Z
" r3 A" n9 w: A( n/ R4
9 I7 G$ w7 e3 Y, D9 ~30
) X/ A% s& A1 B' f9 r368
( ~. V7 r3 ^% Y: `% i% Z6.0
' b8 U7 }# D$ Y' Y354
# Y, n) d( v# c8 Q314
! w; d8 D: ~( G. L0 c  [" J, x7 Y0 _
5
& Z. Q! Z0 ]$ b  S! b- o$ T$ z1 z( c30
574
8.0
/ h$ D) k& ^+ f296
- C5 L$ p/ y, h2 Y278

; _. ~5 c* Z( x" t  r/ S6
30
8 N/ P4 p4 X& }5 i767
  Z4 ^; K, t. K" h4.0
) q/ L& `7 r8 K: V% F# o462
305
& |! B1 G' g$ ]7 y1 G7 d  _1 w
  m- i; G9 Y# _7 z7
35
368
8.0
142
- H7 t. ^! v+ |$ ]. Y% Y226

8 y8 U" L0 H1 M8
35
" V1 ^3 U8 [7 X& X5 b574
* Y6 {, T( |$ L7 P; n+ U, P4.0
( s0 w; l" ~' }0 D& ~6 B$ q342
232

9
& q) P9 q$ Y( H! r35
  o8 z1 J' A: z/ q, |3 m% S767
' k7 R  x4 R+ G8 D) @$ z1 x6.0
6 U+ C+ u' K  R1 V# C$ W548
2 J# {* Y( L4 }( {+ R  }219
0 j8 M1 Q+ F4 I" \5 r2 t' @: l7 G
' T: x9 s1 i3 F7 D/ xK1
824
& _" G. `6 U" V! j1 V! `3 H769
/ B9 J; o6 \% @+ J766
　
　

; f) L- q6 S+ C) n. NK2
9 C: E) D: F$ Y1 C; m% `6 B, |, y. @897
817
840
　
　

; A/ o, j* u6 q& N8 A  v9 rK3
4 A( Q6 x$ e4 q. Y+ [677
" |% L6 O% M& @/ M& c" y812
9 }' H/ I* [9 j3 ?& h5 D9 `9 D4 p792
　
% K' l, N2 ]/ z" F/ x　

K1
275
256
255
　
　
6 T: O6 a. S6 b9 M
K2
' F3 d% M4 K, k, Q3 y0 R299
272
280
) r9 S, x+ v7 B　
5 `- S4 y; R0 b  }; Z5 B7 S3 g　
0 a8 B. o' }: c& a8 u6 E
' g( a" n( `, \2 t5 ^K3
226
271
2 \" m. b: U. ^4 b# k4 T6 Q264
　
' v4 K6 m9 C( f' D) w& S& f　

R
73
16
25
# y( i. M5 ?$ y7 d) d4 V/ U6 l; o2 j: L　
　
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
2 n/ N7 c' A2 n' ]0 C4 Z$ F2．1 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。
+ Y7 `! d$ S/ f9 p" L表3  4株机油降解菌形态特征
, {5 ^) ?1 o3 u

* ]; E* F" m) ^2 H# j0 U
! Q/ J" K: {" ^5 z: j
- d4 U2 K2 P5 Y5 l7 T4 W形态特征
: j& I- r# F4 k. A5 F* j# bZL1
ZL2
ZL3
. v# h/ C6 _: R3 ~. d7 n) q" J0 `4 E- EZL4

菌落颜色
粉红
2 F+ \' L7 P4 Z' a# A淡黄
4 ^  X2 i: T4 N; y9 [' o2 j淡黄
粉红

菌落形态
' b  A+ G9 ^9 Z9 k不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
9 z6 G+ i4 I" L4 ?不透明，米粒状突起，

　
  g# }6 U& R7 n0 B2 N, a光滑，有光泽
" M8 v' S7 q! K  ]) z8 \. h7 H光滑，较干燥
光滑，有光泽
较湿润
* h9 H5 a# c# ?  I8 m( {& m0 W
# T3 X7 s; V" T' X  b/ U菌体形态
短杆
球形
杆状
8 p  P) B! I$ V; A丝状
# }7 P8 `, c" k) Y) Y9 A/ X
菌体大小/μm
/ M: O8 O0 n: ~( _5 v. [2 B- R+ O（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
( b! i9 h7 L7 g3 |. `* T! ]9 fΦ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
' m9 p" m9 l+ e, l5 l0 a3 Y0.2×(6-60)

; M  Q) s; B, g0 t* j2 j" O革兰氏染色
/ s( F" H* l/ l1 m2 ]" YG
5 R9 r5 q% y3 gG
% H" s4 n: M+ D+ wG
1 P$ q# _# R' D! y* `G
1 E# v) r# u( u. K6 j; [" v/ c- q
4 ~. t8 t% S2 H( L$ T+ M3 j; B0 A初步鉴定
/ u* v+ d4 F, S* y  L黄杆菌属
7 A3 o# m' M, X/ }微球菌属
6 L( Z1 X- r8 K( v& `; K3 i假单胞菌属
酵母菌属
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。
! n1 D2 J6 j. |5 R
* O# o# H# S- c! F3 结论
1 g; E( r6 j2 o9 `: h　　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。

) u9 ^8 }8 ]$ l9 e
3 d  p# H+ \, C& S3 T* `　　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。
8 k% D. V8 V; S: M) F- C

! _: O+ O4 j4 ^  I, P



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