微生物处理机油污染废水研究

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8 t- u( z8 E/ O- k8 g3 P% V$ t　　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
　　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$ ]# ^2 x" C" @: Y6 }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。
& o/ s) \) G1 }. p: W% [1 ~' |5 {表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果

/ w) S" e  l: \7 H1 G/ q+ U


分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
. x+ h, `- Z* w9 [$ d! g6 @
7 h. q' b+ J* F5 ?# U温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
# W' o5 a3 j! O+ K3 Y$ U
9 v- m0 a  c* t$ t$ k1
+ _2 P5 o% m7 r0 j25
424
5.0
192
. t# t# T6 }& W+ I) |8 Z. ~232
! i7 v) _+ x; u& q0 R- b- T
2
/ Y' f) R1 o% U) ]2 X% g25
680
7.0
416
264
' _1 p* h/ x5 U# x* D$ P/ {
, _/ r6 e5 E# I3
25
2 i! y; x) K# [% h& w6 [; X1 Z# k824
9 \4 A# `5 l/ Z0 H  Q/ [6 B  d9.0
! l6 r1 B3 L# }% N630
194

4
: E' F" S" d  n0 N; r* E8 Z* M30
6 m3 f: G% @7 m+ x9 e4 A424
7.0
) j! E! t5 l# I: o" {) x7 i220
, e. b8 z) U; |- ~& @$ F+ u204
& J; Q- I1 k' Z2 A
5
30
680
9.0
/ w- k) B6 K: R5 X) e" I507
173

6
30
& s- V( V- x9 H0 D' {824
; e5 X, Q) U$ D1 `% Q* n5.0
; c/ _) f* ]1 d2 y) Z654
) ?/ O; K( t* Z8 d170

9 q' g2 r/ d! I' M; D5 j7
- i% l  A1 ], J! {35
424
9.0
297
0 E: R5 h# A$ l! H! ]8 Q: P127

5 E! C; H3 z: S( j- D8
5 }6 y+ J* ~5 f7 U$ v35
680
  o7 b" d. F) {+ y5.0
569
111

6 M* y, B; Z( s+ Y4 t9
35
824
7.0
755
69
) O4 W! h, t, M- }- A
K1
690
563
) \$ n, j' m' v$ V1 [+ M( q6 }513
　
0 D' r/ b5 D' j　

K2
+ i" d5 C2 g8 r547
( `+ J; p7 d8 C" b4 I4 B/ S548
537
　
$ o' }# C4 \# m) \" F　

0 j# x) h6 R; }! y9 D* p  J0 AK3
4 q8 J: M; k5 B. K$ w1 @307
433
494
7 O! Z0 O+ |& p8 G/ ~7 _　
　
- D- f% @/ T. d5 ^% C
* J2 t& Y2 k3 r, Z; I0 k3 G* f2 OK1
230
188
% V+ W9 i2 M' G5 k2 r171
　
3 ~& x% C! C6 w: Y$ v% W9 a　
4 e4 f  [) j8 I) q6 L
+ g' ?" N) F- ?* xK2
6 t7 g8 s* c5 _7 v$ J9 E182
/ C3 l& E* {& N183
179
1 A( q/ Y' g$ Z. V( y# w- o　
1 e  o9 r( [0 J　

' S. |5 t% ~& i: oK3
, ]* r+ F6 o- r102
144
8 ^! V5 S  D1 a: {8 Z  L* l165
  q) `" e% [- P5 X6 ~0 G9 j; O　
　
) u, V  G& o# ]  c
+ y% a; o/ n9 RR
/ U; A! r3 [8 h% ?  a128
' B8 A% _% l1 x) c+ k; `* [* _44
' S: w5 ^0 v) w9 _; s, h14
　
: S& K4 c& Z) F5 l! i# M　
! J5 C) E/ n! q3 s  r. R表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
+ ^4 }, p. v  V



分组号
# N* k2 B" R% M4 x- ^4 v因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

. P& S( r7 \: d温度/
* O; G4 m$ x, ]% X0 j# ~4 f9 W- mρ（油）/（mg.L-1)
pH值
( a/ n& @$ m1 c4 n6 O
1
25
; y3 R$ g. m# _" Y368
4.0
69
299

1 o, W( }7 n& H) x2
25
, z* [1 H; C0 K% ]574
  o2 K9 k5 j) y6.0
. E) [! q1 @7 B, R267
307
# z& |& m( |6 H, ~
+ F/ h& n* f# \- p2 t( J" R3
; K* Y0 ~" |6 {5 u3 j25
2 R% o* I& b) k  u6 ~& `8 q767
% P, p; e7 J2 c0 a8.0
479
& _- S+ [6 H. V& [1 J. O) [  C288

4
30
  M& c2 E) T& H& }4 v368
3 ~$ _. j) J* v; I& i& {6.0
0 I1 V5 y4 ?) p7 H! o3 L354
314

5
30
574
8.0
296
9 g# K* V1 c% Y278
  M9 y6 O) r: S5 ~& m& n
6
6 ?9 L4 M  p/ y2 x30
767
! j- p* n: L8 d; }+ L- r+ [5 Y4.0
5 a: q1 Q2 ]" q462
& _% W" Y7 i: E1 r305
% S. @% g  E4 c: q, d$ e# F1 J9 }$ z
1 D2 {* A7 E- D$ G6 B) T/ q! }& ^+ V7
35
368
8.0
' {8 J' g& N# A7 v) N/ n( G142
226

8
35
: \) u+ y2 O5 M, `. e0 G$ u574
! d7 r( W7 }1 t  \/ {8 P$ w" z4.0
342
5 P& b/ }$ r2 H; B) N: q( }232

9
; E( {  e3 X, k35
767
6.0
548
219

$ b  E+ n3 V+ c4 vK1
# K) q* I& C  s824
! _9 D5 g; K5 ?6 ?% F$ i1 h769
766
　
2 h# c& ?4 _" @3 w! e　
! P' W* u# p4 @* M% U# K: K, d
, v1 t$ q+ F4 s& T) R; D2 W' ]K2
897
9 `1 @7 A' }+ d6 x( X817
840
　
( {( z+ c# l- S　
/ v- M0 p& R) Y4 }
+ T6 K2 F9 L/ _4 L  g9 R; R6 VK3
) z/ I! q, g0 G- O& H9 C  x677
% {" \9 }6 ~' e7 U; t5 ]( T8 V812
5 |: `8 T% U& C. D% W792
7 V1 L$ n" q/ z* f- P8 ?  E8 w" S　
　
5 `, \# G4 D5 [, q) b: o
: C6 D, u8 @7 |( TK1
275
( u7 s3 v3 u4 X, u2 }0 |256
9 p# P0 e8 O' V& T255
1 v- l) d6 ?$ d  x　
　
# J8 a7 M( d& f2 r
7 k/ {1 i4 u) j) e$ h* R$ A$ sK2
$ i3 a& @, x( O) r2 M299
272
1 d. L- i6 u9 L6 ~0 j) ]280
+ I; X: _. X% x; T! _! j2 K! M　
3 d/ ?" F6 x5 K　

5 X! J/ `0 `' j8 cK3
226
271
; @7 s6 C* X) r) k+ P: y264
3 m# d6 j7 o* y8 ^% a　
　
2 H, v2 K- L/ m1 d
R
8 f2 o( t' `4 B6 I, |/ _) s73
16
25
　
　
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
! T4 v3 h# D+ ^1 ~0 R8 H* J7 A2．1 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
% ^+ T0 Z# b; T2 Q
% l+ ]0 f6 G# R6 _# w


形态特征
ZL1
ZL2
3 _- |3 n- j: O% mZL3
+ a* p+ H3 r8 s/ i! mZL4
" x. F2 c- X7 W( k$ @- }
菌落颜色
9 R3 s1 b! V- I1 z* b( r, G8 K粉红
; ]& K7 [1 [) j& F' O淡黄
9 {, S! W" r: u; _3 o1 R淡黄
" g6 J7 K3 s1 ^- X  B2 }3 ]: J1 E* P粉红

. T6 b; q1 i/ Q' X; L- s4 i菌落形态
, f+ _: R5 V; G# _% G. c4 p不透明，微隆起，全缘，
+ H4 m+ H7 r8 f1 |( n3 r9 a( v半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，
, \0 \1 y9 m1 ]
" o2 h  h# A2 v8 h　
光滑，有光泽
光滑，较干燥
光滑，有光泽
较湿润
9 B$ U6 T* A6 v2 ~
( e& [# t% k. P4 a( ?( W& [菌体形态
短杆
% W9 o, G5 D, T球形
杆状
& J8 w* }! R  V丝状

, J. Q' N' G4 M菌体大小/μm
( p; o7 j  Q- k" J3 R) d（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
. X% ]) [" O# f- k3 U' \( H/ WΦ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
' R) S9 k" V& K4 V0 p# l9 s$ `, v0.2×(6-60)
7 C4 B/ t; A5 m! F1 O1 o, N
革兰氏染色
G
  N4 T2 J2 q1 b+ uG
- z  F! I1 ]3 KG
' T- O' Z) C1 B* s' l4 VG

" X3 F* k) x; `初步鉴定
5 N! X& {. \! O$ N1 g黄杆菌属
0 N2 w  _: |6 J微球菌属
9 I1 J. S8 _/ d假单胞菌属
. N. A" G* g9 d- Z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。
1 s6 W( J; X: B$ S# M0 P3 I
7 B1 D; ?  |% `, g+ ?+ a: }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。


# B- Y* b& x6 g# F/ I6 B5 }) m　　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。

5 z' @' A4 }3 M+ [: a. H, Y9 H0 m6 S
6 h$ b$ b  D* |& _

1 ^: d3 n; H0 s( i2 A( ~' k6 G

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