微生物处理机油污染废水研究

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1 V. R, m0 g  V8 F+ R/ V
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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
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6 d8 A5 k$ V" ~2 x2 m. N$ Q4 a                           

8 O5 o; U3 `, ^              
      


9 s+ K9 P; `. u/ \7 [
2 L1 I, f3 ]" e5 K/ 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
$ Q6 L) V0 I& g　　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。
1 材料与方法
) {- Q  @' `/ C4 |6 N1．1 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


# x7 n6 I/ U1 e' `; F  i

分组号
因素
+ V7 H5 X) H' k3 L# m- n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)
; a' C4 c4 F' X+ z' _# V! b+ hpH值

1 H. K- l% Q( ]1
25
* [, X: \9 N/ f424
5 F1 R5 {5 v/ ~. \1 N' v! ?! {5.0
192
232
* Z: k, A  w1 m' }0 f$ Z
2
  \. H! d, K' a+ M0 c3 h25
+ L0 s* j, @4 x2 f7 p680
3 k. Q( v. `* |7.0
1 M- ?( z; G, v. X. x6 t: p416
. D  h- h- d# r. a  Q. A264
7 c* }6 _8 q0 I( U& U( B8 Q! E) h4 ^1 {0 Q
/ `6 [6 k7 a) v2 s! }+ O7 n3
25
; d- n+ a3 l, X( B4 w  B/ t824
9.0
2 z/ e+ {) V" n8 B5 b6 a630
" T# k9 |. f6 {* P+ u194

4
30
424
7.0
220
7 V3 n5 ]4 \! ~! _204
) R" i6 T3 W1 U
5
% t1 |: T6 ^3 F30
5 k# b/ x1 q; C3 D680
) H+ i1 V3 @* z% r. L- O9 J9.0
2 l, k  u! y- G5 }4 O6 ?507
9 O6 |( P6 D1 \$ e173

6
30
& ~* V( Q- G( v824
! M+ q; }( p/ v0 d+ x% y( E) n# C& K9 j5.0
, b7 Z# H/ o: o- ?' ^1 m/ a654
170

, o$ H, m5 k6 U! o3 H+ M% g1 N7
; t- e, H/ J9 T35
424
9.0
( e1 I0 z+ R& ?2 P/ t/ ?297
127
( V8 e5 Y8 q, I
8
* r, V+ i( v, J$ d! }35
680
( f( y/ L9 ?3 f  j6 o. c5.0
569
9 l+ N9 R; c/ X' [( [4 R( p111

9
7 x- {5 V; t: Q6 y! J35
824
5 G7 d; W1 X1 j0 J/ N3 H7.0
! K4 P6 \! |, U1 R" e( O755
" x, E2 v. q+ r- |6 `69

9 R* J2 R7 R4 A2 X- FK1
690
# d0 z9 b7 _7 F- U6 L1 _' @563
; D! I0 R4 u1 l5 b513
　
9 O) k8 J+ t4 l$ G) D6 S4 ^8 k　

$ @: j5 ?& D9 o% w2 S/ ]; E0 IK2
+ W" G( R+ s0 _0 ?547
. T, |- t( k/ L8 P2 A+ T2 d548
537
　
　
- i7 R4 m" _/ R9 j
- c3 i2 o* G& z) pK3
  W% K% {4 W2 V) V  c( W* u307
433
494
8 X; ?3 `* h2 I, n　
　
2 [  K8 _8 }) {2 H+ c# U
) V" x' ~8 G# X' pK1
230
- x- D* C6 d. O0 y5 i188
( a. y. n2 I/ i9 }, W9 E171
& ^3 l( Q2 }0 j- L; y　
　

K2
* c; q  r- b) a! \6 D182
183
179
　
. F( g' Y" }) b( k: U　
+ W  g+ V/ k+ f9 z, z5 u' ?5 g" }
K3
3 p% y) u7 \5 D7 O( n102
144
165
6 U# l& Y8 D; v$ |4 V$ `　
　

R
# D1 Y5 \. L8 J- ?0 k, J% p128
44
14
! \4 l7 V# U5 N6 X0 L; N$ Y8 V　
9 B% A: f6 y  v( y' R　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果

* x( M# @! c7 P8 m. B
5 y5 D+ [2 m) I: h8 y
+ @5 I' {/ k9 M; G
8 J& [: z! e  S& h分组号
因素
1 ]- r: F9 {  U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)
& e" @7 S0 O$ \& UpH值

1
% q6 Y! D; R' Z7 M; s) q; b25
0 v$ ?+ H: B9 C; ]& ~9 `368
6 E6 n6 P5 U; o; Q- C4.0
( |+ j0 Q, v( `0 W. j& ~69
$ H, A# ?* w* E- E! B- K299

2
6 h, P" A  y9 T; S' Y# E+ A& q25
& V) ~6 j& }9 ?* I: ]1 o# i. e574
$ Q/ S6 R* O- Y6 r. A# C6.0
# I1 M3 `7 D! m5 v) w, F/ D267
$ F$ @  ?. }! D- L4 B4 ^0 c& h307
( F: ^# c  z/ \: O
3
25
767
; A  M: v+ h2 n7 R- q8.0
( L+ t; F4 ^6 f" |7 x479
288
9 U  g6 p& i9 D  m; b0 C5 z
; {: A6 f$ T% P+ k  b4 s# y2 R4
, z+ i% N& H8 @" j; J) L30
368
6.0
354
314
, N) _; I$ O. O( }
5
" m+ I' ~  m' x* z- e# O  Y30
4 x) m& z- Z) o" J) X; \. T574
4 ^7 {/ j- T9 L" r8.0
296
4 n0 P4 k+ s# d+ [  ]" {% a278
4 l. X5 N2 {+ z" {6 \) d9 r* G
) m: E3 c8 a) j; n( T9 N6
1 A, w* a8 {! U# n  i* H1 A5 `30
767
$ X6 Y1 D$ i2 e" v+ g4.0
462
305

7
5 N* u- N1 F4 e, N9 \( E: @7 ~3 i35
) }% ?1 }( ~; r4 o368
8.0
( v; K( D' l2 S! D2 |142
226
4 e1 \" ^. M/ B& Q  w
& W/ L; N( f9 _' c6 x6 X4 _; o8
35
574
: [$ r" [) k, V4 v4.0
342
! Y# Z2 i$ U  O232

1 }4 X9 y: E# ?3 i8 Z9
' t: R1 Q! O* Y& V: J. {! O9 W8 S35
) U" z, J3 ]# U: Q767
6.0
  u% i/ w7 ~; @. v  U% C2 b548
! q* \) C$ J' ?1 y* |219

6 P4 Z: F2 l0 I3 Z8 l/ {K1
; l/ o, b3 d& Q. R( ^824
769
766
　
　

K2
897
% s7 j/ J& t; `" n) r817
# x! v& v5 A3 B/ |840
' m' i* }* g* w, l　
; N3 t" v0 v& s# n5 H# E# v　

K3
7 s; c- N" f0 G- |. Z677
4 U/ x) J, y% B' Z# ^! u& r812
792
　
+ o9 ?) O9 }6 \9 r: C0 [　
/ H3 b9 t8 `# |$ b: I( V
K1
" l; R9 h# [3 k275
, H$ W* T1 f, D) t! R" ^256
255
9 m2 n; `0 K9 @2 D# I　
# ^/ }* {+ _) d! A5 l! L% }　

K2
299
* @: _8 d6 x& m$ _6 W0 c; u) ~272
0 l! y" X1 @" }5 z280
) N' O- A+ o4 o4 u7 o　
. V2 j/ ^2 u& W　

0 R* E: L2 }  C4 U$ ^& rK3
% x% k) T/ g! G9 t; C. U% c226
$ l4 ?5 ?& g2 k' ~9 H  z* u271
6 v6 C2 _! c0 A2 R) k264
　
2 v1 D8 }: c( r9 o4 {/ \* i　
' C0 R$ z# |# L
( V9 [- X, X6 D- v9 M8 t2 e0 ]R
2 F0 _9 c) v4 T! U% r73
$ H& ?8 d" p& O3 s% l" M16
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
8 [/ K3 J/ z: O3 q5 o; o& F$ B2．1 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

0 `" E, ^" A" Q

9 I5 {' y% K* b* U! F
8 H! f4 m; n( `1 w2 A6 t- A. j形态特征
2 V1 i2 H8 m) ]7 h% O* _ZL1
ZL2
ZL3
/ `. U& y" _- VZL4

% |* ]+ |. O/ o# r菌落颜色
: I( T) A  ^  d4 b$ w粉红
淡黄
淡黄
粉红

菌落形态
3 Y% P2 Y7 E4 J. ?  W) \' E不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
& b- g, ?; k% J" L* Z8 j+ y3 w不透明，米粒状突起，

2 \; W7 d; D* U/ N8 u$ ^4 H　
& d' x$ |) g; I8 _/ v/ j光滑，有光泽
光滑，较干燥
光滑，有光泽
. d+ A2 }2 D  p0 y: S9 ~5 I较湿润

! v2 t0 V+ r" [0 Q4 v( N菌体形态
短杆
, G- r1 L& p, H( O, p: S  w球形
2 J3 n/ X! j( I; r7 j3 [1 Z1 P杆状
丝状
' O$ J2 m4 {3 Q$ O4 t
. i) l: F9 w% W; I; K菌体大小/μm
4 i5 {" n: v1 C4 A, P7 p& v（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
) U! y$ `& c1 S, T' U. b7 GΦ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
. S; j2 v, A! W2 Z) j0.2×(6-60)
: J/ ~$ r& ~3 u. L* Z  K4 O
革兰氏染色
1 P5 ^7 u: I/ n$ u* b# J  s$ c, }G
G
5 l+ _) X5 z# a8 J3 Y. X) w; ^G
G

3 a9 O. P- i0 N  o6 y$ T6 S初步鉴定
黄杆菌属
微球菌属
- X/ C$ T, D! n$ r' X2 q" n假单胞菌属
酵母菌属
9 p+ _" \4 L5 S, \+ A2．2 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。
" U8 N9 }0 B% F3 u0 _* ~: K
3 结论
/ N# m  N* W  r6 |% P8 ]' _　　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。
) e( N# d8 g: u' n4 \  {
+ z8 {! J9 b' ~5 y7 f1 ]2 ]" _4 Q: [
　　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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6 T8 H2 Z$ @% w) J7 y

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