微生物处理机油污染废水研究

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+ ~6 C8 [) I  h3 e% `. ~. i　　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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- p' O  C: U8 d- d7 s1 V6 V
                           
3 ]( O+ D4 q3 ~* q7 x
              
3 P1 p5 H6 L1 \" Z8 L3 O' O- V      


$ L% Q! }0 F: a
　　中图分类号：X703 　　文献标识码：A 　　文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
% @' M% O8 l. N9 @9 J* |; eAn 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
& V, R& P! y+ y5 n- U* E5 U" K' S　　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
0 o3 h7 i2 k8 V; F: Z# c" u1．1 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
: R9 p4 a; f# }* j- S! l

' e, N0 M- z0 `$ d
9 ^1 E' n& y; [5 [; B0 A( t
+ \+ k4 O* B( g/ w9 J: L& V$ U分组号
6 e8 _% n0 o% b) u9 _因素
8 b: b4 Z4 W: u! w测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
) Q- P5 R2 @. y$ F, w降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
* e) t1 c& D1 @pH值

1
25
! i* L4 C( G; ~424
5.0
4 D2 s4 T5 B+ x3 A" A4 I& i1 Q9 G192
( o9 _: T: V& W; L232
& y) M$ U$ Q: r1 s+ i! N, t6 t8 |
2
9 e7 Y% ], V4 k& I. s0 z25
* M" o. C7 G6 Q3 z680
& Q- Y- Z1 H$ g7 h( l7.0
416
264

- q6 G; U( H6 {7 R" q/ `% c3
25
824
+ E! p+ h& ^3 V0 l+ t- M4 n# G9.0
630
8 `# `' d6 ~% {7 F- x: S" w194
& r# ?" M8 N2 v: C, K' B* Y
: P1 |, `% Z- m2 J2 t! P% `# t4
30
424
- i. o  M2 T+ Y3 F# X8 D# J9 ^; H7.0
220
204

- e4 e4 w9 F1 W. w5
30
  B- S! v6 r! |$ ^680
9.0
* X; r9 t( _- a; i507
9 X$ I. {6 `0 P5 n173
2 h" S6 k' v! K! S) S0 Z# G- g& T
  L8 n0 u+ s* [6
6 Z& Y/ B& F" i% e% d/ B30
( ]! n' a, ]$ S0 X" r824
7 A1 W9 v7 `4 V% t% b2 u5.0
654
170

7
35
9 I5 u* X! w8 }% ]* [* q  C# @424
5 ~5 S$ D! M! K. q8 ~8 K9.0
297
/ h+ N" \& N2 M5 G2 p127

( p- K" @5 g0 r9 N- F8
8 o" E7 q/ m3 S; b35
7 W0 s& M5 z# q0 B# h680
- J- E4 j7 y! g; r1 d5.0
569
111

& b) @3 ]# r! i7 ^9
35
824
) p4 X( _$ J7 h6 e& F7.0
755
* I8 P! l# f) B9 I# n" _69
$ H) j# J& A1 R; F% s: U2 w
1 k4 J+ L9 d. NK1
6 A* {, j! X3 B: d690
563
513
  u# n; `' b! Q% Q1 z+ W' c　
　
! S0 c; q* y# h, F* s
$ X5 Q# w& m' g4 e$ A8 |* CK2
547
5 j7 F* M. C4 j1 S; T/ Z, H548
537
　
6 _& U: L4 E, y- u/ u  ]0 A' X  V　
  g! J; H; ^6 E4 A) x8 ~
K3
307
! g& m0 J1 e5 [2 G433
494
　
. |. [( D5 A8 n5 {1 A. S3 T　
" D; N+ r" n8 b2 P% V1 S
% M; F" l3 c4 |9 |0 s' YK1
$ z  R9 U6 N6 P: h. S1 x$ R230
/ B$ J+ r, p" X. h3 T188
5 U( K' D8 Q" _* \7 m4 G171
, Z: _, X* Y5 n' T  c　
　
  v& A  m9 i9 ?6 Z/ F5 C" p9 r0 q
# X" X' Q7 Z- D2 FK2
182
183
179
　
　

- Y$ x" M! P% R9 R/ T, yK3
) [9 J7 `" _4 t$ S: K; R5 c102
3 @" H/ [4 b1 f; V144
165
  d6 f6 v3 N* D$ k  ?　
　
: G7 r. A/ ]8 N7 P  z/ S9 C
R
/ j/ V4 |1 @. l  ?2 m+ a+ f128
44
) w- I4 S$ L% X# m  o- k14
" n/ n; S$ j' H& O; X　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
) N5 n7 n3 t! h% V: |
, i( ]7 j/ h* g% c
7 `( O: ]# R% {3 q% p  N; N

分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
) p9 l- D/ k4 e# o9 R5 {) m' j4 I9 a降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

8 w% a8 u, `: D/ G温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
4 E% P# b8 P/ @$ TpH值

1
25
1 d  H; {1 v* m368
4.0
69
299

- {+ Z4 L1 g& ?8 @2
25
574
9 [: |- `  ?9 w7 K6 C7 ^6 O  u/ y6.0
5 j5 W/ t* c& j; X2 ]0 @267
% h* _) M3 N( c$ m307
$ j- a& N" w1 H
3
* n. n' R! T$ W/ W0 T25
767
8.0
479
288

# S. i+ T" n; s# O. k4
30
( J; k6 R# P; ?1 m3 e$ c- {368
6.0
: f: b: V* u3 Y# Y354
314
& @; u( c- U( X
: @; ~9 U4 U6 i; n* G) o5
30
4 f: V1 u& Y) U1 J6 n574
1 ?# Z) @6 A/ _: ~0 g$ N8.0
296
278

: ^2 M% a5 _  I6
8 h. e1 n% @% q2 b. y30
) p9 p) n' Y9 G) e2 x0 ?767
4.0
; X$ k$ F5 @9 l: w462
305
6 t0 l3 @% G8 U2 p
7
8 l+ E5 }7 B; l( P% Q) c35
368
8.0
: k8 Q3 Q  X1 Y% y8 ?8 l- f142
226
/ f4 v  w( I( S0 s( J) G7 P4 R
, p9 U) b% f+ @0 v: T' H8
5 ^( R2 h, @" F# X1 b35
/ R. ]) }3 i( k; y& [# m" h% |574
/ p& K0 d8 b# Q3 C- {4 e4.0
342
232
7 @; {" G" a) H# r; J4 u% L
! C0 _1 E' c/ {3 e9 ?% `) p9
35
! z! l) ~: N1 ?2 N* }+ i767
6.0
5 Z  {) m* W& `4 t548
219

K1
824
769
766
　
+ X( \' t( s: N- @" V　
9 `- ^  \! M4 K) N) ?6 }. H
) j3 e, O( n+ H- U/ O4 _K2
897
8 B0 e  n& }9 S: Y& U! f/ |817
3 m/ H9 T# Z9 g$ M+ O5 Y2 R840
　
6 x4 R8 D; @$ C6 A! A5 e　

1 U4 U/ b0 ]9 B4 B$ ~; lK3
677
0 P* c0 i& W7 M* j812
792
* ~' F7 y- @7 M& j2 b4 B) d. d　
7 n: N# ]) _% S7 G! Y　
5 e( H6 p$ X, {
K1
4 y5 w5 t) R6 G0 T( D9 K+ B275
8 k2 H; l/ d7 O) t6 w256
3 u: l8 Y) L; _. j) [% S255
: l8 g  P2 y7 F　
* q# h+ Y' x, t  O& i7 m3 E4 |　

( g/ A: ]" P& o7 E! hK2
. l! f- {2 U! _299
- \9 b' J( _; A272
5 a' R( r) s, b: y0 P280
) h2 x- N. R9 O. w, W　
: h7 S$ H2 D* b1 ~9 R" Z6 }" w& ?1 V　

! z/ S3 V6 N" pK3
% g9 M; B( ]- V226
! `% D2 i1 g! Z( h) t271
& b5 _& U* _  S264
1 s: c( d1 a7 `/ b　
　
2 A  K! @& b6 I2 }' ~3 B' G% Z. ^
# O. H  X/ @5 K" I; }R
: E6 o/ G' M/ j; z5 }7 t4 A' V7 F73
8 d4 R5 ]4 E$ u' l9 b, Q5 [' b( k16
25
　
% V6 S. O& _* J$ i2 e- G+ h　
: z' F! G* G( B! \' W1.5 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
2．1 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
8 J& @% U; M- C- \6 F( W+ y

0 i. x8 P, s! l" a
4 w, c& K! n( E+ L" a
形态特征
9 p* n9 n! g* X  D; eZL1
. e0 T5 U6 @- k' m! RZL2
- N* m) F# t* c0 mZL3
ZL4
9 @* i) \; J8 `3 o- X
菌落颜色
粉红
7 l7 ]& j( y( j% L$ C# A6 z' I淡黄
淡黄
粉红

菌落形态
" p0 X* I& b9 X9 ]2 s( O2 D不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
/ h2 }& I4 w: j& |  R4 Z/ A半透明，圆形，隆起，
) I: s; k1 B( {& l+ a不透明，米粒状突起，
3 S( \. O) p# N
& w. u1 v) M  W% f9 J: \　
光滑，有光泽
! e* Z" s; [$ t& i3 {  T( Q8 ?# A光滑，较干燥
7 \" y1 [5 I/ M) n光滑，有光泽
较湿润
1 R' A! S% T: n- S# g2 A) |& d0 u9 L8 [$ _
菌体形态
短杆
+ \7 U0 K  p6 M6 j球形
( W" p& x5 Z# Y" D  t% |9 L# X& V* L杆状
丝状
2 g. F2 `% Z6 d$ I% d/ [, u; ?
菌体大小/μm
% q% ?8 J" e9 q: E; g（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)

革兰氏染色
G
/ e: j7 C! U* C3 a; cG
9 w" E# Q3 @- P% A! \G
G

8 V* r( Y' d! f! n5 ?" `初步鉴定
, }" P% y7 `2 R7 Q黄杆菌属
6 }+ L5 W$ L# y微球菌属
$ ]* A3 C! N" p' z) k  ?# A假单胞菌属
酵母菌属
( g! m+ A3 I5 _: z2．2 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。

3 结论
9 ?0 D! \6 ~- @; t　　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。
+ j2 T# m% 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。
4 ^; s: t  ~$ T& ]/ C




7 M5 J. }' j- ?+ I
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