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微生物处理机油污染废水研究

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发表于 2010-2-21 20:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
老杨团队,追求完美;客户至上,服务到位!

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  中图分类号:X703   文献标识码:A   文章编号:1009-2455(200)06-0032-031 w' \) E% ]9 b' @1 P. J  j; r. {
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  中图分类号:X703   文献标识码:A   文章编号:1009-2455(200)06-0032-031 b" \$ k4 w4 \0 O/ K* }2 W
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) 8 x1 e  i( J1 p# ?/ |
  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
9 ~7 E$ m, v% ~( ?7 G$ W) ?  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。 3 B- V! J3 r& q' t
1 材料与方法 ) x4 H" S& I, ]
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。
) f6 z( ~2 `; V  {表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
9 P. Y/ d& s9 Q( c" q
6 s8 \. ]7 G. L( Z1 M, g3 P& b/ @& C# N5 w% K( ?) r5 G

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分组号
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测定结果ρ(油)/(mg.L-1)
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179* l( `0 w% t+ y7 {# x: c
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 6 n( h( h2 w% S( m. G
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
$ D- l, L5 M6 u- b
& }( I% t. {5 Q$ ?$ ?: \* D& _  \
  N6 p+ {0 h, K
# {4 [, R. L6 e3 Y% S# e5 X: z5 }/ s( h
分组号
1 w7 ]' C8 G$ t/ p因素1 @" c1 T2 O1 O. j( `) A9 H
测定结果ρ(油)/(mg.L-1); U+ h% [; A, r# e+ M
降解测量ρ(油)/(mg.L-1)
1 I$ D' Q1 V5 a, N$ s5 z9 e1 r! g2 O' }3 `6 X
温度/, C6 U& y7 m: ?) L) a+ k: Q/ Y/ R
ρ(油)/(mg.L-1)
; |* l+ Q, |+ b; |, F7 ~4 {* y; OpH值
/ r4 Y" ^/ O7 F) H" w* n7 [5 O
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25
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9 @, [' ]9 o) F ( K5 e5 x; L; d. u1 I9 H
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。
7 `+ d) Y! i) f0 H( Y4 w2 结果分析 * p- Y9 X0 V9 J1 K$ Q2 C8 C
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。
8 M4 B8 m: S5 _7 x表3  4株机油降解菌形态特征
  v" E5 \* y) V! W; c, ~6 l4 c% ]$ @  u( ~

% P" m. ]  k, y
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  l1 n, {8 a4 y6 G8 e8 g! D形态特征/ u! q4 v" w# g7 u+ p- \' ^
ZL1/ g+ `# A" s4 _
ZL2
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菌落颜色3 A  _2 K9 s: h! |  p
粉红
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淡黄
) w& e, ?7 B% u) R7 m$ ^. [) m: a粉红
9 `$ c# Q2 ^2 @" j0 j9 G$ n  N9 L- q1 z% G4 x. Z
菌落形态
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* J+ b  E. O7 E! {# y; @半透明,圆形
( N* k" w; \. `1 Y1 w6 d6 i半透明,圆形,隆起,
% l/ y/ g% U" P1 k2 L: f) \9 P不透明,米粒状突起,, \% e4 R/ E' a. Z& ~/ x1 a/ C

* \( k. j. v( f, ` 2 i! G) V& O; \; c2 Q$ u( b- Q
光滑,有光泽& `$ m( s7 I( C4 h$ W
光滑,较干燥$ ]& Z" [* `* W8 P+ X6 ^
光滑,有光泽
  u( i" X; p8 ]3 h7 z9 M4 K: C$ N较湿润
: V4 L4 Z5 s7 A8 {6 q7 m" X, }1 [+ B, e" X- N6 U
菌体形态4 |5 }3 f1 q* Y
短杆( O9 e$ C% p+ ?7 R
球形
4 y. b9 I+ @( A3 \杆状* k9 G( x/ {2 T2 Z% q
丝状, B( Y7 h% B3 R' u- W2 r- ~

  j" j) C5 y: g6 {2 e8 u2 G菌体大小/μm
7 l! l9 x  ?  b6 A. v1 P1 O: E5 V(0.3-0.8)×(0.6-1.0)
) D7 [8 F7 u0 O! X0 r+ bΦ0.3
. ^2 b( s3 \! H- @4 R+ S( z(0.5-0.8)×(1.3-5.0)
/ [) Q* T! M4 K' P" Z( ~  C0.2×(6-60)
4 _& d: P7 H6 O; ]& m$ r" Y- e6 x8 I, o+ H. Z
革兰氏染色2 Q8 s, D3 B' u& h& d7 G5 t! Y
G8 g2 ^( L7 M* [0 R2 }; J) F7 @
G
! n/ f1 U" w; ?/ r* [: N! \G
# H! t+ @2 Y4 d1 P+ kG
3 \0 B6 T( k0 a+ T
" k1 o' R2 h2 [  V初步鉴定
) X6 t; O3 t6 n# Y) @2 q2 g黄杆菌属
: S/ D6 S, h( l8 t3 j8 D/ }) O/ }% T微球菌属
' U* s" w" [/ ]1 T) ?& q$ O" P! T假单胞菌属
0 ]8 U+ V. f+ [1 M, v1 o) p酵母菌属
8 R" B# s# p# g* C2.2 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。
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3 结论
  }0 U6 V) M  v. a; X; ^  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。
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  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。3 I: R1 {+ {, Q  C

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