微生物处理机油污染废水研究

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- O# X( X5 D7 Q7 d0 `! [　　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)
# h4 E' c: w; d  A　　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。
5 K8 L0 L7 \! t+ J; {+ D6 U9 c/ J1 材料与方法
: R$ C( T$ H6 A, E  Q1．1 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。
' U% X7 V' g7 T* A( h& o; W表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果


4 j; l2 X+ Z5 t% @: \: T( L  E

( f+ P  @9 o) e. z* k分组号
( L' w- O& H2 \# ~# O0 d6 N! F因素
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降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
) K- F  z$ y) a
- m, s4 z9 }, _温度/
0 j3 {0 D6 ^5 S9 N9 Hρ（油）/（mg.L-1)
pH值
0 q4 q2 c" v' d9 P4 j8 O9 w% o9 |
. T3 B+ c5 S4 ^6 K* T' v1
4 K0 I! V2 J8 g8 X25
424
( K4 a  O" W$ @  J/ I' Q5.0
192
) m( r+ D4 l6 p+ _( y) G232
# W6 D! o% c% Z' C0 {7 B( @
% s3 `, p) J) j/ R( q2
25
& x: Y/ Y( Q$ E" R3 M* u5 w680
, i0 B; {6 H1 D/ |' @7.0
416
264
/ j; D! A$ F" r  d
3
) q/ z" T) a0 A2 }: `$ p2 ?1 b25
824
9.0
; t' Y0 H4 }  n* @630
194
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  u* _4 @7 @! t" r4
; X6 _; O7 b2 s30
424
$ }' ~! l/ Y: K+ D7.0
8 j4 d  v- J) n4 P) `6 O: p220
% R! ]" H' V/ T6 d# }) G& g204

9 E1 J5 a% r" ?+ ~/ u0 f5
+ J9 n/ |+ }+ i; O9 ~30
680
9.0
% {6 q, I2 @9 @1 L507
9 V$ a! C$ E! B" t5 ^2 f173
8 |2 n6 k" f* \* K2 I
6
" r! }, ]9 p5 Z" Q' T1 ~30
' o% Q( Q/ Z" I( s3 _0 v824
8 N) L3 E% Q: k# o9 W5.0
654
; g* x4 R7 L) j7 D. O- ~# r170
5 Q3 n0 p+ Y( U3 M3 L8 z
7
( N8 z; W. P' M) X; S( v+ ~2 x+ r35
424
: d7 X" [) s1 q- q9.0
297
% Y+ p' Y3 b9 F; n* D127
5 d$ l1 d8 D# |) ^$ [0 |! Q
8 N: w/ V: I! Z9 e: v( K% m8 L8
% ~' Q7 ]; b# }8 r; W" P35
680
5.0
569
111
  S; E4 W' i6 ^2 Y8 x% `2 P9 j3 [% x8 ^
9
' j# X7 [0 Q# O, x" f; W1 k35
2 N! `) N; o; d824
5 R& U1 K9 n. I! ~: W+ w" t7.0
# y# v+ @  u8 c  m2 }. `: R0 \. {755
: J2 G0 D! d2 k+ z69
, G  t8 m9 B0 U: E
7 Q. j0 P! j  L2 ~2 t4 T2 s' fK1
. j. f) T9 S0 x% T& S3 w# o+ d  ~; _690
563
513
　
5 a* k2 s% @; y4 i( q; O$ e　

/ o( C3 a+ x$ j) J" a$ }- t) tK2
  ~3 l- k. W) y' d* p547
548
537
　
/ W. j0 a+ `% X* h　
/ S$ i) M" ]' O. W* a/ t
K3
307
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+ F7 y/ e7 `4 K* F7 J　
　

: ?& T2 \+ f; R! A4 R/ r* dK1
230
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, S& q4 I% S2 s8 P: R171
　
　
) K# b5 r- s* P$ ]& r' a
$ R0 a  R; n3 o+ C5 L& I% SK2
182
) W) A7 ]$ w& p# b* ?183
$ l, Z: l/ X5 i: F, U. e+ [  h8 S: U179
+ t. N  m# {& h# k' K7 \8 K0 @　
　
4 o0 Y' p0 m4 Q6 N9 m, Y& F
K3
102
144
165
" `* L( Q3 ]1 Y( D4 k　
　

/ l: J! ~/ L1 ~5 t$ c! O. M2 DR
128
0 L7 P1 m1 q- B# c# N44
14
　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
% }! D& z/ G* V

# x8 N, j# g+ q3 a
! Z$ r5 w7 W! L3 o! G
分组号
因素
% I6 T5 S0 r$ G% @测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
6 G# \5 p: c4 A9 H7 H" k. K: t4 a9 y
" A  |- G) }, ^- d温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值

; L! u/ L6 q4 Q' U! X# c1
25
! M) x6 t5 I: t/ o! M) L/ {368
$ O+ }& j3 ?1 d% f! [4.0
1 h, X7 b8 S. m( b2 P1 }69
299

: z, x* N, K. C% D+ o7 Q2
0 ~( J# C& f9 U: H( k4 ~: O! I25
574
6.0
267
$ Z- l- s( G$ i" Z/ d307

3
0 H8 L' {+ k1 b- p1 ]( K25
767
8.0
479
288

/ B9 O0 u% l( _5 R7 V( t+ B' S4
: L( ~# J8 k4 U! C, h; T30
  s5 [: n6 [+ I) Z% P, |1 O  A+ N+ i368
; L1 a; v3 D( T. w6 v& |6.0
( q  K  @/ k0 C9 Q. _354
314

5
30
574
8.0
! O3 I7 e( r6 P1 G; N3 b296
$ w% s* b+ N- S' H278

6
30
0 Y% ?5 s5 H& Q% N$ F767
4.0
# x5 Q4 C# V0 i3 w462
% E. Y% T5 b$ U305

7
  M5 q' D# q, V/ T35
, U3 N: E  ]! v8 U+ A368
8.0
142
" j: Q4 ?5 M' g* f. J  S0 @226

* R, M! t' {( X( l' {) V8
35
1 p1 U: R- F# A' n& e% Q3 g574
" F; f) ^( S! j9 ]) N- q* L6 @4.0
* z) y' |* A6 _% Y342
1 f, P) u4 P# M: J: w6 j. O232

9
35
767
6.0
548
219

, `8 V% x: _  T0 R2 B$ t  w- s+ KK1
1 J9 |% s5 U* v+ i7 v8 W824
5 W- P- o8 [; C& x& ?4 w9 ?$ a769
# I/ F- y- X( B' Q) i. p* S766
　
4 @% g& G3 a' e1 D" Y! M　
* a' n5 e; u0 b8 w/ V% ^1 e( T
5 C$ g" s  G3 D/ K" j: ~5 wK2
897
) i. |' R" a% c" m! ~817
: w+ z% d  i3 x8 q' B840
( o+ S; h: N$ U　
　
$ X) a) O4 ~9 Z3 a! t
K3
677
- f$ ~+ N. f! @5 ]* S812
2 Y6 ?5 U6 E) ?7 K1 [& S792
　
7 D# s( M) x) S0 y8 g# L2 }　

K1
275
$ ~2 h# k. `8 n256
' _/ \0 K' S% ?3 X7 {255
+ U' P: p; T3 a' V+ v/ ~' a$ B　
　
& r5 W1 \% J$ F
K2
) `6 C- h# B/ H" R: c; n299
272
280
4 g/ _# z* r! i% J　
　

K3
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% Z- g+ P; a' h) `271
, m2 O  Z5 B4 C  z264
　
　

R
73
- J9 J9 |5 f, T! Z) K9 X16
25
　
1 w/ n  n# V- p; c; k: z　
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
2．1 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
  `4 e) ?1 K* x- j# e

; I2 r+ {3 G+ y+ b' F
6 ^) Q( N9 R; f1 f+ J5 i
形态特征
5 Y1 f6 @, E& n5 C" g$ JZL1
) y  i( t, C( t3 B  O7 s' F$ L, VZL2
7 y9 Q! h# M$ W' j8 l" x2 XZL3
8 l1 {- e! F/ L1 D7 x  E$ L  M' DZL4

菌落颜色
粉红
淡黄
1 A3 U0 t; |; X2 v9 S& }8 D) b  w淡黄
粉红

9 ?# y9 i% s; v1 v. \+ z; J菌落形态
7 I3 }6 x! t$ Y3 `( o不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
8 q' }2 _1 `; E& h1 E* a! E/ r9 N+ |半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，
. l( M3 l, R: y8 V2 [% N& q1 b* x# y, z
- J( [& B$ ]% U% h8 v+ Z　
光滑，有光泽
& t+ s, l) X/ k7 e" K光滑，较干燥
  k5 v: j& }- L7 A) `/ o. H光滑，有光泽
较湿润
6 v! [9 m9 j/ D+ q# N. `
菌体形态
+ T) ?( V6 K; ?' u& {  ]/ D短杆
球形
杆状
- D" \% T% E& \- }, E% o/ R1 ?# f$ Z丝状
1 E) E" ?4 k- T' X0 C1 ?+ |0 _
7 B7 R9 P' m1 B  y8 ~/ z" e菌体大小/μm
（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
, E7 }, x; p" @. I: X1 d7 y& Q- eG
  p2 v9 G" A8 U# n  P6 eG
G
; O  S/ X! e7 rG

初步鉴定
黄杆菌属
微球菌属
假单胞菌属
' x. E1 h" K5 C9 u) A! l* K  U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。
! \7 ?" R+ a0 b  L$ |' A! w
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。
/ @9 {2 l& e+ `. x/ e" c

, m& h$ S. H( J8 h8 v3 D　　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。

1 Z6 b$ x! k# b) Z
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