微生物处理机油污染废水研究

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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, X......

3 A8 U& {0 a( V+ q                           
4 |% a7 D% A$ N
6 O7 M; {+ b+ i% _8 k" ]              
9 F7 N1 H! b0 Q3 b/ X* h      



) h+ d+ Z- k# ^" Q( R0 q# d! ]( u　　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
' E' x- o) _, o. W4 b2 u' |　　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 |4 x0 D+ A! ^  F* S7 q1 材料与方法
" L5 ?( T" a2 G3 j. v9 G1．1 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。
6 z! U  \) K' H) z3 y7 V9 q# q, u表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果



+ T) s) Y# @, W; L9 K
9 o, ^1 {' t' N  W8 V分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

% n) C- e3 l- ^( V! u2 @7 u, O温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
6 R; ?$ B1 Z& G- ^8 X2 ^6 F; F
1
! Y0 o% S$ E. a8 K6 ~. @25
- N6 x6 v( o( @, ]' s+ D: v. G424
4 w$ l, S& z# c- O- b+ {5.0
! l; v7 v3 b3 ]& m! |% {, J192
* a/ ?# P1 |! W/ Q" n232

- c4 G, O8 \) {$ s* ]  ~2
25
680
; E; e# P* B9 u/ v" @0 E- n7.0
416
264
/ n& H, y9 R8 z8 N: D
3
) Y& n/ G7 j3 Y4 U; p' v25
# O  K3 n0 b4 u; H824
9.0
630
- l7 y2 P( Z' ]2 O7 R/ w9 U194

4
6 H  v/ F! n2 P" b) B30
9 B3 [% k6 J- F" o  S  g424
7.0
* a3 n0 r+ V: [" ~220
204

* I- T6 F" A8 f# S5
30
680
/ i3 F: F5 F+ _4 @' c) u9.0
2 X7 f  i2 H1 y! P4 j5 D4 t507
173
8 R, p. n3 A/ Z
6
30
824
5 D) G# N+ O- Z5.0
1 {$ K6 V8 `8 h# ]9 S654
- ?$ G. g% O2 r0 l; z5 R170
" m. n" g% l/ y  r
3 P) ^; F" |$ Z' B  ?& m7
35
; e! C) w" t8 m  f  L2 ?424
9.0
297
127

8
3 `8 a# O) u' b35
680
5.0
569
3 S7 ~3 n3 d# i" N111
$ v. e$ c( I( l, g0 T
9
# m9 H- `* O- `) Y4 y2 l" ?35
824
7.0
755
69

6 x3 r% s( p& o5 w) y' H$ {K1
690
563
5 f2 B, C1 U6 Y' }513
8 I0 s+ O3 C% C7 o) C　
% W6 A0 Q, k: P( X! ~$ Y　

$ C& j6 f; K' x& g0 W% H# G, C5 {K2
547
% v; c9 n5 ]* d! \2 E6 q548
537
　
1 b7 v/ ^0 ~3 C; h　
$ V, [% P- n. u) p6 _
K3
307
433
494
　
7 g& x( g8 |1 V- N  C! w　

K1
5 h3 i5 J9 _# K9 L230
188
  P+ a. `. ~8 D# m171
　
2 ~( X* }2 j% f) E9 S　

5 b% ?- y) ?5 W( H' \7 EK2
182
% o. \" b* K: z) a/ e5 A183
179
　
4 J) N3 r& h$ }) \　
( C' x8 y4 s3 M; M) s9 N4 l* j: L
. E% z& E( u2 B2 u" ZK3
102
144
9 H! ?- k6 V6 v4 M. g5 m! B; S165
$ l; T: t+ j9 \7 ?- b　
& |; Y3 i! X: }2 x8 D  I　
# c" S0 N% ]5 |3 a
2 M) L+ j0 p; D8 Y$ @' C. RR
2 w" H! \/ v: X$ O" }128
44
14
- Q) E6 T# X' d6 L　
+ p) _  r( j) s- u4 f- ]' V　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果

" _- c( U; m# I" P- Y- D

. ~: Y* l1 G2 S, v
5 m- T& N4 v; }2 ~0 t分组号
/ ?$ Q7 v4 x- s" s/ y3 S  n/ q0 J因素
0 e; w2 v" n+ y0 x3 C. u2 }2 h测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
, n9 g5 n$ @4 y! I" T; z
温度/
# d/ C" Y2 z; Zρ（油）/（mg.L-1)
pH值
) ?* C% w7 k/ Q; r: N; j* ]
1
25
368
1 U( |3 y' H% q& t8 e0 h& W4.0
69
299
. o  w. b9 Y' \' O% x/ `
2
25
574
6.0
2 [3 c1 e% k% \! n% `8 Y267
307
2 z# D* |7 ^$ X( M) \
% Z% V; |6 q: e+ j4 P3
25
767
3 r% ]/ a9 ?1 P# ]/ A& S2 l8.0
% ?$ M+ a/ n8 J; Y) C" h3 L479
4 f: p( ?. {" I% t# q1 r288

4
0 \( e/ I7 D( U30
5 C  f6 v5 S& s1 S; h, F1 c368
2 U8 r7 Q6 d+ ^0 x/ G6.0
354
314
* I; l1 A4 N2 a1 C4 {% H0 G9 }
) H+ O1 f4 z& `5 q: R+ V7 M5
' K( t7 L( T5 V1 g+ p30
7 z" i+ ]/ `! g5 q+ j574
- ?$ c( @9 z! n( F1 Y# H+ ]6 _. w8.0
2 X  s! ~9 R# S: N3 f3 ?296
278
# g. p- E" r+ B  N
6
30
767
1 K, Y& d- Y9 y) Y) p6 {4.0
$ h' B) U* K" k4 f; i6 V462
( h9 n8 T- k5 Y3 K4 N305

7
35
3 ~8 U1 B) X. O) |+ Z368
8 u9 p% ~" Q( u4 e8.0
9 k  j- U% B6 y4 A( g+ N* Y! N142
6 }( |+ p9 `/ s( z2 T226

8
35
& r0 r1 N* H3 d" a574
4.0
3 _* k6 i& W0 R) M2 C4 L3 ~! w342
4 B6 Q0 `5 n$ y$ {. @0 q232

9 D5 z% m0 }6 j. M- I9
35
767
6.0
548
219
* k/ G1 `9 ~& T8 A0 A  U) B
: q  R' _+ p; n' {9 J( o( c, AK1
824
8 x$ g  V7 _; m7 b/ i+ p769
% H9 ~. z, w& e: S; f$ P. t6 N. e/ P. c766
　
　
/ H3 l7 N8 o, C9 @9 `. C
K2
897
+ ^) A1 D% l' Y9 \% j! Q817
% I1 N. Q3 P  \: K840
5 g! }* P6 k; r& k7 [3 R  C: O　
5 c; `% u0 F/ r3 S, k& F　

K3
  m% ?4 a: @) n) v  B3 f1 p677
812
/ S$ p; L! F9 @& K9 M) d- x792
　
" a- k$ b3 L: f7 n% |4 @) o( g/ G　

1 K# x* a  t; C% b- t/ N3 U8 TK1
275
+ S* c; B8 |( U4 f0 @' R- r( d3 T256
255
　
　

K2
299
272
280
  D$ s- A) o. B　
　

K3
226
271
4 b+ F; }/ x5 e# f+ P1 B264
+ S9 s% n2 M' f2 T2 D( ~　
　

+ t' W. |$ _  H6 ?R
* F9 Y9 n7 k; G8 f6 s" [73
16
( n# j& g& h& b2 N1 o) _$ |9 q25
! {2 T, P7 D4 ^6 l+ m0 Q9 W　
" ]9 `; ~+ n3 t. E　
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。
" F. ?* f/ d4 U7 e% j" Q# w2 结果分析
* e+ D+ ?2 E9 V: M+ I5 ^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。
: I9 ~5 r. {( Y/ Q/ e* [表3  4株机油降解菌形态特征
$ `* W7 B9 G5 _$ p& \/ t) L
- }/ L7 Y/ K' m* }( `
# c# d6 V8 A; O

形态特征
# _0 h5 J6 Y7 N" Y  ]# }ZL1
ZL2
ZL3
. H: V2 J1 _. R# h5 C! f! a7 M. V- JZL4

菌落颜色
粉红
淡黄
淡黄
3 {* v2 m) {! [. {粉红
$ _/ v# n2 T4 H( n$ o
菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
( ]4 a: \4 q6 L. R" Y) E半透明，圆形
. l3 j, |+ _% a+ O半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，

, H$ v1 h& ^2 x8 E, |　
光滑，有光泽
光滑，较干燥
光滑，有光泽
较湿润

菌体形态
! A/ m5 D& Q: W短杆
" \9 u8 X7 N% |* V球形
杆状
$ d+ G/ f0 _- Q0 {& ]丝状

菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
3 ^) Z2 s$ n4 K$ X1 EΦ0.3
" g1 D) A) @; b8 {- r1 G6 q- x: `. O（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
" k! R% g! f' I0 @0.2×(6-60)
' D& I; d4 i9 F. R% n6 r
革兰氏染色
2 m' H4 J$ h* v0 |' `, @; \6 P5 P5 WG
6 Y! C: k+ o/ e9 h9 {G
, f1 r6 s- Y# EG
1 r8 k' B: W9 [  i/ W  A3 B! M% }G

9 P6 ~0 P+ U; n$ P5 j/ O2 a) k初步鉴定
, a+ u5 E8 c; d8 |2 V3 M$ p黄杆菌属
7 J* r5 |6 _8 W- H& M& r微球菌属
假单胞菌属
% ^0 a' h. {# t+ a+ w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。
  N: A$ e( P3 k; m
: |$ G0 I/ J1 G7 y3 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。
3 I( O3 S1 C, s

　　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。
( n( B8 A# ^0 T! E- Q3 K. Q6 k

. m: `1 ~6 s( K! ?
# E$ R$ s* e3 W; ]8 z$ o. o
) H( T! s# }$ |  s! w

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