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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)06-0032-03
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7 Q+ `* D8 G- {4 g  u9 M& I
; R7 m( X( W: p' U6 W0 p0 `9 X0 O7 j  中图分类号:X703   文献标识码:A   文章编号:1009-2455(200)06-0032-03: M+ \+ e. l: b" p
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)
1 O+ J4 \; I% ?) ?) T  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 a0 }/ m2 r4 }$ {8 ~7 x
  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。 . y. W( Z0 @0 X1 M0 \
1 材料与方法
+ Z: i. U- P! K8 p8 r; D7 B1.1 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 p; W' B% p! {) r表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果 5 q& l7 w( u# Z! x" Q. R* D

3 w/ ~+ O, T2 X3 B# ]3 s% v3 i
0 A9 b! i' M3 E# m5 M1 b. z/ c* t$ R" _9 i! t' C! u. T

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测定结果ρ(油)/(mg.L-1)+ L8 V1 q3 _. _: {/ Y2 T
降解测量ρ(油)/(mg.L-1)
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182
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3 B' t* d0 j/ H  l/ s0 N0 C 5 T  x5 V# V) x& k
 ( T8 t( I4 s2 q6 ^
  z# ^# Y/ i7 O
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144' W1 l$ C% j1 \! H
165, j1 c: f* J3 K6 i6 m- b6 w
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14
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表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
3 Z$ H- J; f% P% h* r
7 l; g9 T9 r- ?0 h  K3 Z8 N% r/ g
9 E. x" `1 c; K( T$ I9 V) E: Q' g) ]0 F4 d9 n5 @) A/ v

! F  D! I' T% n) [分组号
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  e5 N$ P' M" U; M% c  D  ^) _测定结果ρ(油)/(mg.L-1)$ Q: G' C( P% A7 H, e. E
降解测量ρ(油)/(mg.L-1)7 z# H2 s: @/ r" A1 ]
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温度/" B3 l0 S: B' X, U
ρ(油)/(mg.L-1)8 ^% x3 ]6 h( t% g8 J, h1 K* [
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3685 J; D' p  V4 t/ N  T" [
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3 W! f2 M1 u* d2 h5 ?  }: k299
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4 E! i# J2 F- J5 m' ] ) M- C0 H/ a0 P# l% T
 . Z2 @/ s- Q( i0 ^- l$ y+ t# R9 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。
6 l6 y6 M7 K' n4 }2 结果分析 7 j8 t8 w. Y! `- z0 X2 K0 B
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。 7 w* M; v! v- h/ Q- N
表3  4株机油降解菌形态特征
+ ^7 @5 G" E. D! ~8 y) K6 J: \+ y( E
5 ]7 N* T$ J0 {) o; l

5 o: K  `/ U- ]4 g7 T! K" O0 x( Y! I4 G1 j  K1 w2 t2 o
形态特征
: T8 N2 q" e3 F  MZL1( S- O* P# g3 b+ w; h# k
ZL2
# _. M$ I5 l0 f1 H# \* \( SZL3
- \& B+ x9 @0 i: zZL4
3 }2 X" a$ V, n! g, O
! k: d. Q* h! b& G* G菌落颜色
) E9 n& D# |$ X$ h1 Z: ]粉红
# v! D6 P7 L  {1 V淡黄3 B$ N# a8 W; p' n! B" `3 L; d
淡黄9 d: _, A( q; @& g6 [% Q
粉红
2 c" M% w# F  y" T4 [- a' Y
) n% E: v: }& N* l# _菌落形态3 o8 r1 ]0 p$ Q: K% }! [/ ^
不透明,微隆起,全缘,
4 f  n5 N% v+ O' T' E半透明,圆形
" S8 a  K( c/ P$ i/ \半透明,圆形,隆起,5 [3 v$ e0 V3 E( j( F0 ^$ J
不透明,米粒状突起,
5 H% e' J1 _- b
. P& W! k  X. `% W2 ? ; t3 M2 I+ Y" H2 d$ w; o6 T
光滑,有光泽
! m4 n7 q8 s, {) x- c光滑,较干燥
- t. B- k% K! F! Q# f光滑,有光泽
$ S7 K$ O  ]8 \: b较湿润
& \. Q* K- z& z4 m& h7 D- m6 C' x1 C9 {: g' g
菌体形态
, K2 t: S& F. l' A/ E短杆% R- l( a. E( A
球形
. o4 Y$ |) y  [& }0 ^杆状% O$ e7 e' R7 U' k2 [! }
丝状+ m6 O. @- S' ~" J3 T/ }& @
" t7 A4 V4 H$ |( J
菌体大小/μm" i; k8 A+ m1 Z9 _# v; p
(0.3-0.8)×(0.6-1.0)
/ ^3 h0 L5 N, V$ ?Φ0.3
. o8 l5 E% `: i' [1 l: Y(0.5-0.8)×(1.3-5.0)! O- ^# G9 O% N8 F& s, ^" w# u  u
0.2×(6-60)6 k( r' K# W/ R7 p7 Y3 S
9 R$ m" I, `: L  t! F1 n8 q
革兰氏染色* m+ B7 z1 ]+ F, H7 g
G3 c) o7 d8 e+ }2 b2 l; S
G
, K. X/ F$ i, l9 _G
5 y9 R- B9 x# I4 j3 O; s& lG
, G8 U+ w1 ~2 ^( r
9 l& |# G! h+ m3 w1 G2 r+ l& F- `初步鉴定
  b- K4 ]$ B& m5 S/ H/ S黄杆菌属, ~2 ~4 G$ v0 _
微球菌属0 L! y) \: t) W" s5 ~
假单胞菌属
! X+ p" x/ \6 Z( q% O酵母菌属, l1 S& E& v, Q; N
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。
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3 结论
9 k' p" e: B2 m/ d  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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+ R4 `' B" i2 F  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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