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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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7 B8 W! `: K! g6 ?( [0 @" Q$ T  `& 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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  中图分类号:X703   文献标识码:A   文章编号:1009-2455(200)06-0032-036 ]8 }( l0 `. g# U, s. `2 q6 U2 ~) d
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)
3 _, n3 n5 K: y, E  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
' N9 C& C  n$ q" k  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。 9 B9 H  g. [/ U0 Q/ u8 ?" S* ?- Z
1 材料与方法
8 z; U- t' p( P- f7 K1.1 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。 7 q3 @+ a) o: _; U5 J
表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
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测定结果ρ(油)/(mg.L-1)  I8 w& `8 M4 ^5 _& Q- z6 g
降解测量ρ(油)/(mg.L-1)' i0 l" m! F' v# R% B1 s9 c
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! J6 y( G+ d4 U, T5 Y 0 O$ F# t% B# c& a
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。 - C( X1 n: C3 z
2 结果分析 % l6 t! Z. `8 ^  r8 a+ z
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。 + h% {  e( n* T3 e) ~* [) q# A
表3  4株机油降解菌形态特征 * A4 v2 I' k) i3 n0 Z3 Z

: Y, r7 V- O4 A7 m: ~0 w" i4 c8 v( D3 G/ R) T- L2 g  o

1 J  P8 ~4 {/ a2 G; R2 r2 n7 ?3 h8 P) f4 y" |% z5 ]
形态特征
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6 F5 M2 s6 F- f3 l* l9 ?% o/ T! r# r7 |ZL2+ H6 t4 ~  |3 ~$ g& ^+ v
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ZL4
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菌落颜色
6 C4 f$ K; V0 I. C; c粉红0 }) G. A: F/ [9 d6 x( L/ o
淡黄2 P9 _! X4 I, v3 Q' v5 _  o2 n
淡黄
$ }, O# W% g7 x( w; u粉红8 ?* ~! Z2 V. {3 D# `
" c. V( U8 o2 U8 {
菌落形态) b* }( i5 v; `2 _. X9 b/ ^
不透明,微隆起,全缘,* V' j7 ~2 k: o' v9 J" f1 C. Y4 y
半透明,圆形
. `/ I  L5 |$ C+ ?$ z; k. g半透明,圆形,隆起,
+ O% ^! ~! K( B& X) R* n不透明,米粒状突起,6 I9 ^* C0 f3 Q' @; ?( M! N
5 z. e( f% J; E! r6 ]
 
% S8 P, b) k9 c, I光滑,有光泽9 s$ Z  `& Y" `$ x
光滑,较干燥
5 X5 F! w/ S7 `) I8 C* d3 [光滑,有光泽
0 ]+ A& J$ D6 T, k# F+ w& G* @较湿润
: t' _3 [9 W7 n9 M( V; x: [; u  E" d. E7 h& X
菌体形态# X2 N' l+ R) H& c# c* T
短杆
$ a% E- c7 _! K. ^0 B球形
8 B) y- H! D$ v( B$ e杆状
$ Y$ C# N( {3 J丝状' R& h4 ]# X% c7 @4 T4 d7 b( B

  ?% Q9 m0 G3 j7 N菌体大小/μm
% \# s6 e6 a( G: m(0.3-0.8)×(0.6-1.0)
% U+ w9 Z. b/ h! ZΦ0.39 I+ m3 Q% Y8 b9 ^( j' O; ^
(0.5-0.8)×(1.3-5.0); p; f4 a* E4 d' a, y$ Q3 ]
0.2×(6-60)5 |% ~: z$ Q! w5 [! U5 ]: x% u
% w- [! N- Q+ f
革兰氏染色
5 g  f% k& t6 ^! l* C" GG' n4 ~$ G# R7 A
G8 E9 L8 N  e- A& x) [4 ?* i; B% r. Z1 ?
G
& ]+ u4 f" D6 ^- a/ ~% E# oG5 T+ ~+ |4 Z6 a/ }0 U7 R

  y2 o, I% ]1 c' x6 I* M初步鉴定) h0 s6 ~* e! h: L( e5 X
黄杆菌属
) S  c. P1 `( E: J- f, X) q微球菌属7 {# U  s; u1 R. r  S' C
假单胞菌属
) T+ r. M* ?* q% J( X酵母菌属0 _3 d' V. G* y. S, c8 x% ~5 x  K
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 * d; ]0 Y) O  g& g9 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。 ( H9 h" H2 t/ f& p' O

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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。$ K8 q3 I0 f4 m, e8 z. m
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