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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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8 J; U' w: }% L2 q' \- t" c5 Y2 T: R# M! p! j) j0 D. y! I' W
  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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* C8 a2 `* Z* D, S
0 t8 F6 U6 r8 |0 h/ ~0 d  中图分类号:X703   文献标识码:A   文章编号:1009-2455(200)06-0032-03
* Y' B" \  Y$ y8 g: l' c' H6 bAn 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)
' ~$ t# q1 i& N" D  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 : b) O7 J0 O/ E2 G% J( ~
  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。 " ]0 B- c. v8 Y) \9 p! \
1 材料与方法 2 J5 `; {+ I( j, u
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。
  o; f" S* J! D表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果 % p9 K9 z$ j' q

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表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
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# u, M) I6 m. K$ j( X6 d3 ~& A降解测量ρ(油)/(mg.L-1)
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16
* P- O9 ]; u4 i) G+ i25
1 p8 L& b1 \6 S. Q- v $ I# P2 o9 Q6 a4 f* w( b
 2 b. x, _; j. P& w- g/ \& ^
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。
" K: p6 c" R2 p+ W, }2 结果分析 : C, ]' }' n+ Z7 H
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。 $ I* J+ g; z  D. E+ d9 `9 i
表3  4株机油降解菌形态特征 ' T# t$ b" u/ D6 n& s- k9 U
/ H# H$ Y% @3 ^8 R' c+ M8 f# A

6 T. |+ J, }  ]( C& {0 x2 j* n  s5 f5 }

& M. A6 z+ R$ m5 ?1 |0 k3 l: F形态特征" O! v, k% U4 _% A- ?' ]: S7 G( K* W, l; Y
ZL1. A( y% F2 X. f' i, }2 r; A
ZL2
, V: A8 s) W9 }  J/ z* rZL3
: |& A  k) ~( g* ]ZL4: n4 C5 ?7 J4 R
$ E/ P* x, x2 t1 u+ B6 h
菌落颜色
, ~7 Z4 `5 e2 a) [粉红
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淡黄
0 m! u8 M+ E" e3 |! R0 e8 T粉红5 o: u1 `7 d) J/ z
/ Z3 q0 {1 c0 [" @' H4 Y' ~- r
菌落形态* d# O7 q0 I  ~7 m8 K/ |
不透明,微隆起,全缘,
( L3 H3 l% v2 M半透明,圆形' H( O. m$ [' p" l! i/ ]
半透明,圆形,隆起,
9 Y! u: u5 X! q- V不透明,米粒状突起,
6 [' e8 V8 p* H# [( g3 ^( ~4 r7 C% t9 b2 ?/ Y  x% D* I7 ]$ |+ d/ M
   Z  j  N) N- `2 R2 U' R( q
光滑,有光泽: Z/ x, f% @. Y2 O4 }) Z
光滑,较干燥
% h; G0 \( f% M* |/ q. ?& W( ?光滑,有光泽
6 f+ d; w$ D- s! c7 G; I  p较湿润0 M* a" k% f2 n$ m4 m

0 G, @6 C9 B0 m; T菌体形态9 b" Z7 W) m( y
短杆4 F0 Q- D) S1 ^
球形. d4 ]( r- y! }3 U1 O3 G( p
杆状4 ~" V6 v7 N" {9 s8 |5 g
丝状
8 V  n  }$ I* `7 ]5 b7 L/ e$ J' L9 k1 z2 O# q9 N4 s, e# ?
菌体大小/μm5 A# ?+ ]5 e8 i0 k9 B6 W! Y- Z
(0.3-0.8)×(0.6-1.0); ?& N- N( P$ ^( o
Φ0.3
2 O( I* V' F( ]4 M(0.5-0.8)×(1.3-5.0)* F/ D& k3 x2 u6 N3 P! c: j
0.2×(6-60)
) g# |* P& L5 T/ O& i: G
& x6 j& S- V" k6 Q: i1 w革兰氏染色' I3 M# |0 u. f" O% O( p
G
: e  C$ e8 ^0 l" o- ~G8 ?9 G7 D! q8 w4 c8 b* E+ n
G, [" t+ a8 C! d, |2 B
G
( ?) {$ [/ K3 E) H" J+ c0 k/ }5 B5 y8 R
初步鉴定) o5 r0 w) ^, N5 b6 k" E) [7 W' x
黄杆菌属
6 ?$ B7 U) p9 A) j' S7 V5 y7 Q微球菌属
' ?  c: e+ D$ P' Y6 K; h假单胞菌属
( s9 _9 ~) {- q$ w1 H$ Y酵母菌属
! _% u% `8 y* U# P' h5 u8 }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 % O8 {9 j5 J( l" O% W; v
  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。 1 k! y, @. Y* y& L5 }( N3 q* t1 B
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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。# n) k2 i# V6 G$ u: O& y% A$ `# x

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