微生物处理机油污染废水研究

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9 b- s/ f' e; {3 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, X......

                           

2 M; L0 Z; f9 O  R4 W              
9 t  @, [8 V6 Z      
4 d& j  @) c- {7 G6 ?" m


　　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)
& a+ m' T# G% i4 B% `( {) t( U　　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
0 E7 D" N( |1 u7 i: A5 {' K# m9 b　　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 S! V1 S: \- w9 ^$ A; Q1 材料与方法
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。
表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果

5 R; _# P  I3 |/ f+ I
& H4 S5 W. H9 p. c
8 e1 [6 n  Q# a& Q( m- h7 q% T; N
; b# D( U; [( Y5 u分组号
因素
: M& v* k+ q- w8 c3 e测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

2 L  F  l% @9 ~- G- k( H温度/
: ~% j" N' Z- Q% U; aρ（油）/（mg.L-1)
pH值

3 C# z7 u: w) a9 @+ H1
0 y; S, [' J- E. V4 m. F25
9 F# z8 I, B+ O424
% w0 }0 X4 |$ Z$ d3 X8 m5.0
192
8 P+ `& L9 L1 V6 o232
" t: ~! W6 U8 k" j
( M/ ~4 t& ?# d0 F' |2
25
680
) `9 l4 m/ |5 k( X7 Q. F5 T7.0
416
0 f( `: u7 I! [. Q& Y+ K$ C! f264
9 b$ ]7 Q9 l- n7 D9 s
" X$ F2 e( ^: t, k) Z( q5 N3
25
824
* A; ~; ]0 P1 K% ~4 \9.0
630
8 m6 F# c$ |; S1 A. |3 M194

4
30
& I# b- ~# }9 h+ g* p% d+ l424
" x. s$ q3 Q( s, e2 Q7.0
220
204
1 g$ c2 @, m. B* P+ k1 z
5
30
, I/ F$ I. u: f, X2 r  r: y680
, r: P0 Z- l+ Z5 k# Q8 D9.0
507
: K7 `6 h% f6 ~$ |# ?8 }0 }) K173
  G  J' y0 u, ^; |0 f/ d
" E" `; j3 e2 n( ^' ?6
* z+ G6 }/ h- M: R8 c# ]8 C; m& Y30
824
5.0
654
9 M2 i1 C4 e7 ?# u1 I6 Q7 ^170

7
; ]7 {% g7 I! c/ m35
424
9.0
297
127
* O+ F& }  u" i) i
8 c5 P2 T2 Q6 C0 }3 q8
6 q3 K- X9 W7 o1 \. S# }: U' R7 I- x35
680
0 \. T& X* k6 n5 V5.0
: \  s2 x1 v3 n: I+ @) f9 A569
! a( y/ K2 K% }$ r: {. H8 l2 u111
2 P+ Z* c' u3 Z9 V1 ?  _
% `6 e$ Y6 p- f0 s$ [, }4 j9
+ ^  |* M3 M5 O' B/ `9 f3 R; k: i35
/ R- @* G3 m' Y! X; W. P. j824
7.0
755
$ a, B4 p. F7 B* J2 R* n4 c69

0 U5 d- @0 ?7 S7 [K1
690
( h$ K8 y4 }8 Y# Z# T563
0 D; v/ l9 l% M! F* ~% t1 H/ |513
1 N, K) O6 r6 A& E　
　

K2
* t: @8 |$ n0 g4 T1 M" X0 B547
548
# X; q+ S  b2 S* g537
　
　
/ |6 i7 j1 l+ e; J- o! L
K3
307
( g: q! G3 `$ M% a3 q& b$ m433
& m2 B6 v& j2 m# _; r; e& j494
　
- Y. M4 e2 C* i( l; l　
. o/ a  J4 r: b9 C1 D$ E
* Z2 H# ?: z2 Y- E8 N( B# _" {K1
2 r6 I6 Z0 Q) p9 k8 G5 Q! d230
188
$ x2 L. q1 T) [! l4 p+ d+ A) D171
, C+ ]' ^. P) B　
　
$ z/ z, u0 ]+ c1 ?3 q+ e- m* P
" L: x: V/ R: ]3 ~) Q2 xK2
182
; R. X/ r& Q5 X6 G0 Z% E183
" {7 Y% h# u7 r9 _! i" |/ Z$ e179
　
　
& |9 F! A: @+ P% y
K3
, S  L' P* n3 `' ~, C5 Z6 ?, J102
/ J9 {& _. o2 x4 y# a% |) p- U144
& h' x1 l0 d4 r2 J$ l8 N165
" P8 s+ X% j1 H/ Z+ K　
  H( t4 L* D3 \　
% w1 Y0 o* x* g& _% I
' A8 b9 U$ [' _2 y; R* pR
# C. S, ]9 I" w+ N128
44
14
　
$ }1 u% O4 {& r% q: S　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果




分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
1 i# l4 k1 T- _8 h% Y: @( W, K" c" a降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
2 W. R( S: f& a9 ?( O: ?
0 {5 G2 R: a  J3 i温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
# Q" c* m2 T+ q# o; kpH值
3 S; R+ c2 n3 L% A2 B
% }6 b& b# A& w1
# `2 D0 ~6 N" I3 P4 t" M# f4 T25
  I! M; b) I5 r# Y3 a368
$ F. y0 q+ I& G; J" h2 U. x4.0
/ Y( u4 D. s5 m$ Q' ~, y69
5 Y+ }. Q" V2 t# B5 _. h, h299
' @4 c& x2 M2 {) p" Q
( v9 z( }% D0 ]) a! m2
1 ]% U( [2 N) z6 R: L25
574
7 h/ Q7 j* h/ k* q( v) [* f6.0
267
9 ~9 R, C7 a1 K6 Q- W3 l307
9 ^; G) h" I* G5 [: D4 b7 c) x6 ?
7 B4 [  R! _) Y0 U  ^, O: {3
25
8 e. h/ M0 U  V0 n- M767
' u* \) ^% ]! j2 z) a, h8.0
479
288

: h' c8 J( W3 U9 r% O* p4
30
368
6 Q2 _7 y, V4 |& T6.0
4 T+ J& \3 y  U5 @. U' X1 P354
: X& e6 N! n9 L, q314
  t& P$ R2 T" C
( y  b0 H. [" s" R, t" Y) Y5
30
574
" A1 M0 h/ |% [( X5 C  p) p8.0
/ K( K7 M: K+ {! R" S7 |296
3 a* o$ C4 M6 C9 [; ?278

9 M4 J& @$ Q% A# X6
30
# {( T- ^. J# F& `. }* z' S767
4.0
462
305

7
  @5 Y, }1 n$ f$ f35
7 x8 L# I7 u7 u, Z368
8.0
142
226

0 h" `2 Q% \. F7 m! f5 X) r8
+ t$ ^- I# _( p2 w35
574
' F1 w% x1 m2 _: ]" j8 h2 h4.0
342
232
6 E/ J, L7 H9 ^* I
* {% r# Z$ _& `5 l9
35
* ~; K0 R' ?6 V6 n- @767
9 Y% |( t$ {5 M; [6.0
548
219
0 V" S& C2 n$ E  \$ t4 p
K1
5 B9 N, V/ X8 u: a824
769
" c- f& z* q( ~& ~766
' D. _* i$ q6 H3 z+ Z0 g　
　

( I% t) o* H7 l5 C) OK2
897
817
* C; f: N4 l& j840
　
　

K3
% X  `- N' q6 I; K" p3 h6 b/ F677
: {; l* d0 ?7 L: p' L812
792
8 l; s3 f9 |2 T; Z　
+ F- i+ b! ~# z! t( m- i9 B2 |　

K1
275
% r$ Y, S6 I' `3 E256
' I9 H1 n- y4 i7 Z0 l1 q255
　
　

; d4 i! @5 U# l6 W/ C) c/ Y5 vK2
" C& W( X) E4 G3 x299
272
; Q% h8 D. x. F! P3 u- y( N8 G280
- C5 i4 t$ ]) b　
　
$ J' W5 I# }  O2 _3 ]
- o6 \; H9 y. _/ Y5 I- Q, NK3
226
271
& h1 G% h- y4 h0 P0 m264
　
　
+ _/ ~8 V$ }# P# w2 W* ]% F; ?
R
( `4 x2 {+ n3 s- i" N. J5 A& S73
16
25
  A5 x' n& d' i: w% 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。
' x( L) [4 @  s5 _1 z+ L* T8 ~2 结果分析
7 U3 F# q2 M" f/ u2 U2．1 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。
' M/ O2 b, y  M. B9 E& C" d- I表3  4株机油降解菌形态特征


" l& p# H. N/ {2 v6 q6 H
) ?$ P  _# B4 Q$ |; d
形态特征
* u4 A6 j* v( z: }ZL1
ZL2
9 p  w6 H: z) @* e7 BZL3
4 C) k3 X  e+ I6 u" i, x' zZL4

菌落颜色
( ?+ J1 s% z, ?9 d: d# V粉红
4 @: h* v: J7 p5 E: J5 ?. H淡黄
淡黄
粉红
- r* d" N/ `( Q4 {; Y9 _$ Q5 ]
( [" L% {# h/ ~# C6 Q菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
( j) ~( x+ ~) v, G; H4 v+ F半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，
' r6 N- o, ^2 E% Z8 }, g# z. \
$ z8 Y: J# I, c& b' Q: I　
+ X8 w6 i3 u( ]) g. A* G2 A光滑，有光泽
- f: Z9 \/ H0 v/ k+ K+ F光滑，较干燥
# n2 S+ V0 N) Y. Z光滑，有光泽
较湿润

菌体形态
9 O, j/ b* \" e  `3 s& B$ S短杆
  T5 x6 ~8 N+ C: U球形
杆状
  q7 c$ l, Z* Y, h! X4 s丝状
' C5 }3 Q  U9 d0 u
* ^, t0 G7 @5 x% ~6 c( f1 w菌体大小/μm
% U" Q: U3 |9 |! E  _（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
2 \- N/ j8 V7 ^; u& s（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
3 ^$ n9 A7 Y7 k3 M5 Y0.2×(6-60)

1 n8 T7 e" E* O1 i革兰氏染色
0 G7 _9 w' Y. z& T6 n  g$ AG
! K$ \: P6 H9 }! ^3 SG
G
G

. T0 \# k+ z2 f初步鉴定
: j7 K% c$ D- l) Q- l7 R黄杆菌属
& K4 j0 f. v- s0 ]# b, f微球菌属
假单胞菌属
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。
& M% F+ m* t0 W0 l' `
7 U& q  j5 @, W3 结论
0 g9 M7 z: J" @: n. F　　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。
+ w* e( g. w3 q8 ]: V" a  L
0 c- C7 Y1 u, i. u
' E5 j5 a* m, w+ R2 Q' N4 l　　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。
  @4 M1 v& K& C: X% |4 {5 e
* B  S$ Z4 K& u( \+ o




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