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......

                           

              
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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, 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
1 X* x1 `# t2 X0 m" R" C! A　　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。
/ o6 K% Y$ s1 q, V  |( g1 材料与方法
% a! \2 V& R2 c, p& Q" 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。
表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
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分组号
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7 c; z, I6 v' e* U  `# R5 L降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
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ρ（油）/（mg.L-1)
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1
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192
7 j" I$ J% L. \- S4 L; c. f' ^& s232

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25
680
7.0
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3
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824
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630
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30
424
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5
30
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1 @- ?# S" Q9 K2 _0 y9.0
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173
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5 K1 X+ g* Z! p3 D+ R30
824
5.0
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35
424
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680
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111

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824
7.0
755
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* r; X1 R5 @: M; _, n+ n
K1
690
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513
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0 y# A7 C% J2 t2 _- X- m8 e　
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K2
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307
433
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230
188
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5 J& q" r6 l1 v9 O% h1 e& H* c9 w' R
' ^" p( C, K; X  n+ ~K2
182
183
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$ v( h2 ?4 d, z' `9 J. N; J& V$ K+ L14
! Q( f$ x8 L4 j6 x$ }1 w　
$ |6 I: z$ t* b6 R　
- A  t6 _3 [! w表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果


8 T- q! @  ]8 V8 I( j; Q! D

( {2 P- c. l- x) e$ s1 O% I分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
, Y# I  B* \! P
: |% U' Z0 j0 Y" U温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
$ |* m4 l9 k0 a: f7 ^pH值
) o3 {: J+ G, W3 M. {, o
* j9 s; G+ b8 a7 g! _5 C1
25
368
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0 T& C8 f, Q; s: l  m7 O69
299
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9 X' b9 W5 y7 ~) \+ D8 p5 H. u9 t3
25
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; E/ d/ M: T( n+ r. A+ [8.0
479
288

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1 e; W# z8 G. E% _, u6 N30
9 e8 x- Z3 y+ v& ^( c368
6.0
1 p' W3 w6 ~- ~354
: u8 G3 a1 d' X$ A- e; g  V! T% I9 {314

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- e* P) y6 c- @  q; a. K296
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6
6 }* |& b7 c7 e2 S9 Y30
767
; V: F3 J( W% a# x4 Q" `! g4.0
462
. ~. D) H" F0 q* ]2 A& x305
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272
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% h; @) w6 a: B8 _" M6 Z73
16
25
　
2 w( D; ?; i( e　
; v7 j. ^( H( l; A5 v  d1.5 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。
8 M: _# ]3 u0 R! N2 结果分析
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。
表3  4株机油降解菌形态特征
% m6 e& F; c7 L$ H% g, G8 a3 J% X
  `5 |- V" U! L, `! O
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形态特征
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粉红
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. {7 y% W) O( j9 Y& Z淡黄
, f0 z3 F* l: D2 B2 n粉红
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2 U5 i+ W: @3 `: {4 `菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
+ l; ]/ B# _! m' P+ ~* o半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，
3 c% x. X! m8 C) `4 B$ j% {
　
! a: p- _7 P- C% d6 A光滑，有光泽
4 ^# a# |5 n1 ^% X% e光滑，较干燥
) w0 m* b8 m' l0 E7 e+ j光滑，有光泽
较湿润

* z. ?+ K  e& G- c菌体形态
1 ?' A$ ~4 S6 L' D# u  L; ?短杆
球形
杆状
丝状

0 \' e$ K- N# `1 E4 t( y菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
5 `; ~8 T7 \* b9 K0 T3 y5 _" |4 H' v0.2×(6-60)

$ V8 U) q8 r. {- w9 K% {革兰氏染色
G
2 s" ~" b% m6 s" UG
* `, B6 B: o+ K+ P/ Y" m1 h# @1 zG
G

$ I4 T0 s; D% y, |6 \- r初步鉴定
& C; [0 O% E' J* N- ]  f黄杆菌属
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。
& t$ {2 d2 R3 G( d
3 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。
. v2 |! A! T( [/ D& f+ k' I+ J; y
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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。
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