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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. y- {" ~5 p5 {
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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% y* {) I8 f2 c$ Q9 c
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)
9 M8 _9 b! I; n" V7 C. c  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 k% o! ?& r# P9 R% o  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。 1 N) E( l. ^9 o1 I& C1 J& I; N6 G
1 材料与方法 - b8 k% p. [! K
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。
4 q+ c% Y1 c% J1 r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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测定结果ρ(油)/(mg.L-1)
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# X( C8 Z3 i' h; \) K 0 a# O+ Y' M! r7 t
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果 ( p" n) t$ d! A: A

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9 f+ {; o7 G0 P+ E. `$ a$ U. j; a( @+ O+ Q6 n% c, ^% B! Z9 ^/ I. k
分组号
3 H! e5 \: z4 n3 d$ C! [因素6 P8 ]& [  o( J+ T8 K
测定结果ρ(油)/(mg.L-1)- O6 x' h1 r# B+ G% H" X
降解测量ρ(油)/(mg.L-1)
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252 T! }( W- e7 o  h
 + S2 z/ [& [( Q$ o
 
: i  ]3 t3 H% b: g0 _' U8 b, o3 v; c* h1.5 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。
$ t! f2 o6 ~3 H3 P9 o' q2 结果分析 ; t) x. Q8 x4 S3 e0 w4 i
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。 0 u. o9 g2 U# J$ k' y/ D1 x$ Z
表3  4株机油降解菌形态特征 " o. |! ~( s) u0 S
8 V# p+ u/ o0 H- E4 v2 B* N6 e  d

( w$ @1 i* X& U& E+ N% U" n$ d
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* c: S+ O2 w* c* p/ ^  O5 {4 [# KZL2
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" ]9 L3 C$ Q9 i( d! [ZL4
* O: U' u# c! h; w0 b( ^* J- s
( C! m# O) O( z. y: l+ L( v菌落颜色
4 r" v) l( G+ G9 S' p$ f# ^4 C粉红
& V# G5 ?0 ?* q' [, l淡黄1 K) z; Y9 X; c6 S& ?
淡黄5 s- p, [9 j1 Q  ~, e9 W
粉红* K" W0 I( D/ S# l$ n6 c

* R  g" v2 ~8 j' I) S1 Y菌落形态1 u' e/ z1 ?& Q0 m  j
不透明,微隆起,全缘,
/ D5 b5 }3 X5 H6 b! V. |3 d半透明,圆形$ v) @$ Q: u; C
半透明,圆形,隆起,
8 ~' i) k) _- {4 A: U  r不透明,米粒状突起,2 G, K9 A  `0 |2 g5 o

3 g7 _/ N, F, j : U$ i- L& V& A( j* w' D  u9 Z8 Z: Z
光滑,有光泽1 u+ _3 |* F1 Q' j
光滑,较干燥
7 B# `5 c+ y  y6 e. L0 U光滑,有光泽. r& \' ~7 v6 }$ c+ V; |+ p" l$ \
较湿润! r- G; K4 a8 {1 Y5 x& w9 [
0 L  L  z" @7 Z5 `; _
菌体形态; U- `8 G# `7 v" ]3 U
短杆
2 W+ G. t" S4 N' n球形( x0 h4 ]5 N, D# _. C
杆状
3 g, o2 ^3 [& d1 a" M丝状
/ {8 ]; w8 \6 N
% N5 r6 d8 i- w* |" J' s6 }" @菌体大小/μm
* q* k0 A/ n  E( D/ h$ c, f( I(0.3-0.8)×(0.6-1.0)
7 @% n: x  G4 H$ \" P5 j  v3 ~Φ0.3
  k8 Q( ~: J/ S6 W. b5 ~(0.5-0.8)×(1.3-5.0)+ }6 f$ i6 E$ ]0 K# @! F6 l" _, c" b/ V) n
0.2×(6-60)
5 P5 F/ U6 |; d" i6 }2 X5 \6 W- V- V. E
革兰氏染色
& I3 W; R- _8 g) ]7 FG  z$ W: y) z- U' e8 h. E, a: ?
G) J: |( b8 B8 a: M
G
, \/ L- z/ k* R0 ^: Q, B$ t2 V6 x6 O. pG
1 E  s4 j$ E8 h* a7 j# m3 u( h& k; i
初步鉴定
( \+ |- e* ^* R' l) ?黄杆菌属" s1 z( c# P5 i; H
微球菌属! S9 {- U' K; F  N
假单胞菌属
+ Z; n. Q1 r# `- d; o: r0 k# A+ V/ H酵母菌属
6 s1 P: H; ?( P. X0 T2.2 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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. d; W8 o1 R, g& K, S( I( F3 结论 # K! B; ^+ l) b# g- G6 n
  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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  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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