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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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6 |3 {0 L  M" [5 b3 D9 ]  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)06-0032-039 y0 R/ E; x! r9 ^
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) % z$ Q' f' k# C+ M
  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 ) r7 ^! }* [- W3 `# V% O* F
  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。 - B/ R. ^, X* L. Y& z: v% Q
1 材料与方法 7 F7 i5 J5 n2 Q/ R1 o+ c& U# Q
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。
! h7 L  M6 F1 b$ o表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果 1 ~8 H7 A7 |# }+ }* y9 L: p# s

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* _% T8 S9 Z! @+ d; i- C: v; n $ Y5 V# U/ g9 R7 N& C
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果   c: K) S2 x9 h; b
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分组号) P8 W2 z" [( n/ R/ j: l$ z7 R
因素
, m' b, R4 u. ^测定结果ρ(油)/(mg.L-1)$ x! f, J% [* t8 |+ r7 W/ Q
降解测量ρ(油)/(mg.L-1)
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 9 q) V- Y. Y& [1 s, X( t
 9 v1 O& |( Y5 S
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。 / d. o- w1 s6 r( n7 B. L8 k" z/ F0 B
2 结果分析
- |" W. B" p" ]  |( ~' U+ E' i2.1 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。
+ v) d2 j& m$ s表3  4株机油降解菌形态特征 8 w6 N3 }8 m; E- C( T: l( Z
3 k7 k  \! J1 s/ e) Y8 d
* I: n' O6 I: y7 ^5 F! Q2 o
; p' u4 H# s0 m' [  Q  c3 c% W

5 d  |0 K( O( E. L形态特征
# l- w( [2 A8 ~% t  d% U; ZZL1+ w% O+ a+ l/ H+ I
ZL2
) s  K! o/ A( i3 P! W' HZL3; M8 ]; i, o# O
ZL4  |- Y9 k( e; R8 W- s- A4 I, o$ G

3 f4 v" j1 R1 Q; R9 y3 w! a* R菌落颜色
) [: B- u, G% F+ i3 R/ S+ V" _; K粉红
. V' Q/ i1 }. A5 `" [- l' S淡黄. G1 k( Q" F3 B2 X( F% ~) h" y, X
淡黄" h* n7 l# ]/ q' N7 e& `* M
粉红
; y5 d  E( K. [( M
, F9 J0 f) V9 t. v菌落形态
( t( K3 j1 B' ?+ N0 q) h$ Q) k5 f不透明,微隆起,全缘,
( b  d% ]: a3 j  W$ w半透明,圆形
7 N! F* ?) z8 M& x/ L半透明,圆形,隆起,
( v7 c( i' b# L7 a& d4 w8 i不透明,米粒状突起,
7 O% B2 d! L2 b6 F2 M: {0 J6 h
' ~' a/ y" g* r$ B! r/ d 3 G% x) @4 N  m! _! p* C
光滑,有光泽" x( D; o6 G8 P, [/ {/ b
光滑,较干燥6 o! m! U  Q: {/ `
光滑,有光泽
- a; u5 F+ f9 R0 e- v3 I) Y5 ~较湿润; ]) Y  V, d- m* w# M
; X6 \& `# V5 |
菌体形态* i' g4 L+ W- G0 N; X
短杆
6 z# x* a  F' F% g/ W' J' u球形
, c( I0 C% m4 X8 O  F  \$ E# m6 Q杆状
/ S( b. n) ^- A0 u丝状$ _5 ?3 Y$ C* Z: @- R
' c0 U  ~- A6 W1 e$ k
菌体大小/μm9 Q5 ^4 v) O# \8 X
(0.3-0.8)×(0.6-1.0)4 l1 Y9 {3 I2 @! Q1 r
Φ0.37 u7 Q9 j# u1 S" n8 M1 r3 |2 }4 J
(0.5-0.8)×(1.3-5.0)
" O0 ~& J" b* W0 q0.2×(6-60)5 }; z2 m! h" e7 P( m. `4 r" @
8 u# Q0 n& s& [, ?1 L
革兰氏染色8 P0 K7 `" y. U/ O% |7 o, `
G- u! H0 a6 V  }2 f' L
G
; K" ^: C* O( T& fG
7 @4 Z" f" |% Q* lG
! M2 p) M4 m6 P" Z( e1 r$ G
" Y, I7 g! w5 g初步鉴定
2 ^- D4 \/ ^4 r% n) r' d- s黄杆菌属
  h% l. w9 {) L( Z1 [微球菌属
3 ^; ~4 y2 L/ |% q0 C7 {- L! V假单胞菌属& {# o0 g+ d4 }: p6 }
酵母菌属- V0 n" I4 y2 Q+ |' ?) y
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 + a. @0 T" `2 [8 G% j  j: |
  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。 % B" Q9 r- Q' f; ^0 I6 J

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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。: T+ k" T% x9 ?3 _- ]4 `
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