耐冷菌的筛选及其对低温油脂类废水的降解研究

耐冷菌的筛选及其对低温油脂类废水的降解研究摘要：将冬季室外取得的污泥在10 ℃下驯化、分离得到11株低温菌；再筛选出生长良好且除油效率高的三株菌株；将这三种菌株进行组合，制成低温高效混合菌；在温度10℃，pH值=7，初始浓度为10mg/L时，除油率可达76%。

关键词：低温油脂降解筛选

目前油脂废水多采用生物处理法，而我国东北、华北等地区，冬季寒冷，处理含油废水效果不理想[1]。据研究，采用适合寒冷地区的低温微生物进行废水处理，可使生物处理含油废水的效率大大提高[2]。现阶段，国内外利用耐冷菌处理含混合型油脂废水的研究还很少。因此，分离筛选出高效降解油脂类的耐冷菌，优化降解条件，可为实际生产中低温微生物的大规模应用提供必要的理论依据和实验基础，具有极重要的实际意义。

1 材料及方法

1.1 材料来源

室外温度5℃，取松花江江底污泥和马家沟河底污泥为研究对象。

1.2 仪器

T6紫外-可见分光光度计、恒温培养箱、恒温振荡摇床、立式高

压蒸汽灭菌器、超净工作台等。

1.3 培养基

1.3.1 斜面培养基：牛肉膏3g，蛋白胨5g，NaCl5g，琼脂20g，蒸馏水1L。

1.3.2 油类培养基：混合油1g，硝酸铵

2.0g，微量元素液4.0mL，蒸馏水1L。

1.3.3发酵培养基：牛肉膏3g，蛋白胨5g，NaCl5g，蒸馏水1L。

1.3.4 混合油：动物油10g，植物油10g，润滑油10g。

1.4 方法

1.4.1 耐冷菌的分离与纯化

取低温污泥100g加入无菌锥形瓶中，加入无菌水1000g振荡，静止沉淀后取上清液10mL接种于200mL发酵培养基，在5～10℃条件下富集培养6d。将菌液稀释，取10-4～10-6浓度溶液涂于斜面培养基上，5～10℃下培养4d，进行分离纯化，得到11株生长良好的耐冷菌。

1.4.2 耐冷菌筛选和混合菌的最佳组合

将11种菌各取1ml菌液分别放入50ml油类培养基中在10℃下震荡培养3d，测定降解率，筛选出3株高效菌。将3种高效菌按不

同比例的组合，接种于发酵培养基中培养、驯化，48h内测量加入油的浓度变化。

1.4.3 降解工艺条件优化的单因素实验

取一定量的混合菌，进行温度、pH值、初始浓度等方面的单因素实验。

2 结果与分析

2.1 高效降解油脂菌的筛选及混合菌的优化

将分离、筛选得到的11种耐冷菌进行混合油的降解实验，选择其中的A、H、B三种菌，降解率分别为62.2%、40.4%、37.8%，进行混合菌的优化实验。

将选出的三种高效菌按不同比例进行组合，加入浓度为18mg/L 的混合油，优化结果表明，将耐冷菌混合后其降解能力有一定的增加，当A:B=1:1时降解效果最显著，油脂去除率可达87.3%，故后续实验中采用此混合比进行实验。

2.2 最佳工艺条件研究

2.2.1 温度因素影响实验

调温度分别为5℃、7℃、10℃、12℃、15℃、18℃、20℃，pH=7，初始浓度为18mg/L进行实验，结果如图1。

结果表明，温度对混合油的降解率影响非常明显。降解6h后，20℃、5℃时的降解率分别为53.3%和38.2%，但随着时间的增加，这种差别逐渐减小，42小时后，20℃、5℃时的降解率分别为73.0%和66.2%。可见温度降低，会使细菌的代谢能力下有所下降，要保证一定的降解率，应适当延长反应时间。同时也说明耐冷菌在低温条件下降解能力虽然略低于正常温度，但降解能力依然很强，在5～10℃时，降解时间36h以上，油脂的去除率均在65%以上。

2.2.2 酸度的影响实验

调溶液PH分别为5、6、7、8、9，初始浓度为18mg/L,温度为10℃时，进行实验，结果如图2。

结果表明，混合油的降解率受PH的影响十分显著，pH过小或过大均会严重影响混合油的去除率，这主要是因为在酸碱性过强的环境中，菌株的生长受到抑制造成的，故本实验的最佳pH值选择为7。

2.2.3 油类初始浓度因素实验

当混合油的初始浓度分别为1g/L、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L，在pH 7，温度为10℃时，进行实验，结果如图3。

由图可见，混合油的初始浓度对降解率有一定的影响，初始浓度低时，降解时间很短，降解率上升很快，再增加降解时间影响不明显；初始浓度高时，随着降解时间的增加，降解率有很大提高。考虑到实际应用，选择初始浓度为15mg/L为最佳浓度，此时降解率可达76%。

3 结语

研究表明，耐冷高效降解菌可在低温下大大提高废水中油脂的去除率，而优选出的混合菌可通过控制条件进一步提高去除率。可见，耐冷菌在低温环境条件下所拥有的这种普通微生物无法替代的活性优势为未来低温菌的开发和工程应用提供了广阔的前景，也为含油脂废水的生物处理提供了新的思路。

参考文献

[1]陈红艳,王继华,赵霞,等.低温高效植物油脂降解菌的筛选与特性[J].环境科学研究,2009(12):87-91.

[2]游游,朱琳,张艳,等.含油废水中一株高效油脂降解菌的筛选和鉴定[J].生态环境学报,2010(6):63-65.