解脂耶氏酵母处理含油废水的工艺条件
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解脂耶氏酵母处理含油废水的工艺条件
0 吴 * 兰 /， ， 罗玉萍 / ， 李思光 / ， 万金保 0
（ 南昌大学 /1 生命科学学院； 01 环境科学与工程学院， 江西 南昌 * --""%. ） 摘 * 要： 采用正交实验方案筛选解脂耶氏酵母处理机油、 柴 油 废 水 的 最 佳 条 件， 发 现 在 温 度 为 !) 2 -" 3 、 45# $ . 、 培养时间 )" 6 、 摇床转速 !"" 7 8 9:; 的条件下， 解脂耶氏酵母 对 上 述 废 水 的 处 理 效 果 最 佳， 与我们过去报道的处理 色拉油的最佳条件相同。在该条件下， 利用解脂耶 氏 酵 母 分 别 处 理 机 油、 柴 油、 色 拉 油、 餐 饮 油 废 水， 结 果 表 明： 解 脂耶氏酵母对各种含油废水均具有 一 定 的 降 解 能 力， 且 对 油 脂 废 水 的 降 解 效 率 高 于 石 油 废 水。 当 油 浓 度 ) ! """ 解脂耶氏酵母 对 机 油、 柴 油 废 水、 色 拉 油 和 餐 饮 油 废 水 的 降 解 率 分 别 为 !!1 +-> 、 &-1 !#> 、 +-1 -"> 和 9< 8 = 时， ’)1 "’> 。 关键词： 解脂耶氏酵母； 含油废水； 生物降解 中图分类号： ?+-+, +.* * * * 文献标识码： @
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"# $# $% 解脂耶氏 酵 母 的 活 化 与 培 养 % 选 取 保 存 于 半固体培养基的菌种接种 到 含 ! &’ 已 灭 菌 的 ()* 液体培养基的试管中， 在 $+ , -. / ， "0. 1 2 &34 的振 荡器上培养 "+ 5 完 成 传 一 代 培 养。 将 一 代 菌 液 按 $# !6 的比例接 种 到 含 ".. &’ 已 灭 菌 ()* 液 体 培 养基的三角瓶中， 在同上条件下完成传二代培养， 并 置于冰箱中， 7 / 下保藏备试验用。 "# $# -% 解脂耶氏 酵 母 处 理 含 油 废 水 % 采 用 液 体 摇 床培养法。将解脂耶 氏 酵 母 菌 液 7 &’ 分 别 接 种 于 "!. &’ 已灭菌废水中 （ 接 种 量 $# !6 ） ， 以不接菌的 废水培养液做空白对照， 按 ’ $! （! ） 摇瓶处理。重复 实验三次， 测定菌株对废水的降解率。 "# $# 7% 油含 量 的 测 定 % 采 用 重 量 法 （ 国 标 89 2 :!;
!" 结果与讨论
!# $" 解脂耶氏酵母菌降解机油、 柴油废水的最 佳 条 件筛选 为使解脂耶氏酵母充分降解柴油、 机油废水， 我 们使用正交实验研究了 @A 值、 温度 （/ ） 、 处 理 时间 （ 5） 和摇床转速 （ 1 2 &34 ） 对 降 解 率 的 影 响。结 果 见 表 "。 通过极差 B 的 比 较， @A 值、 温 度、 处理时间和 摇床转速均为影响 解 脂 耶 氏 酵 母 菌 降 解 机 油、 柴油 废水效果的主要因 素， 实验得出解脂耶氏酵母处理 柴油、 机油废水的最适培养条件是： 温度 $! , -. / 、 @A0 < ; 、 培 养时间 !. 5 、 转 速 $.. 1 2 &34 。 此 最 适 培 养条件与解脂耶氏酵母处理色拉油废水的最佳
柴油降解 率26 $+# "$+# ". $=# -$=# ;! -.# $0 -.# +; -$# =0 7.# !. $+# !+ $=# .-7# ;7 -"# -" -7# $= -$# 0-$# $; -7# =7.# "! -7# -7 -0# 77 -.# !; -$# -; $=# 00 $+# !7 -.# $! $+# 0;
。随着工业和经济
的发展， 环境问题， 特 别 是 含 油 废 水 的 污 染 问 题， 已 成为亟待解决的社会问题之一。目前国内外通常利 用生物修复的方法 来 处 理 含 油 废 水， 它可利用微生 物迅速地将污染 物 降 解 成 AB ! 和 5 ! B 或 转 化 为 无 害物质， 是传统生物处理方法的延伸， 此方法可以处 理较大面积的污 染。 近 年 来， 投菌法处理含油污水 引起人们重视， 有的 国 家 已 推 出 了 处 理 含 油 废 水 的 微生物菌剂制品， 比如日本的有效菌 （ CD ） 技 术， 它 在水质净化方面 能 发 挥 神 奇 作 用。 本 文 以 柴 油、 机 油、 色拉油、 餐饮油 废 水 为 供 试 品， 探讨了解脂耶氏 酵母对不同含油废 水 的 降 解 效 果， 摸索了废水处理 的工艺条件， 以期为 今 后 将 解 脂 耶 氏 酵 母 直 接 应 用 于高浓度含油废水的连续处理提供有价值的实验资 料。 解脂耶氏酵 母 （ !"##$%&" ’&($’)*&+" ） 属于子囊酵 母， 最初被归于解脂的念珠菌属， 是广泛研究的非常 规菌种之一。此菌株 是 非 致 病 菌
万方数据
第 ; 期! ! ! ! !
吴 ! 兰等： 解脂耶氏酵母处理含油废水的工艺条件
・ )&#・
! ! 表 " 显示， 利 用 重 量 法 检 测 油 含 量 时， 色 拉 油、 餐 饮 废 水 油 脂 误 差 小，平 均 值 仅 为 #$ %&’ 和 #$ ()’ ； 柴 油、 机 油 误 差 大， 平 均 值 为 "&$ %)’ 和 #*$ %+’ 原因可能是机油、 柴油属石油烃类， 易 挥 发； 而色拉油、 餐饮油废水属油脂类， 不易挥发。实验提 示， 利用重量法测定挥发性低的油脂含量准确， 测定 挥发性高的机油、 柴油容易造成结果偏差， 且挥发性 越大结果偏差越 大。 因 此， 利用重量法测定挥发性 油一定要进行对照 组 与 实 验 组 比 较， 目的是扣除这 种偏差， 使实验结果更可信。实验结果表明， 解脂耶 氏酵母菌处理色 拉 油、 餐 饮 油 脂、 机 油、 柴油废水的 降解 率 分 别 为 ,)$ )+’ 、 &*$ +&’ 、 ""$ ,)’ 和 #)$ "(’ ， 解脂耶氏酵 母 菌 对 油 脂 废 水 的 降 解 效 率 高 于 石油废水。实验结 果 是 否 具 有 广 谱 性， 仍需进一步 研讨。 直观分析表明， 餐饮废水处理前颜色较黑， 油味 重且散发出难闻的 臭 味， 利用解脂耶氏酵母处理后 臭味消失、 废水表面油层不明显， 废水中呈现乳白色 絮状菌体沉 淀； 色 拉 油 废 水 处 理 后 现 象 同 上； 而柴 油、 机油被解脂耶氏酵母处理后无絮状沉淀， 废水表 面油层明显， 外观结果与油的降解率结果相一致。 !" #$ 解脂耶氏酵 母 菌 投 菌 量 对 餐 饮 废 水 油 脂 降 解 的影响 在最 佳 降 解 条 件 下， 接种不同浓度的解脂耶氏 酵母菌处理起始油浓度为 # &)"$ +* -. / 0 的 餐 饮 油 废水， 结果见图 # 。
第 -" 卷第 % 期 * * * !""# 年 ’ 月
* * *
南昌大学学报 （ 理科版） NOP7;/M OQ L/;R6/;< S;:TU7V:WX （ L/WP7/M IR:U;RU ）
YOM1 -" LO1 % * @P<1 !""#
* * 文章编号： &""# $ "%#% （ !""# ） "% $ "-.+ $ "%
"# $# !% 降 解 率 的 计 算 % 降 解 率 >［ 废 水 中 起 始 油 重量 < 降解后油的重量］ 2 起始油重量 ? "..6 "# $# 0 % 接 种 菌 浓 度 计 数 % 采 用 血 球 计 数 板 记 数 法［ ; ］， 接种菌含量的平均数值为 0# 0! ? ". 0 2 个 2 &’ 。
表 $% 解脂耶氏酵母降解柴油、 机油、 色拉油、 餐饮油废水及空白对照 处理时间 25 . ". $. -. 7. !. 柴油降解率 2 6 对照样 $+# .$+# =+ $=# "! $=# .$+# !7 $+# 0= 处理样 $+# .-"# .0 -0# ." -;# =+ 7.# .0 7$# .= 机油降解率 2 6 对照样 "0# $; "!# =0 "0# -" "!# .; "!# $= "!# -$ 处理样 "0# $; $.# -+ $=# !+ -"# =-!# 70 -+# 0色拉油降解率 2 6 对照样 $# .! "# !7 "# -$# 7= $# "+ "# "$ 处理样 $# .! $.# "70# 7; ;$# 0+ +;# ;$ =-# -. 餐饮废水降解率 2 6 对照样 "# ;7 "# !$ $# .+ .# =0 $# 7. "# "" 处理样 "# ;7 =# 07 !.# $$ 00# .! ;0# $. +!# .+
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［-］ ［!］
， 即能在海水中
、 也 能 在 淡 水 中 生 存， 有 报 道 它 的 生 存 45 范 围 广 （ -1 " $ ’1 ) ） ， 需氧， 极易 从 日 常 产 品 中 分 离 得 到， 通常以葡萄糖、 乙 醇、 乙 酸 和 脂 肪 酸、 烃类等物质为 碳源
［%］
。这些 特 点 使 解 脂 耶 氏 酵 母 适 于 有 机 废 水
* * 含油废水中的 主 要 污 染 物 是 油， 包括轻碳氢化 合物、 重碳氢化合物、 燃油、 焦油、 润滑油、 脂肪油等。 废水来源主要是 石 油 及 油 品 的 加 工、 提 炼、 运 输、 食 品工业、 餐 饮 业、 纺织工业等
［&］
!" 材料与方法
!# !" 实验材料 &1 &1 &* 实验菌种 * 解 脂 耶 氏 酵 母 为 南 昌 大 学 生 物 化学与分子生物学重点实验室保存菌种。 &1 &1 !* 废水来 源 * 实 验 室 自 配 废 水： 在 )"" 9= 三 角瓶中分别加入 色 拉 油、 机 油、 柴油 （ 色 拉 油、 机 油、 柴油均在市场上购买） 同时称量油的重量， 加入 &)" 9= 自来水， ’ 层纱布封盖， &&# 3 湿热灭菌 !" 9:; 。 生活污水： 在 )"" 9= 三 角 瓶 中 装 入 &)" 9= 餐 饮废水， ’ 层纱布封盖， &&# 3 湿热灭菌 !" 9:; 。 &1 &1 -* 培养基 * EFG 固 体 培 养 基： &> 酵 母 膏， !> 蛋白胨， !> 葡萄糖， !> 琼脂， 45 值自然。 EFG 液 体 培 养 基： &> 酵 母 膏， !> 蛋 白 胨， !> 葡萄糖， 45 值自然。 &1 &1 % * 仪器及试剂* 仪 器： H@&#"# 电 子 天 平， IE?1 GIJ $ !’" 型 电 热 手 提 式 高 压 蒸 汽 灭 菌 锅， K5!’! $ ! 型 台 式 恒 温 振 荡 器， 数 显 恒 温 水 浴 锅， 生 化培养箱， 超净工作台， & """ 9= 分 液 漏 斗， &)" 9= 蒸发皿， 光学显微镜， 血球计数板。 试剂： L/B5 ， 5AM ， 石油醚 （ 沸 程 -" 2 #" 3 ） ， 无 水乙醇， 无水硫酸钠， 浓硫酸 （ )"> ） （ 均为分析纯） 。 !# $" 实验方法 &1 !1 &* 实验设计 * 正 交 实 验 设 计 筛 选 最 佳 实 验 条 件， 选取 45 值、 温度、 处理 时 间 和 摇 床 转 速 四 因 素， 各取 ) 个水平进行正交实验， 实验采用 = !) （)# ） 设计
［0］ < "=== ） 测定。 0
机油降解 率26 "!# 0$ "!# ;";# "! ";# +0 $.# 07 "!# 7$ ";# !$$# += "0# $! "0# "7 ";# -+ ";# .7 ";# =0 "+# +! "=# =; "0# $. "+# 0! $.# "$"# 70 ";# 0+ ";# $; ";# $" "0# $"=# ;! "0# !7
的治理。
收稿日期： !""# $ "% $ &’ 基金项目： 江西省科技厅社会发展攻关项目 （ ("!)’# ） 万方数据 作者简介： 吴* 兰 （ &+#+ $ ） ， 女， 副教授， 博士生 ,
・ -+.・
南昌大学学报 （ 理科版）
$..0 年 %
［!］ （ 正交表略） 。
培养条件相一致［ + ］。 !# !" 解脂耶氏酵母菌对机油、 柴油、 色拉油、 餐饮 油 废水的降解 在最 佳 降 解 条 件 下， 将解脂耶氏酵母分别接种 于柴油、 机油、 色拉 油 及 餐 饮 油 废 水 中 进 行 实 验， 废 水起始油浓度为 $ ... &C 2 ’ 。同时做不接菌种的空 白对照样， 在处理过 程 中 对 空 白 样 同 步 进 行 酵 母 菌 记数， 结果为 . 。实验结果如表 $ 。
解脂耶氏酵母处理含油废水的工艺条件
0 吴 * 兰 /， ， 罗玉萍 / ， 李思光 / ， 万金保 0
（ 南昌大学 /1 生命科学学院； 01 环境科学与工程学院， 江西 南昌 * --""%. ） 摘 * 要： 采用正交实验方案筛选解脂耶氏酵母处理机油、 柴 油 废 水 的 最 佳 条 件， 发 现 在 温 度 为 !) 2 -" 3 、 45# $ . 、 培养时间 )" 6 、 摇床转速 !"" 7 8 9:; 的条件下， 解脂耶氏酵母 对 上 述 废 水 的 处 理 效 果 最 佳， 与我们过去报道的处理 色拉油的最佳条件相同。在该条件下， 利用解脂耶 氏 酵 母 分 别 处 理 机 油、 柴 油、 色 拉 油、 餐 饮 油 废 水， 结 果 表 明： 解 脂耶氏酵母对各种含油废水均具有 一 定 的 降 解 能 力， 且 对 油 脂 废 水 的 降 解 效 率 高 于 石 油 废 水。 当 油 浓 度 ) ! """ 解脂耶氏酵母 对 机 油、 柴 油 废 水、 色 拉 油 和 餐 饮 油 废 水 的 降 解 率 分 别 为 !!1 +-> 、 &-1 !#> 、 +-1 -"> 和 9< 8 = 时， ’)1 "’> 。 关键词： 解脂耶氏酵母； 含油废水； 生物降解 中图分类号： ?+-+, +.* * * * 文献标识码： @
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!" 结果与讨论
!# $" 解脂耶氏酵母菌降解机油、 柴油废水的最 佳 条 件筛选 为使解脂耶氏酵母充分降解柴油、 机油废水， 我 们使用正交实验研究了 @A 值、 温度 （/ ） 、 处 理 时间 （ 5） 和摇床转速 （ 1 2 &34 ） 对 降 解 率 的 影 响。结 果 见 表 "。 通过极差 B 的 比 较， @A 值、 温 度、 处理时间和 摇床转速均为影响 解 脂 耶 氏 酵 母 菌 降 解 机 油、 柴油 废水效果的主要因 素， 实验得出解脂耶氏酵母处理 柴油、 机油废水的最适培养条件是： 温度 $! , -. / 、 @A0 < ; 、 培 养时间 !. 5 、 转 速 $.. 1 2 &34 。 此 最 适 培 养条件与解脂耶氏酵母处理色拉油废水的最佳
柴油降解 率26 $+# "$+# ". $=# -$=# ;! -.# $0 -.# +; -$# =0 7.# !. $+# !+ $=# .-7# ;7 -"# -" -7# $= -$# 0-$# $; -7# =7.# "! -7# -7 -0# 77 -.# !; -$# -; $=# 00 $+# !7 -.# $! $+# 0;
。随着工业和经济
的发展， 环境问题， 特 别 是 含 油 废 水 的 污 染 问 题， 已 成为亟待解决的社会问题之一。目前国内外通常利 用生物修复的方法 来 处 理 含 油 废 水， 它可利用微生 物迅速地将污染 物 降 解 成 AB ! 和 5 ! B 或 转 化 为 无 害物质， 是传统生物处理方法的延伸， 此方法可以处 理较大面积的污 染。 近 年 来， 投菌法处理含油污水 引起人们重视， 有的 国 家 已 推 出 了 处 理 含 油 废 水 的 微生物菌剂制品， 比如日本的有效菌 （ CD ） 技 术， 它 在水质净化方面 能 发 挥 神 奇 作 用。 本 文 以 柴 油、 机 油、 色拉油、 餐饮油 废 水 为 供 试 品， 探讨了解脂耶氏 酵母对不同含油废 水 的 降 解 效 果， 摸索了废水处理 的工艺条件， 以期为 今 后 将 解 脂 耶 氏 酵 母 直 接 应 用 于高浓度含油废水的连续处理提供有价值的实验资 料。 解脂耶氏酵 母 （ !"##$%&" ’&($’)*&+" ） 属于子囊酵 母， 最初被归于解脂的念珠菌属， 是广泛研究的非常 规菌种之一。此菌株 是 非 致 病 菌
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第 -" 卷第 % 期 * * * !""# 年 ’ 月
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* * 文章编号： &""# $ "%#% （ !""# ） "% $ "-.+ $ "%
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［0］ < "=== ） 测定。 0
机油降解 率26 "!# 0$ "!# ;";# "! ";# +0 $.# 07 "!# 7$ ";# !$$# += "0# $! "0# "7 ";# -+ ";# .7 ";# =0 "+# +! "=# =; "0# $. "+# 0! $.# "$"# 70 ";# 0+ ";# $; ";# $" "0# $"=# ;! "0# !7
的治理。
收稿日期： !""# $ "% $ &’ 基金项目： 江西省科技厅社会发展攻关项目 （ ("!)’# ） 万方数据 作者简介： 吴* 兰 （ &+#+ $ ） ， 女， 副教授， 博士生 ,
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南昌大学学报 （ 理科版）
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［!］ （ 正交表略） 。
培养条件相一致［ + ］。 !# !" 解脂耶氏酵母菌对机油、 柴油、 色拉油、 餐饮 油 废水的降解 在最 佳 降 解 条 件 下， 将解脂耶氏酵母分别接种 于柴油、 机油、 色拉 油 及 餐 饮 油 废 水 中 进 行 实 验， 废 水起始油浓度为 $ ... &C 2 ’ 。同时做不接菌种的空 白对照样， 在处理过 程 中 对 空 白 样 同 步 进 行 酵 母 菌 记数， 结果为 . 。实验结果如表 $ 。