微生物在含油废水处理中的应用研究进展

李思凡，陈雅萍，李 萍

（辽宁石油化工大学，辽宁 抚顺 113001）

微生物在含油废水处理中的应用研究进展

李思凡，陈雅萍，李 萍

（辽宁石油化工大学，辽宁 抚顺 113001）

含油废水是一类成分极为复杂、含盐量较高、处理较难的有机废水，近年来，国内外学者对微生物处理含油废水的研究越来越多。总结了微生物处理含油废水的机理，介绍了单种菌剂和多种菌剂混合两种微生物法对含油废水处理的研究现状，并对各种处理方法进行了评价。最后，对微生物法在含油废水处理中的发展方向提出了建议。

含油废水；微生物法；单一菌剂；混合菌剂

含油废水成分复杂，含盐量较高，大部分有机污染物为苯类、酚类及杂环芳烃类物质，主要来源于石油开采，机器加工及炼钢等工业部门，废水中油面的覆盖使水体丧失自净能力，破坏水中生态平衡，不仅危害人体健康，而且影响农作物的生产，甚至还有可能因为水体表面聚结油品燃烧而产生安全问题[1-3]。目前，气浮法是处理含油废水的主要方法，但该方法能耗高、絮凝剂用量多且占地面积大，其他方法如化学处理法、重力分离法等也存在成本较高、易造成二次污染、适用范围小等缺点。随着微生物技术的发展，国内外学者对其在环境治理领域尤其是用微生物处理含油废水方面的研究越来越多[4]，用微生物来处理含油废水具有经济、高效、无害等特点。因此，笔者综述了近年来国内外单一菌剂和混合菌剂处理含油废水的研究现状，并对今后微生物法处理含油废水的发展方向提出

了建议，以期为相关研究提供参考。

1 微生物处理含油废水的机理

微生物通过分泌特定的细胞外酶，使部分有机物(包括油类)作为营养物质为微生物所吸收并且转化为微生物体内的有机成分或增殖成新的微生物,其余部分被生物氧化分解成简单的无机或有机物质,如 CO2、CH4、N2等,从而使含油废水得到净化。其中的细菌和真菌分别以其各自的方式处理含油废水。细菌通过细胞表面吸收废水中的有机物作为它的营养物质；真菌可以长出菌丝，穿入难以处理的石油类有机物,破坏其较弱的氢键,从而进一步分解有机物。芽孢杆菌和光合细菌主要以有氧呼吸的方式处理含油废水，其原理是将废水中的烃类有机物氧化分解为无污染的二氧化碳和水；但白腐真菌和嗜盐菌是通过无氧呼吸分解废水中的石油类有机物，其原理是微生物将废水中的油类有机物氧化分解为无污染的甲烷和二氧化碳。

2 单一菌处理及其应用现状

人们用微生物法处理含油废水，是从使用单一菌开始的，单一菌在含油废水治理领域有着较好的效果和很大的发展潜力，主要用于处理高盐度水，通过降解有机物的方式来提高除油率。

2.1 芽孢杆菌

芽孢杆菌具有耐高温、耐盐等性能，在适宜条件下能够迅速生长繁殖，吸收废水中的石油类物质，有效地降解废水中的污染物。张云波[5]等人考察从含油污泥中筛选出的芽孢杆菌 KJ-10 作为絮凝剂处理炼厂含油废水的效果。结果表明，该絮凝剂具有较好的热稳定性，能够有效的去除废水中的悬浮物、有机物，在 90 ℃，10%的接种量时，KJ-10芽孢杆菌对石油类的絮凝率达到了 81%，但是随着温度的不断升高，该菌的稳定性会不断下降，絮凝效果也会随之下降；温宏宇[6]等人考察从石油污染土壤中提取出的芽胞杆菌 C-2 对含油废水中 CODcr和 OD225的处理效果。结果表明，处理时间为 24 h 时，CODcr浓度由 405.13 mg/L 降到 93.06 mg/L，OD225由0.292 降到 0.030，可见，芽胞杆菌 C-2 降低了废水中的含油量。梁生康[7]等人考察芽孢杆菌 O-28-2 降解油田采油废水的可行性。结果表明，利用芽孢杆菌O-28-2 的耐温、耐盐性可以有效降解含油废水的污染物。朱文芳[8]等人采用固定化微生物反应器考察芽孢杆菌对含油废水的处理效果。结果表明，废水中油浓度为 50 mg/L 时，其降解率最高达到 80%，但若油浓度升高则降解率会明显下降。

虽然芽孢杆菌在处理采油废水中起到了很大的作用，但其降解效率并不稳定，例如当温度升高时，KJ-10 的絮凝效率会明显下降，所以其稳定性仍有待提高，这将会是今后微生物处理含油废水的一个研究方向。

2.2 光合细菌

光合细菌是一类具有原始光能合成体系的原核微生物，只要有光的地方它就能进行正常的生理活动，因此它在处理有机废水中可以起到重大的作用。周洪波[9]等人考察了从实验室废水中分离得到的光合细菌PSB-O对有机废水中COD的处理效果。结果表明，当稀释率达到 0.025/h 时,去除率最高值为 62.8%，该菌对废水中的 COD 有很强的降解能力。同帜[10]等人考察了从炼焦废水中提取出的光合细菌 PSB 对有机物的降解效果。结果表明，在兼氧、半明半暗、DO＜1 mg/L 的条件下该菌对有机物去除效率高于 90%,脱酚效率高于 96%,降解效果较好。

以上几例说明了虽然光合细菌对有机废水的处理效率很高，但都只能在某一特定条件下使用，所以光合细菌处理有机废水仍有一定的局限性。

2.3 白腐真菌

白腐真菌是一类使木材呈白色腐朽的真菌，能够自主分泌胞外氧化酶并且改变自身所处环境，使其在自己创造的有利环境中利用分泌的氧化酶高效降解许多其它微生物不能降解的有机污染物。潘响 亮[11]等 人 考 察 了泥 炭 固 定 化 反 应 器 与 白 腐 真 菌P.Chrysoporium 接种后对采油废水的处理效果，并与未接种的反应器进行了对比。结果表明，在相同条件下，随着两组反应器运行时间的增加，未接种反应器的COD和 BOD5的去除率逐渐接近接种白腐真菌 P.Chrysoporium 的反应器 COD 和 BOD5的去除率，在两组反应器同运行四周后，白腐真菌P.Chrysoporium 的反应器油去除率高达 89.94%，而另一组为 62.32%，可见，接种白腐真菌 P.Chrysoporium的反应器不仅除油率较高，还增加了反应器的启动速度。苯胺废水是石油废水的一种，苯胺更是石油中的重要成分之一。赵志刚[12]采用正交试验法考察白腐真菌对不同浓度的苯胺废水的处理效果。结果表明，在最优条件下（投菌强度 0.27 mL·L/mg，降解温度 35℃，降解 24 h，pH 为 5），该菌对浓度为 6.48 mg/L的苯胺的降解率为 97.6%，而随着苯胺浓度的增加，降解率呈下降趋势。

上述研究表明，白腐真菌对石油类化合物的处理效率较高，但如果使其处于酸性条件下，它的絮凝效果就会明显下降，这将是未来研究的重点课题。

2.4 嗜盐菌

嗜盐菌又称作副溶血性弧菌，是生活在高盐度环境中的一类古细菌。它体内的嗜盐酶只有在高盐度区域才能具有活性，而微生物处理高盐度的产油废水正需要其具备这样的特性。根据这一特性，李维国[13]等人考察了盐场晒盐池中分离出的 YS-1 嗜盐菌株降解高盐有机废水中有机物的可行性。结果表明，处理时间为 120 h 时，COD 去除率高达 98.1%，可见，利用该嗜盐菌株对高盐有机废水处理具有可行性且效果较好。周银芳[14]考察了泥水完全混合液对高含盐采油废水的处理效果。该泥水完全混合液采集于实验室条件下稳定的 SBR 反应器。结果表明，在较高盐度的情况下，处理时间为 5 d 时，CODcr去除率高达 92.15%，处理效果比较好。

以上嗜盐菌的嗜盐性都与环境中的盐度密切相关，所以如果降低环境中的盐度，就会导致其降解率下降，因此如何确定最佳盐度将是未来的研究方向之一。

3 混合菌处理及其应用现状

随着废水种类的多样化，成分的复杂化，单一菌的使用已不能达到很好的处理含油废水的效果，加之环境保护的需要，也对含油废水的处理效果提出了更高的要求，所以研究学者就致力于混合菌处理废水的研究，期望得到更好的效果，将生物处理含油废水推向了一个更高的发展空间。

安淼[15]等人考察了混合菌株对氯苯酚降解的可行性。结果表明，该混合菌株对氯苯酚废水有降解能力。吕文洲[16]等人考察了酵母菌混合菌对石油废水的处理效果。结果表明，COD 去除率高达87%～97.3%，效果较好。白洁[17]等人考察了混合菌B4 对石油类废水的降解效率。结果表明，在 0.5%的含油量的无机盐液体培养基中，处理 7 d 后，柴油的去除率高达 90.4%。李伟光等人[18]考察将 39 株除油工程菌以任意组合方式组成的混合菌对含油废水的除油效果的影响。结果表明，在最佳条件下（温度为 30℃，pH 为 7，DO 为 615 mg/L 培养时间为 48 h，油浓度小于 50 mg/L），全混合菌的除油率最高，为 85%，其中，双株菌和多株菌的除油效率也能达到各自的最高值，但除油效果明显低于全混合菌。魏呐[19]等人考察了混合菌株（2 株好氧嗜盐菌与2株兼性厌氧嗜盐菌）对采油废水的降解效率。结果表明，废水中 COD 的浓度由 3 800 mg/L 降低到100 mg/L，降解效率高达 97.37,降解效果较好。张波[20]等人考察了复合嗜盐菌剂对高盐有机废水生化处理的强化作用。结果表明，TOC的去除效果由50%升高到 70%，复合菌剂对高盐有机废水的处理有强化作用。

以上混合菌株对石油类废水都显示出较高的降解效率，但如果改变其温度和 pH 值，它们的降解效率将会有不同程度的降低，所以如何使其降解率不受外界环境的影响将是未来研究的方向之一。腐真菌在处理含油废水中的使用条件；第三，大部分菌剂对低盐度废水的处理效果较差，故可研究开发处理低盐度含油废水的专一型菌剂；第四，一些菌剂易受病毒的干扰，降低其处理废水的能力，今后可培养能够抗病毒的生物菌剂，以使其在废水处理中不受限制。总之，国内对生物法处理含油废水的研究多数还处于实验室阶段。微生物降解效率的提高还有很多工作要做，要想尽快产业化，理论研究与实际应用必须有机的结合起来。

4 展 望

石油开采工业对我国的经济建设和发展起到举足轻重的作用，而含有废水的处理又是石油开采的重要课题，利用微生物降解有机物不仅成本低，而且不会对环境造成污染，本文对近年来国内外利用微生物法处理含油废水的应用现状进行了综述，笔者建议今后需要围绕以下几个方面开展工作：第一，改变芽孢杆菌 KJ-10 的机制，使其降解活性不受温度的影响，以提高除油率；第二，白腐真菌在碱性条件下才能达到絮凝，今后可在白腐真菌中植入基因，使其本身能够分泌碱性物质，进而拓展白

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Research Progress in Application of Microbes in Oily Wastewater Treatment

LI Si-fan，CHEN Ya-ping，LI Ping*
（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushu, 113001, China)

Oily wastewater is a kind of complicated organic wastewater with high salt content, and it is hardly treated. In recent years, researches on microbial treatment of oily wastewater at home and abroad are more and more.In this paper, the mechanism of microbial treatment of oily wastewater was summarized, the newest research of single biological agent and mixed biological agent for oily wastewater treatment was introduced. And the various methods for oily wastewater treatment were evaluated. Finally, development trend of the microbial treating method in future were proposed.

Oily wastewater; Microbiological method; Single biological agent; Mixed biological agent

X 703

： A文献标识码： 1671-0460（2014）07-1313-03

2013-06-14

李思凡（1988-），女，辽宁朝阳人，在读研究生，研究方向：分析化学。E-mail：lisifan0107@126.com。

李萍（1961-），女，教授，博士，研究方向：固体废弃物资源化和环境化学。E-mail：yangchun_bj@126.com。