[發明專利]用于產生氫硫酸的方法及其應用，特別是用于凈化含有重金屬的廢水的應用

無效

• 申請號: 200680023812.1
• 申請日: 2006-04-27
• 公開（公告）號: CN101218349A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: B·M·N·奧利維耶;Y·A·B·孔貝－勃朗;M－L·法爾多;B·夏爾丹
• 申請（專利權）人: 發育研究院
• 主分類號: C12P3/00
• 分類號: C12P3/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 胡國群

本發明涉及用于產生氫硫酸的方法和其應用，特別是用于凈化含有重金屬的廢水的應用。

重金屬對于人及其環境可具有高度毒性。這些重金屬是不可生物降解的，因此它們顯示出積累的特征。因此，已對排放金屬的工業活動施加越來越嚴格的排放標準。

用于分離工業廢水中所包含的重金屬的最常用的方法利用金屬氫氧化物的形成。然而，這些方法并不總是滿足涉及可接受的在廢水中溶解的金屬水平的當前環境標準。

已使用的另一種技術牽涉金屬硫化物的形成。這要求使用昂貴的合成的多硫化物或通過鹽酸對硫化鈉的作用形成氣態硫化氫。

過去已提及對于該處理模式的生物學備選方案，其也牽涉氣態硫化氫的產生。這些生物學備選方案基于兩種主要類型的能夠導致形成硫化氫的生物學機制：

1)硫酸鹽的同化還原是使大多數細菌、真菌和植物能夠將硫整合入存在于這些生物的細胞中的氨基酸(半胱氨酸、甲硫氨酸和胱氨酸)、維生素(硫胺素和生物素)和其他含硫分子(例如鐵氧還蛋白...)中的合成代謝功能。該還原作用從未直接導致硫化氫的產生。然而，硫化氫在蛋白質性質的有機物質的發酵過程中間接地釋放。

2)通過硫酸鹽還原細菌來進行硫酸鹽的異化還原。在該厭氧呼吸過程中，硫酸鹽在氫或還原型有機化合物例如乙酸鹽和丙酸鹽的氧化過程中用作末端電子受體。在該代謝作用過程中，底物通常被部分氧化成乙酸鹽或，在一些情況下，被完全氧化，從而產生CO₂。

許多專利或專利申請涉及利用硫酸鹽還原細菌將金屬離子沉淀為金屬硫化物，從而凈化廢水例如坑道廢水或用過的水。

因此，參考文獻WO?80/02281和US?4,522,723，涉及使用脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)或脫硫腸狀菌屬(Desulfotomaculum)類型的細菌來減少廢水中重金屬的水平。參考文獻US?4,108,722涉及將弧菌屬(Vibrio)和脫硫弧菌屬細菌注射入被污染的地下含水儲庫中。參考文獻US?5,062,956更具體地涉及六價鉻的處理。三篇其他文獻，US?5,587,079、WO?97/29055和WO?02/06540，提及其他用于金屬的生物學沉定的方法，其特點在于，為了例如首先沉淀銅，然后鋅等，通過改變pH(主要在2.5和6.5之間)來連續進行沉淀。還可引用參考文獻WO?97/05237，其公開了使用甲基營養細菌，即能夠利用甲醇作為唯一碳源的細菌。還必須指出的是，還已在例如文獻US?4,789,478或文獻EP?0?692?458中設計了不同株系的細菌的共培養系統。

上面引述的方法的不利方面在于，有時在這些方法過程中產生大量以氣態形式存在的硫化氫(H₂S)。當希望獲得最初溶解在待凈化的廢水中的金屬的最大沉淀時，情況尤其如此，因為這要求使用過量的硫化氫。不過，氣體形式的硫化氫對于環境是有毒的、腐蝕性的、有害的，并且要求適當的額外的限制性處理。

避免該不利方面的一個方法在于產生溶解的氫硫酸(以HS^-的形式)而不是氣態硫化氫。為了實現該目的，希望培養液的pH盡可能高(堿性的)，在所述培養液中由硫酸鹽還原細菌產生硫化物。不過，在大多數硫酸鹽還原細菌中，高pH的使用不利地影響硫化物的產率，并且甚至對于培養物可以是致死的。

本發明的方面中的一個方面是借助于硫酸鹽還原或硫代硫酸鹽還原細菌以較高的產率產生基本上可溶的氫硫酸。

本發明的其他方面中的一個方面是提出了某些硫酸鹽還原細菌的新型培養條件，其特別地使得能夠利用它們的硫代硫酸鹽還原特性。

本發明的其他方面的中一個方面是提出了借助于通過培養硫酸鹽還原或硫代硫酸鹽還原細菌而產生的氫硫酸來凈化含有重金屬的廢水的方法。

本發明的另一個方面是產生用于凈化含有重金屬的廢水的氫硫酸，同時避免不希望的氣態硫化氫的存在。

通過使用某些嗜堿性硫酸鹽還原細菌來獲得這些不同的方面，所述某些嗜堿性硫酸鹽還原細菌是近年來發現的，直到現在仍未用于產生氫硫酸或更不必說用于凈化含有金屬的廢水。

因此，本發明涉及嗜堿性硫酸鹽還原或硫代硫酸鹽還原細菌用于產生以大部分可溶于水性介質的形式存在的氫硫酸的用途，所述細菌選自脫硫鹽菌科(Desulfohalobiaceae)或脫硫嗜鹽堿菌屬(Desulfona?tronum)的至少一個物種，或者其編碼核糖體RNA?16?S的基因顯示出與脫硫鹽菌科或脫硫嗜鹽堿菌屬物種中任一物種的相應基因具有至少97％的同源性。

“嗜堿性細菌”是指其生命、生長和各種代謝和酶促活性優選在堿性pH下發生的細菌。