[发明专利]用于产生氢硫酸的方法及其应用，特别是用于净化含有重金属的废水的应用

说明书

本发明涉及用于产生氢硫酸的方法和其应用，特别是用于净化含有重金属的废水的应用。

重金属对于人及其环境可具有高度毒性。这些重金属是不可生物降解的，因此它们显示出积累的特征。因此，已对排放金属的工业活动施加越来越严格的排放标准。

用于分离工业废水中所包含的重金属的最常用的方法利用金属氢氧化物的形成。然而，这些方法并不总是满足涉及可接受的在废水中溶解的金属水平的当前环境标准。

已使用的另一种技术牵涉金属硫化物的形成。这要求使用昂贵的合成的多硫化物或通过盐酸对硫化钠的作用形成气态硫化氢。

过去已提及对于该处理模式的生物学备选方案，其也牵涉气态硫化氢的产生。这些生物学备选方案基于两种主要类型的能够导致形成硫化氢的生物学机制：

1)硫酸盐的同化还原是使大多数细菌、真菌和植物能够将硫整合入存在于这些生物的细胞中的氨基酸(半胱氨酸、甲硫氨酸和胱氨酸)、维生素(硫胺素和生物素)和其他含硫分子(例如铁氧还蛋白...)中的合成代谢功能。该还原作用从未直接导致硫化氢的产生。然而，硫化氢在蛋白质性质的有机物质的发酵过程中间接地释放。

2)通过硫酸盐还原细菌来进行硫酸盐的异化还原。在该厌氧呼吸过程中，硫酸盐在氢或还原型有机化合物例如乙酸盐和丙酸盐的氧化过程中用作末端电子受体。在该代谢作用过程中，底物通常被部分氧化成乙酸盐或，在一些情况下，被完全氧化，从而产生CO₂。

许多专利或专利申请涉及利用硫酸盐还原细菌将金属离子沉淀为金属硫化物，从而净化废水例如坑道废水或用过的水。

因此，参考文献WO 80/02281和US 4,522,723，涉及使用脱硫弧菌属(Desulfovibrio)或脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum)类型的细菌来减少废水中重金属的水平。参考文献US 4,108,722涉及将弧菌属(Vibrio)和脱硫弧菌属细菌注射入被污染的地下含水储库中。参考文献US 5,062,956更具体地涉及六价铬的处理。三篇其他文献，US 5,587,079、WO 97/29055和WO 02/06540，提及其他用于金属的生物学沉定的方法，其特点在于，为了例如首先沉淀铜，然后锌等，通过改变pH(主要在2.5和6.5之间)来连续进行沉淀。还可引用参考文献WO 97/05237，其公开了使用甲基营养细菌，即能够利用甲醇作为唯一碳源的细菌。还必须指出的是，还已在例如文献US 4,789,478或文献EP 0 692 458中设计了不同株系的细菌的共培养系统。

上面引述的方法的不利方面在于，有时在这些方法过程中产生大量以气态形式存在的硫化氢(H₂S)。当希望获得最初溶解在待净化的废水中的金属的最大沉淀时，情况尤其如此，因为这要求使用过量的硫化氢。不过，气体形式的硫化氢对于环境是有毒的、腐蚀性的、有害的，并且要求适当的额外的限制性处理。

避免该不利方面的一个方法在于产生溶解的氢硫酸(以HS^-的形式)而不是气态硫化氢。为了实现该目的，希望培养液的pH尽可能高(碱性的)，在所述培养液中由硫酸盐还原细菌产生硫化物。不过，在大多数硫酸盐还原细菌中，高pH的使用不利地影响硫化物的产率，并且甚至对于培养物可以是致死的。

本发明的方面中的一个方面是借助于硫酸盐还原或硫代硫酸盐还原细菌以较高的产率产生基本上可溶的氢硫酸。

本发明的其他方面中的一个方面是提出了某些硫酸盐还原细菌的新型培养条件，其特别地使得能够利用它们的硫代硫酸盐还原特性。

本发明的其他方面的中一个方面是提出了借助于通过培养硫酸盐还原或硫代硫酸盐还原细菌而产生的氢硫酸来净化含有重金属的废水的方法。

本发明的另一个方面是产生用于净化含有重金属的废水的氢硫酸，同时避免不希望的气态硫化氢的存在。

通过使用某些嗜碱性硫酸盐还原细菌来获得这些不同的方面，所述某些嗜碱性硫酸盐还原细菌是近年来发现的，直到现在仍未用于产生氢硫酸或更不必说用于净化含有金属的废水。

因此，本发明涉及嗜碱性硫酸盐还原或硫代硫酸盐还原细菌用于产生以大部分可溶于水性介质的形式存在的氢硫酸的用途，所述细菌选自脱硫盐菌科(Desulfohalobiaceae)或脱硫嗜盐碱菌属(Desulfona tronum)的至少一个物种，或者其编码核糖体RNA 16 S的基因显示出与脱硫盐菌科或脱硫嗜盐碱菌属物种中任一物种的相应基因具有至少97％的同源性。

“嗜碱性细菌”是指其生命、生长和各种代谢和酶促活性优选在碱性pH下发生的细菌。