控制例如下水道和废水处理系统中的细菌活性技术方案

用于在包含硫酸盐还原细菌或产甲烷古细菌（或两者）的环境中控制此类生物的活性的方法，包括利用游离亚硝酸（HNO2）或用包含亚硝酸根（NO2-）的具有低于7的pH的溶液处理该环境，或通过将亚硝酸盐添加至环境并且使环境中的pH低于7来处理环境。所述方法还可破坏生物膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术 涉及用于在包含硫酸盐还原细菌和/或产甲烷古细菌(在一些文献中，产甲烷古细菌曾被不正确地称为产甲烷菌，其也包括在本专利中)或者两者的环境中控制此类生物的活性的方法。在一些方面，本专利技术涉及用于控制下水道或废水处理系统中的硫酸盐还原细菌和产甲烷古细菌(或两者)的活性的方法。本专利技术还涉及用于处理或控制下水道中的生物膜的方法。
技术介绍
硫酸盐还原细菌和产甲烷古细菌(也称为产甲烷菌)为存在于广泛的环境包括海洋、沉积物、温泉、贮油器(oil reservoir), UASB反应器、下水道和废水处理系统中的微生物组。它们在下水道网络和其它废水处理系统中的存在因它们在厌氧条件下产生硫化氢和甲烷的能力而被认为是不利的。硫化氢发散至气相中导致许多有害作用，包括下水道基础设施的腐蚀，有害气味的产生以及健康问题。甲烷在5-15%的浓度下为爆炸性气体，并且也是高效温室气体。存在于下水道生物膜中的硫酸盐还原细菌(SRB)在厌氧条件下于下水道中产生硫化物(USEPA，1974; Bowker等人，1989)。当硫化物在水相中积累时，它们可作为H2S气体散发至下水道气氛中，其会诱导对下水道具体结构的破坏并且产生职业危害因素和气味问题(Thistlethwayte, 1972; Bowker 等人，1989; Hvitved-Jacobsen, 2002)。废水工业正在使用许多硫化物控制策略和技术。此类方法可大致分为三类，即下水道生物膜的细菌活性的抑制，从而减少硫化物和其它有气味化合物的产生，形成的硫化物的化学和/或生物学氧化以及H2S从液相至气相的转移的减少。通过化学氧化去除硫化物已通过注射臭氧、过氧化氢、氯或高锰酸钾得已实现(Tomar 和 Abdullah, 1994; Boon, 1995; Charron 等人,2004)。生物学硫化物氧化已通过添加氧、硝酸盐和亚硝酸盐而得以实现，而氧的注射诱导硫化物的化学和生物学氧化(Gutierrez等人，2008)。硝酸盐和亚硝酸盐的添加刺激硝酸盐还原、硫化物氧化细菌的发生，从而实现利用硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体的硫化物氧化(Bentzen等人,1995; Nemati 等人,2001; Yang 等人,2005;Mohanakrishnan 等人,2009)。这些控制硫化物去除的策略将需要连续添加氧化剂，这造成显著的操作成本。H2S从水相转移至气相的减少可通过pH升高(Thistlethwayte, 1972; Gutierrez等人，2009)或添加金属盐(Bowker等人，1989)来实现。分子H2S为从水向空气释放的硫化物的形式。在水中，溶解的H2S与HS—和S2-形成化学平衡这三者之间的比例由pH和温度以及其它因素确定。当PH升高时，H2S的比例下降。通过添加例如Mg(OH)2升高pH通常用于减少H2S转移。分子H2S的减少还可通过利用金属盐沉淀HS—和/或￥_来实现。HS—和/或S2-的沉淀导致总溶解硫化物浓度降低，从而溶解的H2S浓度降低。以亚铁或高铁离子的形式存在的铁盐已被广泛用于减轻下水道网络中硫化物诱导的问题(USEPA, 1974; JameeI,1989; Hvitved-Jacohsen, 2002)。这些策略也需要连续添加化学药品,造成显著的操作成本。添加强碱以将废水中的pH升高至11至13(pH休克)已被用于灭活下水道生物膜中的细菌(MMBW，1989)。类似地，抑制剂例如杀生物剂(biocide)和钥酸盐的添加也已被建议用以抑制H2S的产生(Nemati等人，2001)。通过添加可选择的电子受体例如氧、硝酸盐和亚酸盐来抑制硫化物产生也已被报导(Bentzen等人，1995; Hobson和Yang, 2000)。然而，最近的研究已显示氧和硝酸盐对下水道生物膜中的SRB不具有长期的抑制/毒性作用(Gutierrez等人，2008;Mohanakrishnan等人，2008)。与先前两类控制策略相比较,这种类型的控制策略不需要化学药品的永久性或连续提供。预期化学药品的间断性添加是足够的。"pH休克〃技术已被证实在减少硫酸盐还原细菌(SRB)的活性中是有效的。然而，硫酸盐还原细菌的活性在1-2周内迅速恢复。因此必需频繁(例如每周一次)施用强碱，这造成巨大成本。废水工业对该技术的有限使用可能意味着其可能因成本问题而受限制。存在对开发用于在包含硫酸盐还原细菌和/或产甲烷古细菌(或两者)的环境中控制此类生物的活性的方法的需要，所述方法克服或至少改善上述不利方面，或提供商业替代品。·下水道管道中的细菌生长也导致沿着管道内壁形成生物膜。下水道管道中的生物膜可获得明显的厚度，例如毫米级至数十毫米级的厚度。生物膜在下水道管道中的存在具有至少3个不期望的副作用，这些副作用是(I)生物膜中的微生物在一定程度上受到保护而不受通过下水道的液体主流的影响；(2)管道中的流动面积减小，和(3)水流与管壁之间的摩擦增加，从而能量消耗增加。因此，通过添加处理试剂至下水道的液流以处理生物膜中的微生物变得困难，因为生物膜起着将处理试剂与微生物隔开的作用。在这方面，处理试剂通常必须扩散至生物膜中，从而需要显著更高浓度的处理试剂和更长时间的添加处理试剂至下水道，以充分处理生物膜。专利技术概述在第一方面，本专利技术提供了用于在包含硫酸盐还原细菌或产甲烷古细菌(或两者)的环境中控制所述生物体的活性的方法，包括用游离亚硝酸(HNO2)处理该环境。在第二方面，本专利技术提供了用于在包含硫酸盐还原细菌或产甲烷古细菌(或两者)的环境中控制所述生物体的活性的方法，包括利用包含亚硝酸根(N02_)、具有低于7的PH的溶液或通过将亚硝酸盐添加至环境、使环境的pH低于7来处理该环境。据信所述方法应当还能够控制其它微生物的活性。因此，在另一个方面，本专利技术提供了用于在包含此类微生物的环境中控制微生物的活性的方法，包括利用游离亚硝酸(HNO2)处理所述环境。在一个实施方案中，所述方法被用于控制废水系统(包括废水收集系统)中的硫酸盐还原细菌和/或产甲烷古细菌(或两者)的活性。废水收集系统也称为下水道系统。下水道系统可包括在管道或容器的壁上生长的生物膜，并且硫酸盐还原细菌和/或产甲烷古细菌可存在于该生物膜中。可将游离亚硝酸添加至流经下水道系统的废水中。或者，可将亚硝酸盐添加至流经下水道系统的废水中。可通过添加亚硝酸盐溶液(例如酸化的亚硝酸盐溶液)来添加亚硝酸盐。或者，可将亚硝酸盐溶液和酸性溶液添加至该环境。本专利技术人已令人惊讶地发现，利用游离亚硝酸处理包含硫酸盐还原细菌和/或产甲烷古细菌的环境，能够抑制细菌和古细菌(archael)的活性，并且导致硫化物和甲烷产量的减少。此外，本专利技术人已发现，利用游离亚硝酸处理所述环境甚至相对短的时期即能够导致硫化物和甲烷产量的相对长期的减少。因此，利用游离亚硝酸间断性处理环境可能提供了一种用于控制环境中的硫酸盐还原细菌和/或产甲烷古细菌的活性的可行策略。这当然具有明显的成本效益。在一个实施方案中，本专利技术包括将亚硝酸盐添加至pH小于7的环境中。优选地，PH落在2. O至7. O、更优选2至4的范围内。然而，当将亚硝酸盐添加至该环境时，使用在该范围内更高部分的pH，例如pH6至7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·袁，G·江，O·古铁雷斯加西亚莫雷诺，
申请(专利权)人：昆士兰大学，
类型：
国别省市：