微生物的需氧和厌氧培养方法、制备用于清洁放射性液体和带放射性表面的制剂的方法、用于清洁放射性液体的方法和用于清洁带放射性表面的方法技术

本发明专利技术涉及一种微生物的需氧和厌氧培养方法。本发明专利技术还涉及一种制备用于清洁放射性液体和带放射性表面的制剂的方法。本发明专利技术还涉及一种用于清洁放射性液体和带放射性表面的方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微生物的需氧和厌氧培养方法、制备用于清洁放射性液体和带放射性表面的制剂的方法、用于清洁放射性液体的方法和用于清洁带放射性表面的方法
[0001]本专利技术涉及一种微生物的需氧和厌氧培养方法。
[0002]本专利技术还涉及一种制备用于清洁放射性液体和带放射性表面的制剂的方法。
[0003]同样，本专利技术涉及一种用于清洁放射性液体和带放射性表面的方法。
[0004]放射性液体的产生可能与各种过程、特别是技术过程有关。发现最大的放射性液体来源与核电站的运行有关。作为废物在核电站中产生的大量放射性液体一方面对于核电站的运营商来说是一个相当大的问题，另一方面对于地球上的生命来说也是一个相当大的问题。一方面，放射性液体必须暂时储存在核电站区域。必须进行放射性液体的最终储存，以便达到显著超过所涉及的放射性同位素的半衰期而没有风险的储存时间。当想到核电站运行中遇到的最常见的放射性同位素之一即
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Cs及其超过30年的半衰期时，很容易意识到挑战性有多高。虽然放射性固体相对于它们的放射性而言体积很小并且通常只构成化学性质的低风险，但放射性液体体积很大，因此需要高储存容量，并且液体往往会化学腐蚀容纳它们的容器并在最坏的情况下从它们泄漏。然后，在很短时间内，放射性液体就以不受控制的方式(例如经由地下水)分布，从而对人、动物和整个环境造成极大的损害。
[0005]已经开发了如何从液体中去除放射性物质从而产生相对容易储存并且恰好具有这种放射性的固体的概念。已知的是基于离子交换的化学过程以及使用在其发展范围内的放射性物质生长的微生物系统。生物系统优于经典系统，因为它们可以对放射性物质的吸收产生高选择性，这在经典化学系统中不一定能保证。
[0006]进一步背景：在地球上，约400座核电站在运行。在过程中，会产生大量危险的放射性有毒废物。由于由此引起的风险，考虑了减活化方法。放射性废物的减活化通常非常复杂、成本高且耗时。放射性污染水不能最终成为废水，受污染的地面必须被清除和处置。必须建立最终处置场，使放射性物质不会到达环境并且它们发出的辐射不会到达人和生物圈。在最终储存之前，应将放射性废物制成可安全储存的形式。高放射性废液用熔融玻璃浇铸在钢模或铸锭模中。如果这些容器在暴露于辐射和热的情况下变脆或损坏，则可能会污染环境。在这种情况下，放射性气体可能会到达大气。当放射性物质到达地下水时，出现最高风险。这种灾难发生的可能性取决于最终处置场的地质稳定性，当最终处置场位于盐矿周围的地下水流上的盐矿中，并且盐结构因辐射和热而发生潜在变化时可能发生。含有放射性物质的容器应永久存放在不会受到水、地震或其他影响而破坏的地方。在这里，应该考虑到放射性物质衰变期间产生的高热量排放需要在几十年的过程中对这种废物进行极其有效的冷却。因此，放射性物质的最终储存是一个难以解决的全球性问题。迄今为止，没有一个使用核能的国家找到安全且永久的放射性废物安全处理解决方案。核电站只有乏燃料的临时储存设施。此外，核电站中还存在数十万吨含有各种放射性同位素的放射性水。这种水是在沸水和压水反应堆以及其他类型的反应堆的运行中，在使用寿命期满后燃料元素在水中的长期衰变(沉积)期间以及在使用水作为流经反应堆堆芯的传热介质期间产生的。只有在核电站乏燃料池经过三年的冷却时间后，燃料元素的整体活度才会由于最短寿命同位
素的衰变而降低大约一个数量级。剩余活度的99％可归因于锶、锆、钌、铯、碘和稀土的相对长寿命的同位素。惰性气体的同位素也产生一定的活度。特别重要的是铯放射性核素的减活化，其在液体废物的总活度中的比例达到98％。在低和中等活度水平的废液的减活化实践中，涉及有机离子交换剂的清洁方法是已知的。因此，高酸性阳离子交换剂和高碱性阴离子交换剂用于清洁反应器排放水。为了清洁来自盆式反应堆的水，使用装有阳离子和阴离子交换剂的离子交换过滤器。进一步已知的是包含Na
+
形式的有机阳离子交换树脂以及合成沸石(A型、毛沸石、菱沸石、钙十字沸石)的系统。借助于有机离子交换树脂使中等活度溶液减活化的吸附方法的缺点是它们的抗辐射性低。因此，基础受损，交换容量下降，并且交换动力学恶化。有机树脂的另一个缺点是它们的选择性低，特别是对于铯放射性核素如
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Cs和
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Cs。
[0007]本专利技术基于以下目的：提供足够数量的适当的微生物以制备一种制剂，通过该制剂可以可靠、有效和安全地清洁放射性液体和带放射性表面，即在此基础上消除它们的放射性。
[0008]该目的通过独立权利要求的特征来解决。在从属权利要求中指出了有利的实施方式。
[0009]本专利技术在于一种微生物的需氧培养方法，包括以下步骤：
[0010]‑
在容器中提供pH值为5.5至9.0的水溶液，
[0011]‑
将第一底物剂量的底物添加到所述水溶液中，
[0012]‑
将另外的元素添加到所述水溶液中，
[0013]‑
将包括微生物的接种剂添加到所述水溶液中，
[0014]其中通过上述步骤提供了初始产物，并且其中随后执行以下步骤：
[0015]‑
将空气引入所述初始产物和/或由其产生的中间产物中，
[0016]‑
在15至35摄氏度的范围内改变所述初始产物和/或由其产生的中间产物的温度，
[0017]其中在以所述第一底物剂量添加所述底物后，进行以下监测培养的步骤：
[0018]‑
取参考液体样品并测定所述参考液体样品中有机物质的第一浓度，
[0019]‑
在第一等待时间期满后，取另外的液体样品并测定所述另外的液体样品中有机物质的另外的浓度，
[0020]‑
如果有机物质的所述另外的浓度小于有机物质的所述第一浓度的10％，则以另外的底物剂量添加底物，
[0021]‑
重复上述步骤以监测所述培养，直到所述容器中存在足够量的生物质。
[0022]基础水溶液的pH值为5.5至9.0，该值特别考虑到微生物是“需氧微生物”这一事实，即适合于需氧培养。像以下讨论的所有参数一样，pH值可以改变，从而优化工艺过程，无论是关于培养结果、培养速率还是最终获得的微生物材料的量。将用于维持微生物的底物添加到水溶液中。同样，添加微生物生长或刺激生物生长所需的其他元素。这可能是哪些元素将在下面更详细地指定。对于培养的初始产物来说重要的是添加包括微生物的接种剂。这些可能来自各种来源，例如来自以相同或类似方式获得的早期培养，或者也主要来自其他来源，例如来自污水处理厂。一旦初始产物可用，它就可以用于微生物的培养。由于培养是在有氧的情况下进行的，因此引入了空气。此外，初始产物或由其产生的中间产物的温度是变化的，为此目的，15至25摄氏度的温度范围是有帮助的。通常，23至25度范围内的温度
是最佳温度。然后监测初始产物或由其产生的中间产物以最终获得足够量的生物质。为此，取样，并且根据在各个时间点获得的有机物质浓度，添加用于维持培养的另外的底物。当最终存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微生物的需氧培养方法，所述方法包括以下步骤：
‑
在容器(12)中提供pH值为5.5至9.0的水溶液(10)，
‑
将第一底物剂量的底物(14)添加到所述水溶液(10)中，
‑
将另外的元素(16)添加到所述水溶液(10)中，
‑
将含微生物的接种剂(18)添加到所述水溶液(10)中，其中通过上述步骤提供初始产物，并且其中随后执行以下步骤：
‑
将空气引入所述初始产物和/或由其产生的中间产物中，
‑
在15至35摄氏度的范围内改变所述初始产物和/或由其产生的中间产物的温度，其中在添加所述第一底物剂量的所述底物(14)后，执行以下步骤以监测所述培养：
‑
取参考液体样品并测定所述参考液体样品中有机物质的第一浓度，
‑
在第一等待时间期满后，取另外的液体样品并测定所述另外的液体样品中有机物质的另外的浓度，
‑
如果有机物质的所述另外的浓度小于有机物质的所述第一浓度的10％，则添加另外的底物剂量的底物(14)，
‑
重复上述步骤以监测所述培养，直到所述容器中存在足够量的生物质(20)。2.一种微生物的厌氧培养方法，所述方法包括以下步骤：
‑
在容器(12')中提供pH值为4.5至7.5的水溶液(10')，
‑
将第一底物剂量的底物(14')添加到所述水溶液(10')中，
‑
将另外的元素(16')添加到所述水溶液(10')中，
‑
将含微生物的接种剂(18')添加到所述水溶液(10')中，其中通过上述步骤提供初始产物，并且其中随后执行以下步骤：
‑
气密密封所述容器(12')，
‑
在40至80摄氏度的范围内改变所述初始产物和/或由其产生的中间产物的温度，其中在添加所述第一底物剂量的所述底物(14')后，执行以下步骤以监测所述培养：
‑
取参考液体样品并测定所述参考液体样品中有机物质的第一浓度，
‑
在第一等待时间期满后，取另外的液体样品并测定所述另外的液体样品中有机物质的另外的浓度，
‑
如果有机物质的所述另外的浓度小于有机物质的所述第一浓度的10％，则添加另外的底物剂量的底物(14')，
‑
重复上述步骤以监测所述培养，直到所述容器中存在足够量的生物质(20')。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当从一升产物体积中可提取50g湿生物质时，所述容器(12、12')中存在足够量的生物质(20、20')，湿生物质具有93％至99％的水分含量。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述水溶液(10、10')是基于去离子水。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，葡萄糖和/或蔗糖和/或乙醇和/或甲醇用作所述底物(14、14')。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，分别相对于所述水溶液(10、10')的体积，以0.5g/l/d至2g/l/d的浓度添加所述第一底物剂量，并且以0.5g/l/d至2g/l/
d的浓度添加所述另外的底物剂量。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，添加微量元素和/或常量元素作为另外的元素(16、16')，其中所述微量元素选自Mn、Mo、Zn、Cu、Co、Ni、Cl、Br，并且其中所述常量元素选自C、H、O、N、S、K、Ca、P、Mg、Fe。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，分别相对于所述水溶液(10、10')的体积，以0.5*10
‑5g/l至2*10
‑5g/l的浓度添加所述微量元素，并且以0.5g/l至2g/l的浓度添加所述常量元素。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述接种剂(18、18')含有细菌和/或真菌和/或原生动物。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，相对于所述水溶液(10、10')的体积，所述接种剂(18、18')以5％至10％的浓度添加。11.根据权利要求1或权利要求3至10中任一项所述的方法，其特征在于，在预定时间段期间引入空气并且在这些预定时间段之外不引入空气。12.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔比纳，
申请(专利权)人：西尔维娅，
类型：发明
国别省市：