專利名稱：一種應用于金屬加工業前處理除油脫脂的生物除油劑及其處理金屬表面油污的方法
技術領域：
本發明涉及金屬表面處理和廢水處理領域，具體地說，涉及一種同時具有除油和分解油污雙重功能的生物除油劑及其處理金屬表面油污的方法。
背景技術：
加工業，特別是金屬加工業，如電鍍業，屬于重污染行業。在金屬或者塑料工件的表面處理和加工過程中，會用到很多石油類衍生物(礦物油)、動物油脂和植物油脂等油脂類助劑，如防銹油、切削油、沖壓油、冷卻液、潤滑油等。這些油脂類助劑對保護工件和設備，防止其生銹或者腐蝕等具有重要的作用。但與此同時，當這些工件與材料需制成最終產品時，又必須將這些油脂類助劑從工件表面清除干凈，否則將影響其它工序，甚至造成嚴重的產品報廢。因此，如何有效地從工件表面除油是幾乎所有加工制造業所面臨的一個共同難題。
目前除油劑市場中的各種除油劑，如強堿性的水基型化學除油劑；或者甲苯、二甲苯、三氯乙烯等溶劑型除油劑，雖然都具有一定的除油能力，但又不可避免地帶來很多其它問題，如高物耗、高能耗、高污染、甚至對操作人員的健康有著潛在的嚴重影響等。水基型化學除油劑和溶劑型除油劑在使用過程中，都將不可避免地產生大量的含油廢液。對于加工行業含油廢液的處理，往往是將含油廢液與生活污水混和在一起進行處理；或者在生產工藝中加入一個油水分離裝置，然后將收集的油污交由專門的機構進行特殊處理。因此，如何有效地處理含油廢液是幾乎所有加工制造業所面臨的另一個共同難題。
對除油劑而言，除了水基型化學除油劑和溶劑型除油劑外，近年來，隨著民眾與政府環保意識和環保立法的增強，也出現了一些較為環保的除油劑。如生物可降解型除油劑，這種除油劑的主要成分源自自然界植物體內的提取物，它們將油污剝離下來之后，自身可以生物分解，從而不致于給含油廢液增添額外的有機廢物；另一種環保除油劑是氯代有機物除油劑替代品，因為氯代有機物已被證實會對臭氧層造成很大的破壞，同時它在自然界中會殘留很久，對人體和其它生命體的健康造成嚴重的影響。因此，含氯有機物的使用在國際社會已受到越來越多的限制甚至禁止，而鼓勵研究與開發氯代有機物的替代品，即不含氯(和其它鹵素)的，更安全的，環境友好的新型除油劑。當前所有的除油劑，無論是水基型、溶劑型、還是環保型除油劑，它們無一例外地都具有一個共同的特點，那就是它們都只具有從加工工件表面進行除油的功能，而無分解這些油污的功能。
對于加工行業所面臨的上述兩大難題，多年來雖然國內外都有大量的研究報道，并且在這兩個方面都取得了一些進展，但一直都是將除油與分解油污作為兩個相互獨立的工藝來進行研究的。因此，如果能夠找到一種行之有效的方法，能夠找到一種同時具備除油和分解油污的除油劑，將除油和分解油污這兩個工藝作為一個工藝來解決，那么將是該領域的一個革命性的改進。
發明內容
本發明的目的是針對上述現有金屬加工業油污處理的現狀，提供一種同時具備除油和分解油污雙重功能的生物除油劑，從而實現將除油與分解油污作為一個工藝處理的目的。
本發明的另一個目的是提供一種處理金屬表面油污的方法，其采用具備除油和分解油污雙重功能的除油劑，將去除金屬表面油污和分解油污這個兩個工藝糅合為一個工藝來處理。
本發明針對現有油污處理的現狀，創造性地提出將除油與分解油污這兩個相互獨立的工藝作為一個工藝來研究的思想。本發明的工程師們經過長期的艱苦攻關，首次成功研制出了含有表面活性劑和嗜油微生物菌種的新型生物除油劑。含有嗜油微生物菌種的生物除油劑不但能夠將油污從工件表面剝落下來，而且同時還能將油污分解，從而實現了將除油與分解油污作為一個工藝來處理的目的。
本發明的生物除油劑的最主要創造點是在含有表面活性劑的除油劑中加入嗜油微生物菌種，這在除油劑油污處理領域是首創性的。
本發明的生物除油劑由主劑組成，主劑含有表面活性劑0.1～60重量％和嗜油微生物0.1～30重量％、余量為水。
上述主劑含有表面活性劑0.5～60重量％、嗜油微生物0.5～30重量％和抑制劑0.1～3.0重量％、余量為水。
本發明的生物除油劑，由主劑組成，所述主劑含有生物表面活性劑1～60重量％、嗜油微生物1～30重量％、抑制劑0.2～3.0重量％、生物酶0.01～1.0重量％、余量為水。
上述生物除油劑，除了主劑外，還含有輔劑。所述輔劑含有嗜油微生物40～90重量％、增效劑2～12重量％、營養劑5～15重量％、余量為適合微生物生長的載體，如麥糠、谷物等等。
上述生物除油劑，所述表面活性劑為糖脂、含氨基酸類脂、磷脂類生物表面活性劑和陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子表面活性劑中的一種或幾種的混和物；所述抑制劑為中性無機鹽；所述生物酶為脂肪酶；所述增效劑為無機鹽或螯合劑；所述營養劑為適于微生物生長的多種維生素、礦物質和氨基酸。
上述嗜油微生物為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、多黏芽孢桿菌、熒光假單胞菌、惡臭假單胞菌或黃質菌中的一種或幾種的混和物。
上述生物除油劑，所述表面活性劑為鼠李糖脂、槐糖脂、海藻糖脂、脂肽、脂蛋白、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油、聚氧乙烯醚、聚氧丙稀醚、烷基糖苷、烷基三甲銨乙內酯、烷基醚羧酸鹽、烷基磷酸酯及其鹽、多烷基硫酸酯鈉鹽中的一種或幾種的混和物；所述中性無機鹽是堿金屬或堿土金屬的鹽酸鹽或硫酸鹽；所述無機鹽為硝酸鹽、或磷酸鹽；所述螯合劑為檸檬酸鹽或α-羥基丙烯酸酯。
上述嗜油微生物每克中的菌群數不低于4×104個。
本發明的用于處理金屬表面油污的方法，是采用一種同時具備除油和分解油污雙重功能的上述生物除油劑將去除表面油污與分解油污這兩個工藝糅合為一個工藝的方法。該方法在油污處理領域也是首創性的。
生物表面活性劑是由微生物產生的一類具有表面活性作用的物質。與化學合成表面活性劑相比，生物表面活性劑的一個顯著特點就是能夠被自然界中的微生物降解，并且對人與自然都非常安全。同時，它的結構也比化學合成表面活性劑更復雜，分子量更高，具有更多的官能團，而且分子結構具有手性。鑒于生物表面活性劑的這些特點，以及人們環保意識的不斷增強，在工業應用領域中對生物表面活性劑的需求不斷增強，同時逐漸替代傳統的化學合成表面活性劑亦成為一種趨勢。
化學合成表面活性劑包括陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子表面活性劑等。這些表面活性劑的分子結構同時具有親水和親油的特點，都具有一定的滲透性能、潤濕性能、乳化性能、分散性能和發泡性能等。這些特點決定了表面活性劑的最大的應用領域是洗滌劑行業。而在某種洗滌劑中具體選用何種表面活性劑，將主要取決于該洗滌劑的最終用途。比如，對于潔面乳而言，應選擇容易產生大量泡沫、同時對皮膚溫和的表面活性劑；而對于用于滾筒洗衣機的洗衣粉而言，應選擇洗滌能力強、同時又不易產生太多泡沫的表面活性劑。
在我們的地球上，存在著數以千萬計的各種各樣的微生物菌群。這些微生物菌種以自己特有的方式對不同的有機廢物進行分解，從而獲得自己生長、繁殖以及其它新陳代謝活動所需要的物資與能量。與此同時，這些有機廢物被最終分解成對自然與人類無毒、無害的水與二氧化碳。平均來講，微生物每20到30分鐘將繁殖一代，這意味著其數量也將增長一倍。但顯而易見，在一個特定的系統內，微生物的數量不可能無限制地增長，將最終達到一個平衡。許多因素將影響微生物的數量，比如它們的食物源的變化(有機廢物)；環境因素的變化，如酸堿度、溫度、濕度、氧濃度的變化等。
基于對氧氣的需求程度，微生物菌種分為好氧菌、厭氧菌和兼氧菌。好氧菌需在有氧的條件下才能夠生長與繁殖；厭氧菌在無氧的條件下生存；兼氧菌在有氧與無氧的情況下均能夠很好地生長繁殖。雖然自然界中存在的菌種，也能夠將有機廢物作為食物進行消化，但花費的時間非常長，可能幾十年甚至上百年。因此，能夠真正用于實際的、實現商業化的菌種，一定首先從自然界中提取出來，然后在實驗室中經過特殊篩選，進而培養出來的適應性非常強的高性能微生物菌群。這些高性能微生物菌群要比自然中存在的微生物種群更有效，它們對有機廢物的分解速度是自然界中菌群的上千倍，從而能夠在一個較短的時間內，將有機廢物分解成水于二氧化碳。
生物酶是一種蛋白質和化學催化劑，它能在常溫、常壓下將長鏈的、復雜的有機廢物分子分裂為較短的和較為簡單的分子，從而更易于被微生物消化與吸收。生物酶自身不是生命體，它不能像微生物那樣自我生長與繁殖。當生物酶加入到有機廢物中后，它立即開始工作，將復雜的大分子轉變為能夠很快被微生物消耗的、較為簡單的小分子。這些小分子有機物是微生物得以生長、繁殖的重要食物；而發育成熟的微生物自身又會產生生物酶，從而保持一個持續的循環圈。生物酶的一個最顯著的特性是專一性，也就是說一種類型的生物酶只能對一種特定類型的分子起作用。比如說，蛋白酶只能將復雜的蛋白質分裂為小塊的蛋白質或者氨基酸，而不可能對脂肪起作用；脂肪酶只能分解動、植物油脂或者石油類衍生物(礦物油)，而不可能對紙張或者木質纖維起作用。
有機廢物是微生物菌種重要的食物源，特別是作為微生物生長、繁殖所需要的重要的碳源。除此之外，某些維他命、礦物質和氨基酸，如維生素B1、核黃素、鈣、磷、鉀等元素、亮氨酸、色氨酸等，也是微生物生長和維持活性所必須的營養物質。而這些營養物質往往在有機廢物中并不存在。事實上，任何一種營養物質的缺乏，都可能嚴重影響微生物的生長與繁殖。因此，必須在微生物中加入這些必須的營養物質以確保微生物能夠最快地，最高效地分解、消化有機廢物。
對于動、植物油和石油類衍生物礦物油等以碳鏈結構為基礎的有機物，含碳數為5～9的烴類化合物為揮發性有機物，在高濃度時有較大的毒性；含碳數為10～22的烴類化合物毒性最小且最易生物降解；含碳數多于22的烴類化合物為低毒性，低水溶性，且在常溫下為固體狀態，不易生物降解；而對于苯環類和環烷烴類化合物，特別是四環和更多環的碳氫化合物，如蒽、柏油、瀝青等，是最不易生物分解的；含雙鍵的碳氫化合物較難完全生物降解；而直鏈的飽和烷烴最易完全生物降解。
本發明的生物除油劑的配制分三步1)清槽第一次配制生物除油劑之前，一定要將除油槽清除干凈。并用水沖洗至pH值為7的中性環境；2)配制主劑將主劑各組分按比例倒入除油槽中攪勻；3)加入輔劑將輔劑各組分按比例直接加入到稀釋后的主劑中。以上組份添加完畢后，攪拌均勻即可開始工作。
本發明的生物除油劑可以主劑加輔劑一起使用，可以主劑單獨使用，還可以稀釋主劑使用。主劑的稀釋比例范圍很廣，從直接使用不需稀釋的濃縮液到與水按1∶100的比例稀釋均可。這些主要取決于不同的應用領域、不同的除油方式、不同的油污量等因素。比如對某些結構異常復雜，油污量極高的重污染零配件，可直接使用主劑濃縮液或者再加入輔劑，無需稀釋。而清洗表面平滑的機床表面的油污時，可將主劑稀釋100倍后代替易燃、易爆的汽油、柴油使用。
本發明中的主劑和輔劑中的嗜油微生物包括好氧菌、厭氧菌和兼氧菌。為了確保這些微生物菌種能夠最大限度地分解油污，對于在不流動狀態下工作而無法自然補充足夠空氣的除油槽，應該配備鼓氣補氧裝置，以保證工作液能長時間正常分解油污。
本發明的有益效果本發明針對現有油污處理的現狀，首次成功研制出了含有表面活性劑和嗜油微生物菌種的新型生物除油劑，從而提供了一種具備除油和分解油污雙重功能的生物除油劑，實現將除油與分解油污作為一個工藝處理的目的，減少了工藝步驟，是該領域的一大革命性的進步。本發明的生物除油劑應用于重污染行業的油污處理，跟現有的化學除油劑相比，具有節能、降耗、減污、環保等優點。
圖1為無曝氣條件下微生物菌種對油脂的分解曲線；圖2為曝氣條件下微生物菌種對油脂的分解曲線。
具體實施例方式
實施例1本實施例中的生物除油劑由主劑組成，其配比如下磷脂酰甘油4.00％，烷基糖苷11.00％，烷基醚羧酸鹽7.00％，枯草芽孢桿菌、多黏芽孢桿菌和黃質菌6.00％，水72.00％。
1、按此配比，在一個容積為3升的實驗槽中混合均勻，配制成2升主劑。
2、在另一個相同容積的實驗槽中加入2升90#汽油。
3、本實驗中的實驗用油為PurelubeSAE 30 Non-detergent Oil(HAJ Inc.公司生產)。
4、本實驗以哈氏片上的實驗用油在5分鐘內是否能夠除去80％作為衡量除油劑是否具有良好除油能力的標志在5分鐘內，如果從哈氏片上除去的實驗用油多于80％，則定義該除油劑具有良好除油能力；在5分鐘內，如果從哈氏片上除去實驗用油少于80％，則定義該除油劑不再具有良好除油能力。
5、本實施例中的生物除油劑與90#汽油除油能力的比較1)取標準哈氏片，準確稱量，計為W12)將稱量后的哈氏片于實驗用油中浸泡3分鐘后取出，于通風廚中自然風干10分鐘，然后準確稱重，計為W2。
3)將自然風干的哈氏片放入實驗槽中浸泡5分鐘后取出，在80℃的烘干箱中干燥2小時；然后在干燥器中室溫冷卻30分鐘后稱量，計為W3。
4)按照下面公式，計算出不同除油劑的除油能力。
除油能力(％)＝((W2-W3)/(W2-W1))×10090#汽油與實施例1生物除油劑除油能力對比，如表1表1、除油比較
6、結果分析90#汽油與生物除油劑除油能力的比較表明在初始階段，兩者均具有良好除油能力。但是隨著清洗工件的增加，90#汽油的除油能力逐漸減弱，其直觀表現就是在其表面的浮油逐漸累積增多；而生物除油劑在整個實驗過程中均表現出優異的除油性能。這一方面說明生物除油劑中的表面活性劑具有優良的除油脫脂能力；另一方面也說明高效微生物菌種的加入有利于延長除油劑的使用壽命，其直觀表現就是在其表面無浮油產生。
實施例2本實施例中的生物除油劑由主劑組成，其配比如下磷脂酰甘油9.00％，烷基糖苷15.00％，烷基醚羧酸鹽20.00％，地衣芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌和黃質菌4.00％，氯化鉀0.3％、硫酸鈉0.2％、水51.50％。
1、分別以實施例1和實施例2中的配方為基礎，各配制20升主劑。然后裝入20升的密閉容器中于陰涼干燥的地方保存。
2、本實驗中的實驗用油為PurelubeSAE 30 Non-detergent Oil(HAJ Inc.公司生產)。
3、在配制好主劑的當天開始，將主劑與水以1∶20的比例稀釋。然后用實施例1中完全相同的除油能力測試方法，分別測試兩個配方的除油能力，連續測試7天。
4、保存2周、4周和8周后，分別取出2升保存的實施例1主劑和實施例2主劑，與水以1∶20的比例稀釋。然后用實施例1中完全相同的除油能力測試方法，分別測試它們的除油能力，連續測試7天。
實施例1和實施例2生物除油劑除油能力對比，如表2。
表2
4、結果分析含有抑制劑和不含抑制劑的生物除油劑除油能力的測試對比，清楚表明(1)在初始階段(第一周)，兩個生物除油劑均表現出優異的除油能力，這應歸因于兩者基本類似的配方，也就是表面活性劑和嗜油微生物菌種的協同除油和分解油污的能力。
(2)主劑配制好之后放置兩周、四周、八周或者更長時間，兩者的除油能力表現出了明顯差異。實施例2配方，在保存八周之后，其優異的除油性能沒有任何變化；而實施例1配方，從配制后的第二周開始，其除油能力開始下降，到第四周時，其除油能力從100％降至67％。
(3)在實施例1的生物除油劑配方中，沒有加入微生物抑制劑，微生物遇水后很快處于激活狀態，不斷生長、繁殖。而微生物在激活之后如果沒有適當的食物(油脂等有機廢物)，將會逐漸死亡，從而失去分解油污的能力。這又會影響到配方中表面活性劑的除油能力。
(4)可見，抑制劑對生物除油劑在制備、運輸及儲存過程中的質量穩定性非常重要，亦對除油劑的性能有很大影響。
實施例3本實施例中的生物除油劑由主劑組成，其配比如下主劑鼠李糖脂10.00％，聚氧乙烯醚15.00％，枯草芽孢桿菌5.00％，硫酸鈉0.10％，氯化鈉0.40％，脂肪酶0.20％，水69.30％；在除油槽中，混合均勻。
1、除油測試下面比較在靜態、動態條件下，該生物除油劑配方對不同油脂從標準哈氏片上剝離下來的除油速度。
2、靜態測試具體實驗步驟如下(1)取2升主劑，在實驗槽中以1∶30的比例用水稀釋，配制成60升的工作液。
(2)在稀釋后的主劑中加入10克輔劑，攪拌均勻制備成生物除油劑。
(3)取標準規格的哈氏片15片，準確稱量，計為W1克。
(4)涂油哈氏片選擇哈氏片的一面用蘸油毛刷在其上面均勻來回涂布用于測試的油脂四次，然后準確稱重，計為W2克。
(5)將涂油后的哈氏片放入生物除油劑中浸泡，每10～30秒取出哈氏片一塊，在80℃的烘干箱中干燥2小時，然后取出，在干燥器中室溫冷卻30分鐘后稱量，計為W3克。
(6)按照下面公式，計算出各種不同油脂在哈氏片上所剩油污百分數。不同油脂在哈氏片上所剩油污百分數(％)＝〔(W3-W1)/(W2-W1)〕×100表3、靜態除油速度測試
*WD-40防銹潤滑油由WD40公司生產。
**精制牛油由塘沾牧洋油脂廠生產。
***特純冷榨橄欖油由歐蕾瑪西爾食用油公司生產。
3、動態測試具體實驗步驟如下(1)取2升主劑，在實驗槽中以1∶30的比例用水稀釋，配制成60升的工作液。
(2)在稀釋后的主劑中加入10克輔劑，攪拌均勻制備成生物除油劑。
(3)取標準規格的哈氏片15片，準確稱量，計為W1克。
(4)涂油哈氏片選擇哈氏片的一面用蘸油毛刷在其上面均勻來回涂布用于測試的油脂四次，然后準確稱重，計為W2克。
(5)將涂油后的哈氏片放入生物除油劑中，在磁力攪拌器(攪拌轉速為120轉/秒)的作用下每10～30秒取出哈氏片一塊，在80℃的烘干箱中干燥2小時，然后取出，在干燥器中室溫冷卻30分鐘后稱量，計為W3克。
(6)按照下面公式，計算出各種不同油脂在哈氏片上所剩油污百分數。不同油脂在哈氏片上所剩油污百分數(％)＝((W3-W1)/(W2-W1))×100表4、動態除油速度測試
*WD-40防銹潤滑油由WD40公司生產。
**精制牛油由塘沽牧洋油脂廠生產。
**特純冷榨橄欖油由歐蕾瑪西爾食用油公司生產。
4、結果分析靜態與動態除油測試清楚表明(1)本發明中的生物除油劑能夠有效地將工件表面的常見石油類衍生物、動植物油脂從金屬表面較快的剝離下來。在靜態條件下，本實驗中礦物油、動物油和植物油完全從金屬表面剝離所需時間分別是60秒、150秒和120秒；在動態條件下，本實驗中礦物油、動物油和植物油完全從金屬表面剝離所需時間分別是40秒、90秒和60秒。
(2)本發明中的生物除油劑對不同的油脂，其除油速度有所差別石油類衍生物的除油速度最快，其次是植物油，最后是動物油。這可能與各種油脂自身的分子結構，以及與工件表面形成的物理、或者化學作用力有關。
(3)在機械外來的協助作用下，如磁力攪拌，該生物除油劑的除油速度進一步顯著提高。將生物除油劑稀釋液加入到超聲波設備中處理加工工件，其除油速度亦比靜態除油迅速。
實施例4本實施例中的生物除油劑由主劑和輔劑組成，其配比如下主劑槐糖酯17.00％，烷基糖苷14.00％，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌6.50％，硫酸鉀0.20％，氯化鈉0.60％，脂肪酶0.40％，水61.30％，在除油槽中混合均勻。
輔劑枯草芽孢桿菌、多黏芽孢桿菌和黃質菌75.00％，硝酸鹽8.00％，適于微生物生長的多種維生素、礦物質和氨基酸11.00％，麥糠6.00％加入到主劑中。
1、此實施例是考察本發明的生物除油劑中的嗜油微生物對不同油脂的分解能力，特別是考察在曝氣條件下和非曝氣條件下嗜油微生物對油脂的分解能力的差異。
2、實驗槽中無曝氣條件的實驗方法(1)取2升主劑，在實驗槽中以1∶30的比例用水稀釋，配制成60升的生物除油劑。
(2)在按照步驟1所配制的實驗槽中加入6克油脂，攪拌約5分鐘后停止攪拌。
(3)然后每隔5分鐘，從實驗槽中取樣100毫升樣品，用鹽酸溶液將樣品pH值調至pH＜2。
(4)用紅外測油儀(型號MAI-50，吉大·小天鵝儀器有限公司)測定樣品，從而確定工作液中油脂的濃度。
用上述方法，分別測量微生物菌種對WD-40防銹潤滑油(石油類衍生物)、精制牛油(動物油)、特純冷榨橄欖油(植物油)的分解能力。
工作液中所剩油脂的濃度計算方法如下C石油＝[X·A2930′+Y·A2960′+Z(A3030′-A2930′/F)]·D/E式中C石油---石油類物質的含量；X，Y，Z、F---儀器的校正系數；A2930′、A2960′、A3030′---分別為經硅酸鎂處理后測量溶液在對應波數(2930、2960、3030cm-1)下測定的吸光度；D---萃取溶液定容稀釋比；E---萃取采用的富集比，即測定時水相與有機相(四氯化碳)的體積比C總＝[X·A2930+Y·A2960+Z(A3030-A2930/F)]·D/E式中C總---總含油量；
X，Y，Z、F---儀器的校正系數；A2930、A2960、A3030---分別為測量溶液在對應波數(2930、2960、3030cm-1)下測定的吸光度；C動植物油＝C總-C石油C動植物油---動植物油脂含量經過不同處理時間后工作液中的油脂濃度如表5所示表5、經過不同處理時間后工作液中的油脂濃度(毫克/升)
*WD-40防銹潤滑油由WD40公司生產。
**特純冷榨橄欖油由歐蕾瑪西爾食用油公司生產。
***精制牛油由塘沽牧洋油脂廠生產。
3、實驗槽中曝氣條件下的實驗方法(1)2升主劑，在實驗槽中以1∶30的比例用水稀釋，配制成60升的工作液。
(2)在實驗槽中加入一個通氣裝置，確保整個實驗過程中工作液處于通氣狀態。
(3)按照步驟1所配制的實驗槽中加入6克油脂，攪拌約5分鐘后停止攪拌。
(4)然后每隔5分鐘，從實驗槽中取樣100毫升樣品，用鹽酸溶液將樣品pH值調至pH＜2。
(5)用紅外測油儀(型號MAI-50，吉大·小天鵝儀器有限公司)測定樣品，從而確定工作液中油脂的濃度。
用上述方法，分別測量微生物菌種對WD-40防銹潤滑油(石油類衍生物)、精制牛油(動物油)、特純冷榨橄欖油(植物油)的分解能力。
經過不同處理時間后工作液中的油脂濃度(毫克/升)，如表6。
表6、經過不同處理時間后工作液中的油脂濃度(毫克/升)
*WD-40防銹潤滑油由WD40公司生產。
**特純冷榨橄欖油由歐蕾瑪西爾食用油公司生產。
***精制牛油由塘沽牧洋油。
4、結果分析曝氣與非曝氣條件下，生物除油劑對不同油脂分解能力的測試清楚表明本發明中的生物除油劑所含的嗜油微生物能夠有效分解各種常見的石油類衍生物、動物油脂和植物油脂。
本發明中的生物除油劑所含的嗜油微生物對不同的油脂，其分解速度有所差別石油類衍生物的分解速度最快，其次是植物油，最后是動物油。這可能既與微生物菌種自身對各種油脂的需求有關，又與各種油脂自身的分子結構有關。
在曝氣的條件下，微生物菌種對的油脂的分解速度顯著加強。這說明曝氣有利于本發明中的微生物菌種的生長、繁殖，從而表現出優異的降解、分解油脂的能力。
圖1清楚地顯示，在微生物菌種分解油脂的過程中，油脂濃度逐漸下降。當微生物與油脂接觸時間達到25～35分鐘左右時，油脂濃度出現顯著下降的趨勢。10～20分鐘后，油脂濃度又開始較為平穩地下降，直至完全分解。
圖2進一步說明，在微生物菌種分解油脂的過程中，存在著一個油脂濃度急速下降的階段。但在曝氣和非曝氣條件下，油脂濃度急速下降的起始時間表面出一定差異在非曝氣條件下，油脂濃度急速下降的起始時間大約在第25～35分鐘左右；在曝氣條件下，油脂濃度急速下降的起始時間大約在第15～25分鐘左右。
在微生物菌種作用下，油脂濃度急速下降可能與微生物菌種自身的生長、繁殖周期有關。一般說來，微生物平均的繁殖期是每20～30分鐘一代。在繁殖期內，微生物菌種數量成倍增長。這就表現為在繁殖期內微生物需要消耗更多的食物(油脂)作為其繁殖和新陳代謝的物質和能力來源，這與我們在曝氣和非曝氣條件下所觀察到的油脂濃度急速下降的時間非常一致。
從圖2中微生物菌種對精制牛油的分解曲線可以看出，精制牛油的濃度在20分鐘和40分鐘的時候開始急速下降。而這兩個時間點也與微生物菌種開始繁殖的時間較為吻合。這也說明油脂的分解速度與微生物菌種的繁殖周期具有很強的相關性。
在曝氣條件下油脂濃度急速下降的起始時間(第15～25分鐘左右)比非曝氣條件下油脂濃度急速下降的起始時間(第25～35分鐘左右)快，并且在曝氣條件下微生物對油脂的完全分解所用時間也比非曝氣條件下短(如微生物菌種完全分解WD-40防銹潤滑油，在非曝氣條件下需要用55分鐘；而在曝氣條件下，僅需30分鐘)。這表明曝氣有利于微生物的激活、生長與繁殖，從而也有利于微生物菌種對油脂的分解。
實施例5本實施例中的生物除油劑的配比如下主劑鼠李糖脂8.00％，槐糖脂13.00％，烷基糖苷11.50％，十二烷基三甲銨乙內酯6.50％，高效微生物菌種6.00％，硫酸鉀0.20％，氯化鈉0.60％，脂肪酶0.30％，水53.90％，在除油槽中混合均勻。
輔劑多黏芽孢桿菌、熒光假單胞菌、惡臭假單胞菌和黃質菌81.00％，α-羥基丙烯酸酯9.00％，適于微生物生長的多種維生素、礦物質和氨基酸8.00％、2.00％麥糠，加入到主劑中。
1、生物除油劑與常規化學除油劑比較在兩個相同規格(200升)的除油槽中進行除油測試和油脂分解測試的對照實驗。其中1#除油槽使用一種市場中常用的強堿性化學除油劑；2#除油槽使用本發明中的生物除油劑。以哈氏片上的油脂在5分鐘內是否能夠除去80％作為換取新鮮工作液的標準。連續實驗30天的統計結果如表7表7、化學除油劑與生物除油劑性能比較(實驗時間30天)
*在常溫下(20～35℃)，強堿性化學除油劑根本無法達到在5分鐘內將哈氏片上的油脂去除80％的效果，必須借助于加熱的輔助手段。
結果清楚地表面，本發明中的生物除油劑在節能、降耗、減污、環保等方面，都遠遠優于傳統的化學除油劑。
權利要求
1.一種用于金屬加工業前處理除油脫脂的生物除油劑，其特征在于含有嗜油微生物。
2.如權利要求1所述的生物除油劑，其特征在于由主劑組成，所述主劑含有表面活性劑0.1～60重量％、嗜油微生物0.1～30重量％，余量為水。
3.如權利要求2所述的生物除油劑，其特征在于所述主劑含有表面活性劑0.5～60重量％、嗜油微生物0.5～30重量％、抑制劑0.1～3.0重量％，余量為水。
4.如權利要求3所述的生物除油劑，其特征在于所述主劑含有表面活性劑1.0～60重量％、嗜油微生物1～30重量％、抑制劑0.2～3.0重量％、生物酶0.01～1.0重量％，余量為水。
5.如權利要求4所述的生物除油劑，其特征在于還含有輔劑，所述輔劑由如下組分組成嗜油微生物40～90重量％、增效劑2～12重量％、營養劑5～15重量％，余量為適合微生物生長的載體。
6.如權利要求2或3或4或5所述的生物除油劑，其特征在于所述表面活性劑為糖脂、含氨基酸類脂、磷脂、陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子表面活性劑中的一種或幾種的混和物；所述抑制劑為中性無機鹽；所述生物酶為脂肪酶；所述增效劑為無機鹽或螯合劑；所述營養劑為適于微生物生長的多種維生素、礦物質和氨基酸。
7.如權利要求1～5所述的生物除油劑，其特征在于所述嗜油微生物為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、多黏芽孢桿菌、熒光假單胞菌、惡臭假單胞菌或黃質菌中的一種或幾種的混和物；所述嗜油微生物每克中的菌群數不低于4×104個。
8.如權利要求6所述的生物除油劑，其特征在于所述表面活性劑為鼠李糖脂、槐糖脂、海藻糖脂、脂肽、脂蛋白、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油、聚氧乙烯醚、聚氧丙稀醚、烷基糖苷、烷基三甲銨乙內酯、烷基醚羧酸鹽、烷基磷酸酯及其鹽、多烷基硫酸酯鈉鹽中的一種或幾種的混和物；所述中性無機鹽是堿金屬或堿土金屬的鹽酸鹽或硫酸鹽；所述無機鹽為硝酸鹽、或磷酸鹽；所述螯合劑為檸檬酸鹽或α-羥基丙烯酸酯。
9.如權利要求1～5所述的生物除油劑，其特征在于所述嗜油微生物每克中的菌群數不低于4×104個。
10.一種處理金屬表面油污的方法，其特征在于采用一種同時具備除油和分解油污雙重功能的如權利要求1所述的生物除油劑將去除金屬表面油污和分解油污這兩個工藝糅合為一個工藝。
全文摘要
本發明公開了一種應用于金屬加工業前處理除油脫脂的生物除油劑及其處理金屬表面油污的方法。本發明針對現有油污處理的現狀，創造性地提出將除油與分解油污這兩個相互獨立的工藝作為一個工藝來研究的思想。本發明的工程師們經過長期的艱苦攻關，首次成功研制出了含有表面活性劑和嗜油微生物菌種的新型生物除油劑。含有嗜油微生物的生物除油劑不但能夠將油污從金屬表面剝落下來，而且同時還能將油污分解，從而實現了將除油與分解油污作為一個工藝來處理的目的。本發明的生物除油劑應用于重污染行業的油污處理，跟現有的化學除油劑、溶劑型除油劑相比，具有節能、降耗、減污、環保等顯著優點。
文檔編號C02F3/32GK1730729SQ20051003519
公開日2006年2月8日 申請日期2005年6月16日 優先權日2005年6月16日
發明者吳小明, 胡靜, 陳文雄 申請人:廣州天至環保科技有限公司