CN100419126C - 一种应用于金属加工业前处理除油脱脂的生物除油剂及其处理金属表面油污的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于金属加工业前处理除油脱脂的生物除油剂及其处理金属表面油污的方法。本发明针对现有油污处理的现状，创造性地提出将除油与分解油污这两个相互独立的工艺作为一个工艺来研究的思想。本发明的工程师们经过长期的艰苦攻关，首次成功研制出了含有表面活性剂和嗜油微生物菌种的新型生物除油剂。含有嗜油微生物的生物除油剂不但能够将油污从金属表面剥落下来，而且同时还能将油污分解，从而实现了将除油与分解油污作为一个工艺来处理的目的。本发明的生物除油剂应用于重污染行业的油污处理，跟现有的化学除油剂、溶剂型除油剂相比，具有节能、降耗、减污、环保等显著优点。

Description

一种应用于金属加工业前处理除油脱脂的生物除油剂及其处理金属表面油污的方法

技术领域

本发明涉及金属表面处理和废水处理领域，具体地说，涉及一种同时具有除油和分解油污双重功能的生物除油剂及其处理金属表面油污的方法。

背景技术

加工业，特别是金属加工业，如电镀业，属于重污染行业。在金属或者塑料工件的表面处理和加工过程中，会用到很多石油类衍生物(矿物油)、动物油脂和植物油脂等油脂类助剂，如防锈油、切削油、冲压油、冷却液、润滑油等。这些油脂类助剂对保护工件和设备，防止其生锈或者腐蚀等具有重要的作用。但与此同时，当这些工件与材料需制成最终产品时，又必须将这些油脂类助剂从工件表面清除干净，否则将影响其它工序，甚至造成严重的产品报废。因此，如何有效地从工件表面除油是儿乎所有加工制造业所面临的一个共同难题。

目前除油剂市场中的各种除油剂，如强碱性的水基型化学除油剂；或者甲苯、二甲苯、三氯乙烯等溶剂型除油剂，虽然都具有一定的除油能力，但又不可避免地带来很多其它问题，如高物耗、高能耗、高污染、甚至对操作人员的健康有着潜在的严重影响等。水基型化学除油剂和溶剂型除油剂在使用过程中，都将不可避免地产生大量的含油废液。对于加工行业含油废液的处理，往往是将含油废液与生活污水混和在一起进行处理；或者在生产工艺中加入一个油水分离装置，然后将收集的油污交由专门的机构进行特殊处理。因此，如何有效地处理含油废液是几乎所有加工制造业所面临的另一个共同难题。

对除油剂而言，除了水基型化学除油剂和溶剂型除油剂外，近年来，随着民众与政府环保意识和环保立法的增强，也出现了一些较为环保的除油剂。如生物可降解型除油剂，这种除油剂的主要成分源自自然界植物体内的提取物，它们将油污剥离下来之后，自身可以生物分解，从而不致于给含油废液增添额外的有机废物；另一种环保除油剂是氯代有机物除油剂替代品，因为氯代有机物已被证实会对奥氧层造成很大的破坏，同时它在自然界中会残留很久，对人体和其它生命体的健康造成严重的影响。因此，含氯有机物的使用在国际社会已受到越来越多的限制甚至禁止，而鼓励研究与开发氯代有机物的替代品，即不含氯(和其它卤素)的，更安全的，环境友好的新型除油剂。当前所有的除油剂，无论是水基型、溶剂型、还是环保型除油剂，它们无一例外地都具有一个共同的特点，那就是它们都只具有从加工工件表面进行除油的功能，而无分解这些油污的功能。

对于加工行业所面临的上述两大难题，多年来虽然国内外都有大量的研究报道，并且在这两个方面都取得了一些进展，但一直都是将除油与分解油污作为两个相互独立的工艺来进行研究的。因此，如果能够找到一种行之有效的方法，能够找到一种同时具备除油和分解油污的除油剂，将除油和分解油污这两个工艺作为一个工艺来解决，那么将是该领域的一个革命性的改进。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有金属加工业油污处理的现状，提供一种同时具备除油和分解油污双重功能的生物除油剂，从而实现将除油与分解油污作为一个工艺处理的目的。

本发明的另一个目的是提供一种处理金属表面油污的方法，其采用具备除油和分解油污双重功能的除油剂，将去除金属表面油污和分解油污这个两个工艺糅合为一个工艺来处理。

本发明针对现有油污处理的现状，创造性地提出将除油与分解油污这两个相互独立的工艺作为一个工艺来研究的思想。本发明的工程师们经过长期的艰苦攻关，首次成功研制出了含有表面活性剂和嗜油微生物菌种的新型生物除油剂。含有嗜油微生物菌种的生物除油剂不但能够将油污从工件表面剥落下来，而且同时还能将油污分解，从而实现了将除油与分解油污作为一个工艺来处理的目的。

本发明的生物除油剂的最主要创造点是在含有表面活性剂的除油剂中加入嗜油微生物菌种，这在除油剂油污处理领域是首创性的。

本发明的生物除油剂由主剂组成，主剂含有表面活性剂0.1～60重量％和嗜油微生物0.1～30重量％、余量为水。

上述主剂含有表面活性剂0.5～60重量％、嗜油微生物0.5～30重量％和抑制剂0.1～3.0重量％、余量为水。

本发明的生物除油剂，由主剂组成，所述主剂含有生物表面活性剂1～60重量％、嗜油微生物1～30重量％、抑制剂0.2～3.0重量％、生物酶0.01～1.0重量％、余量为水。

上述生物除油剂，除了主剂外，还含有辅剂。所述辅剂含有嗜油微生物40～90重量％、增效剂2～12重量％、营养剂5～15重量％、余量为适合微生物生长的载体，如麦糠、谷物等等。

上述生物除油剂，所述表面活性剂为糖脂、含氨基酸类脂、磷脂类生物表面活性剂和阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或几种的混和物；所述抑制剂为中性无机盐；所述生物酶为脂肪酶；所述增效剂为无机盐或螯合剂；所述营养剂为适于微生物生长的多种维生素、矿物质和氨基酸。

上述嗜油微生物为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、荧光假单胞菌、恶臭假单胞菌或黄质菌中的一种或几种的混和物。

上述生物除油剂，所述表面活性剂为鼠李糖脂、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、烷基三甲铵乙内酯、烷基醚羧酸盐、烷基磷酸酯及其盐、多烷基硫酸酯钠盐中的一种或几种的混和物；所述中性无机盐是碱金属或碱土金属的盐酸盐或硫酸盐；所述无机盐为硝酸盐、或磷酸盐；所述螯合剂为柠檬酸盐或α-羟基丙烯酸酯。

上述嗜油微生物每克中的菌群数不低于4×10⁴个。

本发明的用于处理金属表面油污的方法，是采用一种同时具备除油和分解油污双重功能的上述生物除油剂将去除表面油污与分解油污这两个工艺糅合为一个工艺的方法。该方法在油污处理领域也是首创性的。

生物表面活性剂是由微生物产生的一类具有表面活性作用的物质。与化学合成表面活性剂相比，生物表面活性剂的一个显著特点就是能够被自然界中的微生物降解，并且对人与自然都非常安全。同时，它的结构也比化学合成表面活性剂更复杂，分子量更高，具有更多的官能团，而且分子结构具有手性。鉴于生物表面活性剂的这些特点，以及人们环保意识的不断增强，在工业应用领域中对生物表面活性剂的需求不断增强，同时逐渐替代传统的化学合成表面活性剂亦成为一种趋势。

化学合成表面活性剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂等。这些表面活性剂的分子结构同时具有亲水和亲油的特点，都具有一定的渗透性能、润湿性能、乳化性能、分散性能和发泡性能等。这些特点决定了表面活性剂的最大的应用领域是洗涤剂行业。而在某种洗涤剂中具体选用何种表面活性剂，将主要取决于该洗涤剂的最终用途。比如，对于洁面乳而言，应选择容易产生大量泡沫、同时对皮肤温和的表面活性剂；而对于用于滚筒洗衣机的洗衣粉而言，应选择洗涤能力强、同时又不易产生太多泡沫的表面活性剂。

在我们的地球上，存在着数以千万计的各种各样的微生物菌群。这些微生物菌种以自己特有的方式对不同的有机废物进行分解，从而获得自己生长、繁殖以及其它新陈代谢活动所需要的物资与能量。与此同时，这些有机废物被最终分解成对自然与人类无毒、无害的水与二氧化碳。平均来讲，微生物每20到30分钟将繁殖一代，这意味着其数量也将增长一倍。但显而易见，在一个特定的系统内，微生物的数量不可能无限制地增长，将最终达到一个平衡。许多因素将影响微生物的数量，比如它们的食物源的变化(有机废物)；环境因素的变化，如酸碱度、温度、湿度、氧浓度的变化等。

基于对氧气的需求程度，微生物菌种分为好氧菌、厌氧菌和兼氧菌。好氧菌需在有氧的条件下才能够生长与繁殖；厌氧菌在无氧的条件下生存；兼氧菌在有氧与无氧的情况下均能够很好地生长繁殖。虽然自然界中存在的菌种，也能够将有机废物作为食物进行消化，但花费的时间非常长，可能几十年甚至上百年。因此，能够真正用于实际的、实现商业化的菌种，一定首先从自然界中提取出来，然后在实验室中经过特殊筛选，进而培养出来的适应性非常强的高性能微生物菌群。这些高性能微生物菌群要比自然中存在的微生物种群更有效，它们对有机废物的分解速度是自然界中菌群的上千倍，从而能够在一个较短的时间内，将有机废物分解成水于二氧化碳。

生物酶是一种蛋白质和化学催化剂，它能在常温、常压下将长链的、复杂的有机废物分子分裂为较短的和较为简单的分子，从而更易于被微生物消化与吸收。生物酶自身不是生命体，它不能像微生物那样自我生长与繁殖。当生物酶加入到有机废物中后，它立即开始工作，将复杂的大分子转变为能够很快被微生物消耗的、较为简单的小分子。这些小分子有机物是微生物得以生长、繁殖的重要食物；而发育成熟的微生物自身又会产生生物酶，从而保持一个持续的循环圈。生物酶的一个最显著的特性是专一性，也就是说一种类型的生物酶只能对一种特定类型的分子起作用。比如说，蛋白酶只能将复杂的蛋白质分裂为小块的蛋白质或者氨基酸，而不可能对脂肪起作用；脂肪酶只能分解动、植物油脂或者石油类衍生物(矿物油)，而不可能对纸张或者木质纤维起作用。

有机废物是微生物菌种重要的食物源，特别是作为微生物生长、繁殖所需要的重要的碳源。除此之外，某些维他命、矿物质和氨基酸，如维生素B1、核黄素、钙、磷、钾等元素、亮氨酸、色氨酸等，也是微生物生长和维持活性所必须的营养物质。而这些营养物质往往在有机废物中并不存在。事实上，任何一种营养物质的缺乏，都可能严重影响微生物的生长与繁殖。因此，必须在微生物中加入这些必须的营养物质以确保微生物能够最快地，最高效地分解、消化有机废物。

对于动、植物油和石油类衍生物矿物油等以碳链结构为基础的有机物，含碳数为5～9的烃类化合物为挥发性有机物，在高浓度时有较大的毒性；含碳数为10～22的烃类化合物毒性最小且最易生物降解；含碳数多于22的烃类化合物为低毒性，低水溶性，且在常温下为固体状态，不易生物降解；而对于苯环类和环烷烃类化合物，特别是四环和更多环的碳氢化合物，如蒽、柏油、沥青等，是最不易生物分解的；含双键的碳氢化合物较难完全生物降解；而直链的饱和烷烃最易完全生物降解。

本发明的生物除油剂的配制分三步：1)清槽：第一次配制生物除油剂之前，一定要将除油槽清除干净。并用水冲洗至pH值为7的中性环境；2)配制主剂：将主剂各组分按比例倒入除油槽中搅匀；3)加入辅剂：将辅剂各组分按比例直接加入到稀释后的主剂中。以上组份添加完毕后，搅拌均匀即可开始工作。

本发明的生物除油剂可以主剂加辅剂一起使用，可以主剂单独使用，还可以稀释主剂使用。主剂的稀释比例范围很广，从直接使用不需稀释的浓缩液到与水按1∶100的比例稀释均可。这些主要取决于不同的应用领域、不同的除油方式、不同的油污量等因素。比如对某些结构异常复杂，油污量极高的重污染零配件，可直接使用主剂浓缩液或者再加入辅剂，无需稀释。而清洗表面平滑的机床表面的油污时，可将主剂稀释100倍后代替易燃、易爆的汽油、柴油使用。

本发明中的主剂和辅剂中的嗜油微生物包括好氧菌、厌氧菌和兼氧菌。为了确保这些微生物菌种能够最大限度地分解油污，对于在不流动状态下工作而无法自然补充足够空气的除油槽，应该配备鼓气补氧装置，以保证工作液能长时间正常分解油污。

本发明的有益效果：本发明针对现有油污处理的现状，首次成功研制出了含有表面活性剂和嗜油微生物菌种的新型生物除油剂，从而提供了一种具备除油和分解油污双重功能的生物除油剂，实现将除油与分解油污作为一个工艺处理的目的，减少了工艺步骤，是该领域的一大革命性的进步。本发明的生物除油剂应用于重污染行业的油污处理，跟现有的化学除油剂相比，具有节能、降耗、减污、环保等优点。

附图说明

图1为无曝气条件下微生物菌种对油脂的分解曲线；

图2为曝气条件下微生物菌种对油脂的分解曲线。

具体实施方式

实施例1

本实施例中的生物除油剂由主剂组成，其配比如下：

磷脂酰甘油4.00％，烷基糖苷11.00％，烷基醚羧酸盐7.00％，枯草芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌和黄质菌6.00％，水72.00％。

1、按此配比，在一个容积为3升的实验槽中混合均匀，配制成2升主剂。

2、在另一个相同容积的实验槽中加入2升90#汽油。

3、本实验中的实验用油为Purelube

SAE 30 Non-detergent Oil(HAJ Inc.公司生产)。

4、本实验以哈氏片上的实验用油在5分钟内是否能够除去80％作为衡量除油剂是否具有良好除油能力的标志：在5分钟内，如果从哈氏片上除去的实验用油多于80％，则定义该除油剂具有良好除油能力；在5分钟内，如果从哈氏片上除去实验用油少于80％，则定义该除油剂不再具有良好除油能力。

5、本实施例中的生物除油剂与90#汽油除油能力的比较：

1)取标准哈氏片，准确称量，计为W1

2)将称量后的哈氏片于实验用油中浸泡3分钟后取出，于通风厨中自然风干10分钟，然后准确称重，计为W2。

3)将自然风干的哈氏片放入实验槽中浸泡5分钟后取出，在80℃的烘干箱中干燥2小时；然后在干燥器中室温冷却30分钟后称量，计为W3。

4)按照下面公式，计算出不同除油剂的除油能力。

除油能力(％)＝((W2-W3)/(W2-W1))×100

90#汽油与实施例1生物除油剂除油能力对比，如表1

表1、除油比较

6、结果分析：90#汽油与生物除油剂除油能力的比较表明：在初始阶段，两者均具有良好除油能力。但是随着清洗工件的增加，90#汽油的除油能力逐渐减弱，其直观表现就是在其表面的浮油逐渐累积增多；而生物除油剂在整个实验过程中均表现出优异的除油性能。这一方面说明生物除油剂中的表面活性剂具有优良的除油脱脂能力；另一方面也说明高效微生物菌种的加入有利

于延长除油剂的使用寿命，其直观表现就是在其表面无浮油产生。

实施例2

本实施例中的生物除油剂由主剂组成，其配比如下：

磷脂酰甘油9.00％，烷基糖苷15.00％，烷基醚羧酸盐20.00％，地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和黄质菌4.00％，氯化钾0.3％、硫酸钠0.2％、水51.50％。

1、分别以实施例1和实施例2中的配方为基础，各配制20升主剂。然后装入20升的密闭容器中于阴凉干燥的地方保存。

2、本实验中的实验用油为Purelube

SAE 30 Non-detergent Oil(HAJ Inc.公司生产)。

3、在配制好主剂的当天开始，将主剂与水以1∶20的比例稀释。然后用实施例1中完全相同的除油能力测试方法，分别测试两个配方的除油能力，连续测试7天。

4、保存2周、4周和8周后，分别取出2升保存的实施例1主剂和实施例2主剂，与水以1∶20的比例稀释。然后用实施例1中完全相同的除油能力测试方法，分别测试它们的除油能力，连续测试7天。

实施例1和实施例2生物除油剂除油能力对比，如表2。

表2

4、结果分析：含有抑制剂和不含抑制剂的生物除油剂除油能力的测试对比，清楚表明：

(1)在初始阶段(第一周)，两个生物除油剂均表现出优异的除油能力，这应归因于两者基本类似的配方，也就是表面活性剂和嗜油微生物菌种的协同除油和分解油污的能力。

(2)主剂配制好之后放置两周、四周、八周或者更长时间，两者的除油能力表现出了明显差异。实施例2配方，在保存八周之后，其优异的除油性能没有任何变化；而实施例1配方，从配制后的第二周开始，其除油能力开始下降，到第四周时，其除油能力从100％降至67％。

(3)在实施例1的生物除油剂配方中，没有加入微生物抑制剂，微生物遇水后很快处于激活状态，不断生长、繁殖。而微生物在激活之后如果没有适当的食物(油脂等有机废物)，将会逐渐死亡，从而失去分解油污的能力。这又会影响到配方中表面活性剂的除油能力。

(4)可见，抑制剂对生物除油剂在制备、运输及储存过程中的质量稳定性非常重要，亦对除油剂的性能有很大影响。

实施例3

本实施例中的生物除油剂由主剂组成，其配比如下：

主剂：鼠李糖脂10.00％，聚氧乙烯醚15.00％，枯草芽孢杆菌5.00％，硫酸钠0.10％，氯化钠0.40％，脂肪酶0.20％，水69.30％；在除油槽中，混合均匀。

1、除油测试：下面比较在静态、动态条件下，该生物除油剂配方对不同油脂从标准哈氏片上剥离下来的除油速度。

2、静态测试具体实验步骤如下：

(1)取2升主剂，在实验槽中以1∶30的比例用水稀释，配制成60升的工作液。

(2)在稀释后的主剂中加入10克辅剂，搅拌均匀制备成生物除油剂。

(3)取标准规格的哈氏片15片，准确称量，计为W₁克。

(4)涂油哈氏片：选择哈氏片的一面用蘸油毛刷在其上面均匀来回涂布用于测试的油脂四次，然后准确称重，计为W₂克。

(5)将涂油后的哈氏片放入生物除油剂中浸泡，每10～30秒取出哈氏片一块，在80℃的烘干箱中干燥2小时，然后取出，在干燥器中室温冷却30分钟后称量，计为W₃克。

(6)按照下面公式，计算出各种不同油脂在哈氏片上所剩油污百分数。

不同油脂在哈氏片上所剩油污百分数(％)＝〔(W₃-W₁)/(W₂-W₁)〕×100

表3、静态除油速度测试

处理时间(秒)	*WD-40防锈润滑油在哈氏片上所剩油污百分数(％)	＊＊精制牛油在哈氏片上所剩油污百分数(％)	＊＊＊特纯冷榨橄榄油在哈氏片上所剩油污百分数(％)
				0	100	100	100
10	71	85	79
				20	50	73	62
30	33	66	46
				40	21	58	33
50	8	50	20
				60	0	43	12
90	0	24	3
				120	0	10	0
150	0	0	0
				180	0	0	0
210	0	0	0
				240	0	0	0
270	0	0	0
				300	0	0	0

^＊WD-40防锈润滑油由WD40公司生产。

^＊＊精制牛油由塘沾牧洋油脂厂生产。

^＊＊＊特纯冷榨橄榄油由欧蕾玛西尔食用油公司生产。

3、动态测试具体实验步骤如下：

(1)取2升主剂，在实验槽中以1∶30的比例用水稀释，配制成60升的工作液。

(2)在稀释后的主剂中加入10克辅剂，搅拌均匀制备成生物除油剂。

(3)取标准规格的哈氏片15片，准确称量，计为W₁克。

(4)涂油哈氏片：选择哈氏片的一面用蘸油毛刷在其上面均匀来回涂布用于测试的油脂四次，然后准确称重，计为W₂克。

(5)将涂油后的哈氏片放入生物除油剂中，在磁力搅拌器(搅拌转速为120转/秒)的作用下每10～30秒取出哈氏片一块，在80℃的烘干箱中干燥2小时，然后取出，在干燥器中室温冷却30分钟后称量，计为W₃克。

(6)按照下面公式，计算出各种不同油脂在哈氏片上所剩油污百分数。不同油脂在哈氏片上所剩油污百分数(％)＝〔(W₃-W₁)/(W₂-W₁)〕×100

表4、动态除油速度测试：

处理时间(秒)	*WD-40防锈润滑油在哈氏片上所剩油污百分数(％)	＊＊精制牛油在哈氏片上所剩油污百分数(％)	＊＊＊特纯冷榨橄榄油在哈氏片上所剩油污百分数(％)
				0	100	100	100
10	46	81	67
				20	20	64	43
30	6	47	25
				40	0	33	14
50	0	21	6
				60	0	12	0
90	0	0	0
				120	0	0	0

150	0	0	0
				180	0	0	0
210	0	0	0
				240	0	0	0
270	0	0	0
				300	0	0	0

^＊WD-40防锈润滑油由WD40公司生产。

^＊＊精制牛油由塘沽牧洋油脂厂生产。

^＊＊特纯冷榨橄榄油由欧蕾玛西尔食用油公司生产。

4、结果分析：静态与动态除油测试清楚表明：

(1)本发明中的生物除油剂能够有效地将工件表面的常见石油类衍生物、动植物油脂从金属表面较快的剥离下来。在静态条件下，本实验中矿物油、动物油和植物油完全从金属表面剥离所需时间分别是：60秒、150秒和120秒；在动态条件下，本实验中矿物油、动物油和植物油完全从金属表面剥离所需时间分别是：40秒、90秒和60秒。

(2)本发明中的生物除油剂对不同的油脂，其除油速度有所差别：石油类衍生物的除油速度最快，其次是植物油，最后是动物油。这可能与各种油脂自身的分子结构，以及与工件表面形成的物理、或者化学作用力有关。

(3)在机械外来的协助作用下，如磁力搅拌，该生物除油剂的除油速度进一步显著提高。将生物除油剂稀释液加入到超声波设备中处理加工工件，其除油速度亦比静态除油迅速。

实施例4：

本实施例中的生物除油剂由主剂和辅剂组成，其配比如下：

主剂：槐糖酯17.00％，烷基糖苷14.00％，枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌6.50％，硫酸钾0.20％，氯化钠0.60％，脂肪酶0.40％，水61.30％，在除油槽中混合均匀。

辅剂：枯草芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌和黄质菌75.00％，硝酸盐8.00％，适于微生物生长的多种维生素、矿物质和氨基酸11.00％，麦糠6.00％加入到主剂中。

1、此实施例是考察本发明的生物除油剂中的嗜油微生物对不同油脂的分解能力，特别是考察在曝气条件下和非曝气条件下嗜油微生物对油脂的分解能力的差异。

2、实验槽中无曝气条件的实验方法：

(1)取2升主剂，在实验槽中以1∶30的比例用水稀释，配制成60升的生物除油剂。

(2)在按照步骤1所配制的实验槽中加入6克油脂，搅拌约5分钟后停止搅拌。

(3)然后每隔5分钟，从实验槽中取样100毫升样品，用盐酸溶液将样品pH值调至pH＜2。

(4)用红外测油仪(型号：MAI-50，吉大·小天鹅仪器有限公司)测定样品，从而确定工作液中油脂的浓度。

用上述方法，分别测量微生物菌种对WD-40防锈润滑油(石油类衍生物)、精制牛油(动物油)、特纯冷榨橄榄油(植物油)的分解能力。

工作液中所剩油脂的浓度计算方法如下：

C_石油＝[X·A₂₉₃₀′+Y·A₂₉₆₀′+Z(A₃₀₃₀′-A₂₉₃₀′/F)]·D/E

式中：

C_石油---石油类物质的含量；

X，Y，Z、F---仪器的校正系数；

A₂₉₃₀′、A₂₉₆₀′、A₃₀₃₀′---分别为经硅酸镁处理后测量溶液在对应波数(2930、2960、3030cm^-1)下测定的吸光度；

D---萃取溶液定容稀释比；

E---萃取采用的富集比，即测定时水相与有机相(四氯化碳)的体积比C_总＝[X·A₂₉₃₀+Y·A₂₉₆₀+Z(A₃₀₃₀-A₂₉₃₀/F)]·D/E

式中：

C_总---总含油量；

X，Y，Z、F---仪器的校正系数；

A₂₉₃₀、A₂₉₆₀、A₃₀₃₀---分别为测量溶液在对应波数(2930、2960、3030cm^-1)下测定的吸光度；

C_动植物油＝C_总-C_石油

C_动植物油---动植物油脂含量

经过不同处理时间后工作液中的油脂浓度如表5所示：

表5、经过不同处理时间后工作液中的油脂浓度(毫克/升)

处理时间(分钟)	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80	85
																			＊WD-40防锈润滑油浓度(毫克/升)	1000	965	922	892	868	813	615	106	55	38	8	0
＊＊特纯冷榨橄榄油浓度(毫克/升)	1000	982	972	958	942	910	849	673	458	275	148	129	103	52	11	0
																			＊＊＊精制牛油浓度(毫克/升)	1000	993	987	982	968	951	937	852	748	554	463	418	372	251	123	43	10	0

^＊WD-40防锈润滑油由WD40公司生产。

^＊＊特纯冷榨橄榄油由欧蕾玛西尔食用油公司生产。

^＊＊＊精制牛油由塘沽牧洋油脂厂生产。

3、实验槽中曝气条件下的实验方法：

(1)2升主剂，在实验槽中以1∶30的比例用水稀释，配制成60升的工作液。

(2)在实验槽中加入一个通气装置，确保整个实验过程中工作液处于通气状态。

(3)按照步骤1所配制的实验槽中加入6克油脂，搅拌约5分钟后停止搅拌。

(4)然后每隔5分钟，从实验槽中取样100毫升样品，用盐酸溶液将样品pH值调至pH＜2。

(5)用红外测油仪(型号：MAI-50，吉大·小天鹅仪器有限公司)测定样品，从而确定工作液中油脂的浓度。

用上述方法，分别测量微生物菌种对WD-40防锈润滑油(石油类衍生物)、精制牛油(动物油)、特纯冷榨橄榄油(植物油)的分解能力。

经过不同处理时间后工作液中的油脂浓度(毫克/升)，如表6。

表6、经过不同处理时间后工作液中的油脂浓度(毫克/升)

处理时间(分钟)	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60
														＊WD-40防锈润滑油(毫克/升)	1000	925	863	749	448	73	0
＊＊特纯冷榨橄榄油(毫克/升)	1000	951	921	908	716	369	238	167	79	11	0
														＊＊＊精制牛油(毫克/升)	1000	979	963	950	918	659	387	298	267	53	25	9	0

^＊WD-40防锈润滑油由WD40公司生产。

^＊＊特纯冷榨橄榄油由欧蕾玛西尔食用油公司生产。

^＊＊＊精制牛油由塘沽牧洋油。

4、结果分析：曝气与非曝气条件下，生物除油剂对不同油脂分解能力的测试清楚表明：

本发明中的生物除油剂所含的嗜油微生物能够有效分解各种常见的石油类衍生物、动物油脂和植物油脂。

本发明中的生物除油剂所含的嗜油微生物对不同的油脂，其分解速度有所差别：石油类衍生物的分解速度最快，其次是植物油，最后是动物油。这可能既与微生物菌种自身对各种油脂的需求有关，又与各种油脂自身的分子结构有关。

在曝气的条件下，微生物菌种对的油脂的分解速度显著加强。这说明曝气有利于本发明中的微生物菌种的生长、繁殖，从而表现出优异的降解、分解油脂的能力。

图1清楚地显示，在微生物菌种分解油脂的过程中，油脂浓度逐渐下降。当微生物与油脂接触时间达到25～35分钟左右时，油脂浓度出现显著下降的趋势。10～20分钟后，油脂浓度又开始较为平稳地下降，直至完全分解。

图2进一步说明，在微生物菌种分解油脂的过程中，存在着一个油脂浓度急速下降的阶段。但在曝气和非曝气条件下，油脂浓度急速下降的起始时间表面出一定差异：在非曝气条件下，油脂浓度急速下降的起始时间大约在第25～35分钟左右；在曝气条件下，油脂浓度急速下降的起始时间大约在第15～25分钟左右。

在微生物菌种作用下，油脂浓度急速下降可能与微生物菌种自身的生长、繁殖周期有关。一般说来，微生物平均的繁殖期是每20～30分钟一代。在繁殖期内，微生物菌种数量成倍增长。这就表现为在繁殖期内微生物需要消耗更多的食物(油脂)作为其繁殖和新陈代谢的物质和能力来源，这与我们在曝气和非曝气条件下所观察到的油脂浓度急速下降的时间非常一致。

从图2中微生物菌种对精制牛油的分解曲线可以看出，精制牛油的浓度在20分钟和40分钟的时候开始急速下降。而这两个时间点也与微生物菌种开始繁殖的时间较为吻合。这也说明油脂的分解速度与微生物菌种的繁殖周期具有很强的相关性。

在曝气条件下油脂浓度急速下降的起始时间(第15～25分钟左右)比非曝气条件下油脂浓度急速下降的起始时间(第25～35分钟左右)快，并且在曝气条件下微生物对油脂的完全分解所用时间也比非曝气条件下短(如微生物菌种完全分解WD-40防锈润滑油，在非曝气条件下需要用55分钟；而在曝气条件下，仅需30分钟)。这表明曝气有利于微生物的激活、生长与繁殖，从而也有利于微生物菌种对油脂的分解。

实施例5

本实施例中的生物除油剂的配比如下：

主剂：鼠李糖脂8.00％，槐糖脂13.00％，烷基糖苷11.50％，十二烷基三甲铵乙内酯6.50％，高效微生物菌种6.00％，硫酸钾0.20％，氯化钠0.60％，脂肪酶0.30％，水53.90％，在除油槽中混合均匀。

辅剂：多黏芽孢杆菌、荧光假单胞菌、恶臭假单胞菌和黄质菌81.00％，α-羟基丙烯酸酯9.00％，适于微生物生长的多种维生素、矿物质和氨基酸8.00％、2.00％麦糠，加入到主剂中。

1、生物除油剂与常规化学除油剂比较

在两个相同规格(200升)的除油槽中进行除油测试和油脂分解测试的对照实验。其中1#除油槽使用一种市场中常用的强碱性化学除油剂；2#除油槽使用本发明中的生物除油剂。以哈氏片上的油脂在5分钟内是否能够除去80％作为换取新鲜工作液的标准。连续实验30天的统计结果如表7：

表7、化学除油剂与生物除油剂性能比较(实验时间30天)

	1#除油槽(强碱性化学除油剂)	2#除油槽(生物除油剂)
			工作液温度(℃)	＊60～80	20～35
工作液pH值	＞13.0	～7.0
			用水量(升)	6,000	1,000
用电量(度)	15,000	0
			除油剂用量(公斤)	150	50
换槽频率	3天换槽一次	30天内无须换槽
			含油废液的COD	620	110

^＊在常温下(20～35℃)，强碱性化学除油剂根本无法达到在5分钟内将哈氏片上的油脂去除80％的效果，必须借助于加热的辅助手段。

结果清楚地表面，本发明中的生物除油剂在节能、降耗、减污、环保等方面，都远远优于传统的化学除油剂。

Claims (3)

1. 一种用于金属加工业前处理除油脱脂的生物除油剂，其特征在于由如下组分组成：表面活性剂0.1～60重量％、嗜油微生物0.1～30重量％，余量为水；所述嗜油微生物为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、荧光假单胞菌、恶臭假单胞菌或黄质菌中的一种或几种的混和物。

2. 如权利要求1所述的生物除油剂，其特征在于所述表面活性剂为鼠李糖脂、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、聚氧丙烯醚、烷基糖苷、烷基三甲铵乙内酯、烷基醚羧酸盐、烷基磷酸酯及其盐、多烷基硫酸酯钠盐中的一种或几种的混和物。

3. 如权利要求1所述的生物除油剂，其特征在于所述嗜油微生物每克中的菌群数不低于4×10⁴个。

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