CN113680748A

CN113680748A - 一种固体表面油污的生物基去除方法

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Publication number: CN113680748A
Application number: CN202110987672.6A
Authority: CN
Inventors: 贠军贤; 楼小玲; 张玮; 沈绍传
Original assignee: Hangzhou Shengna Bioengineering Co ltd; Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Hangzhou Shengna Bioengineering Co ltd; Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2021-08-26
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2021-11-23

Abstract

本发明公开了一种固体表面油污的生物基去除方法。所述的方法是以可以乳化分散油污的生物基水溶液为液相，以惰性研磨颗粒为固相，组成液固混合液，与含油污固体表面进行充分的接触摩擦，通过生物基水溶液对油污的乳化分散和液固多相之间相互摩擦的协同作用，使油污从固体表面快速剥离，分散在液相中而除去。本发明提供的方法，具有去除油污高效、操作简单、环境友好、放大容易和工业应用方便等优点，可用于机械加工表面清洁、工件或零件后处理、表面含油废旧固体回收，在机械工业和环保领域具有广阔的应用前景。

Description

一种固体表面油污的生物基去除方法

技术领域

本发明属于生物、机械与环保领域，具体涉及一种固体表面油污的生物基去除方法。

背景技术

含油污固体表面的清洁处理，是金属和合金材料加工制造、管道成形、工件或零件表面清洁、抛光处理、含油容器清洁、废旧非金属材料（如工程塑料、包装材料）表面油污去除与回用等许多工业过程中遇到的难题。含油污工件或金属如不及时清洁，不能进入下一道工序，影响正常生产；含油污废旧工程塑料和包装材料不进行清洗，则无法回收循环利用，造成资源大量浪费。同时，含石油污染的废旧固体材料和工程塑料，属于典型的危险废弃物，需要进行无害化处理，才能进入环境和重复利用。

常见的固体表面油污去除方法如采用机械摩擦、使用化学剂调配而成的除油剂清洁及热处理等方法。机械摩擦方法常由于油污与固体表面结合紧密，或固体表面凹凸不平，不能彻底去除油污；化学清洗方法需要使用可以溶解或分散油污的化学剂，常常产生二次污染，对生态环境造成了影响；热处理方法通过加热，使得油污挥发或分解而去除，但其能耗高，油污分解产生有毒气体，带来严峻的环境污染。因此，需要研究环境友好的固体表面油污去除新方法，具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明目的是提供一种固体表面油污的生物基去除方法，它利用生物基生纳清洗剂和惰性颗粒摩擦的协同作用，能快速从固体表面清除油污。

所述的一种固体表面油污的生物基去除方法，其特征在于以能乳化分散油污的生物基水溶液为液相，以惰性研磨颗粒为固相，液相与固相混合得到固液混合液，将待清洁固体加入固液混合液中，在外力作用下，生物基水溶液对待清洁固体表面的油污进行乳化分散和液固多相之间相互摩擦的协同作用，使油污从固体表面快速剥离，分散在液相中而除去。

本发明还限定了所述的固体表面油污的生物基去除方法，其特征在于具体包括以下步骤：

1）将生物基生纳清洗剂加入水中稀释，搅拌均匀，配置成生物基水溶液；

2）向步骤1）得到的生物基水溶液中加入惰性研磨颗粒，搅拌形成固液混合液；

3）将表面含油污的待清洁固体加入步骤2）的固液混合液中，在外力作用下，固液混合液与待清洁固体之间产生相对运动和接触摩擦，利用生物基水溶液对油污的乳化分散和液固多相之间相互摩擦的协同作用，使油污从待清洁固体的表面迅速剥离，分散在生物基水溶液中；

4）将待清洁固体取出，用水冲洗，除去待清洁固体表面的残留液和固相，得到表面清洁的固体；

5）合并步骤3）的生物基水溶液废液和步骤4）的水洗废液，进行油水分离，回收污油，水相回收利用。

进一步地，本发明还限定了步骤1）中的生物基水溶液中，生物基生纳清洗剂的质量百分比浓度为1~90%；惰性研磨颗粒与生物基水溶液的质量比为1~4:1。

进一步地，本发明还限定了步骤1）中的生物基水溶液中，生物基生纳清洗剂的质量百分比浓度为10%；惰性研磨颗粒与生物基水溶液最优质量比为3:1。

进一步地，本发明还限定了步骤2）中的惰性研磨颗粒为多相摩擦过程中不发生化学反应的坚硬惰性颗粒，其粒径10~1000μm。

进一步地，本发明还限定了步骤2）中的惰性研磨颗粒为生物碳酸钙、石英砂、陶粒中的一种或多种。

进一步地，本发明还限定了步骤3）中的固液混合液的投料量为能将待清洁固体浸没，或者固与液混合液与待清洁固体的体积比大于1:1。

进一步地，本发明还限定了生物基生纳清洗剂为乳杆菌和酵母等微生物代谢合成的白色至淡黄色且具有油污去除功能的生纳流体，25℃时，密度为900~1200 kg/m³，pH值为6~9，粒径10~900 nm，Zeta电位-150~80 mV，表面张力20~60 mN/m，粘度0.1~20 mPa·s。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明提供的固体表面油污的生物基去除方法，是通过生物基生纳清洗剂和惰性研磨颗粒组成的固液混合物与待清洁固体充分接触，利用固相颗粒与含油污固体之间的相互摩擦以及生物基生纳清洗剂的分散协同作用，促使油污从待清洁固体表面迅速剥离，并分散在生物基生纳清洗剂中，使从而达到彻底去除油污的目的，其油污去除效果显著，去除率最高可达99%以上；

（2）本发明采用的生物基生纳清洗剂，具有优良的生物安全性，可生物降解，不产生二次污染，安全环保。

（3）本发明提供的固体表面油污的生物基去除方法，其步骤简单、工艺简便、工程应用方便、易于工业放大、可以实现大规模应用，在机械工业和环保领域具有广阔的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明实施例中所用的生物基生纳清洗剂为乳杆菌或酵母等微生物代谢合成的白色至淡黄色且具有油污去除功能的生纳流体，25℃时，密度为900~1200 kg/m³，pH值为6~9，粒径10~900 nm，Zeta电位-150~80 mV，表面张力20~60 mN/m，粘度0.1~20 mPa·s。

本发明的待清洁物均为沾有油污的物体。

实施例1

取1g生物基生纳清洗剂，与9g水混合，搅拌均匀，配置浓度10%（W/W）的生物基水溶液；按生物基水溶液和惰性研磨颗粒质量比1:1的比例加入惰性研磨颗粒（生物碳酸钙和石英砂混合颗粒按2:9的比例混合，粒径10~850μm），搅拌形成固液混合液；取8.0g块状待清洁工程塑料固体，其表面含油面积89.9%，待清洁固体倒入固液混合液中，充分搅拌摩擦。取出待清洁固体，用水对其表面进行冲洗，除去残留液和惰性颗粒，得到表面清洁的塑料固体，测得油污去除率为82.8%。

实施例2

取1g生物基生纳清洗剂，与99g水混合，搅拌均匀，配置浓度1%（W/W）的生物基水溶液；按生物基水溶液和惰性研磨颗粒质量比1:1的比例加入惰性研磨颗粒（生物碳酸钙和陶粒混合颗粒按1:9的比例混合，粒径10~1000μm），搅拌形成固液混合液。取9.5g颗粒状待清洁废旧塑料固体，其表面含油面积91.0%。待清洁固体倒入固液混合液中，充分搅拌摩擦。取出待清洁固体，用水对其表面进行冲洗，除去残留液和惰性颗粒，得到表面清洁的塑料固体，测得油污去除率为87.0%。

实施例3

取5g生物基生纳清洗剂，与0.55g水混合，搅拌均匀，配置浓度90%（W/W）的生物基水溶液；按生物基水溶液和惰性研磨颗粒质量比1:1的比例加入惰性研磨颗粒（生物碳酸钙、陶粒和石英砂混合颗粒按1:1:8的比例混合，粒径10~1000μm），搅拌形成固液混合液。取7.9g块状待清洁废旧包装材料固体，表面含油73.0%。待清洁固体倒入固液混合液中，充分搅拌摩擦。取出包装材料，用水进行冲洗，除去残留液和惰性颗粒，得到表面清洁的包装材料，测得油污去除率为91.8%。

实施例4

取0.5g生物基生纳清洗剂，与5g水混合，搅拌均匀，配置浓度9%（W/W）的生物基水溶液；按生物基水溶液和惰性研磨颗粒质量比1:4的比例加入惰性研磨颗粒（生物碳酸钙，粒径10~100μm），搅拌形成固液混合液。称取7.0g片状待清洁含油容器壁面样品固体，表面含油面积84.9%。待清洁固体倒入固液混合液中，充分摩擦。取出待清洁固体，用水进行冲洗，除去残留液和惰性颗粒，得到表面清洁的固体样品，测得油污去除率为85.4%。

实施例5

取5g生物基生纳清洗剂，与0.9g水混合，搅拌均匀，配置浓度85%（W/W）的生物基水溶液；按生物基水溶液和惰性研磨颗粒质量比1:4的比例加入惰性研磨颗粒（石英砂，粒径400~850μm），搅拌形成固液混合液。取57.2g管状待清洁不锈钢工件固体。待清洁固体倒入固液混合液中，充分摩擦。取出待清洁固体，用水进行冲洗，除去残留液和惰性颗粒，得到表面清洁的工件55.9g，测得油污去除率为97.7%。

实施例6

取一定浓度的生物基水溶液，按生物基水溶液和惰性研磨颗粒质量比1:3的比例加入惰性研磨颗粒（石英砂，粒径400~850μm），搅拌形成固液混合液。取相同质量的待清洁塑料固体，与固液混合液搅拌，按照不同的搅拌时间，充分搅拌摩擦。取出待清洁固体，用水进行冲洗，除去残留液和惰性颗粒，测出油污去除率，见表1。

表1 塑料固体清洁参数表

说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims

1.一种固体表面油污的生物基去除方法，其特征在于以能乳化分散油污的生物基水溶液为液相，以惰性研磨颗粒为固相，液相与固相混合得到固液混合液，将待清洁固体加入固液混合液中，在外力作用下，生物基水溶液对待清洁固体表面的油污进行乳化分散和液固多相之间相互摩擦的协同作用，使油污从固体表面快速剥离，分散在液相中而除去。

2.根据权利要求1所述的固体表面油污的生物基去除方法，其特征在于具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的固体表面油污的生物基去除方法，其特征在于步骤1）中的生物基水溶液中，生物基生纳清洗剂的质量百分比浓度为1~90%；惰性研磨颗粒与生物基水溶液的质量比为1~4:1。

4.根据权利要求3所述的固体表面油污的生物基去除方法，其特征在于步骤1）中的生物基水溶液中，生物基生纳清洗剂的质量百分比浓度为10%；惰性研磨颗粒与生物基水溶液最优质量比为3:1。

5.根据权利要求2所述的固体表面油污的生物基去除方法，其特征在于步骤2）中的惰性研磨颗粒为多相摩擦过程中不发生化学反应的坚硬惰性颗粒，其粒径10~1000μm。

6.根据权利要求5所述的固体表面油污的生物基去除方法，其特征在于步骤2）中的惰性研磨颗粒为生物碳酸钙、石英砂、陶粒中的一种或多种。

7.根据权利要求2所述的固体表面油污的生物基去除方法，其特征在于步骤3）中的固液混合液的投料量为能将待清洁固体浸没，或者固与液混合液与待清洁固体的体积比大于1:1。

8.根据权利要求2所述的固体表面油污的生物基去除方法，其特征在于生物基生纳清洗剂为乳杆菌或酵母等微生物代谢合成的白色至淡黄色的生纳流体，25℃时，密度为900~1200 kg/m³，pH值为6~9，粒径10~900 nm，Zeta电位-150~80 mV，表面张力20~60 mN/m，粘度0.1~20 mPa·s。