專利名稱：生物凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及使用生物凈化系統(tǒng)清潔污染物，例如金屬和塑料零件表面的油和油脂。該系統(tǒng)可以清洗零件并消化污染物，以至于清洗液在長(zhǎng)時(shí)間的凈化過程中都處于活化狀態(tài)，而且，特別是涉及使用凈化和處理溶液和/或再循環(huán)預(yù)處理溶液和/或后處理溶液集成系統(tǒng)以提供有效的和經(jīng)濟(jì)的整體生物凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
盡管很多年以前就已經(jīng)開始使用微生物處理廢物和溢出物中的油，但是用生物降解和水凈化綜合技術(shù)凈化處理金屬和其它材料是比較新的方法。現(xiàn)在，在較低溫度下使用輕微堿性的乳化凈化劑就可以將零件凈化過程中除去油和微粒的操作和廢物的生物消化作用結(jié)合在一起。該系統(tǒng)基本上是自動(dòng)調(diào)節(jié)的，因?yàn)殡S著系統(tǒng)中要除去的油和油脂的量的多少，微生物活性將進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。
在金屬拋光工業(yè)應(yīng)用的一個(gè)典型系統(tǒng)中使用一種堿性洗滌溶液和控制系統(tǒng)，以利用溶液中的微生物消耗在零件凈化過程中除去的油/油脂。該系統(tǒng)在較低的溫度(104°F-131°F)(40℃-55℃)和pH范圍(8.8-9.2)的條件下操作，這是適合微生物生存的環(huán)境。該凈化過程實(shí)際上以兩個(gè)獨(dú)立的操作進(jìn)行。當(dāng)零件與溶液接觸時(shí)，油和雜質(zhì)乳化成微粒。然后溶液中的微生物將微粒作為它的食物源消耗掉，并產(chǎn)生副產(chǎn)品CO2。該微生物天然地存在于工業(yè)油和油脂中，并且引起生物降解的主要菌種已經(jīng)證實(shí)是施氏假單胞菌，一種在土壤和水中發(fā)現(xiàn)的微生物。
在一段工藝操作中，凈化容器中的洗滌液在泵的驅(qū)動(dòng)作用下在分離器模塊和凈化容器之間連續(xù)地流動(dòng)。該操作以連續(xù)的方式進(jìn)行，在溶液排放和新溶液補(bǔ)充之間沒有間隔。由于該過程是動(dòng)態(tài)的而且容器中的溶液是循環(huán)的，微生物對(duì)油的消耗作用也貫穿于整個(gè)生物除油系統(tǒng)中。為了操作的有效性，油必須被乳化并且油必須一直都存在以維持微生物種群的活性。在長(zhǎng)時(shí)間中斷的情況下可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中存在的油全部被消耗，為了維持微生物的存活必須使它們進(jìn)入休眠狀態(tài)，典型地可以通過升高pH到10.5或者，可供選擇的，在停工期間喂養(yǎng)它們少量的油。
該典型系統(tǒng)由一個(gè)控制單元控制該過程的參數(shù)，例如溫度、pH、表面活性劑和營(yíng)養(yǎng)物的補(bǔ)充，以及維持化學(xué)和生物學(xué)平衡。該系統(tǒng)運(yùn)行很長(zhǎng)一段時(shí)間(長(zhǎng)達(dá)數(shù)年)而不需要停工時(shí)間，避免了排放廢棄的洗滌液的需要。生產(chǎn)率的提高以及化學(xué)物質(zhì)和水用量的減少使該系統(tǒng)更符合目前工業(yè)的需要。
生物凈化系統(tǒng)比傳統(tǒng)的化學(xué)凈化器有更多的優(yōu)點(diǎn)。洗滌溶液的壽命已經(jīng)非常長(zhǎng)，例如今天還有許多操作在使用多年以前安裝的原始的洗滌溶液。生物凈化過程幾乎不產(chǎn)生需要加工和處理的固體或液體廢物。除油過程之所以更有效是因?yàn)橛脕硖幚砹慵南礈烊芤菏遣粩喔碌牟⑶铱偸蔷哂邢嗤慕M分和穩(wěn)定的除油能力。生物凈化系統(tǒng)在化學(xué)藥品、勞動(dòng)力、廢物處理和能量消耗方面是非常經(jīng)濟(jì)的。當(dāng)今使用的生物凈化系統(tǒng)已經(jīng)適應(yīng)了工業(yè)應(yīng)用的廣泛需要，并在目前廣泛應(yīng)用于電鍍、涂漆、粉末涂覆陽極電鍍和普通金屬和塑料加工操作中。
盡管在大量裝置中已經(jīng)證明了生物凈化的有效性，但是在一定條件下必須對(duì)需要凈化的零件進(jìn)行預(yù)處理或后處理和/或由于零件表面仍然留有污染物而沒有完全清洗干凈。這需要對(duì)零件進(jìn)行進(jìn)一步的特殊處理或凈化，這將影響整個(gè)零件處理過程的成本。一種特殊的應(yīng)用是需要提供干凈的、磷酸鹽化的零件以進(jìn)一步加工，例如涂漆。該過程現(xiàn)在需要一些非-集成步驟。另一種應(yīng)用是，在生物凈化器中已經(jīng)清洗干凈或部分清洗干凈的零件在電凈化溶液中通過電凈化法進(jìn)行后處理。該過程同樣需要一些非-集成步驟。
由于先前技術(shù)的問題和缺點(diǎn)，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種凈化基體表面的方法，其中零件可以凈化達(dá)到商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并且基體可以進(jìn)行預(yù)處理或后處理，即磷酸化、電凈化等，以便進(jìn)行下游的加工過程。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于凈化基體表面的生物凈化系統(tǒng)，其提供達(dá)到商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的清潔零件而且零件可以進(jìn)行預(yù)處理或后處理，即磷酸化、電凈化等，以便進(jìn)行下游的加工過程。
本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種在一個(gè)單一步驟的凈化和處理溶液，例如洗滌劑磷酸化溶液中提供干凈的、處理過的零件的方法和設(shè)備，無論有或沒有上述的預(yù)處理或后處理步驟都可以使用。
本發(fā)明還有一些目的和優(yōu)點(diǎn)將由說明書闡明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的上述和其它目的，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是顯而易見的，是涉及一種凈化和/或處理基體表面的方法，其包含以下的步驟提供一種生物凈化溶液，其包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑和用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物；提供一種預(yù)處理溶液以便對(duì)需要凈化的基體進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理溶液包含一種可以與凈化溶液生物相容的成分；將需要凈化的基體浸沒在預(yù)處理溶液中足夠的時(shí)間來對(duì)基體進(jìn)行預(yù)處理；從預(yù)處理溶液中取出預(yù)處理后的基體，并且將預(yù)處理后的基體浸沒在生物凈化溶液中足夠的時(shí)間來凈化基體；從生物凈化溶液中取出生物凈化后的基體；定期地或連續(xù)地除去部分預(yù)處理溶液并將除去的部分加到生物凈化溶液中，在那里溶液的組分被微生物消化；補(bǔ)充預(yù)處理溶液；并且繼續(xù)上述步驟直到將所需數(shù)目的基體全部?jī)艋辍?br> 本發(fā)明的另一方面提供一種用來凈化和/或處理基體表面的方法，其包含以下的步驟提供一種生物凈化溶液，其包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑和用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物；提供一種后處理溶液以便對(duì)需要凈化的基體進(jìn)行后處理，后處理溶液包含一種可以與凈化溶液生物相容的成分；將需要凈化的基體浸沒在生物凈化溶液中足夠的時(shí)間以凈化基體；從生物凈化溶液中取出凈化后的基體，并且將凈化后的基體浸沒在后處理溶液中足夠的時(shí)間以對(duì)基體進(jìn)行后處理；從后處理溶液中取出經(jīng)過后處理的基體；定期地或連續(xù)地除去部分后處理溶液，并將除去的部分加到生物凈化溶液中；補(bǔ)充后處理溶液；并且繼續(xù)上述步驟直到將所需數(shù)目的基體全部?jī)艋秃筇幚硗戤叀?br> 在本發(fā)明其他的方面，提供一種用來凈化和/或處理基體表面的方法，其包含以下的步驟提供一種生物凈化溶液，其包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑和用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物；提供一種對(duì)需要凈化的基體進(jìn)行預(yù)處理的預(yù)處理溶液和一種對(duì)凈化后的基體進(jìn)行后處理的后處理溶液，預(yù)處理溶液和后處理溶液都包含一種可以與凈化溶液相容的成分；將需要凈化的基體浸沒在預(yù)處理溶液中足夠的時(shí)間來對(duì)基體進(jìn)行預(yù)處理；從預(yù)處理溶液中取出預(yù)處理后的基體，并且將預(yù)處理后的基體浸沒在生物凈化溶液中足夠的時(shí)間來凈化基體；從生物凈化溶液中取出生物凈化后的基體；將凈化后的基體浸沒在后處理溶液中足夠的時(shí)間以對(duì)基體進(jìn)行后處理；從后處理溶液中取出經(jīng)過后處理的基體；定期地或連續(xù)地除去部分預(yù)處理溶液和后處理溶液，并且將除去的部分加到生物凈化溶液中；補(bǔ)充預(yù)處理和后處理溶液；并且繼續(xù)上述步驟直到將所需數(shù)目的基體預(yù)處理、凈化和后處理完畢。
在本發(fā)明另一個(gè)方面，提供一種用來凈化和處理基體表面的方法，其包含以下的步驟提供一種生物凈化和處理溶液，其包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑，用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物和一種相容性處理組分，如磷酸鐵組分；將需要凈化和處理的基體浸沒在生物凈化和處理溶液中足夠的時(shí)間以凈化和處理基體；從生物凈化和處理溶液中取出凈化和處理過的基體；繼續(xù)上述步驟直到將所需數(shù)目的基體凈化和處理完畢。
在本發(fā)明另一個(gè)方面，提供一種生物凈化系統(tǒng)，包含一個(gè)盛有生物凈化溶液的容器，其中生物凈化溶液包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑和用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物；
一個(gè)盛有對(duì)需要凈化的基體進(jìn)行預(yù)處理的預(yù)處理溶液的容器，預(yù)處理溶液包含一種可以與凈化溶液相容的成分；將部分預(yù)處理溶液從預(yù)處理容器轉(zhuǎn)移到生物凈化容器的裝置；補(bǔ)充預(yù)處理溶液的裝置；其中將需要凈化的基體浸沒在預(yù)處理溶液中足夠的時(shí)間來對(duì)基體進(jìn)行預(yù)處理，然后從預(yù)處理溶液中取出基體并且浸沒在生物凈化溶液中足夠的時(shí)間來凈化基體，并且定期地或連續(xù)地除去一部分預(yù)處理溶液并轉(zhuǎn)移到生物凈化溶液中，在那里微生物將轉(zhuǎn)移的預(yù)處理溶液中的污染物消耗掉。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種生物凈化系統(tǒng)，包含一個(gè)盛有生物凈化溶液的容器，其中生物凈化溶液包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑和用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物；一個(gè)盛有預(yù)處理溶液的容器，預(yù)處理溶液包含一種可以與凈化溶液相容的成分；一個(gè)盛有對(duì)凈化后的基體進(jìn)行后處理的后處理溶液的容器，后處理溶液包含一種可以與凈化溶液相容的成分；將部分預(yù)處理溶液從預(yù)處理容器轉(zhuǎn)移到生物凈化容器的裝置；將部分后處理溶液從后處理容器轉(zhuǎn)移到生物凈化容器的裝置；補(bǔ)充預(yù)處理溶液和后處理溶液的裝置；其中將需要凈化和后處理的基體浸沒在預(yù)處理溶液中以對(duì)基體進(jìn)行預(yù)處理，然后將預(yù)處理過的基體浸沒在凈化溶液中以凈化基體，然后將基體浸沒在后處理溶液中以進(jìn)行后處理，并且定期地或連續(xù)地除去部分預(yù)處理溶液和后處理溶液并將除去部分轉(zhuǎn)移到生物凈化溶液中，在那里將預(yù)處理溶液和后處理溶液中的污染物消耗掉，并且按照需要補(bǔ)充預(yù)處理溶液和后處理溶液。
在本發(fā)明的一個(gè)更進(jìn)一步的方面，提供一種生物凈化系統(tǒng)，包含一個(gè)盛有生物凈化溶液的容器，其中生物凈化溶液包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑和用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物；一個(gè)盛有對(duì)凈化后的基體進(jìn)行后處理的后處理溶液的容器，后處理溶液包含一種可以與凈化溶液相容的成分；
將部分后處理溶液從后處理容器轉(zhuǎn)移到生物凈化容器的裝置；補(bǔ)充后處理溶液的裝置；其中將需要后處理的基體浸沒在生物凈化溶液中足夠的時(shí)間以凈化基體，然后取出，然后將其浸沒在后處理溶液中足夠的時(shí)間以對(duì)基體進(jìn)行后處理，并且定期地或連續(xù)地從后處理容器中除去部分后處理溶液并將其加到生物凈化容器中，在那里將后處理溶液中的污染物消耗掉，并且按照需要補(bǔ)充后處理溶液。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種生物凈化和處理系統(tǒng)，包含一個(gè)盛有生物凈化和處理溶液的容器，其中生物凈化和處理溶液包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑，用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物和一種相容性處理組分，如磷酸鐵組分；其中將需要凈化和處理的基體浸沒在生物凈化和處理溶液中足夠的時(shí)間以凈化和處理基體，然后取出。
附圖
簡(jiǎn)述相信本發(fā)明的特點(diǎn)是新穎的，并且本發(fā)明的要素特征將在附加的權(quán)利要求書中詳細(xì)描述。附圖僅起說明的目的，并不是按比例繪制的。但是，不論是構(gòu)成還是操作方法，可以通過參考與附圖相關(guān)的發(fā)明詳述更好地理解本發(fā)明，其中該圖是本發(fā)明生物凈化系統(tǒng)的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在詳述本發(fā)明時(shí)將參考附圖中的數(shù)字，相應(yīng)的數(shù)字代表本發(fā)明相應(yīng)的裝置。
在凈化工藝中通過微生物消耗乳化的油基本上是利用生物去除水中的污染物。利用生物去除水中的污染物最簡(jiǎn)單的解釋就是利用微生物(真菌或細(xì)菌)將污染物分解成無害的化合物。利用生物去除水中的污染物是生物降解技術(shù)的應(yīng)用，并且生物降解是通過微生物將石油烴、天然的油和脂肪改變和分解成其它物質(zhì)的自然過程。最終得到的產(chǎn)物可能是二氧化碳、水、和部分氧化的具有生物惰性的副產(chǎn)品。已知消耗石油的細(xì)菌可作為碳?xì)浠衔镅趸瘎?，因?yàn)樗鼈冄趸衔锊⒁鸾到狻?br> 利用生物去除水中的污染物是最佳的生物降解過程，并且其最佳條件可以通過施肥(加入營(yíng)養(yǎng)物)和/或播種(加入微生物)來實(shí)現(xiàn)。這些添加對(duì)于克服可能限制或阻止生物降解的環(huán)境因素是必需的。
微生物侵襲碳?xì)浠衔锓肿樱缬?，引起降解，并且油的降解依靠足夠的微生物通過微生物的代謝途徑(一系列的降解步驟)使油降解。自然界有許多微生物在做這樣的工作。已知全世界有70多種微生物可以降解碳?xì)浠衔?，僅占自然界所有微生物種群的1％。盡管可以使用許多合適的微生物，但是生物凈化過程應(yīng)用的細(xì)菌優(yōu)選的是施氏假單胞菌。即使存在這些微生物，但是只有滿足這些微生物的所有其它基本要求時(shí)才能降解碳?xì)浠衔铩?br> 細(xì)菌的最佳生長(zhǎng)條件有顯著地差別。根據(jù)營(yíng)養(yǎng)需要，所有細(xì)胞都需要碳、氮、磷、硫、大量無機(jī)鹽(鉀、鎂、鈉、鈣和鐵)、和大量的其它微量營(yíng)養(yǎng)素。微生物的生存取決于是否能夠滿足其營(yíng)養(yǎng)需要。
碳是所有生命形式最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)元素，并且需要量遠(yuǎn)高于其它元素。碳和氮的營(yíng)養(yǎng)需求比例是10∶1，而碳和磷的比例是30∶1。有機(jī)碳是微生物的能源，因?yàn)樵谠S多化合物中它形成高能化學(xué)鍵。由于油分子的結(jié)構(gòu)，在油的分解過程中產(chǎn)生大量適合微生物的碳。
微生物的蛋白質(zhì)、酶、細(xì)胞壁組分和核酸中存在氮元素，并且對(duì)微生物代謝作用是必需的。因?yàn)橹挥袠O少量的微生物可以利用氮分子，大部分的微生物需要結(jié)合形式的氮，例如有機(jī)氨基氮、銨離子、或硝酸根離子。在一定的環(huán)境中很少有這些形式的氮元素，因此氮是限制微生物種群生長(zhǎng)的因素。
磷是細(xì)胞膜(由磷脂組成)、ATP(細(xì)胞能源)和核酸中必需的元素。
除了營(yíng)養(yǎng)物，微生物還需要一定的生存條件。最終影響生物降解率的壓力影響微生物的生長(zhǎng)和酶的活性。隨著壓力的增加(不利條件)，微生物很難在該環(huán)境下生存。微生物可以在一定范圍條件下生存。當(dāng)條件達(dá)到極端時(shí)微生物生長(zhǎng)緩慢，但是當(dāng)條件合適時(shí)微生物群落可以快速生長(zhǎng)。
氧是必需的，因?yàn)樯锝到庵饕峭ㄟ^一種被稱為異氧代謝的氧化過程進(jìn)行的。細(xì)菌的酶將催化氧原子插入碳?xì)浠衔?，以便于此后通過細(xì)胞代謝消耗該分子。因此，氧對(duì)于油的生物降解是必需的。生物降解最主要的氧源是大氣氧。通風(fēng)對(duì)于生物降解是必需的。氧在碳?xì)浠衔锏慕到庵惺欠浅Ｖ匾?，因?yàn)轱柡蜔N和芳香烴的主要代謝途徑都需要氧分子或氧化酶。理論計(jì)算表明每克氧可以氧化3.5克油。
在稱作厭氧呼吸的厭氧條件下也可以發(fā)生生物降解，其中最終的電子受體是一些其它的無機(jī)化合物，例如硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、或二氧化碳。用這些受體時(shí)細(xì)胞得到的能量比在有氧呼吸作用下細(xì)胞得到的能量低-比在硫酸鹽和二氧化碳的情況下低得多-但是仍基本上高于發(fā)酵作用下細(xì)胞得到的能量。
對(duì)微生物來講水是必需的，因?yàn)樗羌?xì)胞質(zhì)的重要組成部分。水之所以重要還因?yàn)榇蟛糠置复俜磻?yīng)在溶液中進(jìn)行。將大部分物質(zhì)輸入或輸出細(xì)胞時(shí)也需要水。
一些變量，包含壓力、濃度、溫度和pH，對(duì)生物降解率也可能有非常重要的影響。細(xì)菌可以適應(yīng)廣泛的溫度范圍，并且碳?xì)浠衔锟梢栽趶V泛的溫度范圍下(最低可到0℃，最高可到70℃)降解，溫度控制對(duì)生物降解率是一個(gè)非常重要的因素。
隨著溫度的升高可以提高反應(yīng)能力并且提高擴(kuò)散速率。如果沒有反應(yīng)和擴(kuò)散生命也就不能存在。只要酶沒有變性，一般溫度每升高10℃酶促反應(yīng)速率可以提高一倍。酶促反應(yīng)速率越高，生物降解速率越快。然而，有一個(gè)微生物可以良好存活的最高溫度。盡管高溫有利于凈化，但是溫度超過60℃一般將殺死細(xì)菌。由于這一原因，生物凈化的溫度一般維持在40℃-57℃(104°F-131°F)之間。
在生物凈化過程中，洗滌劑的pH也是一個(gè)非常重要的變量，并且維持在一個(gè)相對(duì)較窄的范圍內(nèi)，即8.8-9.2。pH值高于這一范圍微生物的活性將降低，而pH值低于這一范圍微生物種群將生長(zhǎng)太快并且不僅消耗存在的油而且消耗凈化需要的可生物降解表面活性劑。然而需要講明的是，任意合適的pH都可以使用。
污染物質(zhì)的濃度是一個(gè)非常重要的因素。如果石油烴的濃度過高將降低氧氣、水和營(yíng)養(yǎng)物的量，這些是控制微生物的變量。這樣的環(huán)境將導(dǎo)致微生物產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)從而降低它們分解油的能力。
一旦滿足必要的條件，不論是自然地還是附加地，微生物將開始分解油。有利于微生物生長(zhǎng)的條件將有助于油的最佳降解。這些碳?xì)浠衔锇匆欢ǖ牟襟E降解，并且可以用代謝途徑來表示。
油的類型很多。不同的組成決定了油的特殊性質(zhì)。石油是碳?xì)浠衔锏膹?fù)雜混合物，但是其可以分餾成芳香族、脂肪族、瀝青和一小部分非碳?xì)浠衔锝M分。大約20多年以前就已經(jīng)使用復(fù)雜的化學(xué)方程式來描述微生物分解油的代謝途徑了。生物去除水中的污染物，如脂肪和芳香烴的一般途徑已經(jīng)可以用公式表示，并且隨著時(shí)間的發(fā)展將更加詳細(xì)。所有這些途徑將引起至少部分原始碳?xì)浠衔锓肿友趸＞唧w石油混合物的含量將影響每種碳?xì)浠衔锶绾畏纸?，并且每種碳?xì)浠衔锓肿拥念愋秃统叽鐚Q定生物降解的靈敏度。
關(guān)于附圖，本發(fā)明的生物凈化系統(tǒng)通常表示為10。該系統(tǒng)有一個(gè)預(yù)處理容器11，其中盛有預(yù)處理溶液。如果需要可以通過管道12補(bǔ)充該預(yù)處理溶液。需要凈化的原始零件13浸沒在預(yù)處理容器中的預(yù)處理溶液中以進(jìn)行預(yù)處理。當(dāng)預(yù)處理溶液失效或處于使用的其它中間狀態(tài)時(shí)，可以將其輸送到pH-調(diào)節(jié)緩沖容器32。該輸送過程優(yōu)選是連續(xù)地，但是如果需要也可以間斷地進(jìn)行。pH-調(diào)節(jié)緩沖容器32的作用是調(diào)節(jié)進(jìn)入容器的溶液的pH，并隨緩沖容器32中的復(fù)合溶液一起通過管道20輸送到生物凈化容器17。此處應(yīng)該指出的是，系統(tǒng)中所有處理和/或漂洗容器中的溶液在進(jìn)入生物凈化容器17進(jìn)行細(xì)菌分解之前優(yōu)選進(jìn)入pH-調(diào)節(jié)緩沖容器32以調(diào)節(jié)pH。如果需要，漂洗溶液可直接廢棄。
現(xiàn)在將預(yù)處理后的零件標(biāo)定為數(shù)字16，然后將其浸沒在漂洗容器1(15)中以漂洗預(yù)處理后的零件。典型的漂洗溶液是水，并且通過管道22將漂洗溶液從漂洗容器1輸送到pH調(diào)節(jié)緩沖容器32。
現(xiàn)在將漂洗后的零件標(biāo)定為數(shù)字19，然后將其浸沒在生物凈化或脫脂容器17中以凈化零件。生物凈化溶液通過管道21優(yōu)選連續(xù)的從容器17輸送到分離器41，在那里通過管道43除去淤漿。生物凈化溶液通過管道18從分離器41循環(huán)回到生物凈化容器17。
現(xiàn)在將經(jīng)過凈化的零件標(biāo)定為數(shù)字24，然后將其浸沒在漂洗容器23中，漂洗溶液通過管道25輸送到pH-調(diào)節(jié)緩沖容器32。
現(xiàn)在將經(jīng)過漂洗的零件標(biāo)定為數(shù)字27，然后將其浸沒在后處理容器26中。后處理溶液通過管道29循環(huán)至pH-調(diào)節(jié)緩沖容器32。后處理之后將零件從后處理容器26中取出并得到最終產(chǎn)品。
如上所述，一定量的吸入流進(jìn)入pH-調(diào)節(jié)緩沖容器32以調(diào)節(jié)進(jìn)入容器的各種溶液的pH值，然后將經(jīng)過pH-調(diào)節(jié)的溶液通過管道20輸送到生物凈化容器17。容器30用來盛pH調(diào)節(jié)物質(zhì)，例如酸，如果需要其可以通過管道31輸送到容器32。
如圖所示推進(jìn)器33，如果需要其可以用來通過管道34向分離器41中的凈化溶液中加入凈化溶液的推進(jìn)組分。同樣，附加凈化劑材料盛于容器35中并且通過管道36加入分離器41中。正pH和負(fù)pH調(diào)節(jié)物分別由容器39和37提供，并且分別通過管道40和38加入分離器41。上述物質(zhì)可以直接加入容器17，但是優(yōu)選的是將它們加入分離器41。
如圖所示，空氣通過管道42進(jìn)入分離器41以提高生物降解能力。
如圖所示，控制單元44有一個(gè)共同的輸入信號(hào)45和一個(gè)共同的輸出信號(hào)46。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是顯而易見的，所有上述容器和其它單元都有控制和檢測(cè)裝置與之相連接，以向控制單元44提供輸入信號(hào)45并且接收輸出控制信號(hào)46。取決于具體單元的輸入信號(hào)，控制單元44將通過管道46將輸出信號(hào)輸送到合適的單元以完成所須的任務(wù)，例如調(diào)節(jié)分離器中的pH、控制生物凈化容器中的溫度、向預(yù)處理或后處理容器中添加補(bǔ)充液等等。
控制單元44用來控制整個(gè)系統(tǒng)10的操作?？刂茊卧煌妮斎胄盘?hào)45用來計(jì)算和確定系統(tǒng)的狀態(tài)，并且產(chǎn)生輸出信號(hào)46以實(shí)現(xiàn)一定的工藝變化。
生物凈化容器17可以盛有一種凈化和處理組合物，例如一種洗滌劑磷酸化溶液或其它含有凈化處理試劑的溶液，它們應(yīng)用于一定的工藝，不僅用來凈化零件而且用來處理，例如磷酸化，零件以進(jìn)行下游的后續(xù)處理，例如涂漆。在此類工藝中，一般不使用預(yù)處理或后處理。在此希望在生物凈化容器17中使用一定量生物相容的凈化/處理溶液以實(shí)現(xiàn)具體目的，例如磷酸化和相似的轉(zhuǎn)化涂層。
關(guān)于附圖，生物凈化系統(tǒng)10包含預(yù)處理需要凈化的初始零件和后處理凈化后的零件。在此希望，初始零件既能在處理容器中預(yù)處理、凈化，也能在生物凈化容器中處理(磷酸化)，然后從系統(tǒng)中取出；或初始零件首先在生物凈化容器中處理(凈化)，然后在后處理容器中進(jìn)行后處理，并且從系統(tǒng)中取出。需要處理的零件將決定需要凈化的零件的預(yù)處理和/或后處理程度。然而本發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)是，預(yù)處理溶液和/或后處理溶液，同凈化容器中的處理溶液一樣，可以與生物凈化溶液相容，并且可以被生物凈化溶液中的微生物消化。在此仍然希望，凈化和處理都能在生物凈化溶液中進(jìn)行而不需進(jìn)行任何預(yù)處理或后處理。該方法提供一種生物凈化系統(tǒng)，其中零件可以在密閉系統(tǒng)中以許多方式被完全處理，同時(shí)沒有產(chǎn)生明顯的廢棄物。例如，預(yù)處理溶液由于其可以與生物凈化溶液相容而不需要進(jìn)行單獨(dú)處理和處置。同樣，可以將后處理溶液和任意凈化和處理溶液混合物加入凈化容器中。
在上述系統(tǒng)的操作中，不同的液流可以連續(xù)地或間斷地加入，這取決于要處理的零件、需要凈化的程度等等。從處理容器(預(yù)處理和后處理容器和漂洗容器)輸送到緩沖容器32的溶液優(yōu)選是連續(xù)的。
下面的實(shí)例只起到說明本發(fā)明的作用，不能等同于或者限制該發(fā)明。除非另外說明，所有份數(shù)和百分比均以重量為單位、溫度以℃為單位。
板材制造1軟鋼板材涂有一層輕質(zhì)潤(rùn)滑油，并且浸沒在120°F、5％(體積比)的BioClean20/100溶液中5分鐘進(jìn)行凈化。如果用水漂洗之后板材留有水膜殘跡，表示表面受到污染。
實(shí)施例1一個(gè)經(jīng)過凈化的如上所述制造的板材用含有下述組分的電凈化劑進(jìn)行后凈化處理焦磷酸鉀 0.75g/l硅酸鈉 0.20g/l碳酸鈉 15.00g/l碳酸三鈉 15.00g/l檸檬酸 10.00g/lBioClean20/100 2.5mg/l用檸檬酸將pH調(diào)節(jié)到9.0。在100°F下用陽極電凈化法處理60秒之后，板材漂洗后沒有表現(xiàn)出水膜殘跡。
生物相容性由下述方法確定向500ml上述用來凈化板材的具有生物活性的BioClean溶液中加入500ml電凈化劑?；旌?小時(shí)之后，浸入用于計(jì)數(shù)細(xì)菌總數(shù)的Hach Paddle Tester，在100°F下培養(yǎng)24小時(shí)，其活性超過107。
實(shí)施例2一個(gè)經(jīng)過凈化的如上所述制造的板材用含有下述組分的浸泡凈化劑處理以進(jìn)行后凈化
氫氧化鈉 45g/l硅酸鈉 36g/l三聚磷酸鈉 5g/l碳酸鈉 4g/lPlurofac D 25 1g/l在200°F下將板材在此溶液中浸泡5分鐘之后，漂洗之后沒有發(fā)現(xiàn)水膜殘跡。
生物相容性由下述方法確定向900ml上述具有生物活性的BioClean溶液中加入100ml浸泡凈化劑(預(yù)先用磷酸將pH調(diào)節(jié)到9)?；旌?小時(shí)之后，浸入用于計(jì)數(shù)細(xì)菌總數(shù)的Hach Paddle Tester，在100°F下培養(yǎng)24小時(shí)，其活性超過107。
實(shí)施例3一個(gè)經(jīng)過凈化的如上所述制造的板材用含有下述組分的磷酸鐵溶液進(jìn)行后處理三聚磷酸鈉 5g/l磷酸1ml/l鉬酸銨 0.05g/l將磷酸化溶液調(diào)節(jié)至pH5.5，并且在室溫下靜置7分鐘得到淺藍(lán)色涂層。經(jīng)交叉影線法測(cè)試，磷酸化的板材表現(xiàn)出優(yōu)秀的涂料吸附性能。
生物相容性由以下方法確定向500ml上述具有生物活性的BioClean溶液中加入500ml磷酸化溶液?；旌?小時(shí)之后，浸入用于計(jì)數(shù)細(xì)菌總數(shù)的Hach Paddle Tester，在100°F下培養(yǎng)2 4小時(shí)，其活性超過107。
板材制造2軟鋼板材上涂有一層Extrudoil 51，并且浸沒在120°F、5％(體積比)的BioClean 20/100溶液中10分鐘以得到基本上無油的表面。
實(shí)施例4在板材制造2中，涂有Extrudoil 51的軟鋼板材在煤油中浸泡2分鐘進(jìn)行預(yù)凈化，然后用體積比為5％的BioClean 20/100溶液在120°F進(jìn)行處理。在BioClean溶液中浸泡2分鐘后得到基本上無油的表面。
生物相容性由以下方法確定向900ml上述具有生物活性的BioClean溶液中加入100ml煤油?；旌?小時(shí)之后，浸入用于計(jì)數(shù)細(xì)菌總數(shù)的Hach Paddle Tester，在100°F下培養(yǎng)24小時(shí)，其活性超過107。
如果由1-甲基-2-pyrolidinone(m-pyrol)替代煤油，m-pyrol的生物相容性由以下方法確定向900ml上述具有生物活性的BioClean溶液中加入100ml的m-pyrol。混合2小時(shí)之后，浸入用于計(jì)數(shù)細(xì)菌總數(shù)的Hach Paddle Tester，在100°F下培養(yǎng)24小時(shí)，其生物活性為0，由于其不適合m-pyrol。
實(shí)施例5根據(jù)實(shí)施例4，將板材制造2中涂有Extrudoil 51的板材進(jìn)行預(yù)處理，浸沒在120°F、5％的BioClean溶液中2分鐘，并根據(jù)實(shí)施例1進(jìn)行后處理。漂洗后得到無水膜殘跡的表面。
生物相容性由以下方法確定向800ml實(shí)施例1所述的具有生物活性的BioClean溶液中加入100ml煤油和100ml電凈化劑。混合2小時(shí)之后，浸入用于計(jì)數(shù)細(xì)菌總數(shù)的Hach Paddle Tester，在100°F下培養(yǎng)24小時(shí)，其活性超過107。
實(shí)施例6涂有機(jī)油CG80的鋁板材，浸沒在120°F、5％(體積比)的BioClean20/100溶液中5分鐘進(jìn)行處理，漂洗后有水膜殘跡。160°F下浸泡在無腐蝕性的鋁凈化劑中5分鐘進(jìn)行后處理，得到?jīng)]有水膜殘跡的表面。鋁凈化劑的組成如下硅酸鈉 18g/l三聚磷酸鈉 18g/l碳酸鈉 5g/l碳酸氫鈉 3g/lPlurofac D 255g/l生物相容性由以下方法確定向900ml上述具有生物活性的BioClean溶液中加入100ml鋁凈化劑(預(yù)先用磷酸將pH調(diào)節(jié)到9)?；旌?小時(shí)之后，浸入用于計(jì)數(shù)細(xì)菌總數(shù)的Hach Paddle Tester，在100°F下培養(yǎng)24小時(shí)，其活性超過107。
盡管用個(gè)別優(yōu)選實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了具體描述，顯然，許多對(duì)前述實(shí)施例的替換、修正和變化對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講是顯而易見的。因此希望附加的權(quán)利要求可以加強(qiáng)一些替換、修正和變化使其包含在本發(fā)明的真實(shí)范圍和精神內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于凈化和/或處理基體表面的方法，包含步驟提供一種生物凈化溶液，其包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑和用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物；提供一種預(yù)處理溶液以便對(duì)需要凈化的基體進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理溶液包含一種可以與凈化溶液生物相容的成分；將需要凈化的基體浸沒在預(yù)處理溶液中足夠的時(shí)間來對(duì)基體進(jìn)行預(yù)處理；從預(yù)處理溶液中取出預(yù)處理后的基體，并且將預(yù)處理后的基體浸沒在生物凈化溶液中足夠的時(shí)間來凈化基體；從生物凈化溶液中取出生物凈化后的基體；除去部分預(yù)處理溶液并將除去的部分加到生物凈化溶液中，在那里溶液的組分被微生物消化；補(bǔ)充預(yù)處理溶液；并且繼續(xù)上述步驟直到將所需數(shù)目的基體全部?jī)艋辍?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中連續(xù)地除去部分預(yù)處理溶液并加到生物凈化溶液中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中生物凈化溶液包含一種處理試劑，用其處理零件以進(jìn)行下游的操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中生物凈化溶液是一種洗滌劑磷酸化溶液。
5.一種用于凈化和/或處理基體表面的方法，包含步驟提供一種生物凈化溶液，其包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑和用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物；提供一種后處理溶液以便對(duì)需要凈化的基體進(jìn)行后處理，后處理溶液包含一種可以與凈化溶液生物相容的成分；將需要凈化的基體浸沒在生物凈化溶液中足夠的時(shí)間以凈化基體；從生物凈化溶液中取出凈化后的基體，并且將凈化后的基體浸沒在后處理溶液中足夠的時(shí)間以對(duì)基體進(jìn)行后處理；從后處理溶液中取出經(jīng)過后處理的基體；除去部分后處理溶液，并將除去的部分加到生物凈化溶液中；補(bǔ)充后處理溶液；并且繼續(xù)上述步驟直到將所需數(shù)目的基體全部?jī)艋秃筇幚硗戤叀?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中連續(xù)地除去部分后處理溶液并加入到生物凈化溶液中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中生物凈化溶液包含一種處理試劑，用其處理零件以進(jìn)行下游的操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中生物凈化溶液是一種洗滌劑磷酸化溶液。
9.一種用于凈化和/或處理基體表面的方法，包含步驟提供一種生物凈化溶液，其包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑和用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物；提供一種對(duì)需要凈化的基體進(jìn)行預(yù)處理的預(yù)處理溶液和一種對(duì)凈化后的基體進(jìn)行后處理的后處理溶液，預(yù)處理溶液和后處理溶液都包含一種可以與凈化溶液相容的成分；將需要凈化的基體浸沒在預(yù)處理溶液中足夠的時(shí)間來對(duì)基體進(jìn)行預(yù)處理；從預(yù)處理溶液中取出預(yù)處理后的基體，并且將預(yù)處理后的基體浸沒在生物凈化溶液中足夠的時(shí)間來凈化基體；從生物凈化溶液中取出生物凈化后的基體；將凈化后的基體浸沒在后處理溶液中足夠的時(shí)間以對(duì)基體進(jìn)行后處理；從后處理溶液中取出經(jīng)過后處理的基體；除去部分預(yù)處理溶液和后處理溶液，并且將除去的部分加到生物凈化溶液中；補(bǔ)充預(yù)處理和后處理溶液；并且繼續(xù)上述步驟直到將所需數(shù)目的基體預(yù)處理、凈化和后處理完畢。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中連續(xù)地除去部分預(yù)處理溶液或后處理溶液或兩者并加入到生物凈化溶液中。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中生物凈化溶液包含一種處理試劑，用其處理零件以進(jìn)行下游的操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中生物凈化溶液是一種洗滌劑磷酸化溶液。
13.一種生物凈化系統(tǒng)，包含一個(gè)盛有生物凈化溶液的容器，其中生物凈化溶液包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑和用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物；一個(gè)盛有對(duì)需要凈化的基體進(jìn)行預(yù)處理的預(yù)處理溶液的容器，預(yù)處理溶液包含一種可以與凈化溶液相容的成分；將部分預(yù)處理溶液從預(yù)處理容器轉(zhuǎn)移到生物凈化容器的裝置；補(bǔ)充預(yù)處理溶液的裝置；其中將需要凈化的基體浸沒在預(yù)處理溶液中足夠的時(shí)間來對(duì)基體進(jìn)行預(yù)處理，然后從預(yù)處理溶液中取出基體并且浸沒在生物凈化溶液中足夠的時(shí)間來凈化基體，除去一部分預(yù)處理溶液并轉(zhuǎn)移到生物凈化溶液中，在那里微生物將轉(zhuǎn)移的預(yù)處理溶液中的污染物消耗掉。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中連續(xù)地除去部分預(yù)處理溶液并加到生物凈化溶液中。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中生物凈化溶液包含一種處理試劑，用其處理零件以進(jìn)行下游的操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中生物凈化溶液是一種洗滌劑磷酸化溶液。
17.一種生物凈化系統(tǒng)，包含一個(gè)盛有生物凈化溶液的容器，其中生物凈化溶液包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑和用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物；一個(gè)盛有預(yù)處理溶液的容器，預(yù)處理溶液包含一種可以與凈化溶液相容的成分；一個(gè)盛有對(duì)凈化后的基體進(jìn)行后處理的后處理溶液的容器，后處理溶液包含一種可以與凈化溶液相容的成分；將部分預(yù)處理溶液從預(yù)處理容器轉(zhuǎn)移到生物凈化容器的裝置；將部分后處理溶液從后處理容器轉(zhuǎn)移到生物凈化容器的裝置；補(bǔ)充預(yù)處理溶液和后處理溶液的裝置；其中將需要凈化和后處理的基體浸沒在預(yù)處理溶液中以對(duì)基體進(jìn)行預(yù)處理，然后將預(yù)處理過的基體浸沒在凈化溶液中以凈化基體，然后將基體浸沒在后處理溶液中以進(jìn)行后處理，并且除去部分預(yù)處理溶液和后處理溶液并將除去部分轉(zhuǎn)移到生物凈化溶液中，在那里將預(yù)處理溶液和后處理溶液中的污染物消耗掉，并且按照需要補(bǔ)充預(yù)處理溶液和后處理溶液。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中連續(xù)地除去部分預(yù)處理溶液或后處理溶液或兩者并加入到生物凈化溶液中。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中生物凈化溶液包含一種處理試劑，用其處理零件以進(jìn)行下游的操作。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中生物凈化溶液是一種洗滌劑磷酸化溶液。
21.一種生物凈化系統(tǒng)，包含一個(gè)盛有生物凈化溶液的容器，其中生物凈化溶液包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑和用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物；一個(gè)盛有對(duì)凈化后的基體進(jìn)行后處理的后處理溶液的容器，后處理溶液包含一種可以與凈化溶液相容的成分；將部分后處理溶液從后處理容器轉(zhuǎn)移到生物凈化容器的裝置；補(bǔ)充后處理溶液的裝置；其中將需要后處理的基體浸沒在生物凈化溶液中足夠的時(shí)間以凈化基體，然后取出，然后將其浸沒在后處理溶液中足夠的時(shí)間以對(duì)基體進(jìn)行后處理，并且從后處理容器中除去部分后處理溶液并將其加到生物凈化容器中，在那里將后處理溶液中的污染物消耗掉，并且按照需要補(bǔ)充后處理溶液。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中連續(xù)地除去部分預(yù)處理溶液并加到生物凈化溶液中。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中生物凈化溶液包含一種處理試劑，用其處理零件以進(jìn)行下游的操作。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中生物凈化溶液是一種洗滌劑磷酸化溶液。
25.一種用于凈化和處理基體表面的方法，包含步驟提供一種生物凈化和處理溶液，其包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑，用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物和一種相容性處理組分；將需要凈化和處理的基體浸沒在生物凈化和處理溶液中足夠的時(shí)間以凈化和處理基體；從生物凈化和處理溶液中取出凈化和處理過的基體；繼續(xù)上述步驟直到將所需數(shù)目的基體凈化和處理完畢。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中凈化和處理溶液包含磷酸鐵處理組分。
27.一種生物凈化和處理系統(tǒng)，包含一個(gè)盛有生物凈化和處理溶液的容器，其中生物凈化和處理溶液包含用來凈化和乳化基體表面的油和/或油脂的表面活性劑，用來消耗乳化的油和/或油脂的微生物和一種相容性處理組分；其中將需要凈化和處理的基體浸沒在生物凈化和處理溶液中足夠的時(shí)間以凈化和處理基體，然后取出。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中凈化和處理溶液包含磷酸鐵處理組分。
全文摘要
提供一種用生物凈化系統(tǒng)凈化基體表面的油和/或油脂的方法和生物凈化系統(tǒng)，其中使用預(yù)處理溶液和/或后處理溶液作為凈化系統(tǒng)的一部分。預(yù)處理溶液和/或后處理溶液可以與生物凈化溶液相容，用過的預(yù)處理溶液和/或后處理溶液可以循環(huán)至生物凈化溶液以進(jìn)行生物降解。提供一種系統(tǒng)，其中的預(yù)處理溶液、后處理溶液或生物凈化溶液不需要昂貴的廢物處理。如果需要可以向生物凈化系統(tǒng)中補(bǔ)充預(yù)處理溶液或后處理溶液以及生物凈化溶液。無論有沒有特殊目的的預(yù)處理或后處理，都可以向生物凈化溶液中直接加入其它處理溶液，例如用于生物凈化容器中的洗滌劑磷酸化溶液以提供潔凈的磷酸化部件。
文檔編號(hào)C11D3/06GK1486362SQ02803767
公開日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2002年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月16日
發(fā)明者J·海杜, T·P·卡拉漢, Z·F·馬特, M·諾曼, J 海杜, 卡拉漢, 馬特 申請(qǐng)人:生物清潔有限責(zé)任公司