表面清洁和处理所产生的废品的方法

来自 : www.xjishu.com/zhuanli/09/2005 发布时间：2021-03-24

专利名称：表面清洁和处理所产生的废品的方法
技术领域：
本发明主要涉及一种用于从表面清洁废品的方法，并且更具体地涉及包括使用生物质以消化废品的清洁方法。
背景技术：
清除和处理在工业应用中的废品例如，如，含有脂肪、油和油脂的硅乳剂是困难的。这种废品通常不适于这种处理工艺，该工艺通常包括通过输送废品通过通常含有单和多细胞细菌生物体的氧化生物质而清除或离解天然和合成有机污染物。
保持活跃生物质对于废物处理工艺是关键的。存在的毒素或者急剧的环境变化可造成生物质降解和/或灭活，由此允许废品通过生物质系统而未被净化或离解。由于降解的或失效的生物质而造成的环境损害需要很高的费用、时间和努力以将其恢复。通常，生物质也应被恢复，或者通过天然恢复或者通过人工处理。在任一情形中，生物质的恢复要求严格控制和密切监控，这最终是非常高成本的。同时，在生物质完全恢复之前，在废品中的其它的毒素可进一步使得恢复过程复杂化并且还损害周围环境。相应地，为了避免来自被暴露于部分地或完全未被处理的废水水流的环境的有害效果，在整个废水处理中应该非常小心以避免使得废水流经其中的生物质无效。

发明内容
一种处理废品的方法，该废品含有生物质可消化的产品残余，该方法包括首先使用pH中性复杂分子酶离解剂以从加工设备和其它暴露表面清洁废品，这产生具有活性酶材料的液体废物流。此外，该方法包括将液体废物流移动到具有活性或可激活的废物食用细菌的生物质。该方法还包括提高生物质中的细菌的代谢率以提高它们对废物流中的废品的消化率，同时酶材料保持活性以继续其离解功能。
该方法提供一种处理排放到环境的废品的机制以消除对于环境的有害效果。理想地，废品能够在其中生物质能够基本上立即开始消化废品以消除对环境的有害效果的状态中被引入生物质中。当处理系统实际上不能提供所需稀度时，已经发现在其消化废品之前能够使得生物质在预定的较短时间内进行适应。酶材料以能够阻止杀灭生物质的浓度被提供给生物质，并且因此允许废品最终被生物质消化。
本发明的一些目的、特征和优点包括提供一种用于处理废品的方法从而废品能够被天然或有机生物质消化、降低生物质消化或氧化废品的所需时间、降低废品对于环境的有害效果，并且降低使用酶材料处理废品的相关成本，该酶材料在存储中在较长时间内保持活性并且在使用时保持活性。
根据下面的详细描述和最佳方式、所附权利要求和附图，本领域普通技术人员可以理解本发明的这些和其它目的、特征和优点，其中图1是示意本发明方法的概略框图；图2是示出根据本发明一个方面的用于处理酶溶液的步骤的概略框图；以及图3是示意生物质代谢率适应和增加的曲线图。
具体实施例方式
更加详细地参考附图，图1示出本发明的一个方面，用于将酶清洁液10引导到残余废品12，例如可发现该废品粘附到关闭的化妆品混合桶或器皿的表面，例如，其中酶溶液10便于从该器皿清洗废品12。在从器皿表面清洗废品12时，所形成的酶溶液10和废品12的残余混合物被引入废物流14，该废物流流到容纳于容器中的具有很多不同生物体或细菌的废物食用生物质16，该容器例如预处理腐化池系统18，或平衡腔室20，或可被直接被引入导向生物质腔室的污水系统22。通过将粘附的复杂分子结构分离成更简单的形式，酶的活动用于从器皿表面移除污染物。该简单形式更加易于由生物质消耗并且酶的活动继续简化存在的其它废物。为了降低损害生物质16的可能性，通过将稀释液24例如水，例如，引入，直至达到确保生物质16变得或者保持活性以食用废品12所需要的程度，而对酶溶液10进行处理。生物质中的很多单细胞或多细胞生物体或细菌保证在废物流被引入周围环境26中之前，将废物流14中的废品12适当处理。因此，当废物流14最终被排放到其相应环境26时，对环境26的有害副作用的可能性被降低。
如图2所示，在环境方面非毒性的酶溶液10通常制成为基础溶剂混合物，它不具有抗菌作用并且具有表面活性剂-渗透液-释放剂(A)和例如可从Michigan、Bay City的Renew Systems公司以产品标识SilzymeTM购买的酶成分溶液，下面称为(B)。液体混合物(A)可包括N-甲基吡咯烷酮做为表面活性剂-溶剂(2.3-2.4％)，乙氧基辛基苯酚做为粘结剂-增稠剂(2.2-2.3％)和酯醇(1.5-1.6％)做为渗透液，并且平衡物通常为水。通过防止生物质16被油、油脂和脂肪废物抑制，表面活性剂-渗透液系统(A)至少部分用于阻止对于生物质16的损害。酶溶液(B)可含有一种或多种酶例如脂肪酶、阿尔法淀粉酶、蛋白酶(1.8-1.9％)等，或其在具有丙二醇(1.8-1.9％)等的酶保护剂稳定剂溶液中的混合物。(A)和(B)的混合物基本具有如此体积/比率，即至少90份的(A)对10份的(B)或者可替代地10份的(A)对1份的(B)，所示意的百分比由体积确定。所形成的混合物被混合大约两个小时，并且此后，进行浊度和pH测量。可替代地，估计能够以RenewSystems Acqueous ReactivatorTM、XzymeTM和DecontaminatorTM购买的酶清洁剂能够用作清洁液。术语酶在这里用于包括公知的复杂蛋白质，它由高分子量的活细胞产生并且由多重氨基酸构成，这些氨基酸结合在特征位定向的结构中，以及较新的和遗传工程酶组分。大量的基本酶的类型可包括水解酶、异构酶、连接酶、裂合酶、氧化还原酶和转移酶。更具体地，可由一种地衣芽孢杆菌的发酵而产生酶。用于部分(B)中的酶按照体积百分比可在0.5-3％的范围中。
在测量混合物(AB)的pH时，确定多少减液例如在水中混合的硼氢化钠(NaBO4)，在下面用(C)表示，需要被添加到混合物(AB)以使得混合物达到可工作的pH中性范围，在pH计上被限定为在6-8的范围中。通过将确定量的减液(C)添加到混合物(AB)，再次测量pH(见图3)。如果pH位于指定的pH中性范围中，则所形成的混合物(AB)和(C)，下面称为(ABC)，可备使用。然而，如果混合物(ABC)不在pH中性范围中，则添加更多的减液(C)以提高pH水平，或者酸液例如柠檬酸或盐酸溶液，例如，可添加到混合物(ABC)以降低pH。通常，混合物(ABC)可被立即使用，或者在通常在52-78度的周边温度中存储达90天或更多的时间。
在使用中、在使用之前或紧随其后，将液体混合物(ABC)引导到生物质16，重要的是，预先设置混合物(ABC)使其具有预定的混合物(ABC)和稀释液24的比率。理想地，混合物(ABC)包括的水的比率为1份混合物(ABC)和2000份的水，如果这种水的供给在污水系统是可以获得的。如在图3中以曲线示意地，在该比率下，呼吸计实验结果已经表明用于使得生物质16适应于新引入的废物流14的时滞，此时生物质16开始消化废品12，是可以忽略的。实验结果也已经表明，与单独利用测试控制水产生的结果相比，废物氧化结果是至少同样有利的，并且通常略微更为有利。重要地，带有废品12的混合物(AB)或(ABC)能够以较低的稀释状态被引至生物质16，包括低至1份混合物(ABC)和废品对50份的水。在此比率，呼吸计实验结果表明对于起初的12小时时间，生物质16保持为基本非活性的或者非适应的，并且然后，意外地，开始以最终提高的速率消化废品12，最终导致呼吸计读数达到并且超过单独使用水的读数(图3)。相应地，在将混合物(ABC)与废品12一起引入生物质16之前，需要将混合物(ABC)稀释到至少预定的程度。应该认识到，在工业设备中流动的很多废物水源可结合在公共的管线或排污系统中以便在其到达生物质16之前稀释混合物(ABC)。还应认识到至少一部分的稀释液24可通过被清洗的容器被引入废物流14中。理想地，在从容器移除或者排放混合物(ABC)期间或者紧随其后，稀释液24可被添加到容器并且被释放到废物流管线14。以如由呼吸计测试结果或者另一适当的测量系统测得的、根据到达生物质的废物流的稀释状态所需的量供水。理想的废物流将包括在2000到100000份到一份混合物(ABC)的范围中的稀释液例如水。当SilzymeTM对合成洗涤剂废水是1/1000时，生物化学需氧量(BOD)大致是化学需氧量(COD)的58％。仅对于合成废水，BOD大致表示COD的51％。具有其更高百分比的BOD的SilzymeTM处理废水表示生物系统的更加能够处理的废物。
当达到混合物(ABC)对稀释液24的理想比率时，输送带有产品残余例如硅树脂、脂肪和油脂或者认为例如有合成塑料、乳胶和油的废品12的混合物(ABC)到达生物质16。做为示例而非限制，可在用于配制化妆品的器皿中发现这种废品12。当处理器皿时，所形成的混合物(ABC)和稀释液24以及废品12经由废物流14，例如通过直接排放到导向例如生物质污水系统的排水沟中，而被最终转移到环境26。在整个清洗和消化过程中，溶液AB或ABC的温度保持在活动温度，其中酶溶液催化或者加速将较大的更复杂废物分子离解成更简单的、更易于消化的形式，这使得生物质16中的代谢率增加。应该认识到，污水系统可含有天然形成的生物质16，该生物质具有从日常废物形成的活性废物食用细菌，包括例如，容纳于腐化池中的渣滓物质等。还应认识到，不同于直接排放到污水系统中，混合物(ABC)和废品12可以优选地被引入到预处理系统18中，例如过滤器械以便例如移除固体，同时基本允许流体流过。在这里考虑了各种公知的过滤器械，例如过薄膜、砂滤器、压带机、板框式压滤机和例如离心器械。
在其它情形，混合物(ABC)和稀释液24连同废品12，例如硅氧烷油，例如，可被引入其中具有天然产生的或人造生物质16的均衡(积聚)系统20中。人造生物质16可从很多公司购买，例如从BioChemTMTechnology公司(King of Prussia，PA或Biodyne of Sarasota，FLA)例如。生物质16然后被调节以适应于具体工业设备中的废物流特征和环境条件。平衡池20提供使得生物质16适应于存在的混合物(ABC)和废品12的时间，因此，提供用于使得生物质16中的细菌的代谢率提高其对废品12的摄取和消化率的时间，同时混合物(ABC)中的酶溶液保持活性以利用酶离解废物中的复杂分子。为了获得最理想的结果，温度被保持基本在37摄氏度到45摄氏度的范围。因此，在其被引入环境26中之前，生物质16能够作用于废品12。理想地，溶解氧传感器可结合显示板使用以描绘生物质流出物中的氧含量的瞬时读数。适当的DO计(呼吸计)可从A.Daigger和Company公司(VernonHills，Illinois)购买，如YSI 550A，具有探针的DO计，以测量在生物质16的溶解氧。相应地，易于确定生物质16中的氧何时被测量为具有表示生物质16完全适应或发生作用的率。当生物质16适应并且因此已经开始消化废品12时，进一步将废品12引入生物质16中使得生物质16继续消化废品12。因此，一旦摄取过程已经开始，它保持连续，当然除了存在的废品12或其它生物质可消化残余在长时间中被从已经活化的生物质16完全消耗掉。为了使得生物质不理想地被去适应，通常需要相应于生物质16中的平均细胞保留时间2-3倍的时期。
使用上述过程的实例如下实例通过引入SilzymeTM(ABC)的pH受控液体射流从反应和混合容器的壁净化具有相混合的油、脂肪和油脂的pH中性硅(硅氧烷)乳剂。在大约两个小时清洗循环之后，残余流从现在已被清洗的容器表面排放并且排污到可释放地关闭的平衡或含有活细菌的生物质体的其它容槽例如腐化池。ABC射流通常在稀释状态下被引入被清洗或处理的器皿，但是可以不这样。如果不这样，以至少按照体积一份的ABC对50份的水的比率用水冲洗容器。在任何情形，利用ABC液引入的水含量以及在冲洗中引入的水被计量以在生物质实现至少50-1的比率。呼吸计测试将表明生物质在大约12个小时中保持无活性，此后，它适应并且开始处理(离解)流体残余混合物并且继续这样，直至当清洗人员从器皿到器皿地移动时它继续被供给来自其它清洗器皿的其它残余混合物。此时，腐化或其它容槽能够将残余流释放到环境。生物质保持活性和适应性，只要在很长时间即24-36小时中材料供给不被中断。在生物质的ph含量被连续监控并且当需要保持ph中性条件时添加调节溶液。
其它实例在1份ABC对20份水的稀释下，生物质失效(被灭活)。在1到50、1到100和1到200的稀释下，在12小时时间内产生适应性。在1到2000时，基本上无需适应时间并且利用呼吸计测量的废物消耗(氧化)代谢率稍高于单独利用水实现的代谢率。优选稀释度为1比100。
应该理解上述实施例是示例性的实施例，并且因此旨在用于示意而非限制。本发明范围由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种废品处理方法，该废品含有生物质可消化产品残余例如硅树脂、脂肪、油脂、合成塑料和油，它们在其分子结构中具有复杂分子，该方法包括a.使用可稀释复杂分子酶离解剂从处理表面清洗所述残余，这导致产生包括去复杂性的残余分子并且具有所述酶离解剂的基本液态的废物流；b.将所述废物流移动到具有废物食用细菌的生物质；c.在步骤b.之前，将所述废物流稀释到具有废物流和稀释液之间的预定比率，以为所述生物质对其进行预处理，同时保持一定量的所述酶材料处于能够进一步进行残余离解活动的活性状态；d.当所述废物流具有预定稀释状态并且同时所述酶材料继续其复杂分子离解活动时，提高细菌代谢率并且增加其消化率；并且由此e.形成在环境方面可接受的流出物并且将流出物从所述生物质排放到环境。
2.根据权利要求1的方法，其中所述稀释液是水，其比率基本为至少50份的水对一份的离解剂。
3.根据权利要求1的方法，其中，一旦所述代谢率已经被提高并且被保持，则消化率是基本连续的。
4.根据权利要求3的方法，其中至少十二小时的初始时期被用于使得生物质获得适应性以进行生物质消耗。
5.根据权利要求1的方法，其中离解剂对稀释液的比率包括混合1份的离解剂和2000份的稀释液。
6.根据权利要求1的方法，包括混合所述酶材料和表面活性剂渗透溶液以产生所述复杂分子酶离解剂的步骤。
7.根据权利要求6的方法，包括混合至少十份的表面活性剂渗透溶液和一份稳定的酶清洁液。
8.根据权利要求1的方法，包括向预稀释的复杂分子酶离解剂添加pH控制溶液以将所述稀释的复杂分子酶离解剂制成为pH中性状态。
9.根据权利要求8的方法，包括使用硼酸钠溶液作为控制溶液。
10.根据权利要求8的方法，包括使用酸溶液作为控制溶液。
11.根据权利要求1的方法，包括监控所述生物质以确定生物质中的含氧量并且当含氧量达到预定水平时将流出物从所述生物质排放到环境。
12.一种处理含有生物质可消化产品残余例如硅油的废品的方法，包括a.使用可稀释复杂分子酶离解剂以清洗硅乳液处理器皿，这导致产生具有活性酶材料的基本液态的废物流，所述离解剂包括N-甲基吡咯烷酮作为表面活性剂以及酯醇作为渗透液，连同在地衣芽孢杆菌中产生的酶；b.将所述废物流移动到具有废物食用细菌的生物质；c.在步骤b.之前，利用包括水的稀释液将所述废物流稀释到废物流对稀释液的预先指定的比率，从而为所述生物质对其进行预调整同时保持所述酶材料处于活性状态；d.将所述生物质置于所述废物流一定的时间，该时间足以使其变得适应从而具有活性状态；e.当所述废物流具有预定稀释状态时并且同时所述酶材料保持活性并且继续其复杂分子离解活动并且防止抑制所述生物质从而它不能发挥作用，提高细菌代谢率并且增加其消化率；以及f.测量所述消化率并且当其达到预定消化率时，将流出物从所述生物质排放到环境。
13.根据权利要求12的方法，其中所述稀释液是水，并且比率基本为至少50-100份的水对一份离解剂。
14.根据权利要求13的方法，其中至少十二小时的初始时期被用于使得生物质获得适应性以进行生物质消耗。
15.根据权利要求14的方法，其中离解剂对稀释液的比率包括混合1份离解剂和2000份的稀释液。
16.根据权利要求13的方法，包括混合所述酶材料和表面活性剂渗透溶液的步骤，包括在粘结剂-水混合物中按体积以2.3-2.4％的表面活性剂对1.5-1.6％的酯醇提供所述溶液。
17.根据权利要求16的方法，包括混合至少十份的所述溶液和一份稳定的水酶材料溶液。
18.根据权利要求13的方法，包括向预稀释的复杂分子酶离解剂添加pH控制溶液以将所述稀释的复杂分子酶离解剂制成为pH中性状态并且在生物质处保持所述状态。
19.根据权利要求13的方法，包括监控所述生物质以确定生物质中的含氧量并且当含氧量达到预定水平时将流出物从所述生物质排放到环境。
20.根据权利要求1的方法，其中该离解剂包括在具有表面活性剂渗透液的水溶液中的蛋白酶。
21.根据权利要求12的方法，包括在所述离解剂已被从容器移除之后通过被清洗容器引入至少一部分的所述稀释液。
全文摘要
一种废品处理方法，该废品含有生物质可消化产品残余，包括使用含有复杂分子酶离解剂的表面活性剂渗透液从处理表面清洗废品以产生具有活性酶材料的液态废物流。该方法包括将废物流稀释到预定状态并且将液态废物流移动到具有废物食用细菌的生物质。该方法还包括提高生物质中的细菌的代谢率以增加其对废物流中废品的消化率，同时酶材料保持活性以简化废物中的复杂分子。
文档编号D06M16/00GK1997464SQ200580019348
公开日2007年7月11日 申请日期2005年4月13日 优先权日2004年4月13日
发明者大卫·B·格雷戈里, 威廉·W·索珀 申请人:更新系统公司