一種基于微生物的切削液抗劣化工藝制造技術

本發明專利技術提供一種基于微生物的切削液抗劣化工藝，由五個模塊組成即過濾模塊、殺菌模塊、污油處理模塊、硬度修復模塊、pH修復模塊。具體工藝步驟包括：收集切削液表面的污油、殺菌、油污處理、硬度修復、pH修復、最后回流至切削液槽。本發明專利技術克服了現有技術存在的不足，利用銅綠假單胞菌產生的鼠李糖脂，增加切削液中污油的分散效果，提高降解效率，同時還能增加污油的乳化作用和溶解度；利用糞產堿菌可解決切削液長期使用過程中pH下降的問題，利用芽孢桿菌可以解決切削液硬度增加的問題，有效延長切削液的使用壽命。液的使用壽命。液的使用壽命。

【技術實現步驟摘要】
一種基于微生物的切削液抗劣化工藝


[0001]本專利技術屬于切削液回用
，特別涉及一種切削液抗劣化工藝。

技術介紹

[0002]切削液作為機械加工行業廣泛應用的一種介質，在冷卻、潤滑、防銹等方面起重要作用。我國每年切削液的使用量超過千萬噸，使用量呈現出增長趨勢，而切削液在長期使用過程中劣化產生的切削廢液的處理成為長期困擾該行業的難題。未經處理的切削廢液排入自然水體，會嚴重污染環境，威脅水中生物的生長。此外，廢液中的有害成分會通過食物鏈進入人體，引發患癌風險，危害人類健康。由于切削廢液COD高、濁度高、有機物濃度高等特點，導致廢液處理難度大。而且切削廢液中大部分有效成分在尚未失效的前提下被直接處理，也不符合綠色循環經濟的要求，且處理費用高昂。切削液的劣化變質原因主要有加工過程中工件表面的防銹油、部分泄露的導軌油等污油的混入，大部分漂浮在切削液表面造成切削液內部處于厭氧環境，導致厭氧微生物的滋生，從而使切削液發酸發臭，破壞了切削液的酸堿平衡。其次工件加工過程中局部高溫放熱，切削液的蒸發及新液的添加導致切削液中Ca2+、Mg2+、Fe2+離子濃度增加，切削液的硬度增加，會使切削液穩定性降低，影響加工精度。隨著國家對綠色制造不斷提出新要求，解決該行業的環保難題已迫在眉睫，因此研制出切削液的抗劣化工藝，延長切削液使用壽命，對切削廢液減排有重要意義，符合綠色制造的要求。
[0003]目前切削液的循環使用主要以物理過濾的方式去除切削液的中的雜質，專利號：201920981903.0，專利名《機床用智能切削液殺菌除油裝置》，能有有效延長切削液使用壽命，改善工作環境，但不能去除切削液中的金屬顆粒物，臭氧易溢出造成空氣污染；專利號202010916115 .0，專利名《一種新型環保凈化設備及切削液凈化循環方法》，能夠實現智能化實現過濾、重金屬回收、新液的補充，但處理量較小，不適合大型機床；專利號：202011217670 .0，專利名《一種切削液回收裝置》，能有效去除切削液中的金屬物質，對于非金屬雜質不易去除，功能單一。這些處理方式主要是去除切削液中的雜質，并未有效改善切削液的其他性質。生產現場對于切削液的酸堿度修復主要通過添加新切削液的方式，會產生額外的成本費用，對于切削液pH、硬度的修復少有提及。目前有研究者發現，特定功能的微生物產生的某些物質可以提高水體中的pH，促進浮油的溶解，常用于廢水處理行業，對于切削液的抗劣化問題罕見報道。銅綠假單胞菌是革蘭氏陰性菌，廣泛存在于環境中，適應能力強，其產生的表面活性劑可以修復被油類污染的水體。糞產堿菌是一種廣泛存在于泥土和水中的革蘭氏陰性細菌，可以抑制金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、變形桿菌等微生物的生長，且對人體無害，此菌中的許多種類可產生一些非天然的氨基酸，在現今的制藥工業上應用廣泛。芽孢桿菌可以通過分解碳酸根離子并將其與金屬離子結合，并生成具有膠結作用的礦物沉淀。

技術實現思路

[0004]鑒于上述問題，提出了本專利技術，以便提供解決上述問題的一種基于微生物法的切削液抗劣化工藝。
[0005]一種基于微生物的切削液抗劣化工藝，其特征在于：主要由五個模塊組成即過濾模塊、殺菌模塊、污油處理模塊、硬度修復模塊、pH修復模塊；具體工藝步驟如下：（1）收集切削液表面的污油：切削液通過空氣隔膜泵和浮球裝置將機床液槽中的切削液從表面開始抽吸至處理腔體；（2）殺菌：切削液在處理腔體中停留30
?
60 min，處理腔體中設置有殺菌模塊，滅活切削液中原有的細菌微生物；（3）油污處理：再流入油污處理模塊，即將殺菌處理過的切削液再流入投放有馴化后的銅綠假單胞菌微生物活性填料的反應器模塊，停留時間為1
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4 h，去除切削液表面的污油成分，隨后回流至殺菌模塊停留30
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60 min；（4）硬度修復：滅活后流入投放有切削液軟化劑的反應模塊停留2
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4 h，進行硬度修復，檢測切削液的硬度值，出口處設置有過濾模塊；通過過濾模塊再回流至殺菌模塊停留30
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60min；（5）pH修復：再次滅活并流入投放有馴化后的切削液PH修復劑反應器模塊停留3
?
6 h，進行pH修復，模塊中裝有實時pH檢測儀，當pH恢復至9.2左右，再次回流至殺菌模塊停留30
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60 min；（6）最后回流至切削液槽，完成整個切削液修復工藝。
[0006]在上述步驟（1）中，在氣動隔膜泵與處理腔體中間設置有過濾模塊，由過濾模塊清除切削液中的大顆粒固體雜質，然后再流入處理腔體；所述過濾模塊分為粗過濾和精過濾，粗過濾采用200
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300目的濾網過濾切削液中的大顆粒物，精過濾采用60
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120目濾網。
[0007]在上述步驟（2）中，殺菌模塊基于紫外燈方式，紫外燈波長254nm,功率37
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80w,燈管長度為40
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80cm,紫外輸出強度為260
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350Μw/cm2。
[0008]在上述步驟（3）中，所述銅綠假單胞菌是從廢液中提純獲得，將分離后的銅綠假單胞菌在LB固體培養基上平板劃線分離后，在25
?
37℃培養24
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36小時，得到銅綠假單胞菌的單菌落，隨后將單菌落在無菌操作臺上接種到含有15%
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100%濃度梯度切削液的LB液體培養基中馴化培養，在25
?
37 ℃、轉速為180
?
250 rpm搖床上培養24
?
48h，得到活化后的種子液，將活化后的種子液按5%
?
20％接種量轉接于發酵培養基中，并加入5%
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10%植物油，在溫度為25
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37℃、轉速為180～250rpm搖床擴大培養48
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72小時，得到大量的發酵液；發酵培養結束后，將發酵液在離心機中，轉速為4000
?
7000rpm,離心15
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25min,然后去上清液，沉淀液用無菌營養液稀釋，獲得菌體濃度為0.4
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0.8g/L的銅綠假單胞菌懸液。進一步地，LB液體培養基制作方法為：10g蛋白胨、3g牛肉膏, 5g 氯化鈉，加15
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100%切削液和水共1L,調節pH=7.2
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7.4,在121℃條件下高溫滅菌處理1h；LB固體培養基制作方法為：在LB液體培養基的基礎上添加體積為LB固體培養基體積10%的瓊脂；發酵培養基包括：5.0g NH4NO3,1ML微量元素, 0.1mL 1mol/L的MgSO4·
7H2O 溶液，0.05 mL 1mol/L的CaCl2·
2H2O溶液，100mL緩沖液，121℃高壓下滅菌30 min；其中1ML微量元素包括2.5g FeSO4·
7H2O，0.1g ZnSO4·
7H2O，0.2 gMnCl2· 4H2O，0.024g CoCl2·<本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種基于微生物的切削液抗劣化工藝，其特征在于：主要由五個模塊組成即過濾模塊、殺菌模塊、污油處理模塊、硬度修復模塊、pH修復模塊；具體工藝步驟如下：（1）收集切削液表面的污油：切削液通過空氣隔膜泵和浮球裝置將機床液槽中的切削液從表面開始抽吸至處理腔體；（2）殺菌：切削液在處理腔體中停留30
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60 min，處理腔體中設置有殺菌模塊，滅活切削液中原有的細菌微生物；（3）油污處理：再流入油污處理模塊，即將殺菌處理過的切削液再流入投放有馴化后的銅綠假單胞菌微生物活性填料的反應器模塊，停留時間為1
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4 h，去除切削液表面的污油成分，隨后回流至殺菌模塊停留30
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60 min；（4）硬度修復：滅活后流入投放有切削液軟化劑的反應模塊停留2
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4 h，進行硬度修復，檢測切削液的硬度值，出口處設置有過濾模塊；通過過濾模塊再回流至殺菌模塊停留30
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60min；（5）pH修復：再次滅活并流入投放有馴化后的切削液PH修復劑反應器模塊停留3
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6 h，進行pH修復，模塊中裝有實時pH檢測儀，當pH恢復至9.2左右，再次回流至殺菌模塊停留30
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60 min；（6）最后回流至切削液槽，完成整個切削液修復工藝。2.根據權利要求1所述的一種基于微生物的切削液抗劣化工藝，其特征在于：步驟（1）中，在氣動隔膜泵與處理腔體中間設置有過濾模塊，由過濾模塊清除切削液中的大顆粒固體雜質，然后再流入處理腔體；所述過濾模塊分為粗過濾和精過濾，粗過濾采用200
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300目的濾網過濾切削液中的大顆粒物，精過濾采用60
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120目濾網。3.根據權利要求1所述的一種基于微生物的切削液抗劣化工藝，其特征在于：殺菌模塊基于紫外燈方式，紫外燈波長254nm,功率37
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80w,燈管長度為40
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80cm,紫外輸出強度為260
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350Μw/cm2。4.根據權利要求1所述的一種基于微生物的切削液抗劣化工藝，其特征在于，步驟（3）中，所述銅綠假單胞菌是從廢液中提純獲得，將分離后的銅綠假單胞菌在LB固體培養基上平板劃線分離后，在25
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37℃培養24
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36小時，得到銅綠假單胞菌的單菌落，隨后將單菌落在無菌操作臺上接種到含有15%
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100%濃度梯度切削液的LB液體培養基中馴化培養，在25
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37 ℃、轉速為180
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250 rpm搖床上培養24
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48h，得到活化后的種子液，將活化后的種子液按5%
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20％接種量轉接于發酵培養基中，并加入5%
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10%植物油，在溫度為25
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37℃、轉速為180～250rpm搖床擴大培養48
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72小時，得到大量的發酵液；發酵培養結束后，將發酵液在離心機中，轉速為4000
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7000rpm,離心15
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25min,然后去上清液，沉淀液用無菌營養液稀釋，獲得菌體濃度為0.4
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0.8g/L的銅綠假單胞菌懸液。5.根據權利要求4所述的一種基于微生物的切削液抗劣化工藝，其特征在于，LB液體培養基制作方法為：10g蛋白胨、3g牛肉膏, 5g 氯化鈉，加15
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100%切削液和水共1L,調節pH=7.2
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7.4,在121℃條件下高溫滅菌處理1h；LB固體培養基制作方法為：在LB液體培養基的基礎上添加體積為LB固體培養基體積10%的瓊脂；發酵培養基包括：5.0g NH4NO3,1ML微量元素, 0.1mL 1mol/L的MgSO4·
7H2O 溶液，0.05 mL 1mol/L的CaCl2·
2H2O溶液，100mL緩沖液，121℃高壓下滅菌30 min；其中1ML微量元素包括2.5g FeSO4·
7H2O，0.1g ZnSO4·
7H2O，0.2 gMnCl2· 4H2O，0.024g CoCl2·
6H2O，0.024g NiCl2·
6H2O，0.017 g CuCl2· 2H2O，
0.109gNa2MoO4·
2H2O，0.062gH3BO3，5mL12.1mol/LHCl，溶于1000mL蒸餾水；100mL緩沖液包括K2HPO442g，NaH2PO428g；pH為7.5，蒸餾水定容至1000m...

【專利技術屬性】
技術研發人員：譚微，吳澤奇，周桐，朱紅玲，
申請(專利權)人：上海綠晟環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：