[發明專利]一種內電解水處理裝置及方法

有效

• 申請號: 202111150170.4
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113735229B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 洪忠偉;萬京林;戴陽
• 申請（專利權）人: 南京蘇曼等離子科技有限公司;洪忠偉
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F101/20;C02F101/30;C02F101/32;C02F101/34;C02F101/36
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 陳卓;吳頻梅

1.一種內電解水處理反應器，其特征在于:?包括反應器本體（1）、反應器本體（1）為絕緣層殼體;反應器本體（1）上設金屬蓋板（2）、下設反應器蓋底（3）；金屬蓋板（2）上設置有氣孔（13）；在金屬蓋板（2）的中心位置設置有一圓形通孔，套有絕緣套（5）的中心電極（4）穿過圓形通孔，中心電極（4）直達反應器本體（1）的底部;?通過氣孔（13）嵌入放電針，放電針的針尾（6）置于金屬蓋板（2）上；

所述金屬蓋板（2）和中心電極（4）分別與電源的一端相連；所述電源的電壓為500V以上；

反應器本體（1）外部設有進水閥（11）和出水閥（12），進水閥（11）安裝于反應器本體（1）一側的下端；出水閥（12）安裝于反應器本體（1）另一側的上端；針尖端始終位于水面之上，與水面保持空氣絕緣，故直流高壓就可以加上正負極，并且放大兩種介質催化劑之間的界面電勢差；

反應器內部鋪滿催化劑，所述催化劑為金屬和N型半導體、金屬和P型半導體、N型半導體和P型半導體的任一組合；

所述金屬為Fe、Ti、Cu、Ni或Sn；所述P型半導體為NiO、CuO或BaTiO₃；所述N型半導體為Fe₂O₃、TiO₂或SnO₂。

2.根據權利要求1所述的內電解水處理反應器，其特征在于：反應器本體（1）為玻璃鋼絕緣層殼體，為圓筒狀，垂直放置，所述反應器高度大于2m，出水閥（12）上設置有濾網（9）可防止顆粒物外排；所述金屬蓋板（2）上通過螺釘（7）與反應器本體（1）連接,反應器蓋底（3）與反應器本體（1）可拆卸連接或鉸接,?連接處設有密封圈防止漏水。

3.根據權利要求1或2所述的內電解水處理反應器用于水處理的方法，其特征在于：反應器內部鋪滿催化劑，所述催化劑為金屬和N型半導體，以金屬蓋圓心處插入套有絕緣套的中心電極，連接高壓直流電源正極，金屬蓋板（2）連接高壓直流電源負極，圓心周圍微孔插入放電針，連接直流高壓負極；針尖端始終位于水面之上，與水面保持空氣絕緣，故直流高壓就可以加上正負極，并且放大兩種介質為金屬和N型半導體之間的界面電勢差，利用界面電勢差產生內電解反應即界面反應，降解有機污染物；放電針作用在于通過放電連通電源，使得電化學反應得以進行；

反應步驟：打開進水閥，污染水流進反應器，同時接通直流高壓，高壓電場形成金屬與N型半導體之間的高位電勢差，從而N型半導體形成空穴氧帶正電，而金屬接受N型半導體電子后，即與電源正極上正電荷中和，故金屬與N型半導體匹配帶有正電荷，具備強氧化性，發生內電解反應，進而降解有機污染物；當水面升至出水閥高度時，污染水在處理器中停留20-40min，處理后的污水經出水閥流出；

所述的污染水中污染物為離子型有機物：剛果紅、亞甲基藍、甲苯、有機磷農藥、苯酚、苯或氯苯。

4.根據權利要求1或2所述的內電解水處理反應器用于水處理的方法，其特征在于：

反應器內部鋪滿催化劑，所述催化劑為金屬和P型半導體，以鋼蓋圓心處插入套有絕緣套的中心電極，連接高壓直流電源負極，金屬蓋板（2）連接高壓直流電源正極，圓心周圍微孔插入放電針，連接直流高壓正極；針尖端始終位于水面之上，與水面保持空氣絕緣，故直流高壓就可以加上正負極，并且放大兩種介質催化劑為金屬和P型半導體之間的界面電勢差，利用界面電勢差產生內電解反應即界面反應，降解有機污染物；放電針作用在于通過放電連通電源，使得電化學反應得以進行；

反應步驟：打開進水閥，污染水流進反應器，同時接通直流高壓，高壓電場形成金屬與P型半導體之間的高位電勢差，從而P型半導體帶負電，而金屬向P型半導體轉移電子后，又可以從電源負極補充電子，即金屬和P型半導體匹配帶有負電荷，具備還原性，進而降解重金屬離子，發生內電解反應；當水面升至出水閥高度時，污染水在處理器中停留20-40min，處理后的污水經出水閥流出；

所述的污染水中污染物為重金屬離子：Cu、Ge、Mn、Ni或Hg。