[发明专利]一种离心式电化学破络分离装置与方法

权利要求书

1.一种离心式电化学破络分离装置，其特征在于，包括：

电机，为中空旋转电机；

离心导电转筒，被所述电机驱动而旋转，所述离心导电转筒外表面对称设置两个绝缘片，将所述离心导电转筒分为两个半周，所述离心导电转筒内设有多个针状电极；

进水管，穿过所述电机的中空部位，并与离心导电转筒转动连接，用于向离心导电转筒中输送待处理的水；

出水管，设置在所述离心导电转筒远离所述电机的一侧，用于输出处理后的水；

直流电刷，具有两个，分别对称设置在所述离心导电转筒外侧并与所述离心导电转筒外表面接触；

两个所述直流电刷分别连接正负电，通过两个所述绝缘片使得所述离心导电转筒一个半周带有正电、另一个半周带有负电，进而使得位于不同半周的针状电极带有不同电荷，并通过尖端放电产生电离，以使待处理的水中的络合物在电离作用下分解成有机物分子和金属离子，所述离心导电转筒上开有多个沿周向分布的通孔，以便分离后的有机物分子从所述通孔流出，分离后的金属离子从出水管流出。

2.根据权利要求1所述的离心式电化学破络分离装置，其特征在于，所述离心导电转筒具有圆柱段和收口段，所述圆柱段靠近所述电机，并与所述进水管相连，两个所述直流电刷与所述圆柱段外表面接触，所述收口段远离所述电机，并与所述出水管相连，所述圆柱段和收口段通过一环状隔离片实现电隔离。

3.根据权利要求2所述的离心式电化学破络分离装置，其特征在于，所述针状电极为一体式钛电极，所述针状电极的端部为多孔钛纤维体，所述圆柱段内径为D1，所述针状电极的长度为D2，其中D2＝D1/2-0.5cm。

4.根据权利要求2或3所述的离心式电化学破络分离装置，其特征在于，所述针状电极的尖端朝向所述离心导电转筒的中心轴，并按照每5-15cm²设置一个针状电极的密度分布在所述圆柱段的内壁上。

5.根据权利要求2所述的离心式电化学破络分离装置，其特征在于，所述收口段的最小内径为所述圆柱段内径的1/2，所述收口段的长度为圆柱段长度的1/5。

6.根据权利要求2所述的离心式电化学破络分离装置，其特征在于，所述通孔位于所述圆柱段上，并靠近所述收口段，所述通孔的孔径为2-8mm，按每10-20cm²一个孔的开孔密度开孔。

7.根据权利要求1或2所述的离心式电化学破络分离装置，其特征在于，所述旋转电机的转速为300-3000r/min，通过传动连接杆与所述离心导电转筒相连。

8.根据权利要求2所述的离心式电化学破络分离装置，其特征在于，两个所述直流电刷对称分布于所述圆柱段的中心轴两侧，并与所述中心轴位置齐平，所述直流电刷厚度为所述圆柱段内径的1/3。

9.一种离心式电化学破络分离方法，其特征在于，包括：

步骤1，处理钛材质的针状电极，获得尖端为多孔钛纤维体的针状电极；

步骤2，选取开设通孔的转筒作为离心导电转筒，并在该离心导电转筒的外面设置绝缘片，将处理好的针状电极安装在离心导电转筒内壁，两个直流电刷设置在离心导电转筒外侧并与离心导电转筒外表面接触，进水管和出水管分别连接在离心导电转筒的两端，实现进水和出水；

步骤3，两直流电刷分别连通电源正负极，使得针状电极带有不同电荷而放电，通过电机驱动离心导电转筒转动，随后向进水管输送待处理的水；

步骤4，在离心导电转筒内，待处理的水在针状电极放电产生的电离作用下破络，破络后的有机物在离心作用下被甩至离心导电转筒的通孔处，金属离子溶于水中，随水流至出水管处。

10.根据权利要求9所述的分离方法，其特征在于，处理针状电极的具体过程为：

步骤1.1，取选取钛针打磨光滑，形成针状电极；

步骤1.2，将针状电极作为阳极，采用环状钛网作为阴极，将针状电极的尖端浸入第一电解液中，在脉冲电压为300-1000V、直流脉冲频率为120-1000Hz条件下，反应0.5-2h，进行脉冲式阳极氧化，反应过程中不搅拌；其中，第一电解液的成分按摩尔浓度比为硫酸：乙二醇：氢氟酸：重络酸＝(0.2-1)：(0.1-0.3)：(0.02-0.1)：(0.1-0.5)；

步骤1.3，将针状电极取出、洗净，再将针状电极的尖端放入第二电解液中，针状电极作为阳极，采用环状钛网作为阴极，在30℃、脉冲电压为220-500V、直流脉冲频率为10-60Hz条件下反应10-60min，进行脉冲氧化，采用磁力搅拌，搅拌转速为100-300r/min，其中，第二电解液为5wt％的磷酸溶液；

步骤1.4，取出针状电极后烘干或自然风干，获得尖端为钛纤维体的针状电极；

步骤1.5，在200-1300℃、氢气气氛条件下焙烧1-3h，退火后得到尖端为多孔钛纤维体的针状电极。