土壤修復(fù)的制作方法
【專利摘要】提供一種用于擾動材料的裝置。該裝置包括套筒，所述套筒包括在第一端部的開口和被構(gòu)造來打開和關(guān)閉該開口的閥。
【專利說明】土壤修復(fù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明主要涉及土壤凈化。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤污染可以由許多事情造成，包括例如自然土壤環(huán)境中非自然產(chǎn)生的物質(zhì)的存在。污染可因例如地下儲油罐的泄露、殺蟲劑的使用、受污染地表水滲透至地下地層、油和燃料排放、垃圾填埋場的廢物浸出和/或工業(yè)廢物直接排放至土壤而造成。見于污染土壤中的一些常見物質(zhì)包括石油烴、溶劑、殺蟲劑、鉛和其他重金屬。土壤污染由于與受污染土壤和污染物蒸氣接觸和土壤中供水系統(tǒng)的污染而帶來健康風(fēng)險。土壤污染也會對生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)用地產(chǎn)生有害影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一些實施方式中，提供一種用于擾動材料的裝置。該裝置包括限定了通道的套筒，其具有在套筒的第一端部處的開口。該裝置也包括被安置且構(gòu)造來關(guān)閉該開口的閥。在一些實施方式中，套筒被構(gòu)造來使套筒能被旋轉(zhuǎn)插入材料中。閥被構(gòu)造來在套筒處于材料內(nèi)時充分關(guān)閉通道。在一些實施方式中，套筒被構(gòu)造來在套筒處于材料內(nèi)時受到擾動。
[0004]在一些實施方式中，提供一種用于擾動材料的方法。該方法包括將限定了螺旋形通道的套筒的第一端部插入擬擾動的塊體材料中。套筒包括在該螺旋形通道的第一端部的開口。套筒也包括閥，所述閥被構(gòu)造來打開和關(guān)閉在螺旋形通道的第一端部的開口。在插入過程中閥是打開的，以使收集量的塊體材料進(jìn)入螺旋形通道中。該方法還包括關(guān)閉該閥，向螺旋形通道添加清洗液，和擾動該套筒。
[0005]在一些實施方式中，提供一種土壤凈化用裝置。該裝置包括被構(gòu)造來通過鉆孔而插入土壤的套筒。套筒在密封時是充分液密的，并被構(gòu)造來對容納在套筒中的土壤傳遞振動。該裝置還包括位于套筒的第一端部附近的閥。該閥被構(gòu)造來有效地密封套筒的內(nèi)部空間，使其與圍繞套筒的外部空間隔離。
[0006]以上
【發(fā)明內(nèi)容】
只是示例性的，絕不意在進(jìn)行限制。除上述說明性方面、實施方式和特征之外，其他方面、實施方式和特征通過參照附圖和以下詳細(xì)描述也將顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是描繪一個實施方式的用于擾動材料的裝置的圖。
[0008]圖2描繪的是概述用于擾動材料的一些實施方式的流程圖。
[0009]圖3描繪的是概述用于擾動材料的一些實施方式的流程圖。
[0010]圖4A是描繪套筒的一些實施方式的側(cè)視圖的圖。
[0011]圖4B是描繪圖4A所示的對象的截面圖的圖。
[0012]圖4C是描繪如圖4A所示的對象的底視圖。
[0013]圖5A是描繪套筒形狀的一些實施方式的側(cè)視圖的圖。[0014]圖5B是描繪套筒形狀的一些實施方式的截面圖的圖。
[0015]圖5C是圖5B的套筒形狀的一些實施方式的圖的放大圖。
[0016]圖6是描繪套筒和可獨立運動的內(nèi)部鉆頭的一些實施方式的圖。
【具體實施方式】
[0017]在以下【具體實施方式】中，對構(gòu)成其一部分的附圖進(jìn)行參照。附圖中，除非另有上下文指出，否則相似的附圖標(biāo)記通常指示的是相似的組成部分?！揪唧w實施方式】、附圖和權(quán)利要求中所描述的說明性實施方式并不意在起限制作用?？梢圆捎闷渌麑嵤┓绞剑⒖蛇M(jìn)行其他改變，而不偏離本文所提出的主題的精神或范圍。容易理解的是，可以以各種各樣的不同配置，對如本文所一般性描述的及如附圖所說明的本公開內(nèi)容的方面進(jìn)行安排、取代、組合、分離和設(shè)計，所有這些在本文都得到明確預(yù)期。
[0018]在一些實施方式中，提供一種用于凈化如土壤等材料的裝置。在一些實施方式中，該裝置包括限定通道的套筒。通道可以包括在第一端部的開口和可選的在第二端部的開口。套筒可以包括位于套筒的第一端部的閥。閥可以被定位并且構(gòu)造為可充分關(guān)閉在第一端部的開口。
[0019]在一些實施方式中，套筒可以旋轉(zhuǎn)插入材料中，同時閥打開，以使材料進(jìn)入通道。然后，在套筒位于材料中時，可以將閥關(guān)閉，從而將一部分材料收集于套筒內(nèi)?？梢韵蛱淄蔡砑忧逑匆?或其他物質(zhì))，以將其提供至套筒內(nèi)容納的材料中。在一些實施方式中，當(dāng)套筒處于材料中時，套筒可以沿基本平行于通道長度的方向擾動，引起通道內(nèi)的材料受到擾動。擾動(agitation)可以致使污染物脫離所收集的材料的顆粒。在一些實施方式中，擾動之后，清洗液和其中含有的任何污染物可以從通道中除去。在一些實施方式中，其后可以將套筒從塊體材料中取出。
[0020]圖1描繪的是用于擾動材料的裝置100的一些實施方式。在一些實施方式中，裝置100可以包括套筒102。在一些實施方式中，套筒102可以基本上是圓筒形的。其他形狀也是可以的，其實例將在下文中詳細(xì)討論。
[0021]在一些實施方式中，套筒102包括在套筒102的第一端部114處的第一開口 106。在一些實施方式中，套筒102包括在套筒102的第二端部116處的第二開口 112。在一些實施方式中，第一開口 106和第二開口 112具有相同或相似的形狀。在一些實施方式中，第一開口 106和第二開口 112形狀不同。第一開口 106和第二開口 112之一或全部可以是圓形的，但如方形、三角形、狹縫狀等其他形狀也是可以的。在一些實施方式中，第一開口 106在套筒102的側(cè)壁上。在一些實施方式中，第一開口 106在套筒102的端面上。其他構(gòu)造也是恰當(dāng)?shù)?。例如，在一些實施方式中，第一開口 106可以跨越套筒102的側(cè)壁和端面。類似地，在一些實施方式中，第二開口 112在套筒102的側(cè)壁上。在一些實施方式中，第二開口112在套筒102的端面上。其他構(gòu)造也是恰當(dāng)?shù)摹?br> [0022]在一些實施方式中，套筒102限定通道104。在一些實施方式中，通道104是螺旋形的，如圖1中所示。在一些實施方式中，螺旋的螺旋間距沿通道104的長度是恒定的。在一些實施方式中，螺旋的螺旋間距沿通道104的長度變化。其他形狀也是可以考慮的。例如，通道104可以是之字形或盤旋形的布局。在一些實施方式中，多螺旋布局也是可以考慮的(例如，雙螺旋、三螺旋等)。在一些實施方式中，通道104與套筒102 —體化。在一些實施方式中，通道104是獨立于套筒102的結(jié)構(gòu)。在一些實施方式中，通道104的一部分與套筒102 —體化，同時通道的另一部分是獨立于套筒102的結(jié)構(gòu)。例如，通道104可以在第一開口 106和第二開口 112之一或全部處接合于套筒102，但也可以是沿通道104長度的其余部分獨立于套筒102的結(jié)構(gòu)。
[0023]在一些實施方式中，通道104通過第一開口 106或第二開口 112之一或全部打開。在一些實施方式中，在通道和/或套筒中存在多于兩個開口。
[0024]在一些實施方式中，裝置100包括棒110。在一些實施方式中，通道104沿棒110的長度纏繞。在一些實施方式中，棒110是中空的。在一些實施方式中，棒110是實心的。棒可以是圓柱形。例如矩形棱柱等其他形狀也是可以的。在一些實施方式中，棒110的截面的表面積沿棒110的長度是恒定的。在一些實施方式中，棒110的截面的表面積沿棒110的長度變化。通道104可以形成圍繞棒110的螺旋。通道104可以緊密地纏繞棒110，使得螺旋的螺旋間距非常小或不存在。通道104可以松散地纏繞棒110。在一些實施方式中，螺旋的螺旋間距沿通道104的長度是恒定的。在一些實施方式中，螺旋的螺旋間距沿通道104的長度變化。纏繞棒110的通道104可以有利地為裝置提供強(qiáng)度和沿通道104長度方向上的抗擾動性或抗振動性。
[0025]套筒102、通道104和棒110中的任一種或全部可以包括任意數(shù)量的材料。在一些實施方式中，套筒102、通道104和棒110中的至少一種包含鐵、鑄鐵或碳鋼。如高速鋼、鈦、碳纖維增強(qiáng)聚合物和玻璃纖維增強(qiáng)聚合物等其他材料也是可以的。具有高拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的材料(如上述材料)可以承受將設(shè)備100插入材料中時產(chǎn)生的機(jī)械壓力和擾動或振動所引起的應(yīng)力。套筒102、通道104和棒110中的任一種或全部可以利用許多方法中的一種形成。例如，螺旋形通道104可以通過將鐵或鑄鐵注入具有所期望形狀的模具中而形成。如鑄造、碳鋼鑄造、鐵鑄造或板金屬加工等其他制造方法也是可以的。某些制造方法(如鑄造)可以有利地實現(xiàn)具有復(fù)雜形狀的組件的低成本大量制造。
[0026]套筒102的長度和截面面積可以確定套筒102中可收集和擾動的材料的量。在一些實施方式中，套筒的長度為約0.5m以上,例如0.5m、lm、2m、3m、4m、5m、10m、11m、12m、13m、14m、15m、20m、30m、40m、50m、60m或100m或更長,包括這些值中任意兩個值內(nèi)限定的任意范圍和高于或低于這些值中任一值的任意范圍。在一些實施方式中，套筒的直徑為約0.1米以上，例如0.1米、0.2米、0.3米、0.4米、0.5米、0.6米、0.7米、0.8米、0.9米、I米、2米、3米、4米、5米、6米、7米、8米、9米、10米、15米或20米,包括這些值中任意兩個值內(nèi)限定的任意范圍和高于或低于這些值中任一值的任意范圍。在裝置100包括螺旋形通道104 (例如，圍繞棒的螺旋形通道或者沒有棒的螺旋形通道)的實施方式中，螺旋的螺旋間距可以決定套筒102內(nèi)可收集和擾動的材料的量。在一些實施方式中，螺旋間距可以為約Ocm?5cm、約5cm?約15cm、約15m?約25cm、約25cm?約50cm或約50cm?約150cm。其他螺旋間距也是可以的。
[0027]在一些實施方式中，第二開口 112與貯液器流體連通。在一些實施方式中，第二開口通過粗管(tube)或粗管件(tubing)連接于流體忙液器。在一些實施方式中，第二開口112可以對環(huán)境開放，使流體能注入第二開口 112中。如細(xì)管(pipe)或細(xì)管件(piping)等用于貯液器與第二開口 112之間流體連通的其他構(gòu)造也是可以的。在一些實施方式中，貯液器是封閉的容器，如罐。在一些實施方式中，忙液器對環(huán)境開放。[0028]在一些實施方式中，貯液器包括清洗液或其他物質(zhì)(其可以為液體、固體、氣體或等離子體)。在一些實施方式中，清洗液含有表面活性劑。在一些實施方式中，清洗液是環(huán)境友好的。在一些實施方式中，清洗液能夠除去疏水性污染物。在一些實施方式中，能夠除去疏水性污染物的清洗液能夠處理污染了待處理材料的重金屬和有害有機(jī)物。在一些實施方式中，清洗液是環(huán)境友好的，并能夠處理重金屬和有害有機(jī)物，如描述于日本專利申請2008-000731號公報中的情形。在一些實施方式中，可以采用用于對重金屬離子或其他有害污染物進(jìn)行吸收、分解和/或解毒的材料。在一些實施方式中，添加的物質(zhì)包括細(xì)菌、微生物、細(xì)胞、藻類、植物和/或植物種子。
[0029]在一些實施方式中，套筒102包括閥108，閥108的定位使其能夠充分打開和關(guān)閉在套筒102的第一端部114的開口 106。在一些實施方式中，通道104包括閥108，閥108的定位使其能夠充分打開和關(guān)閉開口 106。在一些實施方式中，閥被構(gòu)造來允許在套筒102插入塊體材料內(nèi)的同時關(guān)閉開口 106。在某些此類實施方式中，閥108能夠在距離閥108的位置一定距離處被操控。
[0030]在一些實施方式中，閥108能夠在套筒102的開口 106處創(chuàng)建液密密封。在一些實施方式中，閥108能夠在套筒102的開口 106處創(chuàng)建充分的液密密封。在一些實施方式中，閥108可以使液體部分泄漏。閥108可以泄漏通道內(nèi)液體的約0%?約5%、約5%?約15%、約15%?約30%、約30%?約45%、約45%?約60%、約60%?約70%、約70%?約75%、約75%?約90%或約90%?約99%。泄漏的具體實例包括約0%、約5%、約15%、約30%、約45%、約60%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、約99%和這些值中任意兩個值之間的范圍。在一些實施方式中，閥108可以在數(shù)秒、一分鐘、數(shù)分鐘、一小時、數(shù)小時、一天或超過一天的過程中實現(xiàn)上述泄漏百分比。利用閥108創(chuàng)建一定程度密封的能力可以有利地減少通常與原位土壤凈化相關(guān)的不良作用，例如污染物泄露至周圍材料和地下水中。在一些實施方式中，代替閥密封的是，可以通過對套筒施加真空以將流體保持在套筒內(nèi)而有效地創(chuàng)建密封。雖然套筒的真空會導(dǎo)致一些或許多流體離開套筒，但一些另外的流體將保存在套筒內(nèi)。
[0031]在一些實施方式中，閥包括蝶閥。蝶閥可以包括位于通道104或套筒102中央的盤。該盤可以包括連接于閥外部的調(diào)節(jié)器的棒。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器可以旋轉(zhuǎn)盤，使其平行或垂直于套筒102或通道104中的液流。如上所述，能夠在將套筒102插入塊體材料的同時操控閥。在某些此類實施方式中，閥108的調(diào)節(jié)器可以位于距離閥108—定距離。有利的是，蝶閥可以輕質(zhì)并且低成本。其他閥或密封構(gòu)造也是可以的。例如，也可以使用球閥、單向閥或節(jié)流閥。
[0032]在一些實施方式中，套筒102的第一端部114被構(gòu)造為適于插入擬擾動的材料中。在一些實施方式中，套筒102的第一端部114是漸縮的，以使較靠近第一端部114取得的套筒102截面的表面積小于距第一端部114較遠(yuǎn)處取得的套筒102截面的表面積。在一些實施方式中，套筒102漸縮成尖端。其他漸縮構(gòu)造也是可以的(參見例如圖5A?5C)。例如，套筒102可以朝第一端部114處減縮成圓化表面或扁平表面。在一些實施方式中，第一端部114可以包括截面表面積小于套筒102其余部分截面表面積的結(jié)構(gòu)，例如，套筒102的第一端部114可以包括截面表面積小于套筒102截面表面積的圓筒。在一些實施方式中，套筒的第一端部114帶螺紋。帶螺紋可以有利地實現(xiàn)套筒102的便捷的旋轉(zhuǎn)插入。在一些實施方式中，螺旋形通道可以為套筒表面提供螺紋化性質(zhì)。在一些實施方式中，螺旋形通道和/或套筒的外表面進(jìn)一步螺紋化。
[0033]在一些實施方式中，套筒102的第一端部114包含結(jié)構(gòu)上具有足以使套筒102的第一端部114鉆入土壤或其他塊體材料中的剛性的材料。套筒102的第一端部114可以包含鐵、鑄鐵、欽、碳纖維、碳鋼、聞速鋼和其他材料。如鑄鐵等材料可以具有聞拉伸強(qiáng)度和聞屈服強(qiáng)度。這些性質(zhì)可使套筒102的第一端部114承受將套筒102插入或旋入土壤或塊體材料中時產(chǎn)生的機(jī)械壓力。這些性質(zhì)也可使套筒102的第一端部114承受施加于套筒102的任何擾動或振動所引起的應(yīng)力。
[0034]在一些實施方式中，裝置100還包括電動機(jī)，所述電動機(jī)被構(gòu)造為可使套筒102旋轉(zhuǎn)至擬擾動的土壤或其他材料中。在一些實施方式中，電動機(jī)是用于鉆機(jī)中的電動機(jī)。例如，可以使用履帶鉆。如氣動鉆和振動樁錘等其他鉆機(jī)也可以考慮。所使用的電動機(jī)或鉆機(jī)的特定種類可以基于以下考慮因素來選擇，例如擬處理的材料的期望深度、材料的期望體積、擬處理的材料的期望面積、材料的污染程度和擬處理的材料的性質(zhì)。例如，用于將套筒102旋轉(zhuǎn)至材料中的電動機(jī)應(yīng)當(dāng)能夠鉆至所期望的深度。有利的是，履帶鉆能夠鉆至地下30m。對于更深的深度，可能有用的是進(jìn)行土壤或材料的預(yù)加工(例如鉆孔)。在一些實施方式中，對于較深的土壤或堅固的地面(包含巖石的土壤或由巖石形成的堅固的地面)，可能有用的是在套筒底部(最下部)采用齒狀凸部。在一些實施方式中，齒狀凸部可以位于套筒的下端。在一些實施方式中，齒狀凸部可以緊靠套筒的下端(例如，緊挨著開口)。在一些實施方式中，齒狀凸部可以位于剛剛低于下開口的部分，以使凸部能夠率先研磨和/或打碎部分材料，使較松散的土壤更容易進(jìn)入套筒。
[0035]在一些實施方式中，裝置100包括在通道104的至少一部分中的清洗液。裝置100可以包含處于小于約5%、小于約10%、小于約20%、小于約30%、小于約40%、小于約50%、小于約60%、小于約70%、小于約80%、小于約90%或小于約99.9%的通道104和/或套筒內(nèi)的清洗液。在一些實施方式中，裝置100包括處于材料中的在通道的整個長度內(nèi)的清洗液。在一些實施方式中，至少一部分清洗液位于通道和/或套筒底部內(nèi)表面。在一些實施方式中，大部分清洗液位于通道104的底部內(nèi)表面。在一些實施方式中，至少一部分清洗液位于通道和/或套筒內(nèi)所收集的材料中。在一些實施方式中，大部分清洗液位于通道和/或套筒內(nèi)所收集的材料中。在一些實施方式中，至少一部分清洗液位于通道和/或套筒頂部內(nèi)表面附近。在一些實施方式中，大部分清洗液位于通道和/或套筒頂部內(nèi)表面附近。在一些實施方式中，一部分清洗液至少位于通道104的底部內(nèi)表面上、在通道104內(nèi)所收集的材料中、或靠近通道104的頂部內(nèi)表面。
[0036]在一些實施方式中，裝置100還包含土壤。裝置可以也包含其他材料，如沙、泥漿、鹽或其他材料。在一些實施方式中，土壤或其他材料位于通道和/或套筒內(nèi)。在一些實施方式中，一部分通道和/或套筒包含土壤或其他材料。土壤或其他材料可以在通道和/或套筒的約0%?約5%、約5%?約15%、約15%?約25%、約25%?約50%、約50%?約75%或約75%?約99.9%內(nèi)。具體值包括約0%、約5%、約15%、約30%、約45%、約60%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、約99%和這些值中任意兩個值之間的范圍。在一些實施方式中，基本全部通道和/或套筒包含土壤或其他材料。
[0037]在一些實施方式中，裝置100還包括至少一個泵，所述泵被構(gòu)造為可將清洗液泵入通道104中。泵能夠注射、噴射或傳送液體。在一些實施方式中，使用的是農(nóng)用噴霧泵。在一些實施方式中，泵與套筒102的第二開口 112流體連通。在一些實施方式中，泵與貯液器流體連通，所述貯液器如上所述與第二開口 112流體連通。
[0038]在一些實施方式中，裝置100還包括至少一個電動機(jī)，所述電動機(jī)被構(gòu)造為可擾動或振動通道104。在一些實施方式中，電動機(jī)包括振動錘或振動樁錘(vibro hammer),其如ThyssenKrupp Steelcom所提供。這種擾動系統(tǒng)也可以有利地用于插入或取出裝置100,因為其有助于在插入或取出之前或過程中使材料軟化或松散化。
[0039]在一些實施方式中，裝置100還包括至少一個泵，所述泵被構(gòu)造為可收集通道104中的清洗液。在一些實施方式中，泵被構(gòu)造為可收集通道和/或套筒中的至少一部分清洗液。泵可以被構(gòu)造為可收集通道和/或套筒中清洗液的約O?約5%、約5%?約10%、約10%?約15%、約15%?約20%、約20%?約25%、約25%?約30%、約30%?約35%、約35%?約40%、約40%?約45%、約45%?約50%、約50%?約55%、約55%?約60%、約60%?約65%、約65%?約70%、約70%?約75%、約75%?約80%、約80%?約85%、約85%?約90%、約90%?約95%或約95%?約99.9%。在一些實施方式中，泵被構(gòu)造為可收集通道和/或套筒上部(例如，上半部和/或約地平面處)的幾乎全部的清洗液。
[0040]在一些實施方式中，泵被構(gòu)造為可收集通道和/或套筒的清洗液。在一些實施方式中，泵被構(gòu)造為可收集通道和/或套筒內(nèi)的清洗液和存在于所收集的量的材料中的第一污染物。在一些實施方式中，泵被構(gòu)造為可收集通道和/或套筒內(nèi)的清洗液和存在于所收集的量的材料中的多種污染物。在一些實施方式中，收集的清洗液可以含有通道和/或套筒內(nèi)收集的材料的至少一部分。
[0041]泵可以被構(gòu)造為可收集通道和/或套筒的清洗液，并可以是用于收集工廠或施工現(xiàn)場的流體的泵。在一些實施方式中，泵包括空氣真空泵。
[0042]圖2描繪的是用于擾動材料的方法200的實施方式。方法200包括將包括開口的套筒插入塊體材料中(方框302)。方法200可以還包括關(guān)閉開口(方框204)。方法200可以還包括將清洗液添加至套筒中(方框206)。方法200可以也包括擾動套筒中的材料(方框208)。
[0043]本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，對于本文所公開的此過程和其他過程以及方法，這些過程和方法所實現(xiàn)的功能可以以不同順序來完成。此外，所概述的步驟和操作僅提供作為實例，并且一些步驟和操作可以是可選的、可合并為更少的步驟和操作或者可擴(kuò)充為附加步驟和操作，而不偏離所公開的實施方式的主旨。
[0044]在一些實施方式中，擾動包括沿基本平行于通道長度的方向移動套筒。例如，如果套筒被插入材料中，使得套筒基本垂直于材料的水平表面，則套筒可以沿基本豎直的方法擾動。在一些實施方式中，土壤凈化的方法包括振動土壤，以通過提高周圍液體流動性來收集含有污染物的水或其他液體。
[0045]在一些實施方式中，振動套筒外部的土壤將對周圍土壤施以振動。這種方法會引起振動污染，污染物分散至預(yù)料不到的區(qū)域，以及水流動性增加所導(dǎo)致的周圍地面的下沉。然而，通過使用套筒和/或閥，從而使套筒擾動(例如，沿基本平行于通道長度的方向)，對通道中收集量以外的周圍土壤施以的擾動或振動可以減少。
[0046]在一些實施方式中，擾動套筒包括沿基本平行于通道長度的方向以第一擾動水平來擾動通道，和沿基本平行于通道長度的方向以第二擾動水平來擾動通道，其中第二擾動水平大于第一擾動水平。在一些實施方式中，以第一擾動水平擾動套筒可有助于通過摩擦力從塊體材料的顆粒中分離出污染物。在一些實施方式中，擾動可以創(chuàng)建顆粒之間的新空間，改變顆粒之間現(xiàn)有空間的大小，和破壞粘著材料的框架。在一些實施方式中，擾動的作用會引起顆粒彼此碰撞或研磨，這有助于使附著于材料顆粒表面的污染物脫離顆粒。在一些實施方式中，第一擾動水平包括小至足以確保不會發(fā)生液化的力。
[0047]在以被構(gòu)造為可促進(jìn)污染物脫離材料顆粒的擾動水平擾動之后，套筒可以以被構(gòu)造為可誘發(fā)材料內(nèi)液化的擾動水平擾動。在一些實施方式中，將套筒的第一端部插入塊體材料中可以提高孔隙率或材料的空氣含量的比例。添加清洗液可以提高材料的水或流體含量。在一些實施方式中，利用充分的力來擾動或振動套筒可如下誘發(fā)液化:使套筒中材料內(nèi)的水或流體壓力增加，這可以引起液體從材料的頂表面被排放。誘發(fā)液化所需的擾動的力和頻率可以取決于以下變量:如擬處理的材料的性質(zhì)、擬處理的材料的期望體積和擬處理的材料的密度。液化所產(chǎn)生的液流可以有利地沿通道和/或套筒的頂部內(nèi)表面移向塊體材料的表面。
[0048]在一些實施方式中，擾動套筒利用電動機(jī)來進(jìn)行。在一些實施方式中，電動機(jī)包括振動錘或振動樁錘，其如ThyssenKrupp Steelcom所提供。這種擾動系統(tǒng)也可以用于插入或取出裝置100，因為其有助于在插入或取出之前或過程中使材料軟化。其他電動機(jī)也是也可以的，例如非平衡轉(zhuǎn)子(例如，旋轉(zhuǎn)振動鉆)、液壓附加振動器和/或電動機(jī)械裝置(如電動振蕩器)。
[0049]在一些實施方式中，添加清洗液通過將清洗液通過在套筒102第二端部116的開口 112添加來進(jìn)行。在一些實施方式中，添加清洗液利用泵來進(jìn)行。在一些實施方式中，裝置100還包括泵，所述泵被構(gòu)造為可將清洗液泵入通道104中。泵能夠注射、噴射或傳送液體。在一些實施方式中，使用的是農(nóng)用噴霧泵。在一些實施方式中，泵與套筒102的第二開口 112流體連通。
[0050]在一些實施方式中，向通道104添加清洗液將清洗液提供至收集量的塊體材料。在一些實施方式中，添加至通道和/或套筒中的清洗液的一部分可以泄漏至塊體材料中，例如，添加至通道104中的清洗液的約0%?約10%、約10%?約20%、約20%?約30%、約30%?約40%、約40%?約50%、約50%?約60%、約60%?約70%、約70%?約80%、約80%?約90%和約90%?99%可以離開通道和/或套筒而泄漏至材料中。百分比的具體實例包括約 0%、約 5%、約 10%、約 15%、約 20%、約 30%、約 45%、約 50%、約 60%、約 70%、約 75%、約 80%、約85%、約90%、約95%、約99%，和這些值中任意兩個值之間的范圍。
[0051]在一些實施方式中，方法300還包括從通道104中除去至少部分清洗液。從通道104中除去至少部分清洗液可以包括從通道104中除去清洗液的約0%?約10%、約10%?約20%、約20%?約30%、約30%?約40%、約40%?約50%、約50%?約60%、約60%?約70%、約70%?約80%、約80%?約90%或約90%?約99.9%。
[0052]在一些實施方式中，從通道和/或套筒中除去至少部分清洗液也除去至少部分存在于收集量的塊體材料中的第一污染物。從通道和/或套筒中除去至少部分清洗液可以除去存在于收集量的塊體材料中的第一污染物的約0%?約10%、約10%?約20%、約20%?約30%、約30%?約40%、約40%?約50%、約50%?約60%、約60%?約70%、約70%?約80%、約80%?約90%或約90%?約99.9%。除去百分比的具體實例包括約0%、約5%、約10%、約15%、約 20%、約 30%、約 45%、約 50%、約 60%、約 70%、約 75%、約 80%、約 85%、約 90%、約 95%、約99%，和這些值中任意兩個值之間的范圍。在一些實施方式中，從通道和/或套筒中除去至少部分清洗液也去除至少部分的多種污染物。從通道和/或套筒中除去至少部分清洗液可以除去存在于收集量的塊體材料中的多種污染物中至少一種的約0%?約10%、約10%?約20%、約20%?約30%、約30%?約40%、約40%?約50%、約50%?約60%、約60%?約70%、約70%?約80%、約80%?約90%或約90%?約99.9%。除去百分比的具體實例包括約0%、約 5%、約 10%、約 15%、約 20%、約 30%、約 45%、約 50%、約 60%、約 70%、約 75%、約 80%、約 85%、約90%、約95%、約99%，和這些值中任意兩個值之間的范圍。在除去至少部分的多種污染物的一些實施方式中，不同量的不同污染物可以被除去。在一些實施方式中，除去清洗液包括除去至少部分塊體材料。
[0053]在一些實施方式中，將套筒102的第一端部114插入塊體材料中包括對套筒102施加旋轉(zhuǎn)力。在一些實施方式中，旋轉(zhuǎn)力起到將套筒旋入材料(例如，土壤)中的作用。在一些實施方式中，取出系手動進(jìn)行。在一些實施方式中，插入系利用鉆機(jī)進(jìn)行。例如，可以使用履帶鉆。如氣動鉆等其他鉆機(jī)也可以考慮。所使用的電動機(jī)或鉆機(jī)的特定種類可以基于以下考慮因素來選擇，例如擬處理的材料的期望深度、材料的期望體積、擬處理的材料的期望面積、材料的污染程度和擬處理的材料的性質(zhì)。例如，用于將套筒102旋轉(zhuǎn)至材料中的電動機(jī)能夠鉆至所期望的深度。有利的是，履帶鉆能夠鉆至地下30m。在一些實施方式中，可將包括陣列鉆機(jī)的機(jī)器用于插入。在一些實施方式中，可以將螺旋鉆用于插入。在一些實施方式中，可以利用軸向振動進(jìn)行插入(例如，振動樁錘)。在一些實施方式中，可以采用沉樁(pilling)機(jī)或壓機(jī)。
[0054]在一些實施方式中，將清洗液添加至通道中、擾動套筒和從通道中除去至少部分清洗液的工序可以重復(fù)超過一次。重復(fù)該系列步驟可以有利地提高自材料收集的污染物的量。
[0055]在一些實施方式中，該方法可以還包括從塊體材料中取出套筒。在一些實施方式中，取出套筒包括沿與用于插入套筒的旋轉(zhuǎn)力相反的方向施加旋轉(zhuǎn)力。在一些實施方式中，取出套筒可以手動進(jìn)行。在一些實施方式中，取出可以利用鉆機(jī)進(jìn)行。鉆機(jī)可以是用于插入該裝置的同一機(jī)器。在一些實施方式中，鉆機(jī)可以是與用于插入該裝置的機(jī)器不同的機(jī)器。
[0056]在一些實施方式中，插入或取出裝置100可能非常具有挑戰(zhàn)性或困難。該困難會源于許多因素，包括材料在通道104中阻塞，和圍繞通道104的結(jié)塊的材料。手動或利用電動機(jī)擾動裝置100可以有利地幫助取出和插入裝置。擾動裝置100可以有助于取出和插入裝置100，因為可以幫助打碎存在于材料或塊體材料中的任何土塊或硬化部分。
[0057]圖3描繪的是用于清潔材料的方法300的一些實施方式。方法300包括使用鉆機(jī)將限定了螺旋形通道102的套筒插入塊體材料中(方框302)。套筒包括閥，所述閥被構(gòu)造為可打開和關(guān)閉在套筒第一端部的套筒。閥在插入過程中是打開的。在一些實施方式中，方法300包括關(guān)閉閥以隔離螺旋形通道中所收集的材料(方框304)。在一些實施方式中，方法300包括使用泵將清洗液添加至螺旋形通道中，使清洗液被提供至收集量的塊體材料的至少一部分中(方框306)。在一些實施方式中，方法300包括通過以第一擾動水平沿基本平行于螺旋形通道長度的方向移動套筒來擾動套筒。在一些實施方式中，方法300包括通過以第二擾動水平沿基本平行于螺旋形通道長度的方向移動套筒來擾動套筒，第二擾動水平大于第一擾動水平(方框310)。在一些實施方式中，方法300包括使用泵收集至少20%的清洗液和包含于收集量的塊體材料中的任何污染物(方框312)。在一些實施方式中，方法300可以包括從塊體材料中取出套筒(方框314)。
[0058]另外的示例性實施方式和方面
[0059]如上所述，在一些實施方式中，套筒可以是錐形的。如矩形等其他形狀也是可以的。在一些實施方式中，套筒可以在套筒的長度向下發(fā)展至開口的同時直徑增大。在一些實施方式中，套筒可以在套筒的長度向下發(fā)展至開口的同時直徑減小。在一些實施方式中，套筒可以是錐形形狀。
[0060]在一些實施方式中，套筒可以將擾動部件或結(jié)構(gòu)包括于其中。在一些實施方式中，這些部件可以是沿著側(cè)壁的或者由套筒中央伸出的結(jié)構(gòu)或臂，以便可以充分?jǐn)_動套筒中的土壤或材料。
[0061]在一些實施方式中，套筒包括在套筒102中由分隔壁限定的螺旋形通道104。在一些實施方式中，這可使所添加的清洗液或其他物質(zhì)更有效或均勻地分布在該裝置內(nèi)。在一些實施方式中，所添加的結(jié)構(gòu)和/或表面積可使裝置內(nèi)施加于材料的力更均勻和/或有效分布。在一些實施方式中，螺旋形通道的表面是實心的，從而可使清洗液或其他物質(zhì)以更均勻的方式在整個套筒中流動。在一些實施方式中，形狀可以是圖4A?4C中的附圖中所描繪的形狀。在一些實施方式中，當(dāng)存在例如通道104時，一個或多個分隔壁90可以適當(dāng)?shù)叵薅ㄌ淄?02內(nèi)的通道。在一些實施方式中，分隔壁90從裝置的一個長度至另一長度可以是液密和/或氣密的。在一些實施方式中，分隔壁90可以是多孔的。在一些實施方式中，分隔壁90可以由棒、板、脊、柵、篩替換，和/或完全不必存在。
[0062]圖5A?5C描繪的是用于本文所提供的一些實施方式的可選的形狀。在一些實施方式中，套筒和/或裝置和/或螺旋形通道(如果存在)可以包括錐形和/或類似于單瓣貝殼形的形狀。如圖5A所示，該形狀通?？梢愿淖兲淄埠?或螺旋形通道的直徑。在一些實施方式中，螺旋形通道提供套筒的外殼，并且套筒自身可以由此螺紋化，從而便于插入土壤中。在一些實施方式中，圖5A中的結(jié)構(gòu)體可以在帶有照片中底部的開口下插入土壤中，其中開口可以包括閥。可以存在朝向該結(jié)構(gòu)體的另一端部的可選的開口(未示出)。在一些實施方式中，圖5A中的結(jié)構(gòu)體可以以較小直徑的端部插入土壤中。于是閥和另外的開口可以添加在該形狀的較小的端部。圖5B顯示的是圖5A中的結(jié)構(gòu)體的截面圖。圖5C顯示的是圖5B中的結(jié)構(gòu)體的放大圖。
[0063]圖6描繪的是一些實施方式，其中套筒102可以與內(nèi)部鉆頭和/或鉆孔用部分201分離。在一些實施方式中，外部套筒102和/或內(nèi)部鉆頭201可以分開地移動。在一些實施方式中，在內(nèi)部鉆頭201與外部套筒210之間可以存在密封件210。在一些實施方式中，密封件可以包括刷型布局，以使鉆頭的外刃可以旋轉(zhuǎn)，同時保持足夠的密封(或者至少降低流體離開的速率)。在一些實施方式中，刷可以由聚合物或金屬制成。在一些實施方式中，刷可以涂布有疏水性聚合物，以創(chuàng)建更有效的密封。在一些實施方式中，鉆頭201可以包括中央棒或芯202和由芯伸向套筒102內(nèi)側(cè)的一個或多個刃203。圖6中，鉆頭顯示為具有外切割刃。在一些實施方式中，可以采用任何鉆頭布局，包括麻花鉆頭和/或唇刺式鉆頭(lip and spur bit)。
[0064]在一些實施方式中，在裝置和/或套筒和/或螺旋形通道的外表面上存在脊部，這些脊部也作為螺紋而有助于裝置插入材料中。
[0065]在一些實施方式中，棒110可以裝置增加結(jié)構(gòu)支持，或者可使螺旋形通道纏繞中央芯。在一些實施方式中，棒被構(gòu)造為可使流體向棒下移動并沿裝置長度進(jìn)入螺旋形通道的各個部分，由此提高液體的分布。在一些實施方式中，棒可以向閥108提供動力和/或能量(例如，電氣、機(jī)械、水力等等)。
[0066]在一些實施方式中，裝置的任何部分均可以由任何適當(dāng)材料制成。在一些實施方式中，套筒和/或分隔壁或其他結(jié)構(gòu)可以來自具有充分強(qiáng)度的環(huán)境友好材料。在一些實施方式中，裝置可以包含鐵、鑄鐵、碳鋼、鈦、碳纖維材料、玻璃纖維材料或高速鋼。在一些實施方式中，套筒和/或螺旋形通道可以由可承受旋入材料時的機(jī)械壓力和/或相關(guān)振動引起的應(yīng)力的任何材料制成。
[0067]在一些實施方式中，閥可以通過許多方法打開和/或關(guān)閉。在一些實施方式中,可以以電氣方式完成。在一些實施方式中，可以以水壓方式完成。
[0068]裝置可以以許多種方式插入土壤中。例如，在一些實施方式中，可以通過將螺旋形工具接合于履帶鉆或氣動鉆的鉆頭來實現(xiàn)。于是鉆機(jī)可以用于將裝置插入土壤中。在一些實施方式中，鉆機(jī)可以鉆達(dá)地下30米以上的深度。在一些實施方式中，期望的是，根據(jù)土壤污染程度、需要凈化的土壤的深度和面積以及土壤性質(zhì)選擇鉆機(jī)。在一些實施方式中，可以使用自推進(jìn)式鉆機(jī)來移動通過受污染區(qū)域。
[0069]需要時，許多機(jī)械裝置和方法可用于提供對裝置的移動或振動。在一些實施方式中，可以采用振動樁錘。這種系統(tǒng)是有效的，因為它也可以用于埋入工具(軟化土壤以促進(jìn)埋入)和取出工具(使土壤松散化以促進(jìn)取出工具)。在一些實施方式中，振動裝置可以提供 OHz ?300Hz 的振動頻率，例如 IHz、5Hz、IOHz、20Hz、30Hz、40Hz、50Hz、60Hz、70Hz、80Hz、90Hz、100Hz、120Hz、150Hz、200Hz、250Hz或300Hz或更高，包括前述值中任意兩個值限定的任意范圍和高于或低于前述值中任一值的任意范圍。在一些實施方式中，振動裝置提供用于特定應(yīng)用的力的量。在一些實施方式中，其可以為例如IkN?IOOOkN,例如，lkN、5kN、10kN、50kN、100kN、200kN、300kN、400kN、474kN、500kN、600kN、700kN、800kN、900kN 或1000kN，包括前述值中任意兩個值限定的任意范圍和高于或低于前述值中任一值的任意范圍。
[0070]本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠確定對于套筒添加何種類型和多少量的清洗液或物質(zhì)。在一些實施方式中，所述物質(zhì)不是液體，而是固體、氣體或等離子體。在一些實施方式中，清洗液可以含有表面活性劑。在一些實施方式中，可以采用能夠除去疏水性污染物的環(huán)境友好的清洗液。通過使用這種清洗液，可以處理寬范圍的土壤污染，包括重金屬和有害有機(jī)物。在一些實施方式中，清洗液或其他物質(zhì)對于環(huán)境或地下水位是有害的。在一些實施方式中，清洗液或其他物質(zhì)是有毒的，因此有利的是減少從處理區(qū)域泄露的這種有毒材料的量。
[0071]在一些實施方式中，用于將清洗液或其他物質(zhì)添加至套筒和/或從套筒中除去清洗液或其他物質(zhì)的適當(dāng)?shù)谋每梢愿鶕?jù)使用的特定條件和所期望的結(jié)果來選擇。在一些實施方式中，可以使用噴水用標(biāo)準(zhǔn)泵來添加清洗液。在一些實施方式中，液體收集可以通過同一或不同泵(或無泵)來進(jìn)行。在一些實施方式中，可以采用抽吸泵除去任何獲得的液體。[0072]在一些實施方式中，本文所提供的一些實施方式可用于利用微生物(生物整治)和/或植物(植生整治)的土壤凈化。在一些實施方式中，本文所提供的一些實施方式可用于分散吸附劑、固定劑，和/或用于分散清洗液(或其他物質(zhì))的方法。在一些實施方式中，本文所述的一些實施方式可用于對土壤樣品添加另外的材料。在一些實施方式中，本文所提供的方法可有助于材料加工的可靠性和迅捷性。在一些實施方式中，本文所提供的方法和裝置可實現(xiàn)較高的凈化程度。例如，在一些實施方式中，凈化程度超出無密封套筒(或關(guān)閉的閥)的清潔工序所能實現(xiàn)的凈化程度的至少1%、5%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25，％、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%或更高。在一些實施方式中，其原因在于收集更多量的清洗液的能力。
[0073]在一些實施方式中，凈化程度超出無密封套筒(或關(guān)閉的閥)的清潔工序所能實現(xiàn)的凈化程度的至少 1%、5%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25，％、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35% 或更高。在一些實施方式中，其原因在于使清洗液與指定部分的土壤保持長期接觸的能力。
[0074]在一些實施方式中，較高的回收率使得可以實現(xiàn)清洗液或其他添加劑的較高程度的再循環(huán)。在一些實施方式中，可以再循環(huán)所添加的清洗液的至少1%、5%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25，％、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35% 或更高。
[0075]在一些實施方式中，較高的回收率使得可以實現(xiàn)清洗液與塊體土壤或其他材料的較高程度的分離。在一些實施方式中，可以通過再循環(huán)減少清洗液(或其他添加劑)的量，所述減少的量為所添加的清洗液的至少1%、5%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35% 或更高。
[0076]在一些實施方式中，土壤凈化的長期可靠性可以提高，因為大量有害物質(zhì)被除去。
[0077]在一些實施方式中，本文所提供的裝置和方法可以避免使用下述非原位(off-site)方法，其中擬處理的土壤被輸送至凈化土壤的工廠，然后返還原始位置。在一些實施方式中，本文所提供的裝置和方法可以避免下述原位(on-site)方法，其中清洗液被直接分散至土壤上，然后通過特定手段收集。在一些實施方式中，本文所提供的裝置和方法可以降低成本并減少土壤加工所需的成本和時間。在一些實施方式中，本文所提供的裝置和方法可實現(xiàn)更容易的清洗液收集，因為清洗液不會廣泛遍及土壤地分散。
[0078]在一些實施方式中，本文所述的裝置和方法可以有利地克服發(fā)現(xiàn)于當(dāng)前土壤凈化方法中的一個或多個缺陷。在一些實施方式中，由于套筒包括閥形式的密封件，因此可以減少如清洗液泄露至周圍土壤所引起的污染的擴(kuò)散、周圍土壤的液化和地面下沉等不良作用。在一些實施方式中，這些不良作用可以減少至少1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99 或 100%，包括前述值中任意兩個值之內(nèi)的任意范圍和高于前述值中任一值的任意范圍。在一些實施方式中，清洗液沿可選的通道流動，并可導(dǎo)致以均一的方式在分散在材料中。在一些實施方式中，液化的誘發(fā)可使清洗液自套筒的上端部排放，這可有助于清洗液的收集。在一些實施方式中，可選的通道具有大表面積，所述大表面積使得可將更均一、相對較強(qiáng)的擾動施加于通道中所收集的材料。在一些實施方式中，由于材料在插入裝置過程中軟化，因此可以使用較低水平的能量將均一、強(qiáng)力的擾動施加于通道中所收集的材料。在一些實施方式中，為此可少使用1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、50%、70%或90%的能量。在一些實施方式中，由于套筒沿基本平行于通道長度的方向擾動，因此擾動對于周圍土壤的影響可以降低。
[0079]當(dāng)確定初始混合工序應(yīng)振動多少材料時，可以考慮許多變量和因子。在一些實施方式中，用小至足以不會發(fā)生將在下文中描述的液化的力振動土壤。以此方式，附著于土壤顆粒的污染物可以通過摩擦容易地與土壤顆粒分開。在一些實施方式中，振動對于分離附著于土壤顆粒的污染物是有效的。這使土壤顆粒彼此碰撞，在土壤顆粒之間形成新間隙，增加現(xiàn)有間隙的尺寸，并破壞粘著土壤的框架，并且土壤顆粒彼此研磨，使附著于土壤顆粒表面的污染物脫離表面。
[0080]在一些實施方式中，在工序中的某一時刻，液化是所期望的。在一些實施方式中，液化可因振動而引起，并可實現(xiàn)在套筒和/或通道內(nèi)所收集的材料的表面處收集清洗液。在一些實施方式中，當(dāng)含水土壤被振動時，土壤中的水壓升高，引起水在土壤表面排放。這一現(xiàn)象被稱作液化(liquefaction),并可應(yīng)用于一些本發(fā)明實施方式中。例如,在一些實施方式中，在土壤因插入螺旋形工具而掘起之后土壤的孔隙率(空氣含量的比例)增加，并且在注入清洗液之后使得土壤的水含量增加，此時可以強(qiáng)烈地振動土壤，以迫使誘發(fā)液化，并使清洗液排放以便收集。在一些實施方式中，通過重復(fù)注入清洗液、施加振動和排放并收集清洗液的步驟，土壤中的污染物得到收集。用于各種材料的液化所需的力的量和類型可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容確定。例如，在相對密度為53%的土壤(相當(dāng)于含水的土壤)中，通過施加2Hz的振動和80Gal (伽)的加速實現(xiàn)液化。IGal等于0.01m/S2。如果擬凈化的土壤重50噸并以80Gal振動，則需要500 X 1000 X 80 X 0.01=400000kgm/s2=400000N=400kN ^ 40000kgf的振動力(振激力)。在一些實施方式中，這可以通過所述振動樁錘實施，振動樁錘具有473kN的振動力，因此能夠?qū)?00噸的土壤施加充分的振動。在一些實施方式中，由于沙的密度約為2.0g/cm3,因此500噸沙的體積為500X 1000X 1000/2.0=2.5X108cm3=250m3o當(dāng)套筒具有5.7m的半徑和約IOm的長度時，可以凈化的土壤的體積約為250m3。該可處理體積足以進(jìn)行一次處理。液化產(chǎn)生的水流跟隨裝置達(dá)到地面。在出口處安裝抽吸泵，以將含有污染物的清洗液抽上來。由于清洗液在注入時沿螺旋形通道的下表面流動，并且因液化產(chǎn)生的內(nèi)部水壓的作用而沿螺旋形通道的上表面排放，因此可以用新鮮清洗液逐漸置換含有污染物的清洗液。
`[0081]在一些實施方式中，通過沿插入方向的反方向旋轉(zhuǎn)工具，利用用于插入的鉆機(jī)(例如，履帶鉆)，可以容易地將工具從土壤中取出。在一些實施方式中，當(dāng)因工具內(nèi)的沙子結(jié)塊而難以取出時，通過利用凈化用激振機(jī)來振動所述工具可以助于將其取出。在一些實施方式中，在將工具埋入的同時適當(dāng)?shù)卣駝庸ぞ咭材軌虼龠M(jìn)埋入過程。
[0082]實施例
[0083]實施例1
[0084]土壤的凈化
[0085]本實施例概述凈化土壤的一些實施方式。提供圖1所述的實施方式的裝置，并使用履帶鉆將裝置的套筒的第一端部旋轉(zhuǎn)插入土壤中。閥在裝置的插入過程中是打開的。將套筒插沒于土壤中，直至套筒的第二端部與土壤幾乎水平。然后關(guān)閉閥，由此將一定量的土壤限定在通道中。將清洗液注入套筒中以螯合金屬。然后在40Gal的加速下以IHz的頻率擾動套筒，以幫助從土壤顆粒中除去污染物。然后在80Gal的加速下以2Hz的頻率擾動套筒，以誘發(fā)液化并使清洗液與存在于收集的土壤中的金屬污染物的至少一部分一起升至高于土壤表面的套筒頂部。然后清洗液與其中所含的任何污染物一起通過第二開口被收集。至少20%的注入通道中的清洗液被收集，由此提高了處理過程中回收的清洗液的量，進(jìn)而提高了清洗工序的效率，因為回收的清洗液的量的增加將引起回收的污染物的量的增加。
[0086]實施例2
[0087]泥土的凈化
[0088]本實施例概述減少泄漏至大的泥土區(qū)域中的清洗液的量的方法。裝置包括套筒，所述套筒包括在套筒的第一端部的第一開口和在套筒的第二端部的第二開口。套筒包括閥，所述閥被構(gòu)造為可打開和關(guān)閉第一開口。閥在裝置的插入過程中是打開的。將套筒插入土壤中。然后關(guān)閉閥，將一定量的泥土收集在套筒中。然后將清洗材料(固體、液體、氣體或等離子體)向套筒中的材料添加。然后在40Gal的加速下以0.5Hz的頻率擾動套筒，以幫助從泥土中分離污染物。然后將套筒靜置，以使泥土沉積，并使清洗液與存在于所收集的泥土中的污染物的至少一部分一起升至套筒頂部。然后利用空氣真空泵使清洗液與其中所含的任何污染物一起通過第二開口被收集。添加至套筒中的清潔材料的至少20%被收集。然后從泥土中去除套筒。
[0089]實施例3
[0090]沙的清潔
[0091]本實施例概述凈化沙的一些實施方式。將限定內(nèi)部空間的套筒插入沙中。套筒具有在下端部的閥，所述閥在插入過程中是打開的，而一旦插入完成則關(guān)閉，將一定量的沙提供在套筒中，使其與周圍大量沙相對隔離。將處理油的清洗液倒入所容納的沙中。然后在30Gal的加速下以IHz的頻率擾動套筒，以幫助從土壤顆粒中除去污染物。然后在90Gal的加速下以2Hz的頻率擾動套筒，以誘發(fā)液化并使清洗液與存在于收集的沙中的油污染物的至少一部分一起升至高于沙表面的套筒頂部。然后清洗液與其中所含的任何油污染物一起通過第二開口被收集。注入通道中的清洗液的至少25%被收集，由此提高了處理過程中回收的清洗液的量。
[0092]實施例4
[0093]收集油的方法
[0094]本實施例概述從頁巖中收集油的一些實施方式。將限定內(nèi)部空間的套筒插入富含油的頁巖中。套筒具有在下端部的閥，所述閥在插入過程中是打開的，而一旦插入完成則關(guān)閉，將一定量的頁巖提供在套筒中，使其與周圍大量頁巖相對隔離。在振動套筒中的頁巖的同時將水倒入套筒中，以進(jìn)一步粉碎和/或破碎頁巖。然后在90Gal的加速下以2Hz的頻率擾動套筒，以誘發(fā)液化并使水和頁巖中的任何油升至高于土壤表面的套筒頂部。然后收集在套筒頂部的水的頂部的油。
[0095]實施例5
[0096]清潔材料的再循環(huán)
[0097]本實施例概述再循環(huán)清潔材料的一些實施方式。將具有外部套筒和內(nèi)部螺旋通道的裝置旋轉(zhuǎn)插入土壤中。閥在裝置的插入過程中是打開的。然后關(guān)閉閥，由此將一定量的土壤限定在通道中。將可再循環(huán)的清潔材料添加至套筒中的所述量的土壤中。然后在40Gal的加速下以IHz的頻率擾動套筒，以幫助從土壤顆粒中除去污染物。然后在80Gal的加速下以2Hz的頻率擾動套筒，以誘發(fā)液化并使可再循環(huán)的清洗液與存在于收集的土壤中的污染物的至少一部分一起升至套筒頂部。然后可再循環(huán)的清潔材料與包含于其中的至少部分污染物一起被收集。然后處理可再循環(huán)的清潔材料以除去或降低其中污染物的量。可以取出裝置，并插入第二土壤區(qū)域中。然后將可再循環(huán)的清潔材料應(yīng)用于該第二土壤區(qū)域。該方法使得能將至少15%的可再循環(huán)清潔材料被再循環(huán)至少一次。
[0098]實施例6
[0099]隔離的生物處理
[0100]本實施例概述對土壤進(jìn)行生物處理的一些實施方式。提供圖1所述的實施方式的裝置，并使用履帶鉆將裝置的套筒的第一端部旋轉(zhuǎn)插入土壤中。閥在裝置的插入過程中是打開的。將套筒插沒于土壤中，直至套筒的第二端部與土壤幾乎水平。然后關(guān)閉閥，由此將一定量的土壤限定在通道中。然后對密封量的土壤添加細(xì)胞懸浮液。然后在40Gal的加速下以IHz的頻率擾動套筒，以幫助從土壤顆粒中除去污染物和將土壤與細(xì)胞培養(yǎng)物混合。如果需要，可以向混合物中泵入氣體以對混合物充氣。然后在80Gal的加速下以2Hz的頻率擾動套筒，以誘發(fā)液化并使至少部分細(xì)胞培養(yǎng)物升至高于土壤表面的套筒頂部。然后可以收集頂部溶液。注入通道中的細(xì)胞培養(yǎng)物的至少25%被收集，由此降低了所添加的細(xì)胞對于周圍土壤中任何細(xì)胞型生命的影響。作為另外一種選擇，可以用酶混合物、病毒混合物或其他生物產(chǎn)品替換所述細(xì)胞培養(yǎng)物。
[0101]實施例6
[0102]材料在部分土壤中的注入
[0103]本實施例概述將材料添加至一定量土壤中的一些實施方式。將套筒插入土壤中。套筒具有在其下端部的閥，所述閥在裝置的插入過程中是打開的。一旦套筒達(dá)到所期望的深度，所述閥即關(guān)閉，由此將一定量土壤限定在套筒中。將擬與特定量的土壤均勻混合的成分添加至密封量的土壤中。然后在40Gal的加速下以IHz的頻率擾動套筒，以幫助混合所述成分與特定量的土壤。然后取出套筒，由此使成分得以添加并與特定量土壤混合。作為另外一種選擇，在取出套筒之前，可以向套筒添加第二成分。第二成分可以例如與第一成分反應(yīng)或中和第一成分，從而使成分的添加和/或反應(yīng)在處于其大環(huán)境中的土壤中進(jìn)行。
[0104]本公開內(nèi)容不限于本申請中所述的特定實施方式，所述特定實施方式意在說明各個方面。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以進(jìn)行許多修改和變化而不脫離其精神和范圍。除本文所列舉的內(nèi)容之外，由以上描述，在本公開內(nèi)容范圍內(nèi)的功能等同的方法和設(shè)備對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。所述修改和變化將落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本公開內(nèi)容僅受所附權(quán)利要求的各項以及這些權(quán)利要求所賦予權(quán)利的等同物的全部范圍的限制?？梢岳斫獾氖?，本公開內(nèi)容不限于當(dāng)然可以變化的特定方法、試劑、化合物、組合物或生物系統(tǒng)。還應(yīng)理解，本文所使用的術(shù)語僅出于描述【具體實施方式】的目的，而不意在作出限制。
[0105]關(guān)于本文中基本上任何復(fù)數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語的使用，在適合上下文和/或應(yīng)用的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)化為單數(shù)和/或?qū)螖?shù)轉(zhuǎn)化為復(fù)數(shù)。為清楚起見，本文中可能明確地闡述了各種單數(shù)/復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0106]本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，一般而言，本文中、特別是所附權(quán)利要求(例如，所附權(quán)利要求的主體)中所使用的術(shù)語通常意在作為“開放式”術(shù)語(例如，術(shù)語“包括(including) ”應(yīng)理解為“包括但不限于”，術(shù)語“具有”應(yīng)理解為“至少具有”，術(shù)語“包括(includes) ”應(yīng)理解為“包括但不限于”，等等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步理解，如果意圖是特定數(shù)量的引入的權(quán)利要求敘述，則這樣的意圖將在權(quán)利要求中進(jìn)行明確地陳述，在沒有這樣的敘述的情況下，則沒有這樣的意圖。例如，為幫助理解，以下所附的權(quán)利要求可能包含對介紹性短語“至少一個”和“一個或多個”的使用，以介紹權(quán)利要求敘述。然而，這種短語的使用不應(yīng)解釋為暗指:由不定冠詞“一(a或an) ”介紹的權(quán)利要求敘述會使包含這種所介紹的權(quán)利要求敘述的任何特定權(quán)利要求限于包含僅一個這種敘述的實施方式，即使當(dāng)同一權(quán)利要求包括介紹性短語“一個或多個”或“至少一個”和如“一(a或an) ”等不定冠詞時亦如此(例如“一(a和/或an)”應(yīng)解釋為“至少一個”或“一個或多個”的意思)；這同樣適用于對介紹權(quán)利要求敘述的不定冠詞的使用。另外，即使在所介紹的權(quán)利要求敘述中明確地陳述了確定的數(shù)量，本領(lǐng)域技術(shù)人員也將認(rèn)識到這種敘述應(yīng)解釋為至少為所陳述的數(shù)量的意思(例如，沒有其他修飾語的“兩個敘述”這種單純的敘述是至少兩個敘述或者兩個以上敘述的意思)。此外，在其中采用類似于“A、B和C等中的至少一個”的慣用說法的那些情形中，通常這類修辭意指本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解該慣用說法(例如，具有“A、B和C中至少一個的系統(tǒng)”會包括但不限于只具有A的系統(tǒng)、只具有B的系統(tǒng)、只具有C的系統(tǒng)、同時具有A和B的系統(tǒng)、同時具有A和C的系統(tǒng)、同時具有B和C的系統(tǒng)和/或同時具有A、B和C的系統(tǒng)等)。在其中采用類似于“A、B或C等中的至少一個”的慣用說法的那些情形中，通常這類修辭意指本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解該慣用說法(例如，“具有A、B或C中的至少一個的系統(tǒng)”包括但不限于只具有A的系統(tǒng)、只具有B的系統(tǒng)、只具有C的系統(tǒng)、同時具有A和B的系統(tǒng)、同時具有A和C的系統(tǒng)、同時具有B和C的系統(tǒng)和/或同時具有A、B和C的系統(tǒng)等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解，實際上，帶出兩個以上可選擇的術(shù)語的任何轉(zhuǎn)折連詞和/或短語，無論是在說明書、權(quán)利要求書還是附圖中，都應(yīng)被理解為設(shè)想了包括這些術(shù)語之一、這些術(shù)語中的任一個或者全部這些術(shù)語的可能。例如，短語“A或B”將被理解為包括“A”或“B”或者“A和B”的可能。
[0107]另外，當(dāng)公開內(nèi)容的特征或方面以馬庫什群組描述時，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，公開內(nèi)容由此也以馬庫什群組的任何單獨成員或成員子組來描述。
[0108]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所將理解的，對于任何和所有目的，如就提供書面說明書等而言，本文件所公開的所有范圍都包括任何和所有可能的子范圍及其子范圍的組合。任何所列范圍均可以容易地被認(rèn)作充分描述了并可使同一范圍分解為至少兩等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作為非限制性實例，本文件所討論的各范圍可以容易地分解為下三分之一、中三分之一和上三分之一,等等。如本領(lǐng)域技術(shù)人員也將理解的,如“至多”、“至少”等所有語言包括所陳述的數(shù)字并指之后可分解為如上所述的子范圍的范圍。最后，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，范圍包括各單獨的組成部分。因此，例如，具有I?3個單元的組是指具有1、2或3個單元的組。類似地，具有I?5個單元的組是指具有1、2、3、4或5個單元的組，等等。
[0109]由上可知，本
【發(fā)明內(nèi)容】
的各種實施方式已出于說明的目的而在本文中描述，可以進(jìn)行各種修改而不脫離本
【發(fā)明內(nèi)容】
的范圍和主旨。因此，本文所公開的各種實施方式并不意在起限制作用，真實范圍和主旨如以下權(quán)利要求所指出。
【權(quán)利要求】
1.一種用于擾動材料的裝置，所述裝置包括: 套筒，所述套筒限定了通道，其中所述套筒包括在所述套筒的第一端部的開口 ；和 閥，所述閥被安置并構(gòu)造來關(guān)閉所述開口， 其中所述套筒被構(gòu)造來使所述套筒能被旋轉(zhuǎn)插入材料中，其中所述閥被構(gòu)造來允許在所述套筒處于材料中時關(guān)閉所述通道，并且其中所述套筒被構(gòu)造來在所述套筒處于所述材料中時受到擾動。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述通道為螺旋形。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括棒，其中所述通道沿所述棒的長度纏繞。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括在所述套筒的第二端部的開口。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中在所述套筒的所述第二端部的開口與貯液器流體連通。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，所述裝置還包括在所述貯液器中的清洗液。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述閥被構(gòu)造來對所述開口提供液密性密封。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述閥包括蝶閥。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述套筒的所述第一端部被構(gòu)造來用于插入擬擾動的材料中。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述套筒的所述第一端部包含結(jié)構(gòu)上具有足以使所述套筒的所述第一端部鉆入土壤中的剛性的材料。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括電動機(jī)，所述電動機(jī)被構(gòu)造來將所述套筒旋入擬擾動的材料中。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括在所述通道的至少一部分內(nèi)的清洗液。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括土壤，其中所述土壤處于所述通道內(nèi)。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括泵，所述泵被構(gòu)造來將清洗液泵入所述通道中。
15.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括電動機(jī)，所述電動機(jī)被構(gòu)造來擾動所述通道。
16.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括泵，所述泵被構(gòu)造來從所述通道中收集清洗液。
17.—種用于擾動材料的方法,所述方法包括: 將限定了螺旋形通道的套筒的第一端部插入擬擾動的塊體材料中，所述套筒包括: 在所述螺旋形通道的第一端部的開口 ；和 閥，所述閥被構(gòu)造來打開和關(guān)閉在所述螺旋形通道的所述第一端部的開口， 其中所述閥在插入過程中是打開的，以使收集量的所述塊體材料進(jìn)入所述螺 旋形通道中； 關(guān)閉所述閥； 將清洗液添加至所述螺旋形通道中；和 擾動所述套筒。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述擾動包括沿基本平行于所述螺旋形通道長度的方向移動所述套筒。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中添加清洗液的步驟將清洗液提供至所述收集量的塊體材料。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中添加至所述螺旋形通道中的所述清洗液的少于80%離開所述螺旋形通道而泄漏至所述塊體材料中。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中添加至所述螺旋形通道中的所述清洗液的少于65%離開所述螺旋形通道而泄漏至所述塊體材料中。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，所述方法還包括除去存在于所述收集量的塊體材料中的至少部分所述清洗液和至少第一污染物。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，所述方法還包括從所述螺旋形通道中除去至少部分所述清洗液。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中從所述螺旋形通道中除去至少部分所述清洗液也除去存在于所述收集量的塊體材料中的至少部分第一污染物。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中從所述螺旋形通道中除去所添加的清洗液的至少10%。
26.如權(quán)利要求23所述的方法，其中從所述螺旋形通道中除去所添加的清洗液的至少20%。
27.如權(quán)利要求17所述的方法，其中插入步驟包括對所述套筒施加旋轉(zhuǎn)力。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述旋轉(zhuǎn)力起到將所述套筒旋入所述土壤中的作用。
29.如權(quán)利要求17所述的方法，其中插入步驟利用鉆機(jī)進(jìn)行。
30.如權(quán)利要求17所述的方法，其中擾動步驟包括: 以第一擾動水平沿基本平行于所述螺旋形通道長度的方向擾動所述螺旋形通道；和以第二擾動水平沿基本平行于所述螺旋形通道長度的方向擾動所述螺旋形通道，其中所述第二擾動水平大于所述第一擾動水平。
31.如權(quán)利要求17所述的方法，其中擾動步驟利用電動機(jī)進(jìn)行。
32.如權(quán)利要求17所述的方法，其中添加所述清洗液的步驟利用泵進(jìn)行。
33.如權(quán)利要求17所述的方法，所述方法還包括從所述塊體材料中取出所述套筒。
34.如權(quán)利要求17所述的方法，其中擾動引起污染物脫離所述收集量的塊體材料的顆粒。
35.如權(quán)利 要求17所述的方法，其中擾動引起所述收集量的塊體材料中的水壓增加。
36.一種土壤凈化用裝置，所述裝置包括: 套筒，所述套筒被構(gòu)造來通過鉆孔插入土壤中，其中所述套筒在密封時是充分液密性的，并且其中所述套筒被構(gòu)造來對容納于所述套筒中的土壤傳遞振動；和 閥，所述閥位于所述套筒的第一端部附近，其中所述閥被構(gòu)造來有效地密封所述套筒的內(nèi)部空間，使其與圍繞所述套筒的外部空間隔離。
【文檔編號】B09C1/02GK103826763SQ201180073692
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月13日
【發(fā)明者】楠浦崇央 申請人:英派爾科技開發(fā)有限公司