電修復(fù)的制作方法
【專利摘要】本文所提供的實(shí)施方式涉及電修復(fù)。在一些實(shí)施方式中，提供一種收集金屬的設(shè)備，其包括螺旋形電極。可以對(duì)所述設(shè)備施加電流，引起金屬及其離子固定于電極上。
【專利說明】電修復(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]土壤污染系因自然土壤環(huán)境中存在非自然產(chǎn)生的物質(zhì)而造成。污染可因任何數(shù)量的狀況造成，例如，地下儲(chǔ)油罐的泄露、殺蟲劑的使用、受污染地表水滲透至表面下地層、油和燃料排放、垃圾填埋場(chǎng)的水浸出或者工業(yè)廢物直接排放至土壤。被發(fā)現(xiàn)污染土壤的最常見物質(zhì)包括石油烴、溶劑、殺蟲劑、鉛和其他重金屬。土壤污染通過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(lái)健康風(fēng)險(xiǎn)。土壤污染也會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)用地具有有害作用。至少基于這些原因，土壤凈化很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一些實(shí)施方式中，提供一種收集金屬的設(shè)備。該設(shè)備可以至少包括第一螺旋形電極。該設(shè)備也可以包括第二電極。第一電極可以充當(dāng)正極同時(shí)第二電極可以充當(dāng)負(fù)極，或者第一電極可以充當(dāng)負(fù)極同時(shí)第二電極可以充當(dāng)正極。
[0004]在一些實(shí)施方式中，提供一種凈化土壤的方法。該方法包括將設(shè)備插入土壤。該設(shè)備包括第一螺旋形電極和第二電極，其中所述第二電極與第一電極電隔離。該方法還包括對(duì)該設(shè)備施加電流。
[0005]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(shí)施方式和特征之外，其他方面、實(shí)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】
[0006]圖1是描繪收集金屬的設(shè)備的一些實(shí)施方式的圖。
[0007]圖2是描繪凈化材料的方法的一些實(shí)施方式的流程圖。
[0008]圖3是描繪凈化土壤的方法的一些實(shí)施方式的流程圖。
[0009]圖4是描繪具有第一螺旋電極和第二螺旋電極的設(shè)備的一些實(shí)施方式的圖。
[0010]圖5是描繪具有第一螺旋電極和第二電極的設(shè)備的一些實(shí)施方式的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在以下【具體實(shí)施方式】中參考了構(gòu)成其一部分的附圖。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(shí)施方式】、附圖和權(quán)利要求中所描述的說明性實(shí)施方式并不意在起限制作用?？梢圆捎闷渌麑?shí)施方式，并可進(jìn)行其他改變，而不脫離本文所提出的主題的主旨或范圍。容易理解的是，可以以各種各樣的不同配置對(duì)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(jì)，所有這些在此都得到明確預(yù)期。
[0012]在一些實(shí)施方式中，提供一種收集金屬的設(shè)備。該設(shè)備可以包括第一螺旋形電極。在一些實(shí)施方式中，該設(shè)備還包括第二電極，所述第二電極與第一電極電隔離，以使第一電極可以充當(dāng)正極的同時(shí)第二電極可以充當(dāng)負(fù)極，或者以使第一電極可以充當(dāng)負(fù)極的同時(shí)第二電極可以充當(dāng)正極。在一些實(shí)施方式中，第二電極也可以是螺旋形。在一些實(shí)施方式中，第一和第二電極可以結(jié)合，以使其共同形成雙(或更高階)螺旋。在一些實(shí)施方式中，設(shè)備的一個(gè)端部被構(gòu)造為插入擬通過電修復(fù)(electro-remediation)處理的材料中。在一些實(shí)施方式中，可以對(duì)該設(shè)備施加電流。在一些實(shí)施方式中，電流可使材料中的金屬(其離子，或任何充分帶電的顆粒)被吸引至第一螺旋形電極和/或第二電極。在一些實(shí)施方式中，螺旋可以在沿螺旋長(zhǎng)度向下延伸時(shí)沿順時(shí)針方向盤繞。在一些實(shí)施方式中，螺旋可以在沿螺旋長(zhǎng)度向下延伸時(shí)沿逆時(shí)針方向盤繞。
[0013]圖1描繪的是從材料中收集金屬的設(shè)備100的實(shí)施方式。在一些實(shí)施方式中，該設(shè)備用于電修復(fù)法。在一些實(shí)施方式中，該設(shè)備包括第一螺旋形電極102和第二電極104。在一些實(shí)施方式中，第二電極104與第一電極102電隔離，以使第一電極102可以充當(dāng)正極同時(shí)第二電極104可以充當(dāng)負(fù)極，或者以使第一電極102可以充當(dāng)負(fù)極而同時(shí)第二電極104可以充當(dāng)正極。雖然第二電極104在圖1中被繪成第二螺旋電極，但其不需要在所有實(shí)施方式中都如此。例如，在一些實(shí)施方式中，第二電極與第一電極機(jī)械隔離(由此從圖1中除去第二電極)。在一些實(shí)施方式中，第二電極可以位于第一螺旋電極102的中央。
[0014]在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100包括超過一個(gè)第一電極102和第二電極104。例如設(shè)備100可以包括第三和第四電極?？紤]到電極的平衡，在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100包括偶數(shù)個(gè)電極是有利的。
[0015]如圖1所示，在一些實(shí)施方式中，第二電極104可以至少部分地是螺旋形的。螺旋形第一電極102和/或第二電極104可以有利地提高電極的強(qiáng)度，并使電極能容易且深深地插入擬處理的土壤或其他材料中。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104具有基本相似的形狀，包括基本相似的半徑、螺旋間距和長(zhǎng)度。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104不具有相似的形狀，并可包括不同的半徑、螺旋間距和長(zhǎng)度。在一些實(shí)施方式中，第一電極102的半徑、螺旋間距和長(zhǎng)度中的至少一個(gè)與第二電極104的相應(yīng)屬性基本相似。在一些實(shí)施方式中，第二電極104也可以是其他形狀。例如，在一些實(shí)施方式中，第二電極104可以是棒形或板形。
[0016]在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104中至少之一的半徑為約0.01米?5米，例如0.01米、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米或更長(zhǎng),包括高于或低于前述值中任一值的任意范圍和前述值中任意兩值之間限定的任意范圍。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104中至少之一的半徑沿電極長(zhǎng)度方向保持恒定。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104中至少之一的半徑沿電極長(zhǎng)度方向變化。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和/或第二電極104中至少之一的長(zhǎng)度為約0.1米?500米，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、10米、20米、30米、50米、100米、200米、300米、400米或500米，包括高于或低于前述值中任一值的任意范圍和前述值中任意兩值之間限定的任意范圍。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)希望進(jìn)行較深度的金屬去除時(shí)，可以將該設(shè)備連接于延伸桿，以便能夠到達(dá)較深的深度。雖然延伸桿不需要導(dǎo)電或者充當(dāng)電極，但在一些實(shí)施方式中，它可以導(dǎo)電，以簡(jiǎn)化向第一電極的電傳輸。在一些實(shí)施方式中，增加第一電極102和第二電極104的半徑和/或長(zhǎng)度可以有利地對(duì)大面積土壤或其他材料進(jìn)行凈化。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104中至少之一的螺旋間距為約0.01米?5 米，例如 0.01 米、0.05 米、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米或5米,包括高于或低于前述值中任一值的任意范圍和前述值中任意兩值之間限定的任意范圍。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104中至少之一的引線(lead)或每轉(zhuǎn)游程長(zhǎng)度(traveling length)為約0.02米?10米,例如
0.02 米、0.05 米、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米或10米,包括高于或低于前述值中任一值的任意范圍和前述值中任意兩值之間限定的任意范圍。在一些實(shí)施方式中，大引線可以有利地使得可迅速插入擬處理的土壤或其他材料中并從其去除。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104中至少之一的螺旋間距沿電極長(zhǎng)度方向保持基本恒定。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104中至少之一的螺旋間距沿電極長(zhǎng)度方向變化。在一些實(shí)施方式中，第一和/或第二電極的整體是螺旋形的。在一些實(shí)施方式中，第一和/或第二電極并非全部是螺旋的，例如第一和/或第二電極的99.99%,99.9%、99%、98%、97%、96%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、5%、4%、3%、2% 或 1% 可以是螺旋的。
[0017]在一些實(shí)施方式中，第一電極102的至少一部分纏繞第二電極104的一部分(例如，如圖1所不)。在一些實(shí)施方式中，基本上整個(gè)第一電極102纏繞第二電極104的一部分。在一些實(shí)施方式中，第一電極102纏繞螺旋形第二電極104的至少一部分。也可以為其他構(gòu)造。在一些實(shí)施方式中，第一電極可以緊密地纏繞第二電極的至少一部分，包括具有小的螺旋間距。在一些實(shí)施方式中，第一電極可以松散地纏繞第二電極，包括具有大螺旋間距。
[0018]在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100包括第一電極102和第二電極104沿設(shè)備100的長(zhǎng)度(例如，從圖1中設(shè)備的頂部至底部)的交替部分。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104的交替部分由“圍繞”第二電極纏繞或與第二電極104—起纏繞的第一電極102形成。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104的交替部分由相互纏繞的第一電極102和第二電極104形成。第一電極102和第二電極104的交替部分也可以為其他構(gòu)造。例如，在一些實(shí)施方式中，第二電極可以包括棒，所述棒包含交替的絕緣體和電極材料的表面，并且第一電極102可以圍繞第二電極104纏繞。
[0019]在一些實(shí)施方式中，螺旋形第一電極102和螺旋形第二電極104可以形成雙螺旋形狀。雙螺旋一般包括兩個(gè)通常全等的螺旋和基本同一的軸，不同之處在于沿軸的平移。在一些實(shí)施方式中，由第一電極102和第二電極104形成的雙螺旋形狀可以不必然包括兩個(gè)全等的螺旋。例如，第一電極102和第二電極104可以包括不同的長(zhǎng)度、半徑或螺旋間距。此外，由第一電極和第二電極104形成的雙螺旋形狀可以不必然包括同一的軸。但是，雙螺旋實(shí)施方式的大體形狀類似于雙螺旋的形狀。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104形成左手雙螺旋的形狀。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104形成右手雙螺旋的形狀。在一些實(shí)施方式中，設(shè)備包括超過一個(gè)第一電極102和第二電極104,例如，設(shè)備100可以包括具有三重以上螺旋的多重螺旋形狀(例如，3、4、5、6、7、8、9、10、50、100重或更多重螺旋)。
[0020]在一些實(shí)施方式中，第一電極102與電源110的正端子114電連通，并且第二電極與電源110的負(fù)端子116電連通。在一些實(shí)施方式中,第一電極與電源110的負(fù)端子116電連通，并且第二電極與電源110的正端子114電連通。在一些實(shí)施方式中，第一電極102充當(dāng)正極，并且第二電極104充當(dāng)負(fù)極。在一些實(shí)施方式中，第一電極102充當(dāng)負(fù)極，并且第二電極104充當(dāng)正極。
[0021]在一些實(shí)施方式中，設(shè)備的一個(gè)端部106被構(gòu)造為可使設(shè)備插入擬處理的土壤或其他材料中。在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100的端部106是錐形的，以便可插入土壤或其他材料中。在一些實(shí)施方式中，螺旋形第一電極102在設(shè)備100的端部116處的半徑比遠(yuǎn)離端部116的半徑小。在第二電極104包括螺旋形狀的實(shí)施方式中，第二電極104在設(shè)備100的端部116的半徑比遠(yuǎn)離端部116的半徑小。在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100的不包括第一電極102或第二電極104的部分是錐形的。例如，第一電極102和第二電極104可以纏繞獨(dú)立的支持結(jié)構(gòu)體112，支持結(jié)構(gòu)體112可以延伸經(jīng)過設(shè)備在端部116處的電極并包括錐形的形狀。設(shè)備的端部116也可以采用其他形狀。例如，設(shè)備100可以包括下述結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)在端部116的橫截面積比設(shè)備100其余部分的橫截面積小。例如，設(shè)備可以包括下述圓柱，所述圓柱在端部116的橫截面積比設(shè)備其余部分的橫截面積小。在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100的端部116被車螺紋以幫助設(shè)備100的插入。在一些實(shí)施方式中，螺旋由小至大逐漸改變其直徑。在一些實(shí)施方式中，這使得從側(cè)面查看時(shí)其為圓錐體形。這種實(shí)施方式可以先以小端或先以大端插入土壤。
[0022]在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100的端部116可以包括許多材料中的至少一種。在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100的端部116包括鐵、鑄鐵、碳鋼或其他材料，其適合鉆穿所需材料。如高速鋼、鈦、炭纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)、玻璃纖維增強(qiáng)聚合物(GFRP)和可導(dǎo)電承受力并可選為環(huán)境友好的任何材料等材料也是可以的。具有高拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的材料能夠承受在設(shè)備100插入土壤或其他材料過程中施加于設(shè)備100的機(jī)械壓力。
[0023]在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100還包括配置用以為能夠旋轉(zhuǎn)螺旋形電極以將螺旋形電極插入土壤或其他材料中和從中取出的電動(dòng)機(jī)。旋轉(zhuǎn)螺旋形電極可以引起電極插入擬處理的材料中。沿與插入過程中所采用的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)螺旋形電極，可使電極從擬處理的材料或已處理的材料中取出。在一些實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)包括鉆機(jī)，如履帶式鉆機(jī)。也可以考慮如氣動(dòng)鉆機(jī)等其他鉆機(jī)?？梢钥紤]以下方面來(lái)選擇用于插入設(shè)備100的電動(dòng)機(jī):土壤或材料污染、需要凈化的土壤或材料的深度和面積，和土壤或材料性質(zhì)。在一些實(shí)施方式中，將自推進(jìn)鉆探機(jī)用于插入。在一些實(shí)施方式中，可將具有陣列鉆機(jī)的機(jī)器用于插入。在一些實(shí)施方式中，可以使用螺旋鉆或地鉆來(lái)挖掘土壤。在一些實(shí)施方式中，如果土壤非常軟(如光滑的沙或泥)則也可以采用軸向振動(dòng)來(lái)代替旋轉(zhuǎn)力。在一些實(shí)施方式中，可以采用振動(dòng)錘。在一些實(shí)施方式中，該裝置可以因螺桿形狀的機(jī)械結(jié)構(gòu)而通過軸向力插入。軸向力包括設(shè)備和土壤的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，可以采用沉樁(pilling)機(jī)或壓機(jī)。
[0024]在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100還包括裝置110，裝置110用于控制跨越第一電極102與第二電極104的電壓。在一些實(shí)施方式中，裝置110包括電壓發(fā)生器。也可以是如電池或電源等其他裝置?？梢钥紤]以下方面來(lái)選擇所施加的電壓:第一電極102和第二電極104的形狀、第一電極102和第二電極104的材料以及第一電極102與第二電極104之間的距離。在一些實(shí)施方式中，電場(chǎng)強(qiáng)度可以通過裝置110來(lái)調(diào)節(jié)。在一些實(shí)施方式中，土壤或其他材料的處理速率可以與第一電極102與第二電極104之間的電場(chǎng)強(qiáng)度成正比地升高。在一些實(shí)施方式中，電場(chǎng)強(qiáng)度可以為至少約10V/m、至少約50V/m、至少約100V/m、至少約120V/m、至少約130V/m、至少約140V/m、至少約150V/m、至少約160V/m或至少約200V/m。也可以是其他電場(chǎng)強(qiáng)度。
[0025]在一些實(shí)施方式中，第一電極102包括帶狀物和/或線，并且第二電極104包括帶狀物和/或線。在一些實(shí)施方式中，第一電極102的至少一部分包括帶狀物，并且第二電極104的至少一部分包括帶狀物，如圖1中所示。在一些實(shí)施方式中，第一電極102的至少一部分包括帶狀物，并且第二電極104的至少一部分包括線。在一些實(shí)施方式中，第一電極102的至少一部分包括線，并且第二電極104的至少一部分包括帶狀物。在一些實(shí)施方式中，第一電極102的至少一部分包括線，并且第二電極104的至少一部分包括線。也可以是其他構(gòu)造。例如，第二電極104的至少一部分可以包括棒，并且第一電極102的至少一部分可以包括帶狀物，所述帶狀物纏繞棒包括第二電極104。
[0026]在第一電極102和第二電極104中至少之一包括帶狀物的實(shí)施方式中，帶狀物的寬度可以為約0.01米?5米。在第一電極102和第二電極104中至少之一包括帶狀物的實(shí)施方式中，帶狀物的厚度可以為約Imm?1，000mm。在第一電極102和第二電極104中至少之一包括線的實(shí)施方式中，線的直徑可以為約Imm?Im,例如，1mm、5mm、10mm、20mm、40mm、50mm、100mm、200mm、400mm、500_或1000mm,包括高于或低于前述值中任一值的任意范圍和前述值中任意兩值之間限定的任意范圍。
[0027]在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100還包括位于第一電極102的至少一部分與第二電極104之間的絕緣材料。在一些實(shí)施方式中，絕緣材料可以防止設(shè)備100短路。在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100包括在節(jié)點(diǎn)處的絕緣材料，所述節(jié)點(diǎn)處在將第一電極102與第二電極104接合的裝置的端部108處。在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100包括位于螺旋形第一電極102與螺旋形第二電極104之間的絕緣棒112。絕緣材料也可以采用其他構(gòu)造。例如，在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100包括在接合處的絕緣材料，在所述接合處第一電極102和第二電極104接觸設(shè)備100的其他組件。
[0028]絕緣材料可以包括許多種材料中的一種。在一些實(shí)施方式中，絕緣材料包括聚硅氧烷、聚硅氧烷樹脂、聚硅氧烷橡膠、陶瓷或橡膠。也可以是其他絕緣材料。例如，在一些實(shí)施方式中，絕緣材料包括聚合物，如聚醚酮、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、碳酸酯聚合物、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚砜、環(huán)氧樹脂、碳纖維增強(qiáng)聚合物、氟化聚合物或其任意組合。
[0029]在一些實(shí)施方式中，設(shè)備100還包括支持結(jié)構(gòu)體112，其中第一電極102連接于支持結(jié)構(gòu)體112，并且其中第二電極104連接于該支持結(jié)構(gòu)體。在一些實(shí)施方式中，支持結(jié)構(gòu)體112包括棒,并且第一電極102和第二電極104纏繞該棒,如圖1所不。在一些實(shí)施方式中，支持結(jié)構(gòu)體包括在設(shè)備100的端部106、108之一或全部的接合處，第一電極102和第二電極104由該結(jié)合處延伸。支持結(jié)構(gòu)體也可以采用其他構(gòu)造。例如，支持結(jié)構(gòu)體可以是棒，第二電極104接合于棒，并且第一電極102可以纏繞棒和第二電極104。
[0030]在一些實(shí)施方式中，第一電極102通過絕緣體連接于支持結(jié)構(gòu)體112。在一些實(shí)施方式中，第二電極104通過絕緣體連接于支持結(jié)構(gòu)體112。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104通過絕緣體連接于支持結(jié)構(gòu)體112。例如，將第一電極102和第二電極104連接于棒或支持結(jié)構(gòu)體112的接合處可以包括絕緣材料。關(guān)于另一實(shí)例，棒或支持體112自身可以包括絕緣材料。也可以是其他構(gòu)造。例如，在一些實(shí)施方式中，在設(shè)備100的一個(gè)端部將第一電極102和第二電極接合的支持結(jié)構(gòu)體112可以通過絕緣體連接于第一電極和第二電極之一。
[0031]如上所述，在一些實(shí)施方式中，支持結(jié)構(gòu)體112包括棒形。在一些實(shí)施方式中，棒112的至少一部分是實(shí)心的。在一些實(shí)施方式中，基本上整個(gè)棒112是實(shí)心的。在一些實(shí)施方式中，棒112的至少一部分是空心的。在一些實(shí)施方式中,基本上整個(gè)棒112是空心的。在棒112是空心的的某些實(shí)施方式中，棒112包括被構(gòu)造為可使溶液于其中通過的孔。在一些實(shí)施方式中，通過孔的溶液包括pH控制液，如酸或堿。也可以是如電解液等其他溶液。在一些實(shí)施方式中，孔可以被構(gòu)造為僅向第一電極102或僅向第二電極104供給溶液。僅向第一電極102或僅向第二電極104供給溶液可以有利地將電極102、104和支持結(jié)構(gòu)體112的PH調(diào)整為酸性，以促進(jìn)從土壤或其他材料中除去金屬。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104之一或全部是中空的，并且包括被構(gòu)造為可使如以上所述的溶液等溶液于其中通過的孔。
[0032]在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104中至少之一包含碳、銀、鉬(例如，網(wǎng)狀鉬)或鐵。在一些實(shí)施方式中，包括正極的電極包含碳(例如，碳納米管、富勒烯、金剛石等)或銀。在一些實(shí)施方式中，包括負(fù)極的電極包含鉬。也可以是如金等其他材料；但是，使用如銅或鋁等金屬可能不理想，它們會(huì)洗脫并造成擬處理的材料的進(jìn)一步污染。
[0033]在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104各自獨(dú)立制造。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104之一或全部通過將材料注入所期望形狀的模具中來(lái)制造。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。鑄造能夠有利地低成本大量制造具有復(fù)雜形狀的組件。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104之一或全部可以由如以上所述的電極材料(例如，鐵)等電極材料一體地形成。在一些實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104之一或全部的內(nèi)結(jié)構(gòu)體可以由如鐵、鑄鐵或碳鋼等材料最初形成。也可以是如高速鋼、鈦和本文所指出的其他材料等其他材料。包括高拉伸強(qiáng)度和/或屈服強(qiáng)度的材料能夠有利地承受設(shè)備100插入過程中所施加的機(jī)械壓力。然后可以將電極材料設(shè)置在所述內(nèi)結(jié)構(gòu)體的表面上。例如，電極材料可以是接合于內(nèi)結(jié)構(gòu)體表面的獨(dú)立結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中，電極材料作為糊劑涂敷于內(nèi)結(jié)構(gòu)體。有利的是，作為糊劑涂敷的電極材料可以在耗損之后再次涂敷，簡(jiǎn)化了設(shè)備100的維護(hù)。在設(shè)備100包括如棒112等支持結(jié)構(gòu)體的實(shí)施方式中，第一電極102和第二電極104可以接合于支持結(jié)構(gòu)體112(例如，利用扣件、螺栓、焊接件等)。如上所述，在緊固過程中，絕緣材料可以插入電極102、104之間，以減少設(shè)備100的短路。
[0034]圖2是描繪凈化材料的方法200的實(shí)施方式的流程圖。方法200可以包括將包括第一螺旋形電極和第二電極(不必是螺旋形，但與第一電極電隔離)的設(shè)備插入如土壤等材料202中。該方法可以還包括對(duì)該設(shè)備204施加電流。在一些實(shí)施方式中，這將使帶電顆?；谒┘拥碾娏饔刹牧现械牡谝晃恢靡葡蛐挛恢茫绶娇?05所示。在一些實(shí)施方式中，施加充足的電荷，以使帶電顆粒被吸引和/或附著于帶相反電荷的電極。
[0035]本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，對(duì)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(shí)現(xiàn)的功能可以以不同順序來(lái)完成。此外，所概述的步驟和操作僅提供作為實(shí)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(shí)施方式的主旨。
[0036]在一些實(shí)施方式中，插入設(shè)備100包括對(duì)設(shè)備100施加旋轉(zhuǎn)力。旋轉(zhuǎn)力可以起到將至少第一螺旋形電極旋入土壤或其他材料中的作用。旋轉(zhuǎn)力可以起到將整個(gè)設(shè)備100旋入土壤或其他材料中的作用。在一些實(shí)施方式中，插入設(shè)備100包括對(duì)設(shè)備100施加向下的力。在一些實(shí)施方式中，插入設(shè)備100的步驟手動(dòng)執(zhí)行。在一些實(shí)施方式中，插入設(shè)備100的步驟利用如履帶式鉆機(jī)等鉆機(jī)執(zhí)行。也可以考慮如氣動(dòng)鉆機(jī)等其他鉆機(jī)?？梢钥紤]以下方面來(lái)選擇用于插入設(shè)備100的電動(dòng)機(jī):土壤或材料污染程度、需要凈化的土壤或材料的深度和面積，和土壤或材料性質(zhì)。在一些實(shí)施方式中，將自推進(jìn)鉆探機(jī)用于插入。在一些實(shí)施方式中，可以采用本文所提供的其他裝置中的任一種(例如，振動(dòng)錘等)。
[0037]在一些實(shí)施方式中，方法200還包括從土壤或其他材料中取出第一螺旋形電極。在一些實(shí)施方式中，從土壤或其他材料中取出第一螺旋形電極致使設(shè)備被從土壤或其他材料中取出。在一些實(shí)施方式中，從土壤或其他材料中取出第一螺旋形電極包括施加旋轉(zhuǎn)力，所述旋轉(zhuǎn)力與用于將第一螺旋形電極插入土壤或其他材料中的力相反。在一些實(shí)施方式中，取出包括對(duì)設(shè)備施加向上的力。在一些實(shí)施方式中，手動(dòng)執(zhí)行取出。在一些實(shí)施方式中，利用如以上關(guān)于插入所述的鉆機(jī)等鉆機(jī)來(lái)進(jìn)行取出。在一些實(shí)施方式中，同樣的鉆機(jī)被用于將第一螺旋形電極插入土壤或其他材料中或從其中取出。在一些實(shí)施方式中，一個(gè)鉆機(jī)被用于插入第一螺旋形電極，并且另一個(gè)鉆機(jī)被用于從土壤或其他材料中取出第一螺旋形電極。
[0038]在一些實(shí)施方式中，施加電流包括使用第一電極作為負(fù)極，并且使用第二電極作為正極。在一些實(shí)施方式中，施加電流包括使用第一電極作為正極，并且使用第二電極作為負(fù)極。在一些實(shí)施方式中，對(duì)設(shè)備施加電流引起土壤或其他材料中的金屬離子被吸引至第一螺旋形電極102和/或第二電極104。在一些實(shí)施方式中，一旦設(shè)備被插入擬處理的土壤或其他材料中，則土壤或其他材料會(huì)進(jìn)入第一電極與第二電極之間的空間中。在施加電流之后，材料中的具有正電荷的金屬離子會(huì)移向設(shè)備的負(fù)極并被吸附。在一些實(shí)施方式中，被吸附的金屬離子可以通過接收來(lái)自第一電極或第二電極(例如，充當(dāng)負(fù)極的電極)的電子而減少。在一些實(shí)施方式中，金屬可以固定于第一電極或第二電極上，然后可以與電極一起取出。
`[0039]當(dāng)對(duì)包括固相(土壤或其他材料)和液相(土壤或其他材料中的水分)的系統(tǒng)施加電壓時(shí)，在固體和液體的邊緣會(huì)發(fā)生電荷分離，并且可以形成電雙層。例如，當(dāng)土壤或其他材料的?電位為負(fù)時(shí)，通過對(duì)水分施加直流(DC)電壓，其可微弱地帶正電，并且會(huì)出現(xiàn)電滲流。結(jié)果，土壤或其他材料中的金屬離子會(huì)聚集在負(fù)極和/或正極。在土壤或其他材料中的水分幾乎不移動(dòng)的尺度下，重金屬離子可以移動(dòng)通過土壤或其他材料，此為稱作電泳的現(xiàn)象。取決于材料、水分和電極之間的相對(duì)距離和電壓強(qiáng)度，會(huì)發(fā)生電滲透和/或電泳。由于材料顆粒尺寸上會(huì)有所不同，因此推定電滲透和電泳實(shí)際上會(huì)同時(shí)發(fā)生。
[0040]在一些實(shí)施方式中，方法200還包括除去固定于電極表面上的金屬。除去金屬可以通過以下方式進(jìn)行:通過在電解液中電解使離子再電離、用酸化學(xué)地除去離子，和/或通過機(jī)械研磨和/或噴丸物理地除去金屬。也可以用如將金屬與電極一起拋棄等其他除去方法。
[0041]在一些實(shí)施方式中，方法200還包括將土壤或其他材料預(yù)加工，以將其準(zhǔn)備用于除去金屬污染物。預(yù)加工可以包括噴水(例如，含電解質(zhì)的水)、施加振動(dòng)，和/或打碎土壤(例如，利用爆炸物)。預(yù)加工可以促進(jìn)金屬的除去。例如，在土壤或其他材料上噴水可以有利地促進(jìn)離子的遷移。也可以是如噴PH控制液等其他預(yù)加工步驟。
[0042]如上所述，在一些實(shí)施方式中，方法200還包括對(duì)土壤或其他材料噴包含只掃一種電解質(zhì)的溶液和/或PH控制液。在一些實(shí)施方式中，溶液被直接應(yīng)用于土壤或其他材料，如在預(yù)加工過程中。在一些實(shí)施方式中，溶液通過以下方式應(yīng)用:在將設(shè)備100插入土壤或其他材料中時(shí)使溶液流動(dòng)通過設(shè)備100。在此實(shí)施方式中，設(shè)備100可以包括被構(gòu)造為可使溶液于其中通過的孔。
[0043]圖3描繪的是凈化材料(例如，土壤)的方法300的另一實(shí)施方式。方法300將關(guān)于圖1中所描繪的設(shè)備100來(lái)描述。作為可選的工序，擬處理的土壤可以如上所述如方框301所示被預(yù)加工。在一些實(shí)施方式中，可以利用旋轉(zhuǎn)力將圖1的設(shè)備(包括第一螺旋形電極102和與第一電極102電隔離的第二電極104)插入土壤，如方框302中所示。方法300可以包括然后對(duì)設(shè)備施加電流，以在第一與第二電極之間產(chǎn)生電勢(shì)，如方框304中所示。在一些實(shí)施方式中，然后可以利用與第一旋轉(zhuǎn)力方向相反的第二旋轉(zhuǎn)力，從土壤中拔出設(shè)備(特別是，至少一個(gè)電極，或者兩個(gè)以上電極)，如方框305中所示。在一些實(shí)施方式中，然后可以可選地從取出的電極上除去任何金屬污染物，如方框306中所示。
[0044]在一些實(shí)施方式中，此處所述的方法中的任一種均可對(duì)于其中存在很少液體的土壤來(lái)執(zhí)行。在一些實(shí)施方式中，可以對(duì)擬處理的材料或土壤添加另外的液體。在一些實(shí)施方式中，土壤靠近水體或液體。
[0045]圖4描繪的是從材料中收集金屬的設(shè)備400的實(shí)施方式的一部分。在一些實(shí)施方式中，該設(shè)備包括第一螺旋形電極402和第二電極404。在一些實(shí)施方式中，第二電極404與第一電極402電隔離，以使第一電極402可以充當(dāng)正極，同時(shí)第二電極404可以充當(dāng)負(fù)極，或者以使第一電極402可以充當(dāng)負(fù)極，同時(shí)第二電極104可以充當(dāng)正極。第二電極404也可以是螺旋形的，如圖4中所示。
[0046]在一些實(shí)施方式中，布局可以不同。例如，圖5描繪的是其中第二電極504可以為棒形的設(shè)備500的實(shí)施方式。第一電極502和第二電極504可以沿著設(shè)備在一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)處機(jī)械接合，當(dāng)然它們也可以保持物理分離。在一些實(shí)施方式中，兩個(gè)電極仍將彼此電分離。在一些實(shí)施方式中，連接第一電極502和第二電極502的接合處可以包括絕緣材料。在一些實(shí)施方式中，第一電極502可以纏繞棒形第二電極504的至少一部分。在一些實(shí)施方式中，第二電極可以纏繞棒形第一電極的至少一部分。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)電極之一位于另一電極所創(chuàng)建的空間之內(nèi)時(shí)，兩個(gè)電極之間可以存在足以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電極之間充分電分離的距離。在一些實(shí)施方式中，棒形電極位于螺旋形的另一電極的螺旋的外部。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)一個(gè)電極沿另一電極的螺旋的長(zhǎng)度方向延伸時(shí)，該非螺旋形電極可以是直的、斜的、彎的或卷的。
[0047]目前，通過電處理從受污染土壤和地下水中除去金屬的常規(guī)方法包括以下步驟:將平板電極原位插入土壤或?qū)㈦姌O插入已轉(zhuǎn)移至盒中的土壤中，然后使土壤附著于電極，并通過電滲透或電泳除去重金屬。在一些實(shí)施方式中，此處所提供的方法或設(shè)備可允許在不原位使用平板電極或?qū)⑼寥擂D(zhuǎn)移至盒中和/或離開原位的情況下進(jìn)行修復(fù)。在一些實(shí)施方式中，電修復(fù)可以通過使用單一插入裝置實(shí)現(xiàn)。即，在一些實(shí)施方式中，電極各自不必是單獨(dú)結(jié)構(gòu)，而是兩個(gè)電極可以是同一結(jié)構(gòu)的一部分，從而將單一結(jié)構(gòu)插入材料中足以形成電勢(shì)差。此處所提供的實(shí)施方式中有一些可以實(shí)現(xiàn)容易的深度土壤凈化。例如，雖然一些土壤處理方法會(huì)處理覆蓋200m2的面積并達(dá)到50cm的深度的土壤(如美國(guó)專利5，433，829號(hào)所提供)，但是，在不考慮鉆探(例如，插入)能力的情況下，本設(shè)備可處理的深度和面積是不存在實(shí)際限制的。在一些實(shí)施方式中，可以在深度大于0.5m處處理土壤，并且/或者無(wú)需從其當(dāng)前環(huán)境中取走土壤，例如，深度為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、20米、30米、40米、50米、60米、70米、80米、90米、100米、200米、300米、400米、500米、1000米或更深，包括高于前述值中任一值的任意范圍和前述值中任意兩值之間的任意范圍。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)需要深度大于IOOm時(shí)，可以在插入裝置之前先對(duì)材料鉆孔。
[0048]在一些實(shí)施方式中，本文所提供的設(shè)備和/或方法可使電極容易且深深地插入土壤或其他材料中。在一些實(shí)施方式中，電極的單螺旋或雙螺旋結(jié)構(gòu)可以有助于插入，并可使電極深深地插入擬處理的材料中。在一些實(shí)施方式中，可以在保持電極之間的距離很小的同時(shí)深插入。以此方式，在大面積的材料中可以產(chǎn)生具有大電位梯度的電場(chǎng)，并且可以有效地進(jìn)行材料的電凈化。減小電極之間的距離也可以降低產(chǎn)生跨越電極的特定電壓所需的驅(qū)動(dòng)電壓。在一些實(shí)施方式中，這可引起較低的能耗。在一些實(shí)施方式中，這可以降低處理成本，使處理更環(huán)境友好并使處理更加安全。此外，在一些實(shí)施方式中，本文所提供的方法和設(shè)備不依賴于擬處理的土壤或材料的性質(zhì)。通過根據(jù)材料性質(zhì)選擇不同種類的具有不同硬度的電極，可以處理具有廣泛特性的土壤。
[0049]實(shí)施例
[0050]實(shí)施例1
[0051 ] 使用雙螺旋設(shè)備凈化沙
[0052]本實(shí)施例概述沙凈化的方法。設(shè)備包括包含銀的第一螺旋形電極和包含鉬的第二螺旋形電極。第一和第二電極的形狀是圓柱形的(如圖4所示)，并且以雙螺旋形態(tài)設(shè)置。第一和第二電極通過實(shí)心支持結(jié)構(gòu)體在一端接合。支持結(jié)構(gòu)體與電極之間的連接包括絕緣材料聚硅氧烷。設(shè)備約Im長(zhǎng)，并具有約0.3m的半徑。擬處理的沙通過對(duì)沙子施加振動(dòng)而預(yù)加工。使用鉆機(jī)對(duì)設(shè)備施加旋轉(zhuǎn)力以將其插入擬處理的沙中。插入之后，將第一電極與電源的正端子電連通，并將第二電極與電源的負(fù)端子電連通。一旦設(shè)備已插入沙中，利用電源對(duì)設(shè)備施加電流。對(duì)設(shè)備施加170V/m的電場(chǎng)強(qiáng)度2小時(shí)。電流的施加使沙中帶正電的金屬離子固定于第二電極。然后利用履帶式鉆機(jī)從沙中取出設(shè)備和固定于其上的金屬，由此凈化沙。
[0053]實(shí)施例2
[0054]使用雙螺旋設(shè)備的土壤凈化
[0055]使用凈化材料的設(shè)備來(lái)凈化一定量的土壤。設(shè)備包括包含金的第一螺旋形電極和包含鉬的第二螺旋形電極。第一和第二電極纏繞包含鑄鐵的棒形支持結(jié)構(gòu)體(大致如圖1所示)。第一和第二電極的內(nèi)結(jié)構(gòu)體也包含鑄鐵。第一和第二電極通過絕緣材料(碳纖維增強(qiáng)聚合物)接合于棒。棒包括被構(gòu)造為可使溶液于其中通過的孔。設(shè)備約30m長(zhǎng)并且直徑為約lm。設(shè)備的端部是錐形以便于插入土壤中。使用履帶式鉆機(jī)對(duì)設(shè)備施加旋轉(zhuǎn)力以將其插入擬處理的土壤中。一旦設(shè)備已插入土壤中，利用電源對(duì)設(shè)備施加電流。對(duì)設(shè)備施加150V/m的電場(chǎng)強(qiáng)度。電流的施加使土壤中的金屬離子固定于帶負(fù)電的電極。使電解液通過棒中的孔，以促進(jìn)對(duì)金屬的收集。然后利用履帶式鉆機(jī)從土壤中取出設(shè)備和固定于其上的金屬，凈化土壤。
[0056]本公開內(nèi)容不限于本申請(qǐng)中所述的特定實(shí)施方式，所述特定實(shí)施方式意在說明各個(gè)方面。對(duì)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主旨和范圍。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(duì)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(xiàng)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(yǔ)僅出于描述【具體實(shí)施方式】的目的，而不意在作出限制。
[0057]關(guān)于本文中基本上任何復(fù)數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語(yǔ)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。
[0058]本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)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(yǔ)通常意在作為“開放式”術(shù)語(yǔ)(例如，術(shù)語(yǔ)“包括(including) ”應(yīng)理解為“包括但不限于”，術(shù)語(yǔ)“具有”應(yīng)理解為“至少具有”，術(shù)語(yǔ)“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(duì)介紹性短語(yǔ)“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多個(gè)”的使用，以介紹權(quán)利要求敘述。然而，這種短語(yǔ)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(huì)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(gè)這種敘述的實(shí)施方式，即使當(dāng)同一權(quán)利要求包括介紹性短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”或“至少一個(gè)”和如“一(a或an) ”等不定冠詞時(shí)亦如此(例如“一(a和/或an)”應(yīng)解釋為“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”的意思)；這同樣適用于對(duì)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(shí)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(yǔ)的“兩個(gè)敘述”這種單純的敘述是至少兩個(gè)敘述或者兩個(gè)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(gè)”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(huì)理解該慣用說法(例如，具有“A、B和C中至少一個(gè)的系統(tǒng)”會(huì)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(shí)具有A和B的系統(tǒng)、同時(shí)具有A和C的系統(tǒng)、同時(shí)具有B和C的系統(tǒng)和/或同時(shí)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(gè)”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(huì)理解該慣用說法(例如，“具有A、B或C中的至少一個(gè)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(shí)具有A和B的系統(tǒng)、同時(shí)具有A和C的系統(tǒng)、同時(shí)具有B和C的系統(tǒng)和/或同時(shí)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(shí)際上，帶出兩個(gè)以上可選擇的術(shù)語(yǔ)的任何轉(zhuǎn)折連詞和/或短語(yǔ)，無(wú)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(yǔ)之一、這些術(shù)語(yǔ)中的任一個(gè)或者全部這些術(shù)語(yǔ)的可能。例如，短語(yǔ)“A或B”將被理解為包括“A”或“B”或者“A和B”的可能。
[0059]另外，當(dāng)公開內(nèi)容的特征或方面以馬庫(kù)什群組描述時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，公開內(nèi)容由此也以馬庫(kù)什群組的任何單獨(dú)成員或成員子組來(lái)描述。
[0060]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所將理解的，對(duì)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(shí)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(yǔ)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(dú)的組成部分。因此，例如，具有I?3個(gè)單元的組是指具有1、2或3個(gè)單元的組。類似地，具有I?5個(gè)單元的組是指具有1、2、3、4或5個(gè)單元的組，等等。
[0061]由上可知，本
【發(fā)明內(nèi)容】
的各種實(shí)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(shí)施方式并不意在起限制作用，真實(shí)范圍和主旨如以下權(quán)利要求所指出。
【權(quán)利要求】
1.一種收集金屬的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 第一螺旋形電極；和 第二電極，其中所述第二電極與所述第一電極電隔離，以使所述第一電極能充當(dāng)正極同時(shí)所述第二電極能充當(dāng)負(fù)極，或者使所述第一電極能充當(dāng)負(fù)極同時(shí)所述第二電極能充當(dāng)正極。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第二電極是螺旋形的。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述第一電極的至少一部分纏繞所述第二電極的一部分。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括所述第一電極和所述第二電極沿所述設(shè)備長(zhǎng)度方向的交替部分。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述第一螺旋形電極和所述第二螺旋形電極形成雙螺旋。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述雙螺旋為左手雙螺旋。
7.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述雙螺旋為右手雙螺旋。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一電極與電源的正端子電連通，并且所述第二電極與電源的負(fù)端子電連通。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備的端部被構(gòu)造為允許將所述設(shè)備插入土壤`中。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述端部具有錐形形狀。
11.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)被構(gòu)造為能夠旋轉(zhuǎn)所述第一螺旋形電極，以將所述第一螺旋形電極插入土壤中和從土壤中取出。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括控制跨越所述第一電極和所述第二電極的電壓的裝置。
13.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一電極包括帶狀物和/或線，并且所述第二電極包括帶狀物和/或線。
14.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括安置于所述第一電極的至少一部分與所述第二電極之間的絕緣材料。
15.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括支持結(jié)構(gòu)體，其中所述第一電極連接于所述支持結(jié)構(gòu)體，并且其中所述第二電極連接于所述支持結(jié)構(gòu)體。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述第一電極通過絕緣體連接于所述支持結(jié)構(gòu)體。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述第二電極通過絕緣體連接于所述支持結(jié)構(gòu)體。
18.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述絕緣體包括陶瓷、橡膠和聚合物中的至少一種。
19.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備,其中所述支持結(jié)構(gòu)體包括絕緣體。
20.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述支持結(jié)構(gòu)體具有棒形。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述棒是中空的。
22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述棒包括被構(gòu)造為允許溶液于其中通過的孔。
23.如權(quán)利要求21或22所述的設(shè)備，其中所述棒容有電解液和/或pH控制液。
24.一種凈化土壤的方法，所述方法包括: 將設(shè)備插入土壤中，所述設(shè)備包括: 第一螺旋形電極；和 第二電極，其中所述第二電極與所述第一電極電隔離；和 對(duì)所述設(shè)備施加電流。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述插入包括對(duì)所述設(shè)備施加旋轉(zhuǎn)力。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述旋轉(zhuǎn)力起到將至少所述第一螺旋形電極旋入所述土壤的作用。
27.如權(quán)利要求24所述的方法，所述方法還包括從所述土壤中取出所述第一螺旋形電極。
28.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述對(duì)所述設(shè)備施加電流的步驟引起所述土壤中的金屬離子被吸引至所述第一螺旋形電極和/或所述第二電極。
29.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述插入步驟利用鉆機(jī)來(lái)進(jìn)行。
30.如權(quán)利要求24所述的方法，所述方法還包括預(yù)加工所述土壤以將其準(zhǔn)備用于除去金屬污染物。
31.如權(quán)利要求24所述的方法，所述方法還包括對(duì)所述土壤施加包含至少電解質(zhì)的溶液和/或PH控制液。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述施加溶液的步驟通過在將所述設(shè)備插入所述土壤中時(shí)使所述溶液流動(dòng)通過所述設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。
33.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述施加電流包括使用所述第一電極作為負(fù)極，并且使用所述第二電極作為正極。
【文檔編號(hào)】H01M4/78GK103796768SQ201180073504
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月12日
【發(fā)明者】菅野茂夫, 楠浦崇央 申請(qǐng)人:英派爾科技開發(fā)有限公司