JP2022537699A - 水からの物質除去 - Google Patents
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Abstract
様々な実施形態が水から物質を除去するための電気化学セルおよびそれを使用する方法に関連する。水からリンを除去する方法は、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬してリンを含む塩を含有する処理水を生成することを含む。前記電気化学セルは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノード、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソードを含む。本方法は、前記処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成することを含む。
Description
本開示は、水からの物質除去に関連する。
リンは、農業用肥料、肥料、および下水および産業排水中の有機性廃棄物の一般的な成分である。それは植物の生命にとって必須元素であるが、水中に多く含まれている場合、植物および藻類の成長を引き起こし、生態系が処理できる速度よりも速い速度で水から酸素を枯渇させ、有毒な藻類の異常発生、在来の水生種の死、および生物多様性の喪失（富栄養化）を含む、深刻な生態学的影響を与えることがある。水からリンを除去するための様々な方法が利用可能であるが、既存の方法は、費用がかかり、不便であり、非効率的であり、規模適応性（ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ）に欠け、または環境に優しくないことがある。
本発明の様々な実施形態は、水からリンを除去する方法を提供する。本方法は、リンを含む塩を含有する処理水を生成するために、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬することを含む。電気化学セルは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノードと、アノードとは異なる組成を有するカソードとを含み、カソードは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含む。本方法はまた、処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成することを含む。
本発明の様々な実施形態は、水からリンを除去する方法を提供する。本方法は、約５～７のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬して、リンを含む塩を含有する処理水を生成する。リンを含む塩は、リンとアノードからのＡｌとを含むＡｌＰＯ４またはそれらの水和物を含むか、アノードからのＡｌを含む水酸化アルミニウムまたはそれらの水和物を含むか、またはそれらの組み合わせを含む。電気化学セルはＡｌを含むアノードを含み、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌである。電気化学セルはＣｕを含むカソードを含み、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。電気化学セルはまた、アノードおよびカソードを電気的に接続する導電性コネクタを含み、導電性コネクタは、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む。本方法はまた、処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成することを含む。
本発明の様々な実施形態は、水からリンを除去する方法を提供する。本方法は、約１０～約１１のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬して、リンを含む塩を含有する処理水を生成することを含む。リンを含む塩は、リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムカリウム、それらの水和物、またはそれらの組み合わせを含むか、リンおよびアノードからのＭｇを含むＮＨ４ＭｇＰＯ４またはその水和物を含むか、アノードからのＭｇを含むＭｇ（ＯＨ）２を含むか、またはそれらの組み合わせを含む。電気化学セルは、Ｍｇを含むアノードを含み、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇである。電気化学セルは、Ｃｕを含むカソードを含み、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。電気化学セルはまた、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタを含み、導電性コネクタは、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む。本方法はまた、処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成することを含む。
本発明の様々な実施形態は、本明細書に記載される方法の実施形態を実行するための電気化学セルを提供する。電気化学セルは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソードを含み、カソードは、多角形の外周を有する電気化学セルの平面状の枠と、枠と直接接触している金網またはワイヤスクリーンであり枠の外周の内側に含まれる多孔質材料とを含む。電気化学セルはまた、カソードとは異なる組成の複数のアノードであって、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノードと、アノードおよびカソードを電気的に接続する導電性コネクタであって、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む導電性コネクタとを含む。各アノードは、枠の一面上の平面状の枠の２つの対向する縁において平面状の枠に固定されたストリップであり、アノードのそれぞれは、平面状の枠の２つの縁のそれぞれにおいて少なくとも１つの導電性コネクタで平面状の枠に固定され、その結果、その面上のアノードのそれぞれはその面上で互いにおおよそ平行であり、平面状の枠の外周の内側に含まれる多孔質材料を横断し、平面状の枠の外周の内側に含まれる多孔質材料とアノードストリップとの間にギャップを形成する。アノードが少なくとも１つの導電性コネクタを介して平面状の枠に固定されている、平面状の枠の縁のそれぞれにおいて、各アノードは、カソード枠に直接接触する。複数のアノードは、それらが互いに物理的に接触しないように面を横切って間隔を置いて離れる。ギャップは、約１ｍｍ～約１１０ｍｍである。
本発明の様々な実施形態は、ストルバイトを生成する方法を提供する。本方法は、約１０～約１１のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬して、リンを含む塩を含有する処理水を生成することを含む。リンを含む塩は、ストルバイトを含み、ストルバイトは、リン、および、アノードからのＭｇを含む。電気化学セルは、Ｍｇを含むアノードを含み、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇである。電気化学セルは、Ｃｕを含むカソードを含み、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。本方法はまた、分離されたストルバイトを得るために、かつ、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成するために、処理水からリンを含む塩を分離することを含む。
本発明の様々な実施形態は、ＡｌＰＯ４、水酸化アルミニウム、またはそれらの組み合わせを生成する方法を提供する。本方法は、約５～約７のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬して、リンを含む塩を含有する処理水を生成することを含む。リンを含む塩は、リンおよびアノードからのＡｌを含むＡｌＰＯ４またはその水和物を含むか、アノードからのＡｌを含む水酸化アルミニウムまたはその水和物を含むか、またはそれらの組み合わせを含む。電気化学セルはＡｌを含むアノードを含み、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌである。電気化学セルは、Ｃｕを含むカソードを含み、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。本方法は、処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成することを含む。
本発明の様々な実施形態は、リン酸マグネシウム、Ｍｇ（ＯＨ）２、またはそれらの組み合わせを生成する方法を提供する。本方法は、約１０～約１１のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬して、リンを含む塩を含有する処理水を生成することを含む。塩は、リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムカリウム、それらの水和物、またはそれらの組み合わせを含むか、アノードからのＭｇを含むＭｇ（ＯＨ）２を含むか、またはそれらの組み合わせを含む。電気化学セルは、Ｍｇを含むアノードを含み、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇである。電気化学セルは、Ｃｕを含むカソードを含み、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。本方法はまた、処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成することを含む。
本発明の様々な実施形態は、水から１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを除去する方法を提供する。本方法は、１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを含む水の中に電気化学セルを浸漬して、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を含有する処理水を生成することを含む。電気化学セルは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノードを含む。電気化学セルは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソードを含む。本方法はまた、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を含む塩を分離して、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含有する水より低い濃度の１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを有する、分離された水を生成することを含む。
様々な実施形態において、本発明のリン除去の方法は、水からリンを除去する他の方法に対するある利点を有する。例えば、いくつかの実施形態において、本発明のリン除去の方法は、他の方法と比較して、より多い量のリンを除去し得、より低いリン濃度を達成し得、より高い効率またはより少ないコストでのリン除去を達成し得、より小さな接地面積を利用し得、またはそれらの組み合わせであり得る。
様々な実施形態において、本発明のリン除去の方法は、他の方法と比較して、入ってくる水の酸化が少なく実行され得るか、または入ってくる水の酸化がなく実行され得る。Ａｌを含むアノードを含む電気化学セルを含むいくつかの実施形態において、水酸化物イオンの生成によるそのアノードの近くのより高いｐＨは、アルミニウム塩（例えば、ＡｌＰＯ４、水酸化アルミニウム、またはそれらの組み合わせ）の沈殿を誘発または増進し得る。いくつかの実施形態において、水からリンを除去するために使用されるＰに対するＡｌの比率は、アルミニウム塩の添加を使用する方法など、他の方法で報告されたものよりも低い。
図面は、限定ではなく例として、本発明の様々な実施形態を一般的に示す。
ここで、開示された主題の或る実施形態を詳細に参照する。開示された主題は、列挙された特許請求の範囲と併せて説明されるが、例示された主題は、特許請求の範囲を開示された主題に限定することを意図しないことが理解されるであろう。
この文書全体を通して、範囲形式で表現された値は、範囲の制限として明示的に記載された数値だけでなく、各数値および各サブ範囲が明示的に記述されているかのように、その範囲内に含まれるすべての個々の数値またはサブ範囲をも含むように柔軟に解釈されるべきである。例えば、「約０．１％～約５％」または「約０．１％～５％」の範囲は、約０．１％～約５％だけではなく、その示された範囲内の個々の値（例えば、１％、２％、３％、および４％）およびサブ範囲（例えば、０．１％～０．５％、１．１％～２．２％、３．３％～４．４％）も含むと解釈されるべきである。「約Ｘ～Ｙ」という記述は、特に明記されなければ、「約Ｘ～約Ｙ」と同じ意味を有する。同様に、「約Ｘ、Ｙ、または約Ｚ」という記述は、特に明記されなければ、「約Ｘ、約Ｙ、または約Ｚ」と同じ意味を有する。
本文書において、用語「ａ」、「ａｎ」、または「ｔｈｅ」は、文脈でそうでないと明確に指示されなければ、１つまたは複数を含むように使用される。用語「または」は、特に明記されなければ、非排他的な「または」を指すように使用される。「ＡおよびＢの少なくとも１つ」または「ＡまたはＢの少なくとも１つ」という記述は、「Ａ、Ｂ、または、ＡおよびＢ」と同じ意味を有する。加えて、本書で使用され、そうでないと定義されていない表現または専門用語は、説明のみを目的としており、限定ではないことを理解されたい。セクション見出しの使用は、文書の解釈を補助することを目的としており、制限として解釈されず、セクション見出しに関連する情報は、その特定のセクションの内外で発生することがある。
本明細書に記載される方法において、行為は、時間的または操作上の順序が明示的に記載されている場合を除いて、本発明の原理から逸脱することなく、任意の順序で実行され得る。さらにまた、特定の行為は、明示的な特許請求の範囲の文言がそれらが別々に実行されることを明記しなければ、同時に実行され得る。例えば、Ｘを実行するというクレームされた行為、および、Ｙを実行するというクレームされた行為は、単一の操作内で同時に実行でき、結果として生じるプロセスは、クレームされたプロセスの文字通りの範囲に含まれ得る。
本明細書に使用されるとき、用語「約」は、例えば、記述された値または記述された範囲の制限の１０％以内、５％以内、または１％以内など、値または範囲のある程度の変動を考慮に入れることができ、正確な記述された値または範囲を含む。本明細書に使用されるとき、「実質的に」という用語は、少なくとも約５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、９９．９％、９９．９９％の大部分、またはほとんど、または少なくとも約９９．９９９％以上、または１００％を指す。本明細書に使用されるとき、用語「実質的に含まない」は、存在する物質の量が物質を含む組成物の物質特性に影響を及ぼさないように、まったくないか、またはわずかな量を有することを意味し得、約０ｗｔ％～約５ｗｔ％、または約０ｗｔ％～約１ｗｔ％、または約５ｗｔ％以下、または約４．５ｗｔ％、４、３．５、３、２．５、２、１．５、１、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０１以下、または約０．００１ｗｔ％以下、または約０ｗｔ％の組成物がその物質である。
様々な実施形態において、正に帯電した対イオンを有する塩は、任意の適切な正に帯電した対イオンを含み得る。例えば、対イオンは、アンモニウム（ＮＨ４
＋）、またはナトリウム（Ｎａ＋）、カリウム（Ｋ＋）、またはリチウム（Ｌｉ＋）などアルカリ金属であり得る。いくつかの実施形態において、対イオンは、＋１より大きい正電荷を有し得、いくつかの実施形態では、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋や、Ｃａ２＋またはＭｇ２＋などのアルカリ土類金属のような多価イオン化された基と複合することができる。
リン、マグネシウム、およびアルミニウムのすべての濃度は、そうでないと明示されなければ、これらの物質の元素の形態または非元素の形態（例えば、その物質を含む化合物またはイオンとして）の溶解濃度である。本明細書に与えられるすべての濃度は、特に明記されなければ、重量によるものである。
本明細書に使用されるとき、「総リン濃度」は、そうでないと明記されなければ、ＵＳ－ＥＰＡ ３６５．１：半自動測色法または同等のものによるリンの測定（Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｂｙ Ｓｅｍｉ－Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ ｏｒ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）によって測定されたすべての形態のリンの濃度を指す。
本明細書に使用されるとき、「溶存リン濃度」は、そうでないと明記されなければ、ＵＳ－ＥＰＡ ３６５．１：半自動測色法または同等のものによるリンの測定によって測定された０．４５ミクロン（μｍ）フィルタを通過できるすべての形態のリンの濃度を指す。
本明細書に使用されるとき、「反応性リン濃度」は、そうでないと明記されなければ、ＵＳ－ＥＰＡ ３６５．１：半自動測色法または同等のものによるリンの測定によって測定された溶液中の可溶性反応性リン（例えば、オルトリン酸塩）を指す。
水からリンを除去する方法。
様々な実施形態において、本発明は、水からリンを除去する方法を提供する。リンは、電気化学セル（例えば、１つ以上の電気化学セル）を使用してリンを含む塩の形態で除去され得る。本方法は、リン含有水中に電気化学セルを浸漬して、リンを含む塩を含有する処理水を生成することを含み得る。電気化学セルは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノードを含み得る。電気化学セルは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソードを含み得る。本方法はまた、処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より、低いリン濃度を有する分離された水を生成することを含み得る。いくつかの実施形態において、電気化学セルはまた、アノードおよびカソードを電気的に接続する導電性コネクタを含み得、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態において、アノードとカソードとは互いに直接接触し、電気化学セルは導電性コネクタを含まない。
様々な実施形態において、本発明は、水からリンを除去する方法を提供する。リンは、電気化学セル（例えば、１つ以上の電気化学セル）を使用してリンを含む塩の形態で除去され得る。本方法は、リン含有水中に電気化学セルを浸漬して、リンを含む塩を含有する処理水を生成することを含み得る。電気化学セルは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノードを含み得る。電気化学セルは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソードを含み得る。本方法はまた、処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より、低いリン濃度を有する分離された水を生成することを含み得る。いくつかの実施形態において、電気化学セルはまた、アノードおよびカソードを電気的に接続する導電性コネクタを含み得、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態において、アノードとカソードとは互いに直接接触し、電気化学セルは導電性コネクタを含まない。
電気化学セルは、ガルバニ電池であり得る。本方法は、電気化学セルのアノードとカソードとにわたって電位（例えば、電気化学セルの外部電源から印加された電位）を印加することを含まないことができる。いくつかの実施形態において、電気化学セルは、電解セルであり得る。本方法は、電気化学セルのアノードとカソードとにわたって電位を印加することを含み得る。印加された電位は、電気化学セルのガルバニック腐食電位（例えば、リン含有水中に浸漬したときに外部電位が印加されていない状態でアノードおよびカソードが到達する電位）よりも大きくすることができる。印加された電位は、電気化学セルのガルバニック腐食電位未満にすることができる。印加された電位は、電気化学セルのガルバニック腐食電位と等しくすることができる。
本方法は、リン含有水中に電気化学セルを浸漬することを含み得る。リン含有水中に電気化学セルを浸漬することは、約１％～約１００％、８０％～約１００％、または、約１％、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５、９６、９７、９８未満か、等しいか、またはより大きい、または約９９％以上など、電気化学セルの表面積の任意の適切な割合が水と接触するように、部分的な浸漬を含み得る。リン含有水の中に電気化学セルを浸漬することは、電気化学セルの表面積の約１００％が水と接触するように、完全な浸漬を含み得る。
リン含有水は、任意の適切な水源から取水し得る。例えば、リン含有水は、環境中の天然水源、飲料水（例えば、パイプ内で形成しないようにストルバイトを除去するためのもの）、工業廃水、工業用冷却水、またはそれらの組み合わせなどを含む水源から取水され得る。リン含有水は、池、湖、川、小川などの環境中の天然水源を含む、水源から取水された水であり得る。いくつかの実施形態において、本方法は、水源から取水すること、リンの除去後、水を水源に戻すこと、またはそれらの組み合わせを含み得る。
リン含有水中のリンは、任意の適切な形態であり得る。例えば、リンは、元素のリン、無機リン、有機リン、溶解形態のリン、固体形態のリン、酸化リン、またはそれらの組み合わせなどの形態であり得る。リン含有水は、約０．００１ｐｐｍ～約１０，０００ｐｐｍ、約０．０１ｐｐｍ～約２０ｐｐｍ、または約０．００１ｐｐｍ以下、または約０．００５ｐｐｍ、０．０１、０．０２、０．０４、０．０６、０．０８、０．１、０．１５、０．２、０．４、０．６、０．８、１、２、４、６、８、１０、１５、２０、４０、６０、８０、１００、１５０、２００、４００、６００、８００、１，０００、１，５００、２，０００、４，０００、６，０００、８，０００未満か、等しいか、またはより大きいか、または約１０，０００ｐｐｍ以上の総リン濃度、溶存リン濃度、反応性リン濃度、またはそれらの組み合わせを有し得る。
分離された水は、約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍ、約０．０００１ｐｐｍ～０．１ｐｐｍ、約０．０００１ｐｐｍ～０．０５ｐｐｍ、または約０ｐｐｍ、または、約０．０００１ｐｐｍ、０．０００２、０．０００４、０．０００６、０．０００８、０．００１０、０．００１２、０．００１４、０．００１６、０．００１８、０．００２０、０．００２２、０．００２４、０．００２６、０．００２８、０．００３０、０．００３２、０．００３４、０．００３６、０．００３８、０．００４０、０．００４５、０．００５０、０．００６０、０．００８０、０．０１、０．０２、０．０４、０．０６、０．０８、０．１、０．２、０．４、０．６、０．８未満か、等しいか、またはより大きいか、または約１．０ｐｐｍ以上の総リン濃度、溶存リン濃度、反応性リン濃度、またはそれらの組み合わせを有し得る。分離された水は、電気化学セルと最初に接触する、リン含有水の総リン濃度、溶存リン濃度、反応性リン濃度、またはそれらの組み合わせの、約０％～７０％、または約０％～約２０％、または約０％、または、約０．００１％、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．５、１、２、４、６、８、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５未満か、等しいか、またはより大きいか、または約７０％以上の総リン濃度、溶存リン濃度、反応性リン濃度、またはそれらの組み合わせをそれぞれ有し得る。
リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水は、任意の適切なｐＨを有し得る。ｐＨは、約２～約１４、約５～約１１、約５～約７、約１０～約１１、または、約２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、５．１、５．２、５．３、５．４、５．５、５．６、５．７、５．８、５．９、６、６．１、６．２、６．３、６．４、６．５、６．６、６．７、６．８、６．９、７、７．５、８、８．５、９、９．５、１０、１０．１、１０．２、１０．３、１０．４、１０．５、１０．６、１０．７、１０．８、１０．９、１１、１１．５、１２、１２．５、１３、１３．５未満か、等しいか、より大きいか、または約１４以上であり得る。
本方法は、リン含有水に酸、塩基、またはそれらの組み合わせを添加して、そのｐＨを調節または制御することを含み得る。いくつかの実施形態において、本方法は、リン含有水に酸、塩基、またはそれらの組み合わせを添加することを含まない。リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する前、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬した後、またはそれらの組み合わせで、酸、塩基、またはそれらの組み合わせは、リン含有水に添加し得る。
本方法は、電気化学セルを浸漬するリン含有水を再循環させて、リン含有水を電気化学セルと複数回接触させることを含み得る。水からリンを含む塩を除去するなど、再循環中に水を任意選択的にろ過することができる。
リン含有水中に電気化学セルを浸漬することは、リンを含む塩を含有する処理水を生成し得る。リン含有水と電気化学セルとの間の接触は、リンを含む塩の形成を引き起こし得る。処理水中のリンを含む塩の少なくともいくらかは、固形物を含み得る。リンを含む固形物の形成は、沈殿、凝集、またはそれらの組み合わせを含み得る。
処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より低いリン濃度の処理水を形成することは、任意の適切な方法で実行され得る。分離することは、傾瀉、沈降、ろ過、またはそれらの組み合わせを含み得る。分離することは、電気化学セルから処理水を分離することを含み得る（例えば、ろ過されたか、またはその他リンを含む塩が分離された、セルを浸漬する水を除去すること）。分離は、電気化学セルに戻る水の再循環中に起こり得る。水に浸漬され、かつ、接触中に水を連続的にろ過しているフィルタを介するなどして、電気化学セルを水と接触させている間に分離は実行され得る。システムからの出口ライン上のフィルタを介するなど、電気化学セルを浸漬する水から水が除去された後に起こり得る。ろ過は、ガラスフリット、布フィルタ、紙フィルタ、ディスクフィルタ、ロータリーフィルタ、ドラムフィルタ、スクリーン、ふるい、粒子状ろ過媒体、ろ過助剤、またはそれらの組み合わせを使用して実施し得る。分離された水は、同じまたは異なる電気化学セルとのさらなる接触、ろ過、１つ以上の他の非リン物質を除去するための処理、ｐＨ調節、またはそれらの組み合わせなどを介して、任意選択的にさらに処理され得る。
アノードは、リン含有水の処理中に消耗される犠牲アノードであり得る。リン含有水と電気化学セルとの接触時に形成されるリンを含む塩は、アノードからの物質を含み得る。本方法は、電気化学セルをリン含有水の中に浸漬する間にアノードからの物質を含む水酸化物塩を形成することを含み得る。処理水からリンを含む塩を分離することは、処理水からアノードからの物質を含む水酸化物塩を分離することをさらに含み得る。
リン含有水は、溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、溶存メタロイド、またはそれらの組み合わせをさらに含み得る。本方法は、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を生成することを含み得る。処理水からリンを含む塩を分離することは、処理水から遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を分離することを含み得る。遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドは、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｆ、Ｄｂ、Ｓｇ、Ｂｈ、Ｈｓ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏ、Ｃｎ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｔ、またはそれらの組み合わせであり得る。遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドは、Ｈｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｓ、またはそれらの組み合わせであり得る。本方法は、水から任意の適切な量の遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせを除去し得る。分離された水は、１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを含む水中の遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度の約０％～約７０％である、遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度を有し得るか、または、１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを含む水中の遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度の約０％～約２０％、または約０％、または約１％以下、または約２％、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２２、２４、２６、２８、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５未満か、等しいか、またはより大きいか、または約７０％以上である、遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度を有し得る。
本方法は、電気化学セルをリン含有水の中に浸漬する間、アノードにおいてＨ２およびＨＯ－を生成することを含み得る（例えば、水からアノードの表面で生成する）。本方法は、電気化学セルをリン含有水の中に浸漬する間、カソードにおいてＨ２およびＨＯ－を生成することを含み得る（例えば、水からカソードの表面で生成する）。本方法は、電気化学セルをリン含有水の中に浸漬する間、Ｈ２Ｏ２、ＨＯ２
－、またはそれらの組み合わせを生成することを含み得る（例えば、カソードの表面で生成する）。本方法は、電気化学セルをリン含有水の中に浸漬する間、水にせん断を付与することを含み得る。せん断は、アノード、カソード、またはそれらの組み合わせの表面から少なくともいくらかの泡（例えば、Ｈ２を含む）を取り除くのに十分であり得る。せん断は、アノードの表面での酸化物の形成を少なくとも部分的に防止または低減するのに十分であり得る。本方法は、リン含有水に浸漬された電気化学セルに、ラッピング（ｒａｐｐｉｎｇ）、ノッキング（ｋｎｏｃｋｉｎｇ）、攪拌、振動、超音波などの機械的な力を付与することを含み得る。機械的な力は、アノード、カソード、またはそれらの組み合わせの表面から、Ｈ２を含む少なくともいくらかの泡を取り除き、アノードの表面での酸化物の形成を少なくとも部分的に防止し、アノードの表面上のリンを含む塩の凝集を少なくとも部分的に防止し、またはそれらの組み合わせに十分であり得る。
リン含有水は、さらに窒素を含み得る。その水の中の窒素は、元素の窒素、無機窒素、有機窒素、溶解形態の窒素、固体形態の窒素、酸化窒素、またはそれらの組み合わせなどの任意の適切な形態であり得る。リン含有水中の窒素の総窒素濃度、溶存窒素濃度、またはそれらの組み合わせは、約０．００１ｐｐｍ～約２０ｐｐｍ、約１ｐｐｍ～約５ｐｐｍ、または約０．００１ｐｐｍ以下、または約０．００５ｐｐｍ、０．０１、０．０２、０．０４、０．０６、０．０８、０．１、０．１５、０．２、０．４、０．６、０．８、１、２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８未満か、等しいか、またはより大きいか、または約２０ｐｐｍ以上であり得る。分離された水は、約０ｐｐｍ～約２ｐｐｍ、約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍ、または約０ｐｐｍ、または０．００１ｐｐｍ、０．００１２、０．００１４、０．００１６、０．００１８、０．００２０、０．００２２、０．００２４、０．００２６、０．００２８、０．００３０、０．００３２、０．００３４、０．００３６、０．００３８、０．００４０、０．００４５、０．００５０、０．００６０、０．００８０、０．０１、０．０２、０．０４、０．０６、０．０８、０．１、０．２、０．４、０．６、０．８、１、１．１、１．２、１．４、１．６、１．８、または約２ｐｐｍ以上の総窒素濃度、溶存窒素濃度、またはそれらの組み合わせを有し得る。分離された水は、リン含有水の総窒素濃度、溶存窒素濃度、またはそれらの組み合わせの、約０％～約７０％、または約０％～約３０％、または約０％、または約０．００１％、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．５、１、２、４、６、８、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５未満か、等しいか、またはより大きいか、または約７０％以上の総窒素濃度、溶存窒素濃度、またはそれらの組み合わせをそれぞれ有し得る。
本方法は、カソードにおいて（例えば、カソードの表面において）は、ＮＨ３、ＮＨ４
＋、またはそれらの組み合わせを形成することをさらに含み得、ＮＨ３およびＮＨ４
＋は、リン含有水からの窒素を含む。本方法は、電気化学セルをリン含有水の中に浸漬する間、窒素を含む塩を形成することを含み得る。処理水からのリンを含む塩の分離は、処理水から窒素を含む塩を分離することを含み得る。窒素を含む塩は、ＮＨ４ＭｇＰＯ４またはそれらの水和物（例えば、ストルバイト）を含み得る。
電気化学セルのカソードは、ＣｕまたはＣｕ合金など、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含み得る。カソードは、主にＣｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、それらの合金、またはそれらの組み合わせである固体物質か、または主にＣｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、それらの合金、またはそれらの組み合わせでコーティングされた別の物質であり得る。カソードは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、それらの合金、またはそれらの組み合わせ以外の物質を実質的に含まないことがある。カソードは、約５０ｗｔ％～約１００ｗｔ％、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％、または、約５０ｗｔ％、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８２、８４、８６、８８、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．５、９９．９、９９．９９未満か、に等しいか、またはより大きいか、または約９９．９９９ｗｔ％以上のＣｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、それらの合金、またはそれらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態において、カソードはＣｕを含み、アノードはＭｇを含む。いくつかの実施形態において、カソードはＣｕを含み、アノードはＡｌを含む。
アノードは、おおよそ均質な組成の固体物質であり得るか、または別の物質上のコーティングであり得る。アノードは、カソードとは異なる組成を有する。アノードは、カソードとは異なる組成を有する。アノードは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含み得る。アノードは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの合金を含む合金を含み得る。Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、それらの合金、またはそれらの組み合わせは、アノードの約５０ｗｔ％～約１００ｗｔ％、または、約５０ｗｔ％、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、または約９９、９９．５、９９．９、９９．９９未満か、等しいか、またはより大きいか、または約９９．９９９ｗｔ％以上であり得る。アノードは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、それらの合金、またはそれらの組み合わせ以外の物質を実質的に含まないことができる。
アノードは、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、またはそれらの組み合わせをさらに含み得る。Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、またはそれらの組み合わせは、約０．０００１ｗｔ％～約２０ｗｔ％、約０．０００１ｗｔ％～約５ｗｔ％、または約０ｗｔ％、または約０．０００１ｗｔ％以下、または０．０００２、０．０００４、０．０００６、０．０００８、０．００１０、０．００１２、０．００１４、０．００１６、０．００１８、０．００２０、０．００２２、０．００２４、０．００２６、０．００２８、０．００３０、０．００３２、０．００３４、０．００３６、０．００３８、０．００４０、０．００４５、０．００５０、０．００６０、０．００８０、０．０１、０．０２、０．０４、０．０６、０．０８、０．１、０．２、０．４、０．６、０．８、１、１．５、２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、または約２０ｗｔ％以上である。
アノードは、ＭｇまたはＭｇ合金を含み得る。アノードは、Ｍｇまたはその合金以外の物質を実質的に含まないことができる。アノードは、約９０ｗｔ％のＭｇ、約９ｗｔ％のＡｌ、および約１ｗｔ％のＺｎであるマグネシウム合金ＡＺ９１であり得る。アノードは、約５０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇまたはＭｇ合金、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇまたはＭｇ合金、または、約５０ｗｔ％、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．５、９９．９、９９．９９未満か、に等しいか、またはより大きいか、または約９９．９９９ｗｔ％以上のＭｇまたはＭｇ合金であり得る。リンを含む塩は、リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムカリウム（例えば、「Ｋ－ストルバイト」）、それらの水和物、またはそれらの組み合わせを含み得、リン酸マグネシウムまたはリン酸マグネシウムカリウムは、アノードからのＭｇを含む。リン酸マグネシウムは、リン酸１マグネシウム（Ｍｇ（Ｈ２ＰＯ４）２）、リン酸２マグネシウム（ＭｇＨＰＯ４）、リン酸３マグネシウム（Ｍｇ３（ＰＯ４）２）、それらの水和物、またはそれらの組み合わせなど任意の適切な形態であり得る。処理水からのリンを含む塩の分離は、処理水からリン酸マグネシウムを分離することを含み得る。リン含有水は、窒素をさらに含み得、リンを含む塩は、ＮＨ４ＭｇＰＯ４またはそれらの水和物（例えば、ストルバイト）を含み、ＮＨ４ＭｇＰＯ４は、リンおよびアノードからのＭｇを含む。本方法は、電気化学セルをリン含有水の中に浸漬する間、アノードからのＭｇを含むＭｇ（ＯＨ）２を形成することを含み得る。処理水からのリンを含む塩の分離は、処理水からＭｇ（ＯＨ）２を分離することを含み得る。電気化学セルをリン含有水の中に浸漬する間、リン含有水は約９．５～約１１．５、または約１０～約１１、または、９．５、９．６、９．７、９．８、９．９、１０．０、１０．１、１０．２、１０．３、１０．４、１０．５、１０．６、１０．７、１０．８、１０．９、１１．０、１１．１、１１．２、１１．３、１１．４未満か、に等しいか、またはより大きいか、または約１１．５以上のｐＨを有し得る。本方法は、電気化学セルを浸漬するリン含有水が約９．５～約１１．５、または約１０～約１１、または、９．５、９．６、９．７、９．８、９．９、１０．０、１０．１、１０．２、１０．３、１０．４、１０．５、１０．６、１０．７、１０．８、１０．９、１１．０、１１．１、１１．２、１１．３、１１．４未満か、に等しいか、またはより大きいか、または約１１．５以上のｐＨに維持されるように、電気化学セルへのリンを含む真水の導入速度を調節することを含み得る。本方法は、リン含有水のｐＨが約９．５～約１１．５または約１０～約１１に達するまでリン含有水中に電気化学セルを浸漬すること、およびその後、電気化学セルを浸漬するリン含有水が約９．５～約１１．５または約１０～約１１のｐＨに維持されるように、電気化学セルへのリンを含む真水の導入速度を調整することを含み得る。
アノードは、Ａｌを含み得る。アノードは、Ａｌ以外の物質を実質的に含まないことができる。アノードは、約５０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌ、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％、または、約５０ｗｔ％、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８未満か、に等しいか、またはより大きいか、または約９９、９９．５、９９．９、９９．９９、または約９９．９９９ｗｔ％以上のＡｌであり得る。リンを含む塩は、ＡｌＰＯ４またはそれらの水和物を含み得る。処理水からリンを含む塩を分離することは、処理水からＡｌＰＯ４を分離することを含み得る。本方法は、電気化学セルをリン含有水の中に浸漬する間、水酸化アルミニウムまたはそれらの水和物（例えば、Ａｌ（ＯＨ）３またはポリ水酸化アルミニウム）を生成することを含み得、水酸化アルミニウムは、アノードからのＡｌを含む。処理水からリンを含む塩を分離することは、処理水から水酸化アルミニウムを分離することを含み得る。電気化学セルをリン含有水の中に浸漬する間、リン含有水は、約４～約８、約５～約７、または約４以下、または約４．２、４．４、４．６、４．８、５、５．１、５．２、５．３、５．４、５．５、５．６、５．７、５．８、５．９、６．０、６．１、６．２、６．３、６．４、６．５、６．６、６．７、６．８、６．９、７、７．２、７．４、７．６、７．８、または約８以上のｐＨを有する。本方法は、電気化学セルを浸漬する、リン含有水が約４～約８、約５～約７、または約４以下、または約４．２、４．４、４．６、４．８、５、５．１、５．２、５．３、５．４、５．５、５．６、５．７、５．８、５．９、６．０、６．１、６．２、６．３、６．４、６．５、６．６、６．７、６．８、６．９、７、７．２、７．４、７．６、７．８、または約８以上のｐＨに維持されるように、リン含有水への酸の導入速度を調整することを含み得る。リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する前、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬した後、またはそれらの組み合わせで、酸はリン含有水に添加され得る。酸は任意の適切な濃度の、任意の適切な酸であり得る。酸は、硫酸、酢酸、塩酸、またはそれらの組み合わせを含み得る。本方法は、処理水からのＡｌを含む塩を凝集させることを含み得る。
カソードは、アノードの仕事関数よりも大きな仕事関数を有し得る。例えば、Ｃｕは約４．５３～５．１０ｅＶの仕事関数を有し、Ｍｇは約３．６６ｅＶの仕事関数を有し、Ａｌは約４．０６～４．２６ｅＶの仕事関数を有する。導電性コネクタは、カソードの仕事関数とカソードの仕事関数との間の仕事関数を有し得る。
電気化学セルは、アノードおよびカソードを電気的に接続する導電性コネクタを含み得る。導電性コネクタはアノードまたはカソードとは異なる組成を有する。導電性コネクタは、均質な組成の固体物質であり得るか、または別の物質上のコーティングであり得る。導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含み得る。導電性コネクタは、Ｃｕを含み得る。導電性コネクタは、Ｚｎを含み得る。導電性コネクタは、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含み得る。導電性コネクタは、真鍮を含み得る。導電性コネクタは、真鍮を含み得、かつ、実質的に他の物質を含まない。導電性コネクタは、約５０ｗｔ％～約１００ｗｔ％、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％、または、約５０ｗｔ％、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、または約９９、９９．５、９９．９、９９．９９未満か、等しいか、またはより大きいか、または約９９．９９９ｗｔ％以上の真鍮であり得る。
リン含有水は、リン含有水中に電気化学セルを浸漬する間、約１００μＳ～約１，０００，０００μＳ、または約３００μＳ～約１００，０００μＳ、または約１００μＳ～約１，２００μＳ、または、約１００μＳ、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１，０００、１，１００、１，２００、１，５００、２，０００、４，０００、６，０００、１０，０００、１５，０００、２０，０００、５０，０００、１００，０００、１５０，０００、２００，０００、２５０，０００、５００，０００、７５０，０００未満か、等しいか、またはより大きいか、または約１，０００，０００μＳ以上など、任意の適切な導電率を有し得る。本方法は、リン含有水の導電率の調節を含まないことができる。いくつかの実施形態において、本方法は、リン含有水の導電率の調整を含み得、その導電率は、約１００μＳ～約１，０００，０００μＳ、または約３００μＳ～約１００，０００μＳ、または約１００μＳ～約１，２００μＳ、または、約１００μＳ、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１，０００、１，１００、１，２００、１，５００、２，０００、４，０００、６，０００、１０，０００、１５，０００、２０，０００、５０，０００、１００，０００、１５０，０００、２００，０００、２５０，０００、５００，０００、７５０，０００未満か、等しいか、またはより大きいか、または約１，０００，０００μＳ以上に維持される。リン含有水の導電率の調整は、電気化学セルへのリンを含む真水の導入速度の調整を含み得る。水の導電率の調整は、１つ以上の塩を水に添加することを含み得る。リン含有水中に電気化学セルを浸漬する前、リン含有水中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水中に電気化学セルを浸漬した後、またはそれらの組み合わせに、リン含有水に塩を添加し得る。リン含有水の導電率を調整するためにその水に添加された１つ以上の塩は、ハロゲン塩、ナトリウム塩、カリウム塩、またはそれらの組み合わせを含み得る。リン含有水の導電率を調整するために、その水に添加される１つ以上の塩は、塩化ナトリウムを含み得る。
電気化学セルは、リン含有水中に浸漬されると電流を生成することができる。電気セルによって生成される電流の量は、約０．００１ｍＡ／ｃｍ２～約１０ｍＡ／ｃｍ２、０．０１ｍＡ／ｃｍ２～約０．５ｍＡ ｍＡ／ｃｍ２、または、約０．００１ｍＡ／ｃｍ２、０．００５、０．０１、０．０１５、０．０２、０．０２５、０．０３、０．０３５、０．０４、０．０４５、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、１．２、１．５、２、２．５、３、４、５、６、７、８、９未満か、に等しいか、またはより大きいか、または約１０ｍＡ／ｃｍ２以上など、任意の適切な量の電流であり得る。
リン含有水中に電気化学セルを浸漬することは、リン含有水中のリンを酸化するために十分であり得る。本方法は、電気化学セルをリン含有水中に浸漬することによって発生する酸化以外に酸化剤または酸化処理でリン含有水を処理することを含まない場合がある。いくつかの実施形態において、本方法は、電気化学セルをリン含有水の中に浸漬する前、電気化学セルをリン含有水の中に浸漬する間、またはそれらの組み合わせでリン含有水中のリンを酸化することを含む。本方法は、電気化学セルをリン含有水の中に浸漬する前にリン含有水中のリンを酸化することを含み得る。リン含有水中のリンの酸化は、リンを酸化するために酸化剤および水を接触することを含み得る（例えば、リンを含有する有機物または固形物中のリンを酸化するために）。酸化剤の水溶液は、リン含有水に添加され得る。酸化剤の水溶液は、約０．００１ｐｐｍ～約９９９，９９９ｐｐｍ、約５０，０００ｐｐｍ～約１４０，０００ｐｐｍ、または、約０．００１ｐｐｍ、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．５、１、１．５、２、５、１０、１５、２０、５０、１００、１５０、２００、５００、１，０００、１，１００、１，２００、１，５００、２，０００、２，５００、５，０００、１０，０００、１５，０００、２０，０００、５０，０００、１００，０００、１５０，０００、２００，０００、５００，０００、７５０，０００未満か、等しいか、またはより大きいか、または約９９９，９９９ｐｐｍ以上の濃度を有する。酸化剤は、リンを酸化する任意の適切な酸化剤であり得る。酸化剤は、鉄酸塩、オゾン、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）、過マンガン酸カリウム、二クロム酸カリウム、塩素酸カリウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過塩素酸、過酢酸、一過硫酸カリウム、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、水酸化物、亜硫酸塩、それらの分解を介したフリーラジカル、またはそれらの組み合わせを含み得る。酸化剤がリン含有水中に溶存する実質的にすべてのリンを酸化された形態のリンに変換するように、十分な酸化剤を添加し得、かつ十分な処理条件を使用し得る。
酸化プロセスの副生成物は、電子を容易に受け入れ、その結果、ガルバニ電池の銅の表面で優先的に還元される負に帯電したイオン化化合物を含み得る。これらの化合物の多くは、規制限界が非常に低く、処理水の放出または再利用の前に、ガルバニックプロセスを使用して１つ以上のこれらの高度に規制された化合物の濃度を除去または低減できる。低減または除去することができる最も一般的な化合物の例は、クロラミン、塩素酸塩、過塩素酸塩、臭素酸塩、次亜塩素酸、漂白剤など、有機化合物、およびそれらの組み合わせであり得る。さらに、ガルバニックプロセスは、水中の酸素レベルを１ｐｐｍ未満の値に低減することができるため、その後の無酸素または嫌気プロセスに魅力的な状態を作り出すことができる。
本方法は、処理水のｐＨを調節するための任意のステップを実行することを含まないことができる。いくつかの実施形態において、本方法は、分離された水のｐＨを約６～８、または約７、または、約６、６．１、６．２、６．３、６．４、６．５、６．６、６．７、６．８、６．９、７、７．１、７．２、７．３、７．４、７．５、７．６、７．７、７．８、７．９未満か、に等しいか、またはより大きいか、または約８以上になるように調節することを含み得る。
本方法は、リン含有水を含むエンクロージャ内に１つ以上の電気化学セルを浸漬することを含み得る。本方法は、電気化学セルを浸漬するリン含有水に少なくとも部分的に沈められている複数のフィルタの１つを介して、処理水からリンを含む塩をろ過することを含み得る。フィルタは、ガラスフリット、布フィルタ、紙フィルタ、ディスクフィルタ、ロータリーフィルタ、ドラムフィルタ、スクリーン、ふるい、粒子状ろ過媒体、ろ過助剤、またはそれらの組み合わせを含み得る。フィルタは、回転ディスクフィルタであり得る。ろ過は、フィルタ上にろ過ケーキを形成することを含み得、ろ過ケーキは、リンを含む塩を含む。ろ過は、フィルタを逆洗してろ過ケーキをフィルタから除去し、除去されたろ過ケーキを含む逆洗液を生成することを含み得る。沈殿物を含む水の一部がフィルタの逆洗に使用されるなど、任意の適切な水を使用してフィルタを逆洗することができる。
１つ以上の電気化学セルは、エンクロージャの側面部分においてリン含有水の中に配置され得、フィルタは、フィルタが複数の電気化学セルの間にあるように、リン含有水の中に、エンクロージャのおおよそ中央部分に配置される。本方法は、複数のフィルタを使用することを含み得る。複数のフィルタは、複数の回転ディスクフィルタを含み得る。
アノードにアルミニウムを含むガルバニ電池の複数の実施形態において、ガルバニ電池の操作中のアルミニウムアノードの溶解は、電極の表面上またはその非常に近くに高局所濃度のアルミニウムイオンを生成し得、これは、リン酸アルミニウム化合物の沈殿のための過飽和および熱力学的条件に有利に働くことがある。水中のリンレベルが０．１ｐｐｍ未満である場合でさえ、この表面状態は、低い金属対リンのモル比を作ることができる。結果として生じる溶液中に残っているリン酸塩の平衡濃度は、単に水にアルミニウム塩を添加することによって得られるものよりもはるかに低くなり得る。約０．１ｐｐｍ未満のリン濃度を得るために、リン酸塩を含有する水にアルミニウム塩を添加する場合、金属対リンのモル比は８に近くなければならない。対照的に、本明細書に記載のガルバニックプロセスでは、金属対リンのモル比は、おおよそ１など、８未満であり得る。
電気化学セル
様々な実施形態において、本発明は電気化学セルを提供する。電気化学セルは、本明細書の一実施形態を実施するために使用され得る任意の適切な電気化学セルであり得る。水からリンを除去する方法は、リンを含む塩を含有する処理水を形成するように、リン含有水中に電気化学セル（例えば、１つ以上の電気化学セル）を浸漬することを含み得る。電気化学セルは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノードを含み得る。電気化学セルは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソードを含み得る。
様々な実施形態において、本発明は電気化学セルを提供する。電気化学セルは、本明細書の一実施形態を実施するために使用され得る任意の適切な電気化学セルであり得る。水からリンを除去する方法は、リンを含む塩を含有する処理水を形成するように、リン含有水中に電気化学セル（例えば、１つ以上の電気化学セル）を浸漬することを含み得る。電気化学セルは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノードを含み得る。電気化学セルは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソードを含み得る。
電気化学セルはまた、アノードおよびカソードを電気的に接続する導電性コネクタを含み得、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、アノードとカソードとは互いに直接接触し、電極が「無電解」構成になるよう、電気化学セルは導電性コネクタを含まない。無電解構成において、犠牲アノード材料は、非犠牲カソード材料上に電気化学的にめっきまたは堆積され得、アノードおよびカソードを電気的に接続するための導電性コネクタが不要になる。無電解構成の様々な実施形態の１つの利点は、より少ない金属銅を使用することができ、導電性コネクタを含む構成と比較して、電極間の電気的降下を減少させることができる。
電気化学セルは、１つのカソード、または複数のカソードを含み得る。電気化学セルは、１つのアノード、または複数のアノードを含み得る。電気化学セルは、導電性コネクタを含まないか、１つの導電性コネクタ、または複数の導電性コネクタを含み得る。電気化学セルは、複数の導電性コネクタを含み得、各導電性コネクタは独立してアノードおよびカソードを電気的に接続する（例えば、直列構成ではなく、並列構成）。複数の導電性コネクタは、電気化学セルの周面の周りにおおよそ均等に分散され得る。導電性コネクタは、ネジ、ボルト、ナット、ワッシャ、またはそれらの組み合わせなどのコネクタまたはファスナを含み得る。
除去されるリン含有水の単位体積あたりの電気化学セルの表面積が、コンテナ内の水の滞留時間中にリンの除去を実施するのに十分であるように、電気化学セルは任意の適切なサイズまたは構成にすることができる。電気化学セルは、約１ｃｍ２～約１，０００，０００ｃｍ２、約５ｃｍ２～約２００，０００ｃｍ２、約１０ｃｍ２～約５０，０００ｃｍ２、約２０ｃｍ２～約４０，０００ｃｍ２、または約１ｃｍ２以下、または、２ｃｍ２、４、６、８、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、７５、１００、１５０、２００、２５０、５００、７５０、１，０００、１，５００、２，０００、２，５００、５，０００、７，５００、１０，０００、１５，０００、２０，０００、２５，０００、３０，０００、３５，０００、４０，０００、４５，０００、５０，０００、７５，０００、１００，０００、１５０，０００、２００，０００、５００，０００、７５０，０００未満か、等しいか、またはより大きいか、または約１，０００，０００ｃｍ２以上など、電気化学セルあたりの任意の適切な総表面積、またはセルあたりの水に曝露されるアノードの総表面積を有し得る。電気化学セルは、約０．１～約１０、０．５～２、または、約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．８、３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、７、８、９未満か、に等しいか、またはより大きいか、または約１０超など、水に曝露されたカソード表面積に対する水に曝露されたアノード表面積の比などカソード表面積に対するアノード表面積の任意の適切な比を有し得る。いくつかの実施形態において、アノード、カソード、またはそれらの組み合わせは、表面積を増やすために粗面またはエッチング面を含む。本明細書に記載される方法のために、１、１～１，０００，０００、１～１，０００、１～２０、または、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１２５、１５０、１７５、２００、２２５、２５０、３００、４００、５００、７５０、１，０００、１，２５０、１，５００、１，７５０、２，０００、２，５００、３，０００、４，０００、５，０００、１０，０００、２０，０００、５０，０００、１００，０００、２５０，０００、５００，０００未満か、等しいか、またはより大きいか、または約１，０００，０００以上など、任意の適切な数の電気化学セルが使用され得る。セルは、直列または並列の電気的配置で使用できる。
電気化学セルは、アノードの表面とカソードの表面との間に（例えば、カソードと、アノードの表面積の少なくとも約５０％～１００％との間、または約８０％～約１００％、または、約５０％、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８未満か、に等しいか、またはより大きいか、または約９９％以上）、約１ｍｍ～約１１０ｍｍ、または約２ｍｍ～約３０ｍｍ、または、約１ｍｍ、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１０５未満か、に等しいか、またはより大きいか、または約１１０ｍｍ以上の間隔を含むことができる。
電気化学セルは、平面状にすることができ、高さおよび幅よりも薄い厚さを有する。電気化学セルは、電気化学セルの平面状の枠と、枠の外周の内側に含まれるカソード材料とを含み得、カソード材料は電気的に枠に接続される（例えば、枠への直接接触を介して）。枠は、電気化学セルの構造的構成要素であり得る。枠は、アノードのいずれかまたはすべてがなくても、その形状を維持するのに構造的に十分であり得る。平面状の枠および枠の外周の内側に含まれるカソード材料は、両方カソードであり得る。
平面状の枠は、非多孔質固体物質であり得る。平面状の枠は、枠を形成するために組み立てられたカソード材料の１つ以上のストリップにすることができる。平面状の枠は、正方形または長方形など、多角形の外周を有し得る。平面状の枠の外周の内側に含まれるカソード材料は、ワイヤ、メッシュ、スクリーン、１つ以上の貫通孔を含むシート、またはそれらの組み合わせなどの材料を含む多孔質カソード材料を含み得る。多孔質カソード材料は、多孔質カソード材料を含む金網またはワイヤスクリーンを含み得る。平面状の枠の外周の内側に含まれる多孔質カソード材料は、２つの平面状の枠間に挟まれた縁を有し得、その２つの平面状の枠は、一緒に保持されて圧縮を介して、多孔質カソード材料の１つ以上の貫通孔を通過する導電性コネクタを介して、またはそれらの組み合わせなどを介して、１つ以上の導電性コネクタで多孔質カソード材料をそれら平面状の枠間に固定する。
電気化学セルは、複数対の平面状の枠（例えば、２対～２０対、または２対～１０対、または、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９未満か、等しいか、またはより大きいか、または２０対以上）を含み得、各対は一緒に保持され、その間に多孔質カソード材料を１つ以上の導電性コネクタで固定し、各対は、平面状の枠の外周の内側に含まれる多孔質カソード材料を横断する１つ以上のアノードによって分離される。平面状の枠の各対を互いに分離する１つ以上のアノードは、それによって分離された平面状の枠の各対の面に直接接触し得る。平面状の枠の各対を互いに分離する１つ以上のアノードは、それによって分離された平面状の枠の各対の一方の面に直接接触することができ、分離された平面状の枠の各対の他方の面と直接接触することを含まない場合がある。
アノードは平面状の枠の２つの縁において平面状の枠に固定されたストリップであり得、アノードは、平面状の枠の２つの縁のそれぞれにおいて、少なくとも１つの導電性コネクタで平面状の枠に固定され、その結果、アノードは平面状の枠の外周の内側に含まれるカソード材料を横断し、平面状の枠の外周の内側に含まれるカソード材料とアノードストリップとの間にギャップを形成する。少なくとも１つの導電性コネクタを介して平面状の枠にアノードが固定されている、平面状の枠の各縁において、アノードおよびカソードは、互いに直接接触し得る。
電気化学セルは、複数のアノードを含み得、各アノードは枠の一面上の平面状の枠の２つの縁において平面状の枠に固定されたストリップであり、アノードのそれぞれは平面状の枠の２つの縁のそれぞれにおいて、少なくとも１つの導電性コネクタで固定され、その結果アノードのそれぞれは平面状の枠の外周の内側に含まれるカソード材料を横断し、平面状の枠の外周の内側に含まれるカソード材料とアノードストリップとの間にギャップを形成し、複数のアノードは、物理的に互いに接触しないように、面全体に間隔を置いて離れる。アノードのそれぞれは、面上で互いにおおよそ平行な平面状の枠の外周に含まれるカソード材料を横断することができ、平面状の枠の別の面上のアノードは、第１の面上のアノードに平行または垂直であり得る。各アノードが固定される平面状の枠の２つの縁は、平面状の枠の対向する２つの縁であり得る。電気化学セルは、すべてのアノードを平面状の枠の単一の主面に有し得るか、または、アノードのうちのいくつかを平面状の枠の１つの主面上にあるようにし、他のアノードを枠の別の主面上にあるようにできる。
図１Ａは、様々な実施形態による、主面から見た電気化学セル１１０を示す。電気化学セル１１０はカソードを含み、カソードは、多角形の外周を有する電気化学セルの平面状の枠１２０と、枠と直接接触している金網またはワイヤスクリーンであり枠の外周の内側に含まれる多孔質材料１３０とを含む。電気化学セル１１０は、複数のアノード１４０を含み、各アノードは、平面状の枠の一面上の平面状の枠の２つの対向する縁において平面状の枠に固定されたストリップである。アノードのそれぞれは、平面状の枠の２つの縁のそれぞれにおいて導電性コネクタ１５０のうちの少なくとも１つで平面状の枠に固定され、その結果、アノードのそれぞれは、互いにおおよそ平行であり、平面状の枠の外周の内側に含まれる多孔質材料を横断し、平面状の枠の外周の内側に含まれる多孔質材料とアノードストリップとの間にギャップ（図示せず）を形成する。アノードが少なくとも１つの導電性コネクタを介して平面状の枠に固定されている、平面状の枠の縁のそれぞれにおいて、各アノードは、カソード枠に直接接触する。多孔質材料１３０をそれらの間に固定するために平面状の枠１２０のみを通過する導電性コネクタ（図示せず）を使用することもできる。複数のアノードは、それらが互いに物理的に接触しないように面を横切って間隔を置いて離れ、ギャップ（図示せず）は約１ｍｍ～約１１０ｍｍである。
図１Ｂは、図１Ａの右側に示される視点に沿って見た、電気化学セル１１０の拡大された断面の端面図を示す。電気化学セルは、平面状の枠１２０の複数の対を含み得、各対は、１つ以上の導電性コネクタ（図示せず）で多孔質カソード材料１３０を各対の間に固定するために一緒に保持される。アノード１４０は、平面状の枠１２０の外周の内側に含まれる多孔質カソード材料１３０を横断する。平面状の枠１２０の各対は、アノード１４０によって分離されている（そのようなアノードの１つだけが図１Ｂに示されている）。平面状の枠の各対を互いに分離する１つ以上のアノード１４０は、それによって分離された平面状の枠１２０の各対の面に直接接触する。
ストルバイト生成の方法。
様々な実施形態において、本発明は、本明細書に記載される電気化学セルおよびそれを使用する方法を使用してストルバイト（例えば、ＮＨ４ＭｇＰＯ４・６Ｈ２Ｏ）を生成する方法を提供する。本方法は、約１０～約１１のｐＨを有するリン含有水中に電気化学セルを浸漬して、リンを含む塩を含有する処理水を生成することを含み得る。リンを含む塩は、ストルバイトを含み得る。ストルバイトは、水からのリン、および、アノードからのＭｇを含み得る。電気化学セルは、Ｍｇを含むアノードを含み得、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇである。電気化学セルは、Ｃｕを含むカソードを含み得、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。本方法は、分離されたストルバイトを得るために、かつ、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成するために、処理水からリンを含む塩を分離することを含み得る。
様々な実施形態において、本発明は、本明細書に記載される電気化学セルおよびそれを使用する方法を使用してストルバイト（例えば、ＮＨ４ＭｇＰＯ４・６Ｈ２Ｏ）を生成する方法を提供する。本方法は、約１０～約１１のｐＨを有するリン含有水中に電気化学セルを浸漬して、リンを含む塩を含有する処理水を生成することを含み得る。リンを含む塩は、ストルバイトを含み得る。ストルバイトは、水からのリン、および、アノードからのＭｇを含み得る。電気化学セルは、Ｍｇを含むアノードを含み得、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇである。電気化学セルは、Ｃｕを含むカソードを含み得、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。本方法は、分離されたストルバイトを得るために、かつ、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成するために、処理水からリンを含む塩を分離することを含み得る。
リンを含む塩は、ストルバイトを形成するための化学量論的要件を満たすのに十分なアンモニアまたはアンモニウムイオンが水中で利用可能である場合、ストルバイトを含み得る。様々な実施形態において、ストルバイトは、リン含有水源にアンモニアまたはアンモニウムイオンが存在しない場合、または、電気化学セルのカソード表面上の窒素含有化合物（例えば、硝酸塩または亜硝酸塩）の還元プロセスによるアンモニアまたはアンモニウムイオンの形成などによって、低濃度でのみ存在する場合に生成され得る。
電気化学セルはまた、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタを含み得、導電性コネクタはＣｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、アノードおよびカソードは互いに直接接触し、電気化学セルは、導電性コネクタを含まない。
本方法は、再結晶（例えば、固体を溶解して母液を生成し、続いて結晶化し、母液中に不純物の少なくとも一部を残す）液体抽出、ろ過、またはそれらの組み合わせなどによって、分離されたストルバイトを精製することを含み得る。
リン含有水は、窒素をさらに含み得る。窒素は任意の適切な供給源からのものであり得る。窒素は、リン含有水中に天然に存在し得るか、窒素はその水に添加され得るか、またはそれらの組み合わせであり得る。リン含有水に窒素を添加することは、任意の適切な形態で窒素を添加することを含むことができる。例えば、ＫＮＯ３、ＨＮＯ３、有機窒素化合物、またはそれらの組み合わせを添加することによって、リン含有水に窒素を添加することができる。
本方法は、水にリンを添加して、リン含有水を生成することを含み得る。リン酸、有機リン含有物質、またはそれらの組み合わせなど、任意の適切なリン含有物質は、水に添加されて、リン含有水を生成し得る。
ＡｌＰＯ４、水酸化アルミニウム、またはそれらの組み合わせを生成する方法。
様々な実施形態において、本発明は、本明細書に記載される電気化学セルの実施形態および電気化学セルを使用する方法を使用して、ＡｌＰＯ４、水酸化アルミニウム、またはそれらの組み合わせを生成する方法を提供する。本方法は、約５～約７のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬して、リンを含む塩を含有する処理水を生成することを含み得る。リンを含む塩は、リンおよびアノードからのＡｌを含むＡｌＰＯ４またはその水和物を含み得るか、アノードからのＡｌを含む水酸化アルミニウムまたはその水和を含み得るか、またはそれらの組み合わせを含み得る。電気化学セルはＡｌを含むアノードを含み得、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌである。電気化学セルはＣｕを含むカソードを含み得、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。本方法はまた、処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成することを含み得る。
様々な実施形態において、本発明は、本明細書に記載される電気化学セルの実施形態および電気化学セルを使用する方法を使用して、ＡｌＰＯ４、水酸化アルミニウム、またはそれらの組み合わせを生成する方法を提供する。本方法は、約５～約７のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬して、リンを含む塩を含有する処理水を生成することを含み得る。リンを含む塩は、リンおよびアノードからのＡｌを含むＡｌＰＯ４またはその水和物を含み得るか、アノードからのＡｌを含む水酸化アルミニウムまたはその水和を含み得るか、またはそれらの組み合わせを含み得る。電気化学セルはＡｌを含むアノードを含み得、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌである。電気化学セルはＣｕを含むカソードを含み得、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。本方法はまた、処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成することを含み得る。
電気化学セルはまた、アノードおよびカソードを電気的に接続する導電性コネクタを含み得、導電性コネクタはＣｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、アノードおよびカソードは、互いに直接接触し、電気化学セルは、導電性コネクタを含まない。
本方法は、水にリンを添加して、リン含有水を生成することを含み得る。リン酸、有機リン含有物質、またはそれらの組み合わせなど、任意の適切なリン含有物質は、水に添加されて、リン含有水を生成し得る。
本方法は、リンを含む塩を精製して、精製ＡｌＰＯ４、精製水酸化アルミニウム、またはＡｌＰＯ４および水酸化アルミニウムの精製混合物を提供することを含み得る。精製は、再結晶（例えば、固体を溶解して母液を生成し、続いて結晶化し、母液中に不純物の少なくとも一部を残す）液体抽出、ろ過、またはそれらの組み合わせによってなど、任意の適切な方法で実行され得る。
リン酸マグネシウム、Ｍｇ（ＯＨ）２、またはそれらの組み合わせを生成する方法。
様々な実施形態において、本発明は、本明細書に記載される電気化学セルの実施形態および電気化学セルを使用する方法を使用して、リン酸マグネシウム、Ｍｇ（ＯＨ）２、またはそれらの組み合わせを生成する方法を提供する。リン酸マグネシウム、Ｍｇ（ＯＨ）２、またはそれらの組み合わせを生成する方法は、約１０～約１１のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬して、リンを含む塩を含有する処理水を生成することを含み得る。リンを含む塩は、リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムカリウム、その水和物、またはそれらの組み合わせを含み得るか、アノードからのＭｇを含むＭｇ（ＯＨ）２を含み得るか、またはそれらの組み合わせを含み得る。電気化学セルは、Ｍｇを含むアノードを含み得、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇである。電気化学セルは、Ｃｕを含むカソードを含み得、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。本方法はまた、処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成することを含み得る。
様々な実施形態において、本発明は、本明細書に記載される電気化学セルの実施形態および電気化学セルを使用する方法を使用して、リン酸マグネシウム、Ｍｇ（ＯＨ）２、またはそれらの組み合わせを生成する方法を提供する。リン酸マグネシウム、Ｍｇ（ＯＨ）２、またはそれらの組み合わせを生成する方法は、約１０～約１１のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬して、リンを含む塩を含有する処理水を生成することを含み得る。リンを含む塩は、リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムカリウム、その水和物、またはそれらの組み合わせを含み得るか、アノードからのＭｇを含むＭｇ（ＯＨ）２を含み得るか、またはそれらの組み合わせを含み得る。電気化学セルは、Ｍｇを含むアノードを含み得、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇである。電気化学セルは、Ｃｕを含むカソードを含み得、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。本方法はまた、処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成することを含み得る。
電気化学セルはまた、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタを含み得、導電性コネクタはＣｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、アノードおよびカソードは、互いに直接接触し、電気化学セルは、導電性コネクタを含まない。
本方法は、水にリンを添加して、リン含有水を生成することを含み得る。リン酸、有機リン含有物質、またはそれらの組み合わせなど、任意の適切なリン含有物質は、水に添加されて、リン含有水を生成し得る。
本方法は、リンを含む塩を精製して、精製リン酸マグネシウム、精製Ｍｇ（ＯＨ）２、またはリン酸マグネシウムおよびＭｇ（ＯＨ）２の精製混合物を提供することを含み得る。精製は、再結晶（例えば、固体を溶解して母液を生成し、続いて結晶化し、母液中に不純物の少なくとも一部を残す）液体抽出、ろ過、またはそれらの組み合わせによってなど、任意の適切な方法で実行され得る。
水から１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、溶存メタロイドを除去する方法。
様々な実施形態において、本発明は、本明細書に記載される電気化学セルの実施形態および電気化学セルを使用する方法を使用して、水から１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、溶存メタロイドを除去する方法を提供する。水は、任意の適切な量のリンを含み得るか、または水は、リンを実質的に含まないことができる。水からリンを除去する内容で、本明細書に記載される電気化学セルまたは電気化学セルを使用する方法の任意の適切な実施形態は、水から１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを除去する方法に含まれ得る。本方法は、１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを含む水の中に電気化学セルを浸漬して、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を含有する処理水を生成することを含み得る。電気化学セルは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノードを含み得る。電気化学セルは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソードを含み得る。本方法は、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を含む塩を分離して、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含有する水より、低い濃度の１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを有する分離された水を生成することを含み得る。
様々な実施形態において、本発明は、本明細書に記載される電気化学セルの実施形態および電気化学セルを使用する方法を使用して、水から１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、溶存メタロイドを除去する方法を提供する。水は、任意の適切な量のリンを含み得るか、または水は、リンを実質的に含まないことができる。水からリンを除去する内容で、本明細書に記載される電気化学セルまたは電気化学セルを使用する方法の任意の適切な実施形態は、水から１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを除去する方法に含まれ得る。本方法は、１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを含む水の中に電気化学セルを浸漬して、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を含有する処理水を生成することを含み得る。電気化学セルは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノードを含み得る。電気化学セルは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソードを含み得る。本方法は、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を含む塩を分離して、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含有する水より、低い濃度の１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを有する分離された水を生成することを含み得る。
電気化学セルはまた、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタを含み得、導電性コネクタはＣｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、アノードおよびカソードは、互いに直接接触し、電気化学セルは、導電性コネクタを含まない。
１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドは、電気化学セルを使用して除去され得る任意の適切な遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドであり得る。１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドは、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｆ、Ｄｂ、Ｓｇ、Ｂｈ、Ｈｓ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏ、Ｃｎ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｔ、またはそれらの組み合わせを含み得る。１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドは、Ｈｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｓ、またはそれらの組み合わせを含み得る。
本方法は、任意の適切な量の遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせを水から除去することができる。分離された水は、１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを含む水中の遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度の約０％～約７０％であるか、または、１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを含む水中の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度の約０％～約２０％、または約０％、または約１％以下、または約２％、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２２、２４、２６、２８、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５未満か、等しいか、またはより大きいか、または、約７０％以上である、遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度を有し得る。
実施例
本発明の様々な実施形態は、例示として提供される以下の実施例を参照することにより、よりよく理解することができる。本発明は、本明細書に記載の実施例に限定されない。
本発明の様々な実施形態は、例示として提供される以下の実施例を参照することにより、よりよく理解することができる。本発明は、本明細書に記載の実施例に限定されない。
実施例で概説されているように、プロセスの複数の態様を評価するためにいくつかのサイズのガルバニ電池を利用した。以下に定義されるように、ガルバニ電池は「小」、「中」、および「大」と言及する。マグネシウムアノードは、９０ｗｔ％のＭｇ、９ｗｔ％のＡｌ、および１ｗｔ％のＺｎを有するＡＺ９１であり、純度９９．９ｗｔ％であった。アルミニウムアノードは、純度９９．９ｗｔ％のアルミニウムであった。銅枠および銅網に使用された銅は純度９９．９ｗｔ％の銅であった。
銅カソードと、アルミニウムまたはマグネシウムアノードのいずれかとを有する小型セルの場合、完成サイズは５ｃｍ×２０ｃｍであり、厚さは約４ｍｍであり、銅網およびそれぞれ厚さ約１ｍｍのアノードを利用した。小型セルは、アノードが挟まれた一対の銅網を含み、銅網およびアノードは、電気絶縁プラスチックネジを使用して銅網から０．５ｃｍ分離された。銅網は、銅線を介して互いに電気的に接続された。アノードおよびカソードは互いに電気的に接続されなかった（マルチメータおよび周囲の水を介することを除く）。水に曝露された犠牲アノードの結果として得られた表面積は、セルあたり約４００ｍｍ２であった。図２Ａは、Ａｌ－Ｃｕ電気化学セルの縁に沿った写真を示す。
銅カソードと、アルミニウムまたはマグネシウムアノードのいずれかとを有する中型セルの場合、完成サイズは約３００ｍｍ×４５ｍｍであり、厚さは約１０ｍｍであり、アノードを間に有する、一対の銅網を利用した。銅網は、アノードに直接接触し、真鍮ボルト（一般的な真鍮、６７ｗｔ％の銅および３３ｗｔ％のＺｎ）を介してアノードに接続された。水に曝露された犠牲アノードの結果として得られた表面積は、セルあたり約３１，４００ｍｍ２であった。図２Ｂは、複数の中型Ａｌ－Ｃｕ電気化学セルの縁に沿った写真の図を示す。
実施例において使用された大型電気化学セルは、銅網を挟む一対の平面中実銅枠であるカソードを含み、真鍮コネクタは、枠間に銅網を固定するために、それら銅枠を一緒に固定した。中実銅枠は、セルの堅固な構造的外周を形成し、銅網は、銅枠の各対の外周内の領域全体を満たした。マグネシウム合金またはアルミニウムである複数のアノードストリップを真鍮製の保持部で枠の外周に固定し、枠の一方の縁から他方の枠を横断し、枠に直接接触してアノードと銅網との間にギャップを形成した。各電気化学セルは、間に銅網を有する２対の銅枠を含んでいた（すなわち、合計４つの銅枠と、２つの銅網）。銅枠の第１対は、その単一の主面に取り付けられた複数のアノードを有し、銅枠の第２対は、その両方の主面に取り付けられた複数のアノードを有し、その銅枠の第２対は、真鍮製保持部で互いに取り付けられ、その結果、互いに直接接触せず、かつ、銅枠の第２対の１つの主面に取り付けられた複数のアノードを挟む。真鍮製の保持部は一般的な真鍮で、６７ｗｔ％の銅と３３ｗｔ％のＺｎであった。アノードは、銅枠の各主要面を横切って水平に走り、かつ、互いに平行に走り、６つのアノードが各面に取り付けられていた。電気化学セルの一方の主面から他方の主面まで、構成要素の順序は、１）銅枠の第１の対の主面に取り付けられたアノード、２）間に銅網を有する第１の対の銅枠、３）銅枠の第２の対の主面に取り付けられたアノード、４）間に銅網を有する銅枠の第２の対、および５）銅枠の第２の対の他方の主面に取り付けられたアノード、である。電気化学セルのカソード表面積に対するアノード表面積の比は、約１：１であった。
大型セルの場合、各銅枠は、３．１７５ｍｍ（１／８インチ）の厚さを有する。銅枠の高さは４００ｍｍであり、銅枠の長さは４００ｍｍであった。銅網を挟む各対の銅枠が約８ｍｍの厚さを有するように、銅網は１．５８７５ｍｍの厚さを有した。アノードストリップは、４００ｍｍの長さ、４５ｍｍの幅、および６ｍｍの厚さを有した。電気化学セル全体の厚さは約３０ｍｍであった。銅枠の各面のアノード間のギャップは、１２～１８ｍｍであった。各対の銅枠に取り付けられたアノードと各対の銅枠に挟まれた銅網との間のギャップは、１２～１８ｍｍであった。アルミニウムアノードを使用した大型セルは、水に曝露されたアノード表面積を約２９０，０００ｍｍ２含み、マグネシウムアノードを使用した大型セルは、水に曝露されたアノード表面積を約８６８，０００ｍｍ２含んでいた。
図２Ｃは、実施例において使用された大型Ｍｇ－Ｃｕ電気化学セルの主要な面の写真を示す。図２Ｄおよび２Ｅは、実施例において使用された大型Ｍｇ－Ｃｕ電気化学セルの縁のクローズアップ写真を示す。
本明細書の実施例において、電気化学セルは、アノードが垂直に走る状態で垂直に配向されるようにＡｌ－ＣｕまたはＭｇ－Ｃｕ電気化学セルはコンテナ内の水に完全に浸漬された。複数の電気化学セルが使用された場合、木製枠を使用して、それらを約２５ｍｍ分離した。コンテナの真ん中で、機械式スターラを使用してその中の水を攪拌した。水をろ過し、ポンプを使用してコンテナに供給した。別のポンプを使用して、コンテナ内の水を循環させ、水をろ過し（例えば、そこから沈殿物を除去するために）、水をコンテナの一方の側からポンプで注入し、他方の側に再循環させた。１０％ＨＣｌのリザーバに接続されたポンプを使用して、コンテナにＨＣｌを追加し、コンテナ内の水のｐＨを調節した。コンテナ内の水を測定してそのｐＨを決定し、これを使用して、特定のｐＨを維持するためにリザーバから追加する必要がある酸の量を決定した。コンテナに供給された水を分析して、初期ｐＨ、初期導電率、および初期反応性リン含有量を決定した。Ｍｇ－Ｃｕセルの場合、コンテナに供給された水も分析し、初期の溶存マグネシウム含有量を決定した。コンテナ内の水のｐＨおよび導電率を測定した。コンテナには、水がシステムから出ることができるように、コンテナの水位に排水管が含まれた。システムを出た水を分析して、最終ｐＨ、最終導電率、および最終反応性リン含有量を決定した。Ａｌ－Ｃｕセルの場合、その包含物を出る水を分析して、総Ａｌおよび溶存Ａｌを決定した。Ｍｇ－Ｃｕセルの場合、コンテナを出る水を分析して、溶存マグネシウム含有量を決定した。図２Ｆは、実施例において使用されたシステムの上面図を示す写真を示し、写真に示される特定の実施形態は、１２個の電気化学セル（前部に６個、後部に６個、前部の６個と縁と縁とを突き合わせて配置される）を有する。図２Ｇは、その中に１２個の電気化学セルを有する特定の実施形態である実施例において使用されたシステムの側面図を示す写真を示す。
「反応性リン濃度」は、溶液中の可溶性反応性リン（例えば、オルトリン酸塩）を指し、ＵＳ－ＥＰＡ ３６５．１：半自動測色法によるリンの測定によって測定された。Ｏａｋｔｏｎ（登録商標）ｐＨ７００メータによってｐＨを測定した。Ｏａｋｔｏｎ（登録商標）ＣＯＮ１５０メータによって導電率を測定した。Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（商標）Ｄｉｏｎｅｘ（商標）Ａｑｕｉｏｎ（商標）イオンクロマトグラフィーシステムを使用して溶存マグネシウム含有量を測定した。ＨａｃｈアルミニウムＴＮＴプラス（商標）バイアル試験を使用して、総アルミニウム含有量および溶存アルミニウム含有量を測定した。コンテナを出る水のｐＨにおいて溶存Ａｌを決定した。ｐＨを２に調節することによって総Ａｌを決定した。
実施例１ Ａｌ－Ｃｕセルを用いたリンの除去、初期Ｐ濃度０．０３３ｐｐｍ。
地元の湖の水路の１つから水を採取し、システムの他の変数（ｐＨ、導電率、リンの濃度）を一定に保ちながら、特定の滞留時間を提供するように水流を調節することにより、ガルバニックプロセスの滞留時間を変更した。滞留時間（すなわち、コンテナの体積を流量で割ったもの）は、本実施例では除去性能が低下するまで徐々に減少し、その後、一定に保たれた。リンの初期濃度が低い場合（０．０３３ｐｐｍ）、平均で約９０％のリンの除去を維持しながら、滞留時間をおおよそ１５分に短縮した。Ａｌ－Ｃｕセルは中型であった。結果を表１に示す。
地元の湖の水路の１つから水を採取し、システムの他の変数（ｐＨ、導電率、リンの濃度）を一定に保ちながら、特定の滞留時間を提供するように水流を調節することにより、ガルバニックプロセスの滞留時間を変更した。滞留時間（すなわち、コンテナの体積を流量で割ったもの）は、本実施例では除去性能が低下するまで徐々に減少し、その後、一定に保たれた。リンの初期濃度が低い場合（０．０３３ｐｐｍ）、平均で約９０％のリンの除去を維持しながら、滞留時間をおおよそ１５分に短縮した。Ａｌ－Ｃｕセルは中型であった。結果を表１に示す。
実施例２ Ａｌ－Ｃｕセルを用いたリンの除去、初期Ｐ濃度０．４５１ｐｐｍ。
地元の内陸廃水処理施設からの水を処理して、溶液導電率の増加の効果を評価した。本実施例では、滞留時間は２１分で一定に保たれた。ＮａＣｌを添加することによって導電率を変更した。本実施例は、リン除去の効果に対する導電率の増加の有益な効果を示す。Ａｌ－Ｃｕセルは中型であった。結果を表２に示す。
地元の内陸廃水処理施設からの水を処理して、溶液導電率の増加の効果を評価した。本実施例では、滞留時間は２１分で一定に保たれた。ＮａＣｌを添加することによって導電率を変更した。本実施例は、リン除去の効果に対する導電率の増加の有益な効果を示す。Ａｌ－Ｃｕセルは中型であった。結果を表２に示す。
実施例３ Ａｌ－Ｃｕセルを用いたリンの除去、初期Ｐ濃度０．３９２ｐｐｍ。
高い電気導電率である沿岸廃水処理場の排水は、中型のＡｌ－Ｃｕセルを使用して処理された。上記の実施例２で述べたように、増加した導電率は有益である。本実施例で処理水は、塩（ＮａＣｌ）濃度が導電率の上昇をもたらす沿岸の場所からの水であった。本実施例の目的は、処理水溶液への犠牲電極物質の損失を評価し、この関係をｐＨの関数として評価することである。最終的なリン除去効率は一定のままであったが、ｐＨをｐＨ７からｐＨ６．５に変更したとき、総アルミニウム（溶存および固体）の濃度が低下した。本実施例は、ｐＨを調節することにより、犠牲電極からの物質の損失を制御する能力を示す。結果を表３に示す。
高い電気導電率である沿岸廃水処理場の排水は、中型のＡｌ－Ｃｕセルを使用して処理された。上記の実施例２で述べたように、増加した導電率は有益である。本実施例で処理水は、塩（ＮａＣｌ）濃度が導電率の上昇をもたらす沿岸の場所からの水であった。本実施例の目的は、処理水溶液への犠牲電極物質の損失を評価し、この関係をｐＨの関数として評価することである。最終的なリン除去効率は一定のままであったが、ｐＨをｐＨ７からｐＨ６．５に変更したとき、総アルミニウム（溶存および固体）の濃度が低下した。本実施例は、ｐＨを調節することにより、犠牲電極からの物質の損失を制御する能力を示す。結果を表３に示す。
実施例４ Ａｌ－Ｃｕセルを用いたリンの除去、初期Ｐ濃度０．６４８～０．７６２ｐｐｍ。
地元の淡水貯留池からの水にリンの濃度が０．７５ｐｐｍになるようにリン酸をスパイクして、約２ガロン／分（ＧＰＭ）の流量の連続フロー装置で複数のガルバニ電池を使用して処理した（大型セル）。水のｐＨは、７～６の値まで段階的に下方に調節された。除去率の増加は、ｐＨ＝７の８２％からｐＨ＝６の９７％に増加したが、処理水に残っている可溶性アルミニウムを減らした。結果を表４に示す。
地元の淡水貯留池からの水にリンの濃度が０．７５ｐｐｍになるようにリン酸をスパイクして、約２ガロン／分（ＧＰＭ）の流量の連続フロー装置で複数のガルバニ電池を使用して処理した（大型セル）。水のｐＨは、７～６の値まで段階的に下方に調節された。除去率の増加は、ｐＨ＝７の８２％からｐＨ＝６の９７％に増加したが、処理水に残っている可溶性アルミニウムを減らした。結果を表４に示す。
実施例５ 時間に対するＡｌ－Ｃｕセルによって生成された電流への導電率の影響。
小型セルを使用し、プラスチックネジを使用して５ｃｍ×２ｃｍのサイズのＡｌ－ホイルおよびＣｕスクリーンを０．５ｃｍ分離した。地元の淡水貯留池からの３０ｍＬの水で満たされた磁気攪拌を備えた単純なコンパートメントにＡｌ－ホイル／Ｃｕを配置した。直列に接続されたＫｅｉｔｈｌｅｙ１７５マルチメータで電流を測定した。初期導電率をＮａＣｌで調節した。Ａｌ－Ｃｕセル内のＡｌ－Ｃｕガルバニック対によって生成された電流を測定した。この電流は、例えば、アルミニウムイオンを生成するためのアルミニウムの酸化反応と、水素イオンおよびヒドロキシルイオンを生成するための銅電極上の水の分解など、時間の関数として電極内で変換されたアノード材料の量の測定値である。
小型セルを使用し、プラスチックネジを使用して５ｃｍ×２ｃｍのサイズのＡｌ－ホイルおよびＣｕスクリーンを０．５ｃｍ分離した。地元の淡水貯留池からの３０ｍＬの水で満たされた磁気攪拌を備えた単純なコンパートメントにＡｌ－ホイル／Ｃｕを配置した。直列に接続されたＫｅｉｔｈｌｅｙ１７５マルチメータで電流を測定した。初期導電率をＮａＣｌで調節した。Ａｌ－Ｃｕセル内のＡｌ－Ｃｕガルバニック対によって生成された電流を測定した。この電流は、例えば、アルミニウムイオンを生成するためのアルミニウムの酸化反応と、水素イオンおよびヒドロキシルイオンを生成するための銅電極上の水の分解など、時間の関数として電極内で変換されたアノード材料の量の測定値である。
図３は、溶液の導電率に応じた、Ａｌ－Ｃｕガルバニック対によって生成された電流の変化を示す。水の初期ｐＨは変更されず、約７であった。１０００μＳの値までの溶液の初期導電率の増加は、電極間の抵抗が減少し、それによって電極表面での化学反応の速度が増加するため、電流を増加させる。同様の結果が実施例２において得られた。高い値の導電率においては、反応の律速段階が電極の表面での化学プロセスの反応速度になるので、導電率を１０００μＳより高い値に増加させることは、電流をほとんど変化させなかった。
実施例６ 時間に対するＡｌ－Ｃｕセルによって生成された電流へのｐＨの影響。
実施例５と同じ実験条件を使用したが、ＮａＯＨで初期ｐＨを調節し、水の初期導電率をＮａＣｌで約１０００μＳに調節した。図４は、Ａｌ－Ｃｕガルバニック対によって生成される電流の変化を、溶液のｐＨの関数として示す。溶液のｐＨを下げることは、銅電極上での水の分解速度に有利に働き、これは、Ａｌ－Ｃｕガルバニック対による電流の増加に変換される。
実施例５と同じ実験条件を使用したが、ＮａＯＨで初期ｐＨを調節し、水の初期導電率をＮａＣｌで約１０００μＳに調節した。図４は、Ａｌ－Ｃｕガルバニック対によって生成される電流の変化を、溶液のｐＨの関数として示す。溶液のｐＨを下げることは、銅電極上での水の分解速度に有利に働き、これは、Ａｌ－Ｃｕガルバニック対による電流の増加に変換される。
実施例７ 時間に対するＭｇ－Ｃｕセルによって生成された電流への導電率の影響。
ｐＨを変更せず、かつ、ＮａＣｌを使用して導電率を変更して、実施例５と同じ実験条件を使用した。図５Ａは、地元の淡水滞水池の水の導電率に応じた、Ｍｇ－Ｃｕのガルバニック対を循環する電流の変化を示す。水の導電率の増加は、電気化学セルの電流を著しく増加させる。化学反応の動力学における導電率のこの増加の効果が図５Ｂに示され、図５Ｂでは、それは、ｐＨ上昇の動力学を改善する。
ｐＨを変更せず、かつ、ＮａＣｌを使用して導電率を変更して、実施例５と同じ実験条件を使用した。図５Ａは、地元の淡水滞水池の水の導電率に応じた、Ｍｇ－Ｃｕのガルバニック対を循環する電流の変化を示す。水の導電率の増加は、電気化学セルの電流を著しく増加させる。化学反応の動力学における導電率のこの増加の効果が図５Ｂに示され、図５Ｂでは、それは、ｐＨ上昇の動力学を改善する。
実施例８ Ｍｇ－Ｃｕセル、初期Ｐ濃度０．３９２～０．４５１。
処理場からの２つの水域を比較した。沿岸廃水処理施設（ｃｏａｓｔａｌ ｗａｓｔｅ－ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔ、ＷＷＴＰ）から収集された水は、処理システムに塩水が含まれているため、内陸のＷＷＴＰからの水よりも３倍高い導電率を有する。より高い導電率は反応速度論において有利であり、したがって同じ滞留時間で、より高い導電率の水中でより多くのリン除去が起こるが、より低い導電率のときと同じ量の犠牲アノードを消費する（溶液中に同じ量のマグネシウムイオンをもたらす）。Ｍｇ－Ｃｕセルは中型であった。結果を表５に示す。
処理場からの２つの水域を比較した。沿岸廃水処理施設（ｃｏａｓｔａｌ ｗａｓｔｅ－ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔ、ＷＷＴＰ）から収集された水は、処理システムに塩水が含まれているため、内陸のＷＷＴＰからの水よりも３倍高い導電率を有する。より高い導電率は反応速度論において有利であり、したがって同じ滞留時間で、より高い導電率の水中でより多くのリン除去が起こるが、より低い導電率のときと同じ量の犠牲アノードを消費する（溶液中に同じ量のマグネシウムイオンをもたらす）。Ｍｇ－Ｃｕセルは中型であった。結果を表５に示す。
用いられる用語および表現は、説明の用語として使用され、限定ではなく、示されて説明される特徴またはその一部の均等物を除外する意図はないが、本発明の実施形態の範囲内で様々な修正が可能であることが認識される。したがって、本発明は特定の実施形態および任意選択の特徴によって具体的に開示されるが、本明細書に開示される概念の修正および変形は、当業者によって順序変更してよく、そのような修正および変形は、本発明の実施形態の範囲内であるとみなされる。
例示的な実施形態。
以下の例示的な実施形態が提供され、その番号付けは、重要性のレベルを指定するものとして解釈されるべきではない。
以下の例示的な実施形態が提供され、その番号付けは、重要性のレベルを指定するものとして解釈されるべきではない。
実施形態１は、水からリンおよび窒素を除去する方法を提供し、本方法は、
リン含有水の中に電気化学セルを浸漬することでそのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、電気化学セルは
Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノード
アノードとは異なる組成を有するカソードであって、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含む前記カソード
を含む、前記浸漬すること、および
処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を形成すること、
を含む。
リン含有水の中に電気化学セルを浸漬することでそのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、電気化学セルは
Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノード
アノードとは異なる組成を有するカソードであって、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含む前記カソード
を含む、前記浸漬すること、および
処理水からリンを含む塩を分離して、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を形成すること、
を含む。
実施形態２は実施形態１の方法を提供し、アノードおよびカソードは互いに直接接触する。
実施形態３は、実施形態１～２のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、アノードおよびカソードを電気的に接続する導電性コネクタをさらに含み、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂまたはそれらの組み合わせを含む。
実施形態３は、実施形態１～２のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、アノードおよびカソードを電気的に接続する導電性コネクタをさらに含み、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂまたはそれらの組み合わせを含む。
実施形態４は、実施形態１～３のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、ガルバニ電池である。
実施形態５は、実施形態１～４のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルのアノードとカソードとにわたって電位は印加されない。
実施形態５は、実施形態１～４のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルのアノードとカソードとにわたって電位は印加されない。
実施形態６は、実施形態１～５のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、電解セルである。
実施形態７は、実施形態１～６のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルのアノードとカソードとにわたって電位を印加することを含む。
実施形態７は、実施形態１～６のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルのアノードとカソードとにわたって電位を印加することを含む。
実施形態８は実施形態１～７のいずれか１つの方法を提供し、アノードとカソードとにわたって、電気化学セルのガルバニック腐食電位よりも大きい電位を印加することを含む。
実施形態９は実施形態１～８のいずれか１つの方法を提供し、アノードとカソードとにわたって、電気化学セルのガルバニック腐食電位未満の電位を印加することを含む。
実施形態１０は実施形態１～９のいずれか１つの方法を提供し、アノードとカソードとにわたる電位は、電気化学セルのガルバニック腐食電位に等しい。
実施形態１０は実施形態１～９のいずれか１つの方法を提供し、アノードとカソードとにわたる電位は、電気化学セルのガルバニック腐食電位に等しい。
実施形態１１は実施形態１～１０のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬することは、部分的な浸漬を含む。
実施形態１２は実施形態１～１１のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬することは、完全な浸漬を含む。
実施形態１２は実施形態１～１１のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬することは、完全な浸漬を含む。
実施形態１３は実施形態１～１２のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水中のリンは、元素のリン、無機リン、有機リン、溶解形態のリン、固体形態のリン、酸化リン、またはそれらの組み合わせの形態である。
実施形態１４は実施形態１～１３のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、約０．００１ｐｐｍ～約１０，０００ｐｐｍの総リン濃度を有する。
実施形態１５は実施形態１～１４のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、約０．０１ｐｐｍ～約２０ｐｐｍの総リン濃度を有する。
実施形態１５は実施形態１～１４のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、約０．０１ｐｐｍ～約２０ｐｐｍの総リン濃度を有する。
実施形態１６は実施形態１～１５のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの総リン濃度を有する。
実施形態１７は実施形態１～１６のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．１ｐｐｍの総リン濃度を有する。
実施形態１７は実施形態１～１６のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．１ｐｐｍの総リン濃度を有する。
実施形態１８は実施形態１～１７のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．０５ｐｐｍの総リン濃度を有する。
実施形態１９は実施形態１～１８のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの溶存リン濃度を有する。
実施形態１９は実施形態１～１８のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの溶存リン濃度を有する。
実施形態２０は実施形態１～１９のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．１ｐｐｍの溶存リン濃度を有する。
実施形態２１は実施形態１～２０のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．０５ｐｐｍの溶存リン濃度を有する。
実施形態２１は実施形態１～２０のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．０５ｐｐｍの溶存リン濃度を有する。
実施形態２２は実施形態１～２１のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の総リン濃度の約０％～約７０％の総リン濃度を有する。
実施形態２３は実施形態１～２２のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の総リン濃度の約０％～約２０％の総リン濃度を有する。
実施形態２３は実施形態１～２２のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の総リン濃度の約０％～約２０％の総リン濃度を有する。
実施形態２４は実施形態１～２３のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の溶存リン濃度の約０％～約７０％である溶存リン濃度を有する。
実施形態２５は実施形態１～２４のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の溶存リン濃度の約０％～約２０％である溶存リン濃度を有する。
実施形態２５は実施形態１～２４のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の溶存リン濃度の約０％～約２０％である溶存リン濃度を有する。
実施形態２６は実施形態１～２５のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、約０．００１ｐｐｍ～約１０，０００ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
実施形態２７は実施形態１～２６のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、約０．０１ｐｐｍ～約２０ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
実施形態２７は実施形態１～２６のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、約０．０１ｐｐｍ～約２０ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
実施形態２８は実施形態１～２７のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
実施形態２９は実施形態１～２８のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．１ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
実施形態２９は実施形態１～２８のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．１ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
実施形態３０は実施形態１～２９のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．０５ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
実施形態３１は実施形態１～３０のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の総リン濃度の約０％～約２０％である反応性リン濃度を有する。
実施形態３１は実施形態１～３０のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の総リン濃度の約０％～約２０％である反応性リン濃度を有する。
実施形態３２は実施形態１～３１のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の溶存リン濃度の約０％～約７０％である反応性リン濃度を有する。
実施形態３３は実施形態１～３２のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水は、約２～約１４のｐＨを有する。
実施形態３３は実施形態１～３２のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水は、約２～約１４のｐＨを有する。
実施形態３４は実施形態１～３３のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水は、約５～約１１のｐＨを有する。
実施形態３５は実施形態１～３４のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水は、約５～約７のｐＨを有する。
実施形態３５は実施形態１～３４のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水は、約５～約７のｐＨを有する。
実施形態３６は実施形態１～３５のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水は、約１０～約１１のｐＨを有する。
実施形態３７は実施形態１～３６のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水のｐＨを調節するために、酸、塩基、またはそれらの組み合わせをその水に添加することをさらに含む。
実施形態３７は実施形態１～３６のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水のｐＨを調節するために、酸、塩基、またはそれらの組み合わせをその水に添加することをさらに含む。
実施形態３８は実施形態３７の方法を提供し、酸、塩基、またはそれらの組み合わせは、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する前、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬した後、またはそれらの組み合わせでリン含有水に添加される。
実施形態３９は実施形態１～３８のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルを浸漬するリン含有水を再循環させて、リン含有水を電気化学セルと複数回接触させることをさらに含む。
実施形態４０は実施形態１～３９のいずれか１つの方法を提供し、処理水中のリンを含む塩の少なくともいくらかは、固形物を含む。
実施形態４１は実施形態１～４０のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リンを含む固形物が形成される。
実施形態４１は実施形態１～４０のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リンを含む固形物が形成される。
実施形態４２は実施形態４１の方法を提供し、リンを含む固形物の形成は、沈殿、凝集、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態４３は実施形態１～４２のいずれか１つの方法を提供し、処理水からリンを含む塩を分離することは、傾瀉、沈降、ろ過、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態４３は実施形態１～４２のいずれか１つの方法を提供し、処理水からリンを含む塩を分離することは、傾瀉、沈降、ろ過、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態４４は、実施形態１～４３のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルから処理水を分離することをさらに含む。
実施形態４５は実施形態１～４４のいずれか１つの方法を提供し、アノードは、犠牲アノードである。
実施形態４５は実施形態１～４４のいずれか１つの方法を提供し、アノードは、犠牲アノードである。
実施形態４６は実施形態１～４５のいずれか１つの方法を提供し、リンを含む塩は、アノードからの物質を含む。
実施形態４７は実施形態１～４６のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間にアノードからの物質を含む水酸化物塩を形成することをさらに含む。
実施形態４７は実施形態１～４６のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間にアノードからの物質を含む水酸化物塩を形成することをさらに含む。
実施形態４８は実施形態４７の方法を提供し、処理水からリンを含む塩を分離することは、処理水からアノードからの物質を含む水酸化物塩を分離することをさらに含む。
実施形態４９は実施形態１～４８のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、溶存メタロイド、またはそれらの組み合わせをさらに含み、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を形成することをさらに含む。
実施形態４９は実施形態１～４８のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、溶存メタロイド、またはそれらの組み合わせをさらに含み、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を形成することをさらに含む。
実施形態５０は実施形態４９の方法を提供し、処理水からリンを含む塩を分離することは、処理水から遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を分離することをさらに含む。
実施形態５１は実施形態４９～５０のいずれか１つの方法を提供し、遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドは、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｆ、Ｄｂ、Ｓｇ、Ｂｈ、Ｈｓ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏ、Ｃｎ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｔ、またはそれらの組み合わせである。
実施形態５２は実施形態４９～５１のいずれか１つの方法を提供し、遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドは、Ｈｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｓ、またはそれらの組み合わせである。
実施形態５３は実施形態４９～５２のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水中の遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度の約０％～約７０％である、遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度を有する。
実施形態５４は実施形態４９～５３のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水中の遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度の約０％～約２０％である、遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度を有する。
実施形態５５は実施形態１～５４のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、アノードにおいてＨ２およびＨＯ－を生成することを含む。
実施形態５６は実施形態１～５５のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、カソードにおいてＨ２およびＨＯ－を生成することを含む。
実施形態５６は実施形態１～５５のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、カソードにおいてＨ２およびＨＯ－を生成することを含む。
実施形態５７は実施形態１～５６のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、カソードにおいてＨ２Ｏ２、ＨＯ２
－、またはそれらの組み合わせを生成することを含む。
実施形態５８は実施形態１～５７のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水にせん断を付与することをさらに含む。
実施形態５９は実施形態５８の方法を提供し、せん断は、アノード、カソード、またはそれらの組み合わせの表面から、Ｈ２を含む少なくともいくらかの泡を取り除くのに十分である。
実施形態５９は実施形態５８の方法を提供し、せん断は、アノード、カソード、またはそれらの組み合わせの表面から、Ｈ２を含む少なくともいくらかの泡を取り除くのに十分である。
実施形態６０は実施形態５８～５９のいずれか１つの方法を提供し、せん断は、アノードの表面での酸化物の形成を少なくとも部分的に防止するのに十分である。
実施形態６１は実施形態５８～６０のいずれか１つの方法を提供し、せん断は、アノードの表面でのリンを含む塩の凝集を少なくとも部分的に防止するのに十分である。
実施形態６１は実施形態５８～６０のいずれか１つの方法を提供し、せん断は、アノードの表面でのリンを含む塩の凝集を少なくとも部分的に防止するのに十分である。
実施形態６２は実施形態１～６１のいずれか１つの方法を提供し、
アノード、カソード、またはそれらの組み合わせの表面から、Ｈ２を含む少なくともいくらかの泡を取り除くのに十分であるか、
アノードの表面での酸化物の形成を少なくとも部分的に防止するのに十分であるか、
アノードの表面上のリンを含む塩の凝集を少なくとも部分的に防止するのに十分であるか、または
それらの組み合わせに十分である、
機械的な力を電気化学セルに付与することをさらに含む。
アノード、カソード、またはそれらの組み合わせの表面から、Ｈ２を含む少なくともいくらかの泡を取り除くのに十分であるか、
アノードの表面での酸化物の形成を少なくとも部分的に防止するのに十分であるか、
アノードの表面上のリンを含む塩の凝集を少なくとも部分的に防止するのに十分であるか、または
それらの組み合わせに十分である、
機械的な力を電気化学セルに付与することをさらに含む。
実施形態６３は実施形態１～６２のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、窒素をさらに含む。
実施形態６４は実施形態６３の方法を提供し、リン含有水中の窒素は、元素の窒素、無機窒素、有機窒素、溶解形態の窒素、固体形態の窒素、酸化窒素、またはそれらの組み合わせの形態である。
実施形態６４は実施形態６３の方法を提供し、リン含有水中の窒素は、元素の窒素、無機窒素、有機窒素、溶解形態の窒素、固体形態の窒素、酸化窒素、またはそれらの組み合わせの形態である。
実施形態６５は実施形態６３～６４のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、約０．００１ｐｐｍ～約２０ｐｐｍの総窒素濃度を有する。
実施形態６６は実施形態６３～６５のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、約１ｐｐｍ～約５ｐｐｍの総窒素濃度を有する。
実施形態６６は実施形態６３～６５のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、約１ｐｐｍ～約５ｐｐｍの総窒素濃度を有する。
実施形態６７は実施形態６３～６６のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０ｐｐｍ～約２ｐｐｍの総窒素濃度を有する。
実施形態６８は実施形態６３～６７のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの総窒素濃度を有する。
実施形態６８は実施形態６３～６７のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの総窒素濃度を有する。
実施形態６９は実施形態６３～６８のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０ｐｐｍ～約２ｐｐｍの溶存窒素濃度を有する。
実施形態７０は、実施形態６３～６９のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの溶存窒素濃度を有する。
実施形態７０は、実施形態６３～６９のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの溶存窒素濃度を有する。
実施形態７１は実施形態６３～７０のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の総窒素濃度の約０％～約７０％である総窒素濃度を有する。
実施形態７２は実施形態６３～７１のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の総窒素濃度の約０％～約３０％である総窒素濃度を有する。
実施形態７２は実施形態６３～７１のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の総窒素濃度の約０％～約３０％である総窒素濃度を有する。
実施形態７３は実施形態６３～７２のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の溶存窒素濃度の約０％～約７０％である溶存窒素濃度を有する。
実施形態７４は実施形態６３～７３のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の溶存窒素濃度の約０％～約３０％である総窒素濃度を有する。
実施形態７４は実施形態６３～７３のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、リン含有水の溶存窒素濃度の約０％～約３０％である総窒素濃度を有する。
実施形態７５は実施形態６３～７４のいずれか１つの方法を提供し、カソードにおいて、ＮＨ３、ＮＨ４
＋、またはそれらの組み合わせを生成することをさらに含み、ＮＨ３およびＮＨ４
＋は、リン含有水からの窒素を含む。
実施形態７６は実施形態６３～７５のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、窒素を含む塩を形成することをさらに含む。
実施形態７７は実施形態７６の方法を提供し、処理水からリンを含む塩を分離することは、処理水から窒素を含む塩を分離することをさらに含む。
実施形態７７は実施形態７６の方法を提供し、処理水からリンを含む塩を分離することは、処理水から窒素を含む塩を分離することをさらに含む。
実施形態７８は実施形態７６～７７のいずれか１つの方法を提供し、窒素を含む塩は、ＮＨ４ＭｇＰＯ４またはその水和物を含む。
実施形態７９は実施形態１～７８のいずれか１つの方法を提供し、カソードはＣｕを含む。
実施形態７９は実施形態１～７８のいずれか１つの方法を提供し、カソードはＣｕを含む。
実施形態８０は実施形態１～７９のいずれか１つの方法を提供し、カソードは、Ｃｕ以外の物質を実質的に含まない。
実施形態８１は実施形態１～８０のいずれか１つの方法を提供し、カソードは、約５０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。
実施形態８１は実施形態１～８０のいずれか１つの方法を提供し、カソードは、約５０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。
実施形態８２は実施形態１～８１のいずれか１つの方法を提供し、カソードは、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである。
実施形態８３は、実施形態１～８２のいずれか１つの方法を提供し、アノードは、ＭｇおよびＡｌを含む合金を含む。
実施形態８３は、実施形態１～８２のいずれか１つの方法を提供し、アノードは、ＭｇおよびＡｌを含む合金を含む。
実施形態８４は、実施形態１～８３のいずれか１つの方法を提供し、ＭｇおよびＡｌは、アノードの約５０ｗｔ％～約１００ｗｔ％である。
実施形態８５は、実施形態１～８４のいずれか１つの方法を提供し、アノードは、Ｍｇ、Ｍｇ合金、およびＡｌ以外の物質を実質的に含まない。
実施形態８５は、実施形態１～８４のいずれか１つの方法を提供し、アノードは、Ｍｇ、Ｍｇ合金、およびＡｌ以外の物質を実質的に含まない。
実施形態８６は、実施形態１～８５のいずれか１つの方法を提供し、アノードは、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、またはそれらの組み合わせをさらに含む。
実施形態８７は、実施形態８６の方法を提供し、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、またはそれらの組み合わせは、アノードの約０．０００１ｗｔ％～約２０ｗｔ％である。
実施形態８７は、実施形態８６の方法を提供し、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、またはそれらの組み合わせは、アノードの約０．０００１ｗｔ％～約２０ｗｔ％である。
実施形態８８は、実施形態８６～８７のいずれか１つの方法を提供し、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、またはそれらの組み合わせは、アノードの約０．０００１ｗｔ％～約５ｗｔ％である。
実施形態８９は、実施形態１～８８のいずれか１つの方法を提供し、アノードは、Ｍｇを含む。
実施形態９０は実施形態８９の方法を提供し、アノードは、Ｍｇまたはその合金以外の物質を実質的に含まない。
実施形態９０は実施形態８９の方法を提供し、アノードは、Ｍｇまたはその合金以外の物質を実質的に含まない。
実施形態９１は実施形態８９～９０のいずれか１つの方法を提供し、アノードは、約５０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇまたはその合金である。
実施形態９２は実施形態８９～９１のいずれか１つの方法を提供し、アノードは、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇまたはその合金である。
実施形態９２は実施形態８９～９１のいずれか１つの方法を提供し、アノードは、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇまたはその合金である。
実施形態９３は実施形態８９～９２のいずれか１つの方法を提供し、カソードは、Ｃｕを含む。
実施形態９４は実施形態８９～９３のいずれか１つの方法を提供し、リンを含む塩は、リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムカリウム、それらの水和物、またはそれらの組み合わせを含み、リン酸マグネシウムまたはリン酸マグネシウムカリウムは、アノードからのＭｇを含む。
実施形態９４は実施形態８９～９３のいずれか１つの方法を提供し、リンを含む塩は、リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムカリウム、それらの水和物、またはそれらの組み合わせを含み、リン酸マグネシウムまたはリン酸マグネシウムカリウムは、アノードからのＭｇを含む。
実施形態９５は実施形態９４のいずれか１つの方法を提供し、処理水からリンを含む塩を分離することは、処理水からリン酸マグネシウムを分離することをさらに含む。
実施形態９６は実施形態８９～９５のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、窒素をさらに含み、リンを含む塩は、ＮＨ４ＭｇＰＯ４またはその水和物を含み、ＮＨ４ＭｇＰＯ４は、リンおよびアノードからのＭｇを含む。
実施形態９６は実施形態８９～９５のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、窒素をさらに含み、リンを含む塩は、ＮＨ４ＭｇＰＯ４またはその水和物を含み、ＮＨ４ＭｇＰＯ４は、リンおよびアノードからのＭｇを含む。
実施形態９７は実施形態８９～９６のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、アノードからのＭｇを含むＭｇ（ＯＨ）２を形成することをさらに含む。
実施形態９８は実施形態９７の方法を提供し、処理水からリンを含む塩を分離することは、処理水からＭｇ（ＯＨ）２を分離することをさらに含む。
実施形態９９は実施形態８９～９８のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水は、約９．５～約１１．５のｐＨを有する。
実施形態９９は実施形態８９～９８のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水は、約９．５～約１１．５のｐＨを有する。
実施形態１００は実施形態８９～９９のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水は、約１０～約１１のｐＨを有する。
実施形態１０１は実施形態８９～１００のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルを浸漬するリン含有水が約１０～約１１のｐＨに維持されるように、電気化学セルへのリンを含む真水の導入速度を調節することをさらに含む。
実施形態１０１は実施形態８９～１００のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルを浸漬するリン含有水が約１０～約１１のｐＨに維持されるように、電気化学セルへのリンを含む真水の導入速度を調節することをさらに含む。
実施形態１０２は実施形態８９～１０１のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水が約１０～約１１のｐＨに達するまでリン含有水中に、電気化学セルを浸漬すること、およびその後、電気化学セルを浸漬するリン含有水が約１０～約１１のｐＨに維持されるように、電気化学セルへのリンを含む真水の導入速度を調整することをさらに含む。
実施形態１０３は実施形態１～１０２のいずれか１つの方法を提供し、アノードは、Ａｌを含む。
実施形態１０４は実施形態１０３の方法を提供し、電解セルは、アノードは、Ａｌ以外の物質を実質的に含まない。
実施形態１０４は実施形態１０３の方法を提供し、電解セルは、アノードは、Ａｌ以外の物質を実質的に含まない。
実施形態１０５は実施形態１０３～１０４のいずれか１つの方法を提供し、アノードは約５０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌである。
実施形態１０６は実施形態１０３～１０５のいずれか１つの方法を提供し、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌである。
実施形態１０６は実施形態１０３～１０５のいずれか１つの方法を提供し、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌである。
実施形態１０７は実施形態１０３～１０６のいずれか１つの方法を提供し、カソードはＣｕを含む。
実施形態１０８は実施形態１０３～１０７のいずれか１つの方法を提供し、リンを含む塩は、ＡｌＰＯ４またはその水和物を含む。
実施形態１０８は実施形態１０３～１０７のいずれか１つの方法を提供し、リンを含む塩は、ＡｌＰＯ４またはその水和物を含む。
実施形態１０９は実施形態１０８の方法を提供し、処理水からのリンを含む塩の分離は、処理水からＡｌＰＯ４を分離することをさらに含む。
実施形態１１０は実施形態１０３～１０９のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、水酸化アルミニウムまたはその水和物を形成することをさらに含み、水酸化アルミニウムは、アノードからのＡｌを含む。
実施形態１１０は実施形態１０３～１０９のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、水酸化アルミニウムまたはその水和物を形成することをさらに含み、水酸化アルミニウムは、アノードからのＡｌを含む。
実施形態１１１は実施形態１１０の方法を提供し、処理水からリンを含む塩を分離することは、処理水から水酸化アルミニウムを分離することをさらに含む。
実施形態１１２は実施形態１０３～１１１のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水は、約４～約８のｐＨを有する。
実施形態１１２は実施形態１０３～１１１のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水は、約４～約８のｐＨを有する。
実施形態１１３は実施形態１０３～１１２のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水は、約５～約７のｐＨを有する。
実施形態１１４は実施形態１０３～１１３のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルを浸漬するリン含有水が約５～約７のｐＨに維持されるように、リン含有水への酸の導入速度を調整することをさらに含む。
実施形態１１４は実施形態１０３～１１３のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルを浸漬するリン含有水が約５～約７のｐＨに維持されるように、リン含有水への酸の導入速度を調整することをさらに含む。
実施形態１１５は実施形態１１４の方法を提供し、リン含有水中に電気化学セルを浸漬する前、リン含有水中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水中に電気化学セルを浸漬した後、またはそれらの組み合わせで、酸はリン含有水に添加される。
実施形態１１６は実施形態１０３～１１５のいずれか１つの方法を提供し、酸は、硫酸、酢酸、塩酸、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態１１７は実施形態１０３～１１６のいずれか１つの方法を提供し、処理水からのＡｌを含む塩を凝集させることを含む。
実施形態１１７は実施形態１０３～１１６のいずれか１つの方法を提供し、処理水からのＡｌを含む塩を凝集させることを含む。
実施形態１１８は実施形態１～１１７のいずれか１つの方法を提供し、カソードは、アノードの仕事関数より大きい仕事関数を有する。
実施形態１１９は実施形態３～１１８のいずれか１つの方法を提供し、導電性コネクタは、アノードの仕事関数とカソードの仕事関数との間の仕事関数を有する。
実施形態１１９は実施形態３～１１８のいずれか１つの方法を提供し、導電性コネクタは、アノードの仕事関数とカソードの仕事関数との間の仕事関数を有する。
実施形態１２０は実施形態３～１１９のいずれか１つの方法を提供し、導電性コネクタは、Ｃｕを含む。
実施形態１２１は実施形態３～１２０のいずれか１つの方法を提供し、導電性コネクタは、Ｚｎを含む。
実施形態１２１は実施形態３～１２０のいずれか１つの方法を提供し、導電性コネクタは、Ｚｎを含む。
実施形態１２２は実施形態３～１２１のいずれか１つの方法を提供し、導電性コネクタは、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む。
実施形態１２３は実施形態３～１２２のいずれか１つの方法を提供し、導電性コネクタは、真鍮を含む。
実施形態１２３は実施形態３～１２２のいずれか１つの方法を提供し、導電性コネクタは、真鍮を含む。
実施形態１２４は実施形態３～１２３のいずれか１つの方法を提供し、導電性コネクタは真鍮を含み、導電性コネクタは実質的に他の物質を含まない。
実施形態１２５は実施形態３～１２４のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、複数の導電性コネクタを含み、各導電性コネクタは独立してアノードおよびカソードを電気的に接続する。
実施形態１２５は実施形態３～１２４のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、複数の導電性コネクタを含み、各導電性コネクタは独立してアノードおよびカソードを電気的に接続する。
実施形態１２６は、実施形態１２５の方法を提供し、複数の導電性コネクタは、電気化学セルの周面の周りにおおよそ均等に分散される。
実施形態１２７は実施形態３～１２６のいずれか１つの方法を提供し、導電性コネクタは、ネジ、ボルト、ナット、ワッシャ、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態１２７は実施形態３～１２６のいずれか１つの方法を提供し、導電性コネクタは、ネジ、ボルト、ナット、ワッシャ、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態１２８は実施形態３～１２７のいずれか１つの方法を提供し、導電性コネクタは、ネジまたはボルトを含む。
実施形態１２９は実施形態１～１２８のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、複数のカソードを含む。
実施形態１２９は実施形態１～１２８のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、複数のカソードを含む。
実施形態１３０は実施形態１～１２９のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、複数のアノードを含む。
実施形態１３１は実施形態１～１３０のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルのカソード表面積に対するアノード表面積の比は、約０．１～約１０である。
実施形態１３１は実施形態１～１３０のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルのカソード表面積に対するアノード表面積の比は、約０．１～約１０である。
実施形態１３２は実施形態１～１３１のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルのカソード表面積に対するアノード表面積の比は、約０．５～約２である。
実施形態１３３は実施形態１～１３２のいずれか１つの方法を提供し、カソードは粗面またはエッチング面を含む。
実施形態１３３は実施形態１～１３２のいずれか１つの方法を提供し、カソードは粗面またはエッチング面を含む。
実施形態１３４は実施形態１～１３３のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水の導電率は、約１００μＳ～約１，０００，０００μＳである。
実施形態１３５は実施形態１～１３４のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水の導電率は、約３００μＳ～約１００，０００μＳである。
実施形態１３６は実施形態１～１３５のいずれか１つの方法を提供し、導電率が約１００μＳ～約１，２００μＳであるように、リン含有水の導電率を調整することをさらに含む。
実施形態１３７は実施形態１３６の方法を提供し、リン含有水の導電率を調整することは、電気化学セルにリンを含む真水の導入速度を調整することを含む。
実施形態１３８は実施形態１３６～１３７のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の導電率を調整することは、リン含有水に１つ以上の塩を添加することを含む。
実施形態１３８は実施形態１３６～１３７のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の導電率を調整することは、リン含有水に１つ以上の塩を添加することを含む。
実施形態１３９は実施形態１３６～１３８のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水中に電気化学セルを浸漬する前、リン含有水中に電気化学セルを浸漬する間、リン含有水中に電気化学セルを浸漬した後、またはそれらの組み合わせで、塩はリン含有水に添加される。
実施形態１４０は実施形態１３６～１３９のいずれか１つの方法を提供し、その導電率を調整するために、リン含有水に添加された１つ以上の塩は、ハロゲン塩、ナトリウム塩、カリウム塩、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態１４１は実施形態１３６～１４０のいずれか１つの方法を提供し、その導電率を調整するために、リン含有水に添加された１つ以上の塩は、塩化ナトリウムを含む。
実施形態１４２は実施形態１～１４１のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、アノードの表面とカソードの表面との間に約１ｍｍ～約１１０ｍｍの間隔を含む。
実施形態１４２は実施形態１～１４１のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、アノードの表面とカソードの表面との間に約１ｍｍ～約１１０ｍｍの間隔を含む。
実施形態１４３は実施形態１４２の方法を提供し、電気化学セルは、カソードと、アノードの総表面積の少なくとも約８０％との間、約１ｍｍ～約１１０ｍｍの間隔を含む。
実施形態１４４は実施形態１４２～１４３のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、アノードの表面とカソードの表面との間に約２ｍｍ～約３０ｍｍの間隔を含む。
実施形態１４４は実施形態１４２～１４３のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、アノードの表面とカソードの表面との間に約２ｍｍ～約３０ｍｍの間隔を含む。
実施形態１４５は実施形態１～１４４のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、環境中の天然水源を含む水源から取水された水、飲料水、工業廃水、工業用冷却水、またはそれらの組み合わせである。
実施形態１４６は実施形態１～１４５のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、環境中の天然水源を含む水源から取水された水である。
実施形態１４７は実施形態１～１４６のいずれか１つの方法を提供し、本方法は、電気化学セルをリン含有水の中に浸漬することによって発生する酸化以外に酸化剤または酸化処理でリン含有水を処理することを含まない。
実施形態１４７は実施形態１～１４６のいずれか１つの方法を提供し、本方法は、電気化学セルをリン含有水の中に浸漬することによって発生する酸化以外に酸化剤または酸化処理でリン含有水を処理することを含まない。
実施形態１４８は実施形態１～１４７のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルをリン含有水中に浸漬する前、電気化学セルをリン含有水中に浸漬する間、またはそれらの組み合わせでリン含有水中のリンを酸化することをさらに含む。
実施形態１４９は実施形態１４８の方法を提供し、リン含有水中に電気化学セルを浸漬することは、リン含有水中のリンを酸化するために十分である。
実施形態１５０は実施形態１４８～１４９のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する前に、リン含有水中のリンを酸化することを含む。
実施形態１５０は実施形態１４８～１４９のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬する前に、リン含有水中のリンを酸化することを含む。
実施形態１５１は実施形態１５０の方法を提供し、リン含有水中のリンを酸化することは、酸化剤とリン含有水とを接触させて、リンを酸化することを含む。
実施形態１５２は実施形態１５０～１５１のいずれか１つの方法を提供し、酸化剤の水溶液をリン含有水に加える。
実施形態１５２は実施形態１５０～１５１のいずれか１つの方法を提供し、酸化剤の水溶液をリン含有水に加える。
実施形態１５３は実施形態１５０～１５２のいずれか１つの方法を提供し、酸化剤の水溶液は、約０．００１ｐｐｍ～約９９９，９９９ｐｐｍの酸化剤の濃度を有する。
実施形態１５４は実施形態１５０～１５３のいずれか１つの方法を提供し、酸化剤の水溶液は、約５０，０００ｐｐｍ～約１４０，０００ｐｐｍの酸化剤の濃度を有する。
実施形態１５４は実施形態１５０～１５３のいずれか１つの方法を提供し、酸化剤の水溶液は、約５０，０００ｐｐｍ～約１４０，０００ｐｐｍの酸化剤の濃度を有する。
実施形態１５５は実施形態１５０～１５４のいずれか１つの方法を提供し、酸化剤は、鉄酸塩、オゾン、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）、過マンガン酸カリウム、二クロム酸カリウム、塩素酸カリウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過塩素酸、過酢酸、一過硫酸カリウム、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、水酸化物、亜硫酸塩、それらの分解を介したフリーラジカル、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態１５６は実施形態１５０～１５５のいずれか１つの方法を提供し、酸化剤は、リン含有水中に溶存する、実質的にすべてのリンを酸化された形態のリンに変換する。
実施形態１５７は実施形態１～１５６のいずれか１つの方法を提供し、分離された水のｐＨが約６～約８になるように調節することをさらに含む。
実施形態１５７は実施形態１～１５６のいずれか１つの方法を提供し、分離された水のｐＨが約６～約８になるように調節することをさらに含む。
実施形態１５８は実施形態１～１５７のいずれか１つの方法を提供し、分離された水のｐＨが約７になるように調節することをさらに含む。
実施形態１５９は実施形態１～１５８のいずれか１つの方法を提供し、本方法は、分離された水のｐＨ処理を含まない。
実施形態１５９は実施形態１～１５８のいずれか１つの方法を提供し、本方法は、分離された水のｐＨ処理を含まない。
実施形態１６０は実施形態１～１５９のいずれか１つの方法を提供し、本方法は、リン含有水の中に複数の電気化学セルを浸漬することを含む。
実施形態１６１は実施形態１～１６０のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、平面である。
実施形態１６１は実施形態１～１６０のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、平面である。
実施形態１６２は実施形態１～１６１のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、電気化学セルの高さおよび幅よりも薄い厚さを有する。
実施形態１６３は実施形態１～１６２のいずれか１つの方法を提供し、カソードは、電気化学セルの平面状の枠と、枠の外周の内側に備えられるカソード材料とを含み、カソード材料は電気的に枠に接続される。
実施形態１６３は実施形態１～１６２のいずれか１つの方法を提供し、カソードは、電気化学セルの平面状の枠と、枠の外周の内側に備えられるカソード材料とを含み、カソード材料は電気的に枠に接続される。
実施形態１６４は実施形態１６３の方法を提供し、枠は、電気化学セルの構造的構成要素であって、枠はカソード材料を含み、枠は、アノードのいずれかまたはすべてがなくても、その形状を維持するのに構造的に十分である。
実施形態１６５は実施形態１６３～１６４のいずれか１つの方法を提供し、平面状の枠は、非多孔質固体物質である。
実施形態１６６は実施形態１６３～１６５のいずれか１つの方法を提供し、平面状の枠は、カソード材料の１つ以上のストリップである。
実施形態１６６は実施形態１６３～１６５のいずれか１つの方法を提供し、平面状の枠は、カソード材料の１つ以上のストリップである。
実施形態１６７は実施形態１６３～１６６のいずれか１つの方法を提供し、平面状の枠は、多角形の外周を有する。
実施形態１６８は実施形態１６３～１６７のいずれか１つの方法を提供し、平面状の枠は、正方形または長方形である。
実施形態１６８は実施形態１６３～１６７のいずれか１つの方法を提供し、平面状の枠は、正方形または長方形である。
実施形態１６９は実施形態１６３～１６８のいずれか１つの方法を提供し、平面状の枠の外周の内側に備えられるカソード材料は、多孔質カソード材料を含む。
実施形態１７０は実施形態１６９の方法を提供し、多孔質カソード材料は、ワイヤ、メッシュ、スクリーン、１つ以上の貫通孔を含むシート、またはそれらの組み合わせなどの材料を含む。
実施形態１７０は実施形態１６９の方法を提供し、多孔質カソード材料は、ワイヤ、メッシュ、スクリーン、１つ以上の貫通孔を含むシート、またはそれらの組み合わせなどの材料を含む。
実施形態１７１は実施形態１７０の方法を提供し、多孔質カソード材料は、多孔質カソード材料を含む金網またはワイヤスクリーンを含む。
実施形態１７２は実施形態１７０～１７１のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタをさらに含み、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含み、平面状の枠の外周の内側に備えられる多孔質カソード材料は、２つの平面状の枠間に挟まれた縁を有し、その２つの平面状の枠は、一緒に保持されて１つ以上の導電性コネクタで多孔質カソード材料をそれら平面状の枠間に固定する。
実施形態１７２は実施形態１７０～１７１のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタをさらに含み、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含み、平面状の枠の外周の内側に備えられる多孔質カソード材料は、２つの平面状の枠間に挟まれた縁を有し、その２つの平面状の枠は、一緒に保持されて１つ以上の導電性コネクタで多孔質カソード材料をそれら平面状の枠間に固定する。
実施形態１７３は実施形態１７２の方法を提供し、電気化学セルは、複数対の平面状の枠を含み、各対は一緒に保持され、それらの間に多孔質カソード材料を１つ以上の導電性コネクタで固定し、各対は、平面状の枠の外周の内側に備えられる多孔質カソード材料を横断する１つ以上のアノードによって分離される。
実施形態１７４は実施形態１７３の方法を提供し、平面状の枠の各対を互いに分離する１つ以上のアノードは、それによって分離された平面状の枠の各対の面に直接接触する。
実施形態１７５は実施形態１７３～１７４のいずれか１つの方法を提供し、平面状の枠の各対を互いに分離する１つ以上のアノードは、それによって分離された平面状の枠の各対の一方の面に直接接触し、その分離された平面状の枠の各対の他方の面と直接接触することを含まない。
実施形態１７５は実施形態１７３～１７４のいずれか１つの方法を提供し、平面状の枠の各対を互いに分離する１つ以上のアノードは、それによって分離された平面状の枠の各対の一方の面に直接接触し、その分離された平面状の枠の各対の他方の面と直接接触することを含まない。
実施形態１７６は実施形態１７０～１７５のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタをさらに含み、導電性コネクタはＣｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含み、アノードは平面状の枠の２つの縁において平面状の枠に固定されたストリップであって、アノードは、平面状の枠の２つの縁のそれぞれにおいて、少なくとも１つの導電性コネクタで平面状の枠に固定され、その結果、アノードは平面状の枠の外周の内側に備えられるカソード材料を横断して、平面状の枠の外周の内側に備えられるカソード材料とアノードストリップとの間にギャップを形成する。
実施形態１７７は実施形態１７６の方法を提供し、少なくとも１つの導電性コネクタを介して平面状の枠にアノードが固定されている、平面状の枠の各縁において、アノードおよびカソードは、互いに直接接触する。
実施形態１７８は実施形態１７０～１７７のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタをさらに含み、導電性コネクタはＣｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含み、電気化学セルは、複数のアノードを含み、各アノードは、枠の一面上の平面状の枠の２つの縁において平面状の枠に固定されたストリップであって、アノードのそれぞれは、平面状の枠の２つの縁のそれぞれに少なくとも１つの導電性コネクタで平面状の枠に固定され、その結果、アノードのそれぞれは、平面状の枠の外周の内側に備えられるカソード材料を横断し、平面状の枠の外周の内側に備えられるカソード材料とアノードストリップとの間にギャップを形成し、複数のアノードは、物理的に互いに接触しないように、面全体に間隔を置いて離れる。
実施形態１７９は実施形態１７８の方法を提供し、アノードのそれぞれは、面上で互いにおおよそ平行な平面状の枠の外周の内側に備えられるカソード材料を横断する。
実施形態１８０は実施形態１７８～１７９のいずれか１つの方法を提供し、各アノードが固定される平面状の枠の２つの縁は、平面状の枠の対向する２つの縁である。
実施形態１８０は実施形態１７８～１７９のいずれか１つの方法を提供し、各アノードが固定される平面状の枠の２つの縁は、平面状の枠の対向する２つの縁である。
実施形態１８１は実施形態１７８～１８０のいずれか１つの方法を提供し、すべてのアノードは、平面状の枠の単一の主面にある。
実施形態１８２は実施形態１７８～１８１のいずれか１つの方法を提供し、アノードのうちのいくつかは、平面状の枠の１つの主面上にあり、他のアノードは、枠の別の主面上にある。
実施形態１８２は実施形態１７８～１８１のいずれか１つの方法を提供し、アノードのうちのいくつかは、平面状の枠の１つの主面上にあり、他のアノードは、枠の別の主面上にある。
実施形態１８３は実施形態３～１８２のいずれか１つの方法を提供し、電気化学セルは、
カソードであって、多角形の外周を有する、電気化学セルの平面状の枠と、枠と直接接触する金網またはワイヤスクリーンであり枠の外周の内側に備えられる多孔質材料と、を含むカソードと、
複数のアノードであって、各アノードは、平面状の枠の一面上の平面状の枠の２つの対向する縁において平面状の枠に固定されたストリップであって、アノードのそれぞれは、平面状の枠の２つの縁のそれぞれにおいて導電性コネクタのうちの少なくとも１つで平面状の枠に固定され、その結果、アノードのそれぞれは、互いにおおよそ平行であり、平面状の枠の外周の内側に備えられる多孔質材料を横断して、平面状の枠の外周の内側に備えられる多孔質材料とアノードストリップとの間にギャップを形成し、アノードが少なくとも１つの導電性コネクタを介して平面状の枠に固定されている、平面状の枠の縁のそれぞれにおいて、各アノードは、カソード枠に直接接触し、複数のアノードは、それらが互いに物理的に接触しないように面を横切って間隔を置いて離れ、ギャップは約１ｍｍ～約１１０ｍｍである、前記複数のアノードと
を含む。
カソードであって、多角形の外周を有する、電気化学セルの平面状の枠と、枠と直接接触する金網またはワイヤスクリーンであり枠の外周の内側に備えられる多孔質材料と、を含むカソードと、
複数のアノードであって、各アノードは、平面状の枠の一面上の平面状の枠の２つの対向する縁において平面状の枠に固定されたストリップであって、アノードのそれぞれは、平面状の枠の２つの縁のそれぞれにおいて導電性コネクタのうちの少なくとも１つで平面状の枠に固定され、その結果、アノードのそれぞれは、互いにおおよそ平行であり、平面状の枠の外周の内側に備えられる多孔質材料を横断して、平面状の枠の外周の内側に備えられる多孔質材料とアノードストリップとの間にギャップを形成し、アノードが少なくとも１つの導電性コネクタを介して平面状の枠に固定されている、平面状の枠の縁のそれぞれにおいて、各アノードは、カソード枠に直接接触し、複数のアノードは、それらが互いに物理的に接触しないように面を横切って間隔を置いて離れ、ギャップは約１ｍｍ～約１１０ｍｍである、前記複数のアノードと
を含む。
実施形態１８４は実施形態１～１８３のいずれか１つの方法を提供し、
リン含有水を含むエンクロージャ内に１つ以上の電気化学セルを浸漬すること；
電気化学セルを浸漬するリン含有水の中に少なくとも部分的に沈められている複数のフィルタの１つを介して、処理水からリンを含む塩をろ過すること
を含む。
リン含有水を含むエンクロージャ内に１つ以上の電気化学セルを浸漬すること；
電気化学セルを浸漬するリン含有水の中に少なくとも部分的に沈められている複数のフィルタの１つを介して、処理水からリンを含む塩をろ過すること
を含む。
実施形態１８５は実施形態１８４の方法を提供し、フィルタは、ガラスフリット、布フィルタ、紙フィルタ、ディスクフィルタ、ロータリーフィルタ、ドラムフィルタ、スクリーン、ふるい、粒子状ろ過媒体、ろ過助剤、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態１８６は実施形態１８４～１８５のいずれか１つの方法を提供し、フィルタは、回転ディスクフィルタである。
実施形態１８７は実施形態１８４～１８６のいずれか１つの方法を提供し、ろ過は、フィルタ上にろ過ケーキを形成することを含み、ろ過ケーキは、リンを含む塩を含む。
実施形態１８７は実施形態１８４～１８６のいずれか１つの方法を提供し、ろ過は、フィルタ上にろ過ケーキを形成することを含み、ろ過ケーキは、リンを含む塩を含む。
実施形態１８８は実施形態１８７の方法を提供し、フィルタを逆洗してろ過ケーキをフィルタから除去し、除去されたろ過ケーキを含む逆洗液を生成することをさらに含む。
実施形態１８９は実施形態１８８の方法を提供し、沈殿物を含む水の一部がフィルタの逆洗に使用される。
実施形態１８９は実施形態１８８の方法を提供し、沈殿物を含む水の一部がフィルタの逆洗に使用される。
実施形態１９０は実施形態１８４～１８９のいずれか１つの方法を提供し、１つ以上の電気化学セルは、エンクロージャの側面部分においてリン含有水中に配置され、フィルタは、フィルタが複数の電気化学セルの間にあるように、リン含有水中に、エンクロージャのおおよそ中央部分に配置される。
実施形態１９１は実施形態１８４～１９０のいずれか１つの方法を提供し、複数のフィルタを含む。
実施形態１９２は実施形態１９１の方法を提供し、１つ以上のフィルタは、複数の回転ディスクフィルタを含む。
実施形態１９２は実施形態１９１の方法を提供し、１つ以上のフィルタは、複数の回転ディスクフィルタを含む。
実施形態１９３は、水からリンを除去する方法を提供し、本方法は、
約５～約７のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬することで、そのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、塩は
リンおよびアノードからのＡｌを含むＡｌＰＯ４またはその水和物であるか、
アノードからのＡｌを含む水酸化アルミニウムまたはその水和物であるか、または
それらの組み合わせ
を含み、
電気化学セルは
Ａｌを含むアノードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌであるアノードと、
Ｃｕを含むカソードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであるカソードと、
アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタであって、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む導電性コネクタと
を含む、浸漬することと、
リン含有水より低リン濃度を有する分離された水を生成するために、処理水からリンを含む塩を分離することと
を含む。
約５～約７のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬することで、そのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、塩は
リンおよびアノードからのＡｌを含むＡｌＰＯ４またはその水和物であるか、
アノードからのＡｌを含む水酸化アルミニウムまたはその水和物であるか、または
それらの組み合わせ
を含み、
電気化学セルは
Ａｌを含むアノードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌであるアノードと、
Ｃｕを含むカソードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであるカソードと、
アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタであって、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む導電性コネクタと
を含む、浸漬することと、
リン含有水より低リン濃度を有する分離された水を生成するために、処理水からリンを含む塩を分離することと
を含む。
実施形態１９４は、水からリンを除去する方法を提供し、
約１０～約１１のｐＨを有する、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬することでそのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、塩は、
リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムカリウム、それらの水和物、またはそれらの組み合わせ、
リンおよびアノードからのＭｇを含むＮＨ４ＭｇＰＯ４またはその水和物であるか、
アノードからのＭｇを含むＭｇ（ＯＨ）２、または
それらの組み合わせ
を含み、
電気化学セルは、
Ｍｇを含むアノードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇであるアノードと、
Ｃｕを含むカソードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであるカソードと、
アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタであって、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む導電性コネクタと
を含む、前記浸漬することと、
リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を形成するために処理水からリンを含む塩を分離することと
を含む。
約１０～約１１のｐＨを有する、リン含有水の中に電気化学セルを浸漬することでそのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、塩は、
リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムカリウム、それらの水和物、またはそれらの組み合わせ、
リンおよびアノードからのＭｇを含むＮＨ４ＭｇＰＯ４またはその水和物であるか、
アノードからのＭｇを含むＭｇ（ＯＨ）２、または
それらの組み合わせ
を含み、
電気化学セルは、
Ｍｇを含むアノードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇであるアノードと、
Ｃｕを含むカソードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであるカソードと、
アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタであって、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む導電性コネクタと
を含む、前記浸漬することと、
リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を形成するために処理水からリンを含む塩を分離することと
を含む。
実施形態１９５は、実施形態１～１９４のいずれか１つの方法を実行するための電気化学セルを提供し、電気化学セルは、
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソードであって、多角形の外周を有する、電気化学セルの平面状の枠と、枠と直接接触する金網またはワイヤスクリーンであり枠の外周の内側に備えられる多孔質材料と、を含むカソードと、
Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含む複数のアノードと、アノードとカソードとを電気的に接続する、複数の導電性コネクタであって、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む導電性コネクタと
を含み、
各アノードは、枠の一面上の平面状の枠の２つの対向する縁において平面状の枠に固定されたストリップであって、アノードのそれぞれは、平面状の枠の２つの縁のそれぞれにおいて導電性コネクタのうちの少なくとも１つで平面状の枠に固定され、その結果、面上のアノードのそれぞれは、面上で互いにおおよそ平行であり、平面状の枠の外周の内側に備えられる多孔質材料を横断して、平面状の枠の外周の内側に備えられる多孔質材料とアノードストリップとの間にギャップを形成し、アノードが少なくとも１つの導電性コネクタを介して平面状の枠に固定されている、平面状の枠の縁のそれぞれにおいて、各アノードは、カソード枠に直接接触し、複数のアノードは、それらが互いに物理的に接触しないように面を横切って間隔を置いて離れ、ギャップは約１ｍｍ～約１１０ｍｍである。
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソードであって、多角形の外周を有する、電気化学セルの平面状の枠と、枠と直接接触する金網またはワイヤスクリーンであり枠の外周の内側に備えられる多孔質材料と、を含むカソードと、
Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含む複数のアノードと、アノードとカソードとを電気的に接続する、複数の導電性コネクタであって、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む導電性コネクタと
を含み、
各アノードは、枠の一面上の平面状の枠の２つの対向する縁において平面状の枠に固定されたストリップであって、アノードのそれぞれは、平面状の枠の２つの縁のそれぞれにおいて導電性コネクタのうちの少なくとも１つで平面状の枠に固定され、その結果、面上のアノードのそれぞれは、面上で互いにおおよそ平行であり、平面状の枠の外周の内側に備えられる多孔質材料を横断して、平面状の枠の外周の内側に備えられる多孔質材料とアノードストリップとの間にギャップを形成し、アノードが少なくとも１つの導電性コネクタを介して平面状の枠に固定されている、平面状の枠の縁のそれぞれにおいて、各アノードは、カソード枠に直接接触し、複数のアノードは、それらが互いに物理的に接触しないように面を横切って間隔を置いて離れ、ギャップは約１ｍｍ～約１１０ｍｍである。
実施形態１９６はストルバイトを生成する方法を提供し、本方法は、
約１０～約１１のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬することでそのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、塩はストルバイトを含み、ストルバイトはリンおよびアノードからのＭｇを含み、電気化学セルは、
Ｍｇを含むアノードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇであるアノードと、
Ｃｕを含むカソードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであるカソードと
を含む、浸漬することと、
分離されたストルバイトを得るために、かつ、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成するために、処理水からリンを含む塩を分離すること
を含む。
約１０～約１１のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬することでそのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、塩はストルバイトを含み、ストルバイトはリンおよびアノードからのＭｇを含み、電気化学セルは、
Ｍｇを含むアノードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇであるアノードと、
Ｃｕを含むカソードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであるカソードと
を含む、浸漬することと、
分離されたストルバイトを得るために、かつ、リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成するために、処理水からリンを含む塩を分離すること
を含む。
実施形態１９７は、実施形態１９６の方法を提供し、電気化学セルは、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタをさらに含み、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態１９８は実施形態１９６～１９７のいずれか１つの方法を提供し、アノードおよびカソードは、互いに直接接触する。
実施形態１９９は実施形態１９６～１９８のいずれか１つの方法を提供し、分離されたストルバイトを精製することをさらに含む。
実施形態１９９は実施形態１９６～１９８のいずれか１つの方法を提供し、分離されたストルバイトを精製することをさらに含む。
実施形態２００は実施形態１９６～１９９のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水は、窒素をさらに含む。
実施形態２０１は実施形態２００の方法を提供し、リン含有水に窒素を添加することをさらに含む。
実施形態２０１は実施形態２００の方法を提供し、リン含有水に窒素を添加することをさらに含む。
実施形態２０２は実施形態２０１の方法を提供し、リン含有水に添加される窒素は、ＫＮＯ３、ＨＮＯ３、有機窒素化合物、またはそれらの組み合わせとして添加される。
実施形態２０３は実施形態１９６～２０２のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水を形成するためにリンを水に添加することをさらに含む。
実施形態２０３は実施形態１９６～２０２のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水を形成するためにリンを水に添加することをさらに含む。
実施形態２０４はＡｌＰＯ４、水酸化アルミニウム、またはそれらの組み合わせを生成する方法を提供し、本方法は
約５～約７のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬することでそのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、塩は
リンおよびアノードからのＡｌを含むＡｌＰＯ４またはその水和物であるか、
アノードからのＡｌを含む水酸化アルミニウムまたはその水和物であるか、または
それらの組み合わせ
を含み、
電気化学セルは
Ａｌを含むアノードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌであるアノードと、
Ｃｕを含むカソードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであるカソードと
を含む、前記浸漬することと、
リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成するために処理水からリンを含む塩を分離することと
を含む。
約５～約７のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬することでそのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、塩は
リンおよびアノードからのＡｌを含むＡｌＰＯ４またはその水和物であるか、
アノードからのＡｌを含む水酸化アルミニウムまたはその水和物であるか、または
それらの組み合わせ
を含み、
電気化学セルは
Ａｌを含むアノードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌであるアノードと、
Ｃｕを含むカソードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであるカソードと
を含む、前記浸漬することと、
リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成するために処理水からリンを含む塩を分離することと
を含む。
実施形態２０５は実施形態２０４の方法を提供し、電気化学セルは、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタをさらに含み、導電性コネクタはＣｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態２０６は実施形態２０４～２０５のいずれか１つの方法を提供し、アノードおよびカソードは、互いに直接接触する。
実施形態２０７は実施形態２０４～２０６のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水を生成するためにリンを水に添加することをさらに含む。
実施形態２０７は実施形態２０４～２０６のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水を生成するためにリンを水に添加することをさらに含む。
実施形態２０８は実施形態２０４～２０７のいずれか１つの方法を提供し、リンを含む塩を精製して、精製ＡｌＰＯ４、精製水酸化アルミニウム、またはＡｌＰＯ４および水酸化アルミニウムの精製混合物を提供することをさらに含む。
実施形態２０９はリン酸マグネシウム、Ｍｇ（ＯＨ）２、またはそれらの組み合わせを生成するために方法を提供し、本方法は、
約１０～約１１のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬することでそのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、塩は
リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムカリウム、それらの水和物、またはそれらの組み合わせか、
アノードからのＭｇを含むＭｇ（ＯＨ）２か、または
それらの組み合わせ
を含み、
電気化学セルは
Ｍｇを含むアノードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇであるアノードと、
Ｃｕを含むカソードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであるカソードと
を含む、前記浸漬することと、
リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成するために、処理水からリンを含む塩を分離することと
を含む。
約１０～約１１のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬することでそのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、塩は
リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムカリウム、それらの水和物、またはそれらの組み合わせか、
アノードからのＭｇを含むＭｇ（ＯＨ）２か、または
それらの組み合わせ
を含み、
電気化学セルは
Ｍｇを含むアノードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇであるアノードと、
Ｃｕを含むカソードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであるカソードと
を含む、前記浸漬することと、
リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成するために、処理水からリンを含む塩を分離することと
を含む。
実施形態２１０は実施形態２０９の方法を提供し、電気化学セルはアノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタをさらに含み、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態２１１は実施形態２０９～２１０のいずれか１つの方法を提供し、アノードおよびカソードを互いに直接接触する。
実施形態２１２は実施形態２０９～２１１のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水を生成するためにリンを水に添加することをさらに含む。
実施形態２１２は実施形態２０９～２１１のいずれか１つの方法を提供し、リン含有水を生成するためにリンを水に添加することをさらに含む。
実施形態２１３は実施形態２０９～２１２のいずれか１つの方法を提供し、リンを含む塩を精製して、精製リン酸マグネシウム、精製Ｍｇ（ＯＨ）２、またはリン酸マグネシウムおよびＭｇ（ＯＨ）２の精製混合物を提供することをさらに含む。
実施形態２１４は、水から１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを除去する方法を提供し、本方法は、
１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを含有する水の中に電気化学セルを浸漬することでその１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を含有する処理水を生成することであって、電気化学セルは、
Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノード、
アノードとは異なる組成を有するカソードであって、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソード
を含む、前記浸漬することと、
１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含有する水より、低い濃度の１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを有する分離された水を生成するために、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を含む塩を分離することと
を含む。
１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを含有する水の中に電気化学セルを浸漬することでその１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を含有する処理水を生成することであって、電気化学セルは、
Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノード、
アノードとは異なる組成を有するカソードであって、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソード
を含む、前記浸漬することと、
１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含有する水より、低い濃度の１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを有する分離された水を生成するために、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を含む塩を分離することと
を含む。
実施形態２１５は実施形態２１４の方法を提供し、電気化学セルはアノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタをさらに含み、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態２１６は実施形態２１４～２１５のいずれか１つの方法を提供し、アノードおよびカソードは、互いに直接接触する。
実施形態２１７は実施形態２１４～２１５のいずれか１つの方法を提供し、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドは、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｆ、Ｄｂ、Ｓｇ、Ｂｈ、Ｈｓ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏ、Ｃｎ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｔ、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態２１７は実施形態２１４～２１５のいずれか１つの方法を提供し、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドは、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｆ、Ｄｂ、Ｓｇ、Ｂｈ、Ｈｓ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏ、Ｃｎ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｔ、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態２１８は実施形態２１４～２１６のいずれか１つの方法を提供し、１つ以上の遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドは、Ｈｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｓ、またはそれらの組み合わせを含む。
実施形態２１９は実施形態２１４～２１７のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを含む水中の遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度の約０％～約７０％である、遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度を有する。
実施形態２２０は実施形態２１４～２１８のいずれか１つの方法を提供し、分離された水は、１つ以上の溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、または溶存メタロイドを含む水中の遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度の約０％～約２０％である、遷移金属、ポスト遷移金属、メタロイド、またはそれらの組み合わせの濃度を有する。
実施形態２１９は、記載されたすべての要素または選択肢が使用または選択できるように、任意選択的に構成された実施形態１～２１８の任意の１つまたは任意の組み合わせの方法または電気化学セルを提供する。
Claims (20)
- 水からリンを除去する方法であって、
リン含有水の中に電気化学セルを浸漬することでそのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、前記電気化学セルは、
Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含むアノードと、
前記アノードとは異なる組成を有するカソードであって、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含む前記カソードと、
を含む、前記浸漬することと、
前記処理水から前記リンを含む前記塩を分離して、前記リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成することと
を含む、前記方法。 - 前記電気化学セルは、ガルバニ電池である請求項１に記載の方法。
- 前記アノードおよび前記カソードは、互いに直接接触する請求項１に記載の方法。
- 前記電気化学セルは、前記アノードおよび前記カソードを電気的に接続する導電性コネクタをさらに含み、前記導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む請求項１に記載の方法。
- 前記導電性コネクタは、真鍮を含む請求項４に記載の方法。
- 前記分離された水は、
前記リン含有水の総リン濃度の約０％～約２０％である総リン濃度を有するか、または
前記リン含有水の溶存リン濃度の約０％～約２０％である溶存リン濃度を有するか、または
前記リン含有水の総リン濃度の約０％～約２０％である反応性リン濃度を有するか、または
前記リン含有水の総窒素濃度の約０％～約３０％である総窒素濃度を有するか、または
前記リン含有水の溶存窒素濃度の約０％～約３０％である総窒素濃度を有するか、または
それらの組み合わせである、
請求項１に記載の方法。 - 前記リンを含む前記塩は、前記アノードからの物質を含む請求項１に記載の方法。
- 前記リン含有水は、溶存遷移金属、溶存ポスト遷移金属、溶存メタロイド、またはそれらの組み合わせをさらに含み、前記リン含有水の中に前記電気化学セルを浸漬する間、それら遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む水酸化物塩を生成することをさらに含み、前記処理水から前記リンを含む前記塩を前記分離することは、前記処理水から前記遷移金属、ポスト遷移金属、またはメタロイドを含む前記水酸化物塩を分離することをさらに含む請求項１に記載の方法。
- 前記リン含有水の中に前記電気化学セルを前記浸漬する間、前記電気化学セルに機械的な力を付与すること、または前記リン含有水の中に前記電気化学セルを前記浸漬する間、前記リン含有水にせん断を付与すること、またはそれらの組み合わせをさらに含み、前記機械的な力および／またはせん断は、
前記アノード、前記カソード、またはそれらの組み合わせの表面からＨ２を含む少なくともいくらかの泡を取り除くのに十分であるか、または
前記アノードの前記表面での酸化物の形成を少なくとも部分的に防止するのに十分であるか、または、
前記アノードの前記表面上の前記リンを含む前記塩の凝集を少なくとも部分的に防止するのに十分であるか、または
それらの組み合わせに十分である請求項１に記載の方法。 - 前記リン含有水の中に前記電気化学セルを浸漬する間、前記リン含有水から窒素を含む塩を生成することをさらに含み、前記処理水からの前記リンを含む前記塩を前記分離することは、前記処理水から前記窒素を含む前記塩を分離することをさらに含む請求項１に記載の方法。
- 前記カソードはＣｕを含み、前記アノードはＭｇを含む請求項１に記載の方法。
- 前記カソードはＣｕを含み、前記アノードはＡｌを含む請求項１に記載の方法。
- 前記カソードは、前記電気化学セルの平面状の枠と、前記枠の外周の内側に備えられるカソード材料とを含み、前記カソード材料は前記枠に電気的に接続され、前記平面状の枠の前記外周の内側に備えられる前記カソード材料は、多孔質カソード材料を含む請求項１に記載の方法。
- 前記リンを含む前記水を含むエンクロージャ内に１つ以上の電気化学セルを浸漬することと、
前記電気化学セルを浸漬する、前記リンを含む前記水の中に少なくとも部分的に沈められている複数のフィルタの１つを介して、前記処理水から前記リンを含む前記塩をろ過することと
を含む、請求項１に記載の方法。 - 請求項１の方法を実行するための電気化学セルであって、前記電気化学セルは、
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含むカソードであって、多角形の外周を有する前記電気化学セルの平面状の枠と、前記枠と直接接触している金網またはワイヤスクリーンであり前記枠の前記外周の内側に備えられる多孔質材料とを含む前記カソードと、
Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、またはそれらの組み合わせを含む複数のアノードと、
前記アノードと前記カソードとを電気的に接続する複数の導電性コネクタであって、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、またはそれらの組み合わせを含む前記導電性コネクタと、
を含み、
各アノードは、前記枠の一面上の前記平面状の枠の対向する２つの縁において前記平面状の枠に固定されたストリップであり、前記アノードのそれぞれは、前記平面状の枠の前記２つの縁のそれぞれにおいて少なくとも１つの前記導電性コネクタで前記平面状の枠に固定されており、その結果、前記一面上の前記アノードのそれぞれは、前記一面上で互いにおおよそ平行であり、前記平面状の枠の前記外周内に備えられる前記多孔質材料を横断し、前記平面状の枠の前記外周内に備えられる前記多孔質材料と前記アノードの前記ストリップとの間にギャップを形成しており、前記アノードが前記少なくとも１つの導電性コネクタを介して前記平面状の枠に固定されている前記平面状の枠の縁のそれぞれにおいて、各アノードは、前記カソードの前記枠に直接接触しており、前記複数の前記アノードは、それらが互いに物理的に接触しないように前記一つの面を横切って間隔を置いて離れており、前記ギャップは、約１ｍｍ～約１１０ｍｍである、
前記電気化学セル。 - 前記方法は、ストルバイトを生成する方法であり、
前記リン含有水は、約１０～約１１のｐＨを有し、
前記リンを含む前記塩はストルバイトを含み、前記ストルバイトは、前記リンおよび前記アノードからのＭｇを含み、
前記アノードはＭｇを含み、前記アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇであり、
前記カソードはＣｕを含み、前記カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであり、
前記処理水から前記リンを含む前記塩を分離することは、分離されたストルバイトを提供する、
請求項１に記載の方法。 - 前記方法は、ＡｌＰＯ４、水酸化アルミニウム、またはそれらの組み合わせを生成する方法であって、
前記リン含有水は、約５～約７のｐＨを有し、
前記リンを含む前記塩は、
前記リンおよび前記アノードからのＡｌを含むＡｌＰＯ４またはその水和物か、または
前記アノードからのＡｌを含む水酸化アルミニウムまたはその水和物か、または
それらの組み合わせ
を含み、
前記アノードはＡｌを含み、前記アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌであり、
前記カソードはＣｕを含み、前記カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであり、および、
前記処理水から前記リンを含む前記塩を分離することは、分離されたＡｌＰＯ４、水酸化アルミニウム、またはそれらの組み合わせを提供する、
請求項１に記載の方法。 - 前記方法は、リン酸マグネシウム、Ｍｇ（ＯＨ）２、またはそれらの組み合わせを生成する方法であって、
前記リン含有水は約１０～約１１のｐＨを有し、
前記塩は、
リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムカリウム、それらの水和物、またはそれらの組み合わせか、
前記アノードからのＭｇを含むＭｇ（ＯＨ）２か、または
それらの組み合わせ
を含むリンを含み、
前記アノードはＭｇを含み、前記アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇであり、
前記カソードはＣｕを含み、前記カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであり、
前記処理水から前記リンを含む前記塩を分離することは、分離されたリン酸マグネシウム、Ｍｇ（ＯＨ）２、またはそれらの組み合わせを提供する、
請求項１に記載の方法。 - 水からリンを除去する方法であって、前記方法は
約５～約７のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬することでそのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、前記塩は、
前記リンおよび前記アノードからのＡｌを含むＡｌＰＯ４またはその水和物であるか、
前記アノードからのＡｌを含む水酸化アルミニウムまたはその水和物であるか、または
それらの組み合わせ、
を含み、
前記電気化学セルは、
Ａｌを含むアノードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌである前記アノードと、
Ｃｕを含むカソードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである前記カソードと、
前記アノードおよび前記カソードを電気的に接続する導電性コネクタであって、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む前記導電性コネクタと
を含む、前記浸漬することと、
前記リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成するために、前記処理水から前記リンを含む前記塩を分離することと
を含む、前記方法。 - 水からリンを除去する方法であって、前記方法は
約１０～約１１のｐＨを有するリン含有水の中に電気化学セルを浸漬することでそのリンを含む塩を含有する処理水を生成することであって、前記塩は、
リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムカリウム、それらの水和物、またはそれらの組み合わせ、
前記リンおよび前記アノードからのＭｇを含むＮＨ４ＭｇＰＯ４またはそれらの水和物、
前記アノードからのＭｇを含むＭｇ（ＯＨ）２、または
それらの組み合わせ、
を含み、
前記電気化学セルは、
Ｍｇを含むアノードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇである前記アノードと、
Ｃｕを含むカソードであって、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである前記カソードと、
前記アノードおよび前記カソードを電気的に接続する導電性コネクタであって、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む前記導電性コネクタと
を含む、前記浸漬することと、
前記リン含有水より低いリン濃度を有する分離された水を生成するために、前記処理水から前記リンを含む前記塩を分離することと
を含む、前記方法。
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