JP7237209B2 - 水からの物質除去 - Google Patents
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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。
窒素は、農業用肥料、厩肥、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。しかしながら、水中の窒素が多すぎると、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引き起こすことがある。ろ過などの単純な粒子除去プロセスは、粒子を除去し、総窒素濃度を低下させ得る。しかしながら、これらのプロセスは、水溶性型窒素の濃度を低下させないであろう。水から可溶性窒素を除去するための様々な方法が利用可能であるが、これらの方法は費用がかかり、複雑で、制御が困難である。
様々な実施形態において、本発明は、水からリンおよび窒素を除去する方法を提供する。本方法は、窒素およびリンを含む出発物質の水を高ｐＨリン除去段階に通すことを含む。高ｐＨリン除去段階は、水からリン塩を沈殿させるために、水のｐＨを７．５以上に上げることを含む。高ｐＨリン除去段階はまた、水から沈殿したリン塩を除去することを含む。本方法は、水から窒素を窒素ガスとして除去するように電解セルに水を通すことを含む電解窒素除去段階に水を通すことを含む。本方法はまた、水からのリンを含む塩を含む処理水を生成するためにガルバニ電池を浸漬することを含むガルバニックリン除去段階に水を通すことを含む。ガルバニ電池は、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。ガルバニックリン除去段階はまた、処理水からリンを含む塩を分離することを含む。本方法によって製造された水は、出発物質の水より低いリン濃度および低い窒素濃度を有する。
様々な実施形態において、本発明は、水からリンおよび窒素を除去する方法を提供する。本方法は、窒素およびリンを含む出発物質の水を高ｐＨリン除去段階に通すことを含む。高ｐＨリン除去段階は、ストルバイト、リン酸カルシウム、またはそれらの組み合わせを含むリン塩を水から沈殿するために、１つ以上の塩基を使用して水のｐＨを８．５～９．５に上げることを含む。高ｐＨリン除去段階はまた、水から沈殿したリン塩を除去することを含む。高ｐＨリン除去段階は、水中の９０～９８％の反応性リンを除去する。本方法は、水から窒素を窒素ガスとして除去するように、電解セルに水を通すことを含む電解窒素除去段階に水を通すことを含む。電解セルは、ステンレス鋼を含むカソードと、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）を含むアノードとを含む。電解窒素除去段階に水を通すことは、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。本方法はまた、水からのリンを含む塩を含む処理水を生成するためにガルバニ電池を水中に浸漬することを含むガルバニックリン除去段階に水を通すことを含む。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。ガルバニ電池は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。ガルバニ電池は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。ガルバニ電池は、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また含み、導電性コネクタは、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む。ガルバニックリン除去段階はまた、処理水からリンを含む塩を分離することを含む。本方法によって製造される水は、出発物質の水より低いリン濃度および低い窒素濃度を有する。本方法によって製造される水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．０５ｐｐｍの総リン濃度、および約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの総窒素濃度を有する。
様々な実施形態において、本発明は、水から窒素を除去する方法を提供する。本方法は、水から窒素を窒素ガスとして除去するように電解セルに水を通すことを含む。
様々な実施形態において、本発明は、水から窒素を除去する方法を提供する。本方法は、水から窒素を窒素ガスとして除去するように電解セルに水を通すことを含む。電解セルは、ステンレス鋼を含むカソードと、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、またはチタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、またはチタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、またはそれらの組み合わせを含むアノードとを含む。窒素ガスとしての窒素の除去は、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
様々な実施形態において、本発明は、水から窒素を除去する方法を提供する。本方法は、水から窒素を窒素ガスとして除去するように電解セルに水を通すことを含む。電解セルは、ステンレス鋼を含むカソードと、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、またはチタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、またはチタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、またはそれらの組み合わせを含むアノードとを含む。窒素ガスとしての窒素の除去は、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
様々な実施形態において、本発明は、水から窒素およびリンを除去するためのシステムを提供する。本システムは、水からリン塩を沈殿させるために、出発物質の水のｐＨを７．５以上に上げるように構成され、かつ、水から沈殿したリン塩を除去するように構成された高ｐＨリン除去段階を含む。本システムは、水から窒素を窒素ガスとして除去するように構成された電解セルを含む、電解窒素除去段階を含む。本システムは、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とを含むガルバニ電池を含む、ガルバニックリン除去段階を含み、ガルバニ電池は、水からリンを含む塩を含む処理水を形成するように構成され、ガルバニックリン除去段階は、処理水からリンを含む塩を分離するように構成される。本システムによって製造される水は、出発物質の水より、低いリン濃度および低い窒素濃度を有する。
様々な実施形態において、本発明は、水から窒素を除去するための装置を提供する。本装置は、水から窒素を窒素ガスとして除去するために水が流れるように構成される電解セルを含む。電解セルは、ステンレス鋼および／またはチタンを含むカソードと、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、またはチタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、またはチタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、またはそれらの組み合わせを含むアノードとを含む。窒素ガスとしての窒素の除去は、その水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
様々な実施形態において、本発明のリンおよび／または窒素除去の方法は、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、本発明のリンおよび／および窒素除去の方法は、他の方法と比較して、より多い量のリンおよび／または窒素を除去し得、より低いリンおよび／または窒素を達成し得、より高い効率またはより少ないコストでのリンおよび／または窒素除去を達成し得、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、本発明のリンおよび／または窒素除去の方法は、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ガルバニ電池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方法よりも低い。
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、窒素、塩化物、アンモニア、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。
水からリンおよび窒素を除去する方法。
本発明の様々な実施形態は、水からリンおよび窒素を除去する方法を提供する。本方法は、窒素およびリンを含む出発物質の水を高ｐＨリン除去段階に通すことを含み得る。高ｐＨリン除去段階は、水からリン塩を沈殿させるために水のｐＨを７．５以上に上げること、および、水から沈殿したリン塩を除去することを含み得る。本方法は、水から窒素ガスとして窒素を除去するために水を電解セルに通すことを含む電解窒素除去段階に水を通すことを含み得る。本方法はまた、水からのリンを含む塩を含む処理水を形成するために、水中にガルバニ電池を浸漬することを含む、ガルバニックリン除去段階に水を通すことを含み得る。ガルバニ電池は、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得、カソードはＣｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含む。ガルバニックリン除去段階は、処理水からリンを含む塩を分離することを含み得る。本方法によって製造される水は、出発物質の水より、低いリン濃度および低い窒素濃度（例えば、より低い溶存リン／窒素濃度）を有し得る。
本発明の様々な実施形態は、水からリンおよび窒素を除去する方法を提供する。本方法は、窒素およびリンを含む出発物質の水を高ｐＨリン除去段階に通すことを含み得る。高ｐＨリン除去段階は、水からリン塩を沈殿させるために水のｐＨを７．５以上に上げること、および、水から沈殿したリン塩を除去することを含み得る。本方法は、水から窒素ガスとして窒素を除去するために水を電解セルに通すことを含む電解窒素除去段階に水を通すことを含み得る。本方法はまた、水からのリンを含む塩を含む処理水を形成するために、水中にガルバニ電池を浸漬することを含む、ガルバニックリン除去段階に水を通すことを含み得る。ガルバニ電池は、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得、カソードはＣｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含む。ガルバニックリン除去段階は、処理水からリンを含む塩を分離することを含み得る。本方法によって製造される水は、出発物質の水より、低いリン濃度および低い窒素濃度（例えば、より低い溶存リン／窒素濃度）を有し得る。
水は、高ｐＨリン除去段階から電解窒素除去段階に流れ得る。水は、電解窒素除去段階からガルバニックリン除去段階に流れ得る。ガルバニックリン除去段階によって製造された水は、本方法の最終生成物の水であり得るか、またはその水は、ガルバニックリン除去段階から任意選択的な窒素のさらなる除去段階に流れ得る。本方法は、任意選択的に、任意の１つ以上の段階間に１つ以上の中間介在ステップを含み得る。いくつかの実施形態において、本方法は１つ以上の中間介在ステップを含むが、他の実施形態において、本方法は高ｐＨリン除去段階と電解窒素除去段階との間、電解窒素除去段階とガルバニックリン除去段階との間、ガルバニックリン除去段階と任意選択的な窒素のさらなる除去段階との間、またはそれらの組み合わせに中間介在ステップが実質的にない。
出発物質の水は、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、任意の適切な供給源から取水され得る。水は、池、湖、川、小川などの環境中の自然の水源を含む、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、窒素およびリン、またはそれらの組み合わせの除去後、水を水源に戻すことを含み得る。出発物質の水は、肥料生産のまたは採鉱の生成物であり得る。例えば、出発物質の水は、リン酸を生成するためにリン酸塩を含む岩石を溶解するプロセスから生成した水など、リン酸鉱山の貯水池から取水した水であり得る。
出発物質の水は、７．５未満、または１～７．５未満、または２～６、４～５、または１以上７．５未満、または１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５、７未満か、等しいか、または以上、または７．５以下のｐＨなど、任意の適切なｐＨを有し得る。
出発物質の水のリンは、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など任意の適切な形態であり得る。
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の形態など任意の適切な形態であり得る。
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の形態など任意の適切な形態であり得る。
出発物質の水は、５０ｐｐｍ～５，０００ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ～４００ｐｐｍ、または５０ｐｐｍ以上、または１００ｐｐｍ、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、６００、７５０、１，０００、２，０００、３，０００、４，０００未満か、等しいか、またはより大きいか、または５，０００ｐｐｍ以下など、任意の適切なアンモニア濃度を有し得る。
出発物質の水は、１０ｐｐｍ～１０，０００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ～４００ｐｐｍ、または１０ｐｐｍ以上、または、２５ｐｐｍ、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、５００、７５０、１，０００、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１０，０００ｐｐｍ以下など、任意の適切な反応性リン濃度を有し得る。
出発物質の水は、５０ｐｐｍ～２０，０００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ～５，０００ｐｐｍ、または５０ｐｐｍ以上、または１００ｐｐｍ、２００、４００、６００、８００、１，０００、１，５００、２，０００、２，５００、３，０００、３，５００、４，０００、４，５００、５，０００、７，５００、１０，０００、１２，５００、１５，０００、１７，５００未満か、等しいか、またはより大きいか、または２０，０００ｐｐｍ以下など、任意の適切なナトリウム濃度を有し得る。
出発物質の水は、１０ｐｐｍ～１０，０００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ～６００ｐｐｍ、または１０ｐｐｍ以上、または５０ｐｐｍ、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、１，０００、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１０，０００ｐｐｍ以下など、任意の適切なマグネシウム濃度を有し得る。
出発物質の水は、５０ｐｐｍ～４０，０００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ～１０，０００ｐｐｍ、または５０ｐｐｍ以上、または１００ｐｐｍ、２００、５００、１，０００、２，０００、４，０００、６，０００、８，０００、１０，０００、１５，０００、２０，０００、３０，０００未満か、等しいか、またはより大きいか、または４０，０００ｐｐｍ以下など、任意の適切な塩化物濃度を有し得る。
本方法によって製造された水は、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。本方法によって製造された水は、出発物質の水の総リン濃度、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。
本方法によって製造された水は、０ｐｐｍ～約２ｐｐｍ、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未満か、等しいか、またはより大きいか、または約２ｐｐｍ以下など、任意の適切な総窒素濃度、溶存窒素濃度、またはそれらの組み合わせを有し得る。本方法によって製造された水は、出発物質の水の総窒素濃度、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。
高ｐＨリン除去段階。
リンおよび窒素の除去方法は、高ｐＨリン除去段階に水を通すことを含み得る。高ｐＨリン除去段階は、水からリン塩を沈殿させるために、水のｐＨを７．５以上に上げること、および、沈殿したリン塩を水から除去することを含み得る。
リンおよび窒素の除去方法は、高ｐＨリン除去段階に水を通すことを含み得る。高ｐＨリン除去段階は、水からリン塩を沈殿させるために、水のｐＨを７．５以上に上げること、および、沈殿したリン塩を水から除去することを含み得る。
水からリン塩を沈殿させるために水のｐＨを上げることは、適切な量のリン塩の沈殿が生じることを引き起こすように、任意の適切なレベルに水のｐＨを上げることを含み得る。リン塩を沈殿させるために水のｐＨを上げることは、７．５～１２、８．５～９．５、または７．５以上、または８、８．５、９、９．５、１０、１０．５、１１、１１．５未満か、等しいか、またはより大きいか、または１２以下に水のｐＨを上げることを含み得る。水からリン塩を沈殿させるために水のｐＨを上げることは、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、またはそれらの組み合わせなど、任意の適切な１つ以上の塩基など、１つ以上の塩基を水に添加することを含み得る。様々な態様において、本方法は、５％ＮａＯＨ水溶液など、ＮａＯＨを水に添加することを含む。
沈殿は他の物質の補助なしに発生し得るか、または沈殿は１つ以上の追加の凝集剤の存在下で発生し得る。凝集剤は、アニオン性、カチオン性、または非イオン性凝集剤、金属塩凝固剤、デンプン系凝集剤、またはそれらの組み合わせなど、任意の適切な凝集剤であり得る。凝集剤は、アニオン性ポリマー凝集剤であり得る。
沈殿したリン塩の除去は、その沈殿物が水から分離されるように任意の適切な方法で実行され得る。水から沈殿したリン塩を除去することは、傾瀉、沈降、ろ過、またはそれらの組み合わせを含み得る。
沈殿したリン塩は、任意の適切な１つ以上のリン塩を含み得る。１つ以上の沈殿したリン塩の組成は、出発物質の水の組成に依存し得る。沈殿したリン塩は、ストルバイト、リン酸カルシウム、またはそれらの組み合わせを含み得る。
高ｐＨリン除去段階は、水から任意の適切な量のリンを除去し得る。例えば、高ｐＨリン除去段階は、７０～１００％、９０～９８％、または７０％以上、または７２％、７４、７６、７８、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．９未満か、等しいか、またはより大きいか、または９９．９９％以下の水中の反応性リンを除去し得る。
この高リン除去段階は、水からアンモニアを任意選択的に除去し得る。高リン除去段階は、０～６０％、２０～３０％、または０％、または１０％、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５未満か、等しいか、またはより大きいか、または６０％以下など、任意の適切な量のアンモニアを水から除去し得る。
電解窒素除去段階。
リンおよび窒素の除去方法は、水から窒素ガスとして窒素を除去するために電解セルに水を通すことを含む電解窒素除去段階に水を通すことを含み得る。
リンおよび窒素の除去方法は、水から窒素ガスとして窒素を除去するために電解セルに水を通すことを含む電解窒素除去段階に水を通すことを含み得る。
電解窒素除去段階は、１つの電解セルまたは複数の電解セルを通って水を通過させることを含み得る。電解セルを通って水を通過させることは、アノードおよびカソードに水を接触させることができ、かつ、アノードとカソードとの間を水が流れることを可能にする。電解セルは、水に部分的または完全に沈められ／浸漬され得る。水が電解セルを通過するときにせん断力を加えて、カソード表面およびアノード表面への水の暴露を増加させ得る。
電解セルを通過する前に、水は、５０ｐｐｍ～４０，０００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ～１０，０００ｐｐｍ、または５０ｐｐｍ以上、または１００ｐｐｍ、２００、５００、１，０００、２，０００、４，０００、６，０００、８，０００、１０，０００、１５，０００、２０，０００、３０，０００未満か、等しいか、またはより大きいか、または４０，０００ｐｐｍ以下など任意の適切な塩化物濃度を有し得る。
電解セルを浸漬する水は、６～１２、６～７、または６以上、または６．５、７、７．５、８、８．５、９、９．５、１０、１０．５、１１、１１．５未満か、等しいか、またはより大きいか、または１２以下のｐＨなど任意の適切なｐＨを有し得る。本方法は、水酸化ナトリウムなど、水のｐＨを調整または維持するために水に１つ以上の塩基を追添加することを含み得るが、他の実施形態において、本方法は、水に酸または塩基を加えてそのｐＨを維持または調整することを含まない。
電解セルは、水から窒素ガスとして窒素を除去するための任意の適切な方法で操作され得る。セルは、ＤＣ電流またはＡＣ電流で操作され得る。電解セルは、０．００１～０．１Ａ／ｃｍ２、０．０２～０．０４Ａ／ｃｍ２、または０．００１Ａ／ｃｍ２以上、または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未満か、等しいか、またはより大きいか、または０．１Ａ／ｃｍ２以下など、任意の適切な電流密度で操作され得る。
電解セルは、アノードを含む。アノードは、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、またはチタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、またはチタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、またはそれらの組み合わせを含み得る。電解セルの操作中に次亜塩素酸塩を形成するために電極が塩素ガスの形成を促進するように、アノード材料およびカソード材料は選択され得る。
電解セルは、カソードを含む。カソードは、チタン、ステンレス鋼、またはそれらの組み合わせを含み得る。カソードは、ステンレス鋼を含み得る。
電解セルは、０．５～８ｍｍ、２～４ｍｍ、または０．５ｍｍ以上、または１ｍｍ、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、６、７未満か、等しいか、またはより大きいか、または８ｍｍ以下など、アノードとカソードとの間の間隔を含み得る。
電解セルは、０．５～８ｍｍ、２～４ｍｍ、または０．５ｍｍ以上、または１ｍｍ、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、６、７未満か、等しいか、またはより大きいか、または８ｍｍ以下など、アノードとカソードとの間の間隔を含み得る。
本方法は、電解セルを使用して水からアンモニアとして窒素を除去する特定のメカニズムに限定されない。窒素ガスとしての窒素の除去は、電解セルを使用して水中のアンモニアを窒素ガスに変換することを含み得る。水を電解窒素除去段階に通すことは、水中のアンモニアと反応して窒素ガスが生成し得る次亜塩素酸塩を水中で生成し得、それは環境に放出されることがある。反応は、ＮＨ４
＋＋１．５ＨＯＣｌ→０．５Ｎ２，＋１．５Ｈ２Ｏ＋２．５Ｈ＋＋１．５Ｃｌ－を介して起こり得る。電解セルは、１００～２０，０００ｐｐｍ、２０００～２５００ｐｐｍ、または１００ｐｐｍ以上、または２００ｐｐｍ、４００、６００、８００、１，０００、１，２００、１，４００、１，６００、１，８００、２，０００、２，１００、２，２００、２，３００、２，４００、２，５００、２，６００、２，８００、３，０００、４，０００、６，０００、８，０００、１０，０００、１５，０００未満か、等しいか、またはより大きいか、または２０，０００ｐｐｍ以下の次亜塩素酸塩など、電解セルを通過する水中に任意の適切な次亜塩素酸塩濃度を生成することができる。
電解窒素除去段階は、水から任意の適切な量の窒素を除去し得る。例えば、電解窒素除去段階に水を通すことは、８０％～１００％、９９～１００％、または８０％以上、または８１％、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．９、９９．９９未満か、等しいか、またはより大きいか、または９９．９９９％以下のアンモニアを水から除去し得る。
様々な実施形態において、電解窒素除去段階はまた、任意の適切な量のリンなど、リンを水から除去することを含み得る。例えば、電解窒素除去段階に水を通すことは、０．１～９０％、または１～３０％、または０．１％以上、または２％、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３０、４０、５０、６０、７０、８０未満か、等しいか、またはより大きいか、または９０％以下の反応性リンを水から除去し得る。
ガルバニックリン除去段階。
窒素およびリンを除去する方法はまた、水からのリンを含む塩を含む処理水を形成するために水中にガルバニ電池を浸漬することを含むガルバニックリン除去段階に水を通すことを含み得る。ガルバニ電池は、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得、カソードはＣｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含む。ガルバニックリン除去段階は、処理水からリンを含む塩を分離することを含み得る。ガルバニックリン除去段階は、ガルバニ電池のアノードとカソードとにわたって電位（例えば、ガルバニ電池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。
窒素およびリンを除去する方法はまた、水からのリンを含む塩を含む処理水を形成するために水中にガルバニ電池を浸漬することを含むガルバニックリン除去段階に水を通すことを含み得る。ガルバニ電池は、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得、カソードはＣｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含む。ガルバニックリン除去段階は、処理水からリンを含む塩を分離することを含み得る。ガルバニックリン除去段階は、ガルバニ電池のアノードとカソードとにわたって電位（例えば、ガルバニ電池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。
ガルバニックリン除去段階は、水の総リン濃度、水の溶存リン濃度、水の反応性リン濃度、水の総窒素濃度、水の溶存窒素濃度、またはそれらの組み合わせを７０％～１００％、８０％～１００％、９０％～１００％、または７０％以上、または７１％、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．９、９９．９９未満か、等しいか、またはより大きいか、または９９．９９９％以下など、任意の適切な量減らし得る。
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。
水から分離されたリンを含む塩を有する水は、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。水から分離されたリンを含む塩を有する水は、最初にガルバニ電池と接触する水の総リン濃度、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、それぞれ、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有し得る。
ガルバニ電池を水の中に浸漬する間、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。
ガルバニックリン除去段階は、水のｐＨを調節または制御するために、酸、塩基、またはそれらの組み合わせを添加することを含み得る。いくつかの実施形態において、本方法は、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。酸、塩基、またはそれらの組み合わせは、水中にガルバニ電池を浸漬する前、ガルバニ電池を水の中に浸漬する間、水中にガルバニ電池を浸漬した後、またはそれらの組み合わせで水に添加し得る。
ガルバニックリン除去段階は、ガルバニ電池を浸漬する水を再循環させて、水をガルバニ電池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。
水にガルバニ電池を浸漬することは、リンを含む塩を含む処理水を形成し得る。水およびガルバニ電池間の接触は、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、ガルバニ電池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、ガルバニ電池に戻る水の再循環中に起こり得る。水に浸漬されて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、ガルバニ電池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、ガルバニ電池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、同じまたは異なるガルバニ電池とのさらなる接触、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、水の処理中に消耗される犠牲アノードであり得る。水とガルバニ電池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、ガルバニ電池を水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。
本方法は、ガルバニ電池を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、ガルバニ電池を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、ガルバニ電池を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、ガルバニ電池を水の中に浸漬する間、水にせん断を適用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、水に浸されたガルバニ電池に、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加えることを含み得る。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。
分離された水は、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、水からの窒素を含む。本方法は、ガルバニ電池を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。
ガルバニ電池のカソードは、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。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、ガルバニ電池を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。ガルバニ電池を水の中に浸漬する間、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、ガルバニ電池を浸漬する水が約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、ガルバニ電池への真水の導入速度を調節することを含み得る。本方法は、水のｐＨが約９．５～約１１．５または約１０～約１１に達するまで水中にガルバニ電池を浸漬すること、およびその後、ガルバニ電池を浸漬する水が約９．５～約１１．５または約１０～約１１のｐＨに維持されるように、ガルバニ電池への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、ガルバニ電池を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。ガルバニ電池を水の中に浸漬する間、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、ガルバニ電池を浸漬する水が約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、水への酸の導入速度を調整することを含み得る。水中にガルバニ電池を浸漬する前、水中にガルバニ電池を浸漬する間、水中にガルバニ電池を浸漬した後、またはそれらの組み合わせで、酸は水に添加され得る。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。
ガルバニ電池は、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。
水は、水中にガルバニ電池を浸漬する間、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、に等しいか、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、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、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。水の導電率の調整は、ガルバニ電池への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。水中にガルバニ電池を浸漬する前、水中にガルバニ電池を浸漬する間、水中にガルバニ電池を浸漬した後、またはそれらの組み合わせに、水に塩を添加し得る。水の導電率を調整するために水に添加された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。水の導電率を調整するために、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。
ガルバニ電池は、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。
水中にガルバニ電池を浸漬することは、水中のリンを酸化するために十分であり得る。本方法は、ガルバニ電池を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、本補法は、ガルバニ電池を水中に浸漬する前、ガルバニ電池を水中に浸漬する間、またはそれらの組み合わせで水中のリンを酸化することを含む。本方法は、ガルバニ電池を水中に浸漬する前に水中のリンを酸化することを含み得る。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）。酸化剤の水溶液を水に加え得る。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、ガルバニックリン除去段階は、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、処理水の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、水を含むエンクロージャ内に１つ以上のガルバニ電池を浸漬することを含み得る。本方法は、ガルバニ電池を浸漬する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、処理水からの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つ以上のガルバニ電池は、エンクロージャの側面部分において水中に配置され得、フィルタは、フィルタが複数のガルバニ電池の間にあるように、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。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。
ガルバニ電池は、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。ガルバニ電池は、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。ガルバニ電池はまた、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、ガルバニ電池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ガルバニ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。
ガルバニ電池は、１つのカソード、または複数のカソードを含み得る。ガルバニ電池は、１つのアノード、または複数のアノードを含み得る。ガルバニ電池は、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。ガルバニ電池は、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、ガルバニ電池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。
除去されるリンを含む水の単位体積あたりのガルバニ電池の表面積が、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、ガルバニ電池は任意の適切なサイズまたは構成にすることができる。ガルバニ電池は、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、ガルバニ電池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。ガルバニ電池は、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表面積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、任意の適切な数のガルバニ電池が使用され得る。セルは、直列または並列の電気的配置で使用できる。
ガルバニ電池は、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。
ガルバニ電池は、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。ガルバニ電池は、ガルバニ電池の平面フレームと、フレームの周囲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フレームに接続される（例えば、フレームへの直接接触を介して）。フレームは、ガルバニ電池の構造的構成要素であり得る。フレームは、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。平面フレームおよびフレームの周囲内に含まれるカソード材料は、両方カソードであり得る。
平面フレームは、非多孔質固体物質であり得る。平面フレームは、フレーム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。平面フレームは、正方形または長方形など、多角形の周囲を有し得る。平面フレームの周囲内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。平面フレームの周囲内に含まれる多孔質カソード材料は、２つの平面フレーム間に挟まれた縁を有し得、その２つの平面フレームは、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フレーム間に固定する。
ガルバニ電池は、複数対の平面フレーム（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、に等しいか、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、平面フレームの周囲内に含まれる多孔質カソード材料にまたがる１つ以上のアノードによって分離される。平面フレーム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フレームの各対の面に直接接触し得る。平面フレーム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フレームの各対の一方の面に直接接触することができ、分離された平面フレーム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。
アノードは平面フレームの２つの縁において平面フレームに固定されたストリップであり得、アノードは、平面フレームの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フレームに固定され、その結果、アノードは平面フレームの周囲内に含まれるカソード材料にまたがって、平面フレームの周囲内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フレームにアノードが固定されている、平面フレームの各縁において、アノードおよびカソードは、互いに直接接触し得る。
ガルバニ電池は、複数のアノードを含み得、各アノードはフレームの面上の平面フレームの２つの縁において平面フレーム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フレームの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フレームの周囲内に含まれるカソード材料にまたがって、平面フレームの周囲内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フレームの周囲に含まれるカソード材料にまたがることができ、平面フレーム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フレームの２つの縁は、平面フレームの対向する２つの縁であり得る。ガルバニ電池は、すべてのアノードを平面フレーム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フレームの１つの主面上にあるようにし、他のアノードをフレーム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、主面から見たガルバニ電池１１０を示す。ガルバニ電池１１０はカソードを含み、カソードは、多角形の周囲を有するガルバニ電池の平面フレーム１２０と、フレームと直接接触している金網またはワイヤスクリーンであるフレームの周囲内に含まれる多孔質材料１３０とを含む。ガルバニ電池１１０は、複数のアノード１４０を含み、各アノードは、平面フレームの面上の平面フレームの２つの対向する縁において平面フレームに固定されたストリップである。アノードのそれぞれは、平面フレームの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つで平面フレームに固定され、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、平面フレームの周囲内に含まれる多孔質材料にまたがり、平面フレームの周囲内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フレームに固定されている、平面フレームの縁のそれぞれにおいて、各アノードは、カソードフレームに直接接触する。多孔質材料１３０をそれらの間に固定するために平面フレーム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、ガルバニ電池１１０の拡大された断面の端面図を示す。ガルバニ電池は、平面フレーム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、平面フレーム１２０の周囲内に含まれる多孔質カソード材料１３０にまたがる。平面フレーム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）。平面フレーム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フレーム１２０の各対の面に直接接触する。
様々な実施形態において、ガルバニックリン除去段階はまた、酸化物質（例えば、塩素酸塩、亜塩素酸塩、臭素酸塩など）などの窒素の電解除去段階中に形成される物質など、他の有毒または規制された物質の濃度を低減または除去することができる。このような酸化種は、ガルバニ電池を分極させ得、金属アルミニウムの酸化速度を促進し得る。
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、リン酸塩を含む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。
任意選択的な窒素のさらなる除去段階。
リンおよび窒素の除去方法は、水がガルバニックリン除去段階を通過した後、水から窒素を除去するための１つ以上の追加の段階を任意選択的に含む（例えば、含むか、または含まないかのいずれかである）。１つ以上の追加の段階は、水から追加の窒素を除去する、任意の適切な方法を含み得る。
リンおよび窒素の除去方法は、水がガルバニックリン除去段階を通過した後、水から窒素を除去するための１つ以上の追加の段階を任意選択的に含む（例えば、含むか、または含まないかのいずれかである）。１つ以上の追加の段階は、水から追加の窒素を除去する、任意の適切な方法を含み得る。
いくつかの実施形態において、任意選択的な窒素のさらなる除去段階は、硝酸塩の除去を含む。参照によってその全体が援用される国際公開第２０２０／０４６６７９号に記載されるように、任意選択的な窒素のさらなる除去は、その水の中の水溶性窒素を除去される窒素ガスに変換するために、水を脱窒細菌に曝露することを含み得る。本方法は、窒素をさらに除去する前に、水を脱酸素化することを含み得る。本方法は、窒素をさらに除去する前に、水中の少なくともいくらかの窒素を酸化または加水分解して硝酸塩を形成することを含み得る。本方法は、窒素をさらに除去した後、水を再酸化することを含み得る。
いくつかの実施形態において、任意選択的な窒素のさらなる除去段階は、任意選択的に、水中の少なくともいくらかの窒素を酸化または加水分解して硝酸塩を形成すること、任意選択的に、水を約０ｐｐｍ～約０．３ｐｐｍの酸素濃度に脱酸素化すること、多孔質基板上に固定化された脱窒細菌に水を曝露し、水中の硝酸塩を除去される窒素ガスに変換し、脱窒水を形成すること、任意選択的に、脱窒水を約１ｐｐｍ～約２０ｐｐｍの酸素濃度に再酸素負荷することを含む。
脱窒水は、約０．０ｐｐｍ～約２ｐｐｍの総窒素である総窒素濃度を有し得る。
水から窒素を除去する方法。
本発明の様々な実施形態は、水から窒素を除去する方法を提供する。本方法は、水から窒素を窒素ガスとして除去するように電解セルに水を通すことを含み得る。本方法は、電解窒素除去段階のための本明細書に記載された任意の特徴を含み得る。
水から窒素を除去する方法。
本発明の様々な実施形態は、水から窒素を除去する方法を提供する。本方法は、水から窒素を窒素ガスとして除去するように電解セルに水を通すことを含み得る。本方法は、電解窒素除去段階のための本明細書に記載された任意の特徴を含み得る。
電解セルを通過する前に、水は５０ｐｐｍ～４０，０００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ～１０，０００ｐｐｍ、または５０ｐｐｍ以上、または１００ｐｐｍ、２００、５００、１，０００、２，０００、４，０００、６，０００、８，０００、１０，０００、１５，０００、２０，０００、３０，０００未満か、に等しいか、またはより大きいか、または４０，０００ｐｐｍ以下など、任意の適切な塩化物濃度を有し得る。
水は、単一の電解セル、または複数の電解セルを通過し得る。電解セルを通過した水は、アノードおよびカソードに接触することができ、アノードとカソードとの間を流れることができる。電解セルを通過した水は、電解セルを部分的または完全に沈める／浸漬することができる。水が電解セルを通過するときにせん断力を加えて、カソード表面およびアノード表面への水の暴露を増加させ得る。
電解セルを浸漬する水は、６～１２、６～７、または６以上、または６．５、７、７．５、８、８．５、９、９．５、１０、１０．５、１１、１１．５未満か、に等しいか、またはより大きいか、または１２以下のｐＨなど任意の適切なｐＨを有し得る。本方法は、水のｐＨを調整または維持するために水酸化ナトリウムなど１つ以上の塩基を添加することを含み得るが、他の実施形態において、本方法は、水のｐＨを維持または調整するために酸または塩基を添加することを含まない。
電解セルは、水から窒素ガスとして窒素を除去するための任意の適切な方法で操作され得る。セルは、ＤＣ電流またはＡＣ電流で操作され得る。電解セルは、０．００１～０．１Ａ／ｃｍ２、０．０２～０．０４Ａ／ｃｍ２、または０．００１Ａ／ｃｍ２以上、または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未満か、に等しいか、またはより大きいか、または０．１Ａ／ｃｍ２以下など、任意の適切な電流密度で操作され得る。
電解セルは、アノードを含む。アノードは、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、またはチタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、またはチタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、またはそれらの組み合わせを含み得る。電極が電解セルの操作中に次亜塩素酸塩を形成するために塩素ガスの形成を促進するように、アノード材料およびカソード材料は選択され得る。
電解セルは、カソードを含む。カソードは、チタン、ステンレス鋼、またはそれらの組み合わせを含み得る。カソードは、ステンレス鋼を含み得る。
電解セルは、０．５～８ｍｍ、２～４ｍｍ、または０．５ｍｍ以上、または１ｍｍ、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、６、７未満か、等しいか、またはより大きいか、または８ｍｍ以下の間隔などアノードとカソードとの間の間隔を含むことができる。
電解セルは、０．５～８ｍｍ、２～４ｍｍ、または０．５ｍｍ以上、または１ｍｍ、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、６、７未満か、等しいか、またはより大きいか、または８ｍｍ以下の間隔などアノードとカソードとの間の間隔を含むことができる。
本方法は、電解セルを使用して水からアンモニアとして窒素を除去する特定の機構に限定されない。窒素ガスとしての窒素の除去は、電解セルを使用して水中のアンモニアを窒素ガスに変換することを含み得る。電解窒素除去段階に水を通すと、水中で次亜塩素酸塩が生成され得、水中のアンモニアと反応して窒素ガスが生成され得、環境に放出され得る。電解セルは、通過する水に１００～２０，０００ｐｐｍ、２０００～２５００ｐｐｍ、または１００ｐｐｍ以上、または２００ｐｐｍ、４００、６００、８００、１，０００、１，２００、１，４００、１，６００、１，８００、２，０００、２，１００、２，２００、２，３００、２，４００、２，５００、２，６００、２，８００、３，０００、４，０００、６，０００、８，０００、１０，０００、１５，０００未満か、等しいか、またはより大きいか、または２０，０００ｐｐｍ以下の次亜塩素酸塩など、任意の適切な次亜塩素酸塩濃度を生成できる。
本方法は、任意の適切な量の窒素を水から除去し得る。例えば、電解窒素除去段階に水を通すことは、８０％～１００％、９９～１００％、または８０％以上、または８１％、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．９、９９．９９未満か、等しいか、またはより大きいか、または９９．９９９％以下のアンモニアを水から除去し得る。
様々な実施形態において、窒素ガスとして水から窒素を除去する本方法はまた、任意の適切な量のリンなど、水からリンを除去することを含み得る。例えば、電解窒素除去段階に水を通すことは、０．１～９０％、または１～３０％、または０．１％以上、または２％、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３０、４０、５０、６０、７０、８０未満か、等しいか、またはより大きいか、または９０％以下の反応性リンを水から除去し得る。
水から窒素およびリンを除去するためのシステム。
本発明の様々な実施形態は、水から窒素およびリンを除去するためのシステムを提供する。本システムは、本明細書に記載された水から窒素およびリンを除去するための方法を実行できる任意の適切なシステムであり得る。本システムは、出発物質の水のｐＨを７．５以上に上げて水からリン塩を沈殿させるように構成され、かつ、沈殿したリン塩を水から除去するように構成された高ｐＨリン除去段階を含み得る。本システムは、水から窒素を窒素ガスとして除去するように構成された電解セルを含む電解窒素除去段階を含み得る。本システムは、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むガルバニ電池を含むガルバニックリン除去段階を含み得、カソードは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含む。ガルバニ電池は、水からのリンを含む塩を含む処理水を形成するように構成され得る。ガルバニックリン除去段階は、処理水からリンを含む塩を分離するように構成され得る。本方法によって製造された水は、出発物質の水より低いリン濃度および低い窒素濃度を有する。
本発明の様々な実施形態は、水から窒素およびリンを除去するためのシステムを提供する。本システムは、本明細書に記載された水から窒素およびリンを除去するための方法を実行できる任意の適切なシステムであり得る。本システムは、出発物質の水のｐＨを７．５以上に上げて水からリン塩を沈殿させるように構成され、かつ、沈殿したリン塩を水から除去するように構成された高ｐＨリン除去段階を含み得る。本システムは、水から窒素を窒素ガスとして除去するように構成された電解セルを含む電解窒素除去段階を含み得る。本システムは、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むガルバニ電池を含むガルバニックリン除去段階を含み得、カソードは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含む。ガルバニ電池は、水からのリンを含む塩を含む処理水を形成するように構成され得る。ガルバニックリン除去段階は、処理水からリンを含む塩を分離するように構成され得る。本方法によって製造された水は、出発物質の水より低いリン濃度および低い窒素濃度を有する。
水から窒素を除去するための装置。
本発明の様々な実施形態は、水から窒素を除去するための装置を提供する。装置は、本明細書に記載される水から窒素を除去するための方法を実行し得る任意の適切な装置であり得る。装置は、電解セルを含み得、窒素ガスとして水から窒素を除去するために、その電解セルを通って水が流れるように構成されている。電解セルは、ステンレス鋼および／またはチタンを含み得るカソードを含む。電解セルは、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、またはチタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、またはチタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、またはそれらの組み合わせを含み得るアノードを含む。電極が電解セルの操作中に次亜塩素酸塩を形成するために塩素ガスの形成を促進するように、アノード材料およびカソード材料は選択され得る。窒素ガスとして窒素を除去するために装置を使用することは、水から８０～１００％のアンモニアを除去し得る。
本発明の様々な実施形態は、水から窒素を除去するための装置を提供する。装置は、本明細書に記載される水から窒素を除去するための方法を実行し得る任意の適切な装置であり得る。装置は、電解セルを含み得、窒素ガスとして水から窒素を除去するために、その電解セルを通って水が流れるように構成されている。電解セルは、ステンレス鋼および／またはチタンを含み得るカソードを含む。電解セルは、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、またはチタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、またはチタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、またはそれらの組み合わせを含み得るアノードを含む。電極が電解セルの操作中に次亜塩素酸塩を形成するために塩素ガスの形成を促進するように、アノード材料およびカソード材料は選択され得る。窒素ガスとして窒素を除去するために装置を使用することは、水から８０～１００％のアンモニアを除去し得る。
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。銅フレーム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分離される。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、厚さ約１ｍｍの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フレームであるカソードを含み、真鍮コネクタは、フレーム間に銅網を固定するために、それら銅フレームを一緒に固定した。中実銅フレームは、セルの堅固な構造的周囲を形成し、銅網は、銅フレームの各対の周囲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フレームの周囲に固定し、フレームの一方の縁から他方のフレームにまたがり、フレーム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対の銅フレームを含んでいた（すなわち、合計４つの銅フレームと、２つの銅網）。銅フレームの第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、銅フレームの第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、その銅フレームの第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、銅フレームの第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、銅フレーム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）銅フレームの第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の対の銅フレーム、３）銅フレームの第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フレームの第２の対、および５）銅フレームの第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、各銅フレームは、３．１７５ｍｍ（１／８インチ）の厚さを有する。銅フレームの高さは４００ｍｍであり、銅フレームの長さは４００ｍｍであった。銅網を挟む各対の銅フレームが約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。銅フレームの各面のアノード間のギャップは、１２～１８ｍｍであった。各対の銅フレームに取り付けられたアノードと各対の銅フレーム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、木製フレームを使用して、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を含まれた。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。
パートＩ ガルバニ電池。
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。
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。
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。本実施例で処理された水は、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、処理された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。本実施例で処理された水は、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、処理された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。
パートＩＩ リン除去段階および電解窒素除去段階で使用されるガルバニ電池。
実施例９
得られた水は、およそｐＨ４．３で、およそ２６０ｐｐｍのＮＨ３、１２０ｐｐｍの反応性リン、３６００ｐｐｍのＮａ、５００ｐｐｍのＭｇ、２８０ｐｐｍのＣａ、および５８００ｐｐｍの塩化物を含むリン酸塩鉱山の貯水池からの残留プロセス水であった。その水は、流入水として使用するために２５０ガロン（９４６L）のトートに貯蔵された。
実施例９
得られた水は、およそｐＨ４．３で、およそ２６０ｐｐｍのＮＨ３、１２０ｐｐｍの反応性リン、３６００ｐｐｍのＮａ、５００ｐｐｍのＭｇ、２８０ｐｐｍのＣａ、および５８００ｐｐｍの塩化物を含むリン酸塩鉱山の貯水池からの残留プロセス水であった。その水は、流入水として使用するために２５０ガロン（９４６L）のトートに貯蔵された。
その流入水をＣｏｌｅ Ｐａｒｍｅｒ蠕動ポンプおよびチューブを使用して、トートから１００ｍＬ／ｍｉｎで混合タンクと呼ばれる３ガロンタンクに連続的にポンプ注入した。混合タンクの中には、良好な混合を確保するためのミキサがあった。混合タンクのｐＨを８．５に維持するように、Ｃｏｌｅ Ｐａｒｍｅｒポンプおよびチューブを介して、おおよそ０．５ｍＬ／ｍｉｎで連続的におおよそ５％の水酸化ナトリウムを投与した。混合タンク凝集剤濃度をおよそ５ｐｐｍにするために水に溶解したアニオン性ポリマー凝集剤（０．０１％）を同様の方法で投与された。水が混合タンクに入るにつれて、そのｐＨは、４．３～８．５に上昇し、リン酸カルシウム、ストルバイト、および他の未知の沈殿物が形成された。全固形物は、おおよそ５００ｐｐｍであった。設定期間後に５ミクロン（５μｍ）のフィルタバッグを計量し、その時間の総流量で割ることによって固形物濃度を決定した。次に、固形物は凝集剤と接触し、粒子サイズが大きくなり、混合タンクから５ミクロンのバッグフィルタにオーバーフローした。固形物を水から除去し、水中に４～８ｐｐｍの反応性リンおよび１８０～２００ｐｐｍのＮＨ３－Ｎが残った。反応性リン、アンモニア、および遊離塩素と総塩素の両方をＨＡＣＨ試験キットおよび分光光度計の好適な比色法によって決定した。
５ミクロンのバッグフィルタを通過した後、重力によって３ガロンの沈殿タンクに流れ込み、残っている沈殿物をタンクの底に沈殿させた。これらの固形物は、必要に応じて沈殿タンク全体を５ミクロンフィルタに再度通過させることによって定期的に除去された。
その後、水を沈殿タンクの上部から電解タンクに１００ｍＬ／分でＣｏｌｅ Ｐａｒｍｅｒ蠕動ポンプおよびチューブを介してポンプで送った。この水を沈殿後タンク水と呼ぶ。
電解タンクは、１．５Ｌのプラスチック容器であった。電解タンクの内側には、良好な混合を確保するためのミキサおよび電極があった。アノードとして、チタン上に担持された９インチ×２インチの酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウムスクリーン（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）を使用し、カソードとして９インチ×２インチの３０４ステンレス鋼スクリーンを使用して電極を用意した。いくつかのプラスチック製のナットおよびボルトを使用して、アノードとカソードとを互いにおおよそ２～４ｍｍ離して固定した。ＤＣ発電機の接点を提供するために、１セットの真鍮製のナットおよびボルトを各アノードスクリーンとカソードスクリーンとに別々に取り付けた。アノードおよびカソードは、ＤＣ発電機に備え付けのワニ口クリップによってＤＣ発電機に接続される。ＤＣ発電機は、６．５アンペアおよびおよそ４．２Ｖにおいて電力を供給するように設定された。電極は、溶液中の塩化物の酸化により、２０００～２５００ｐｐｍの漂白剤を生成した。カソード上の副反応はまた、電極の表面に残留するカルシウムおよびリンの沈殿、およびｐＨの低下を引き起こし得る。およそ７の好適なｐＨを維持するために、２．５％水酸化ナトリウムを混合タンクに同様の方法で投与した。生成された漂白剤は、アンモニアと反応して窒素ガスを生成し、それが大気に放出される。副反応沈殿物は、電極の表面からそれらを除去するために、必要に応じて手動でカソードから除去された。混合タンクの後、電解タンク全体を５ミクロンフィルタに中身を出し、水から固形物を除去した。その後、水は電解タンクから０．１～２ｐｐｍの反応性リン、０～１ｐｐｍのＮＨ３、および０～３００ｐｐｍの残留遊離塩素および総塩素でオーバーフローした。
水が１Ｌ塩素接触タンクにオーバーフローし、残留塩素が残留アンモニアと反応し続けることを可能にした。最終的に、水は、塩素接触タンクから０～３００ｐｐｍの残留遊離塩素および総塩素、０～０．３ｐｐｍのＮＨ３－Ｎ、および０～２ｐｐｍの反応性リンでオーバーフローした。この時点からの水は排水として記録された。データの要約を表６に示す。水はその後、ガルバニックシステムに流入し、残留リン、漂白剤、および所望されない酸化副生成物が除去された。
実施例１０ 上昇するｐＨおよび結果として生じるリンおよびアンモニア除去の評価。
実施例１０は、混合タンクのｐＨが８．５ではなく９．３に調節されたことを除いて、実施例９と同様の方法で実施された。このｐＨの変化により、およそ４２００ｐｐｍの固形物が混合タンク内に沈殿し、凝集剤と結合してろ過された。混合タンクを出る水は、５ミクロンのバグフィルタでろ過した後、０～２ｐｐｍの反応性リンおよび１５０～２００ｐｐｍのＮＨ３－Ｎを含んでいた。
実施例１０は、混合タンクのｐＨが８．５ではなく９．３に調節されたことを除いて、実施例９と同様の方法で実施された。このｐＨの変化により、およそ４２００ｐｐｍの固形物が混合タンク内に沈殿し、凝集剤と結合してろ過された。混合タンクを出る水は、５ミクロンのバグフィルタでろ過した後、０～２ｐｐｍの反応性リンおよび１５０～２００ｐｐｍのＮＨ３－Ｎを含んでいた。
水は、実施例９と同様の方法で電解タンクに流れた。電解セルに入ると、電解は同様の方法で進行したが、主な例外は、ステンレス鋼のカソードに沈殿する固形物が少なく、必要なカソードの洗浄の頻度が少なく、および好適なｐＨを７に維持するために必要な水酸化ナトリウムの量が少なくなることであった。水は電解タンクから０～０．５ｐｐｍの反応性リン、０～１ｐｐｍのＮＨ３－Ｎ、および０～３００ｐｐｍの残留遊離塩素および総塩素でオーバーフローした。
水が１Ｌ塩素接触タンクにオーバーフローし、残留塩素が残留アンモニアと反応し続けることを可能にした。最終的に、水は、塩素接触タンクから０～３００ｐｐｍの残留遊離塩素および総塩素、０～０．３ｐｐｍのＮＨ３－Ｎ、０～０．５ｐｐｍの反応性リンでオーバーフローした。データの要約を表７に示す。
実施例１１ 電流密度、結果として生じる次亜塩素酸塩の生成とそれに対応するアンモニアの削減の評価。
実施例１１は、実施例１０と同様の方法で実施された。実施例１１において、漂白剤の生成およびアンモニアの除去に対する電流密度の変化の影響を調べた。
実施例１１は、実施例１０と同様の方法で実施された。実施例１１において、漂白剤の生成およびアンモニアの除去に対する電流密度の変化の影響を調べた。
水は、混合タンク、沈殿タンク、電解タンク、および接触タンクを実施例１０と同様の方法で通過した。
電極を通過した電流は、他の特徴は一定のまま、８アンペア、７．５アンペア、７アンペア、および６．５アンペアで試験された。表８に示すように、より高い電流はより低い電流よりも多くの漂白剤を生成したが、すべての密度がすべてのアンモニアを完全に除去するのに十分な漂白剤を生成した。本実施例では、６．５アンペアがアンモニアの濃度におおよそ最適であることがわかった。
電極を通過した電流は、他の特徴は一定のまま、８アンペア、７．５アンペア、７アンペア、および６．５アンペアで試験された。表８に示すように、より高い電流はより低い電流よりも多くの漂白剤を生成したが、すべての密度がすべてのアンモニアを完全に除去するのに十分な漂白剤を生成した。本実施例では、６．５アンペアがアンモニアの濃度におおよそ最適であることがわかった。
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、
水のｐＨを７．５以上に上げて水からリン塩を沈殿させること、および、
沈殿したリン塩を水から除去すること
を含む、高ｐＨリン除去段階に窒素およびリンを含む出発物質の水を通すことと、
水から窒素を窒素ガスとして除去するように電解セルに水を通すことを含む、電解窒素除去段階に水を通すことと、
水からのリンを含む塩を含む処理水を形成するように水中にガルバニ電池を浸漬することであって、ガルバニ電池は
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すること、
を含む、ガルバニックリン除去段階に水を通すことと、
を含み、
本方法によって製造された水は、出発物質の水より低いリン濃度および低い窒素濃度を有する。
水のｐＨを７．５以上に上げて水からリン塩を沈殿させること、および、
沈殿したリン塩を水から除去すること
を含む、高ｐＨリン除去段階に窒素およびリンを含む出発物質の水を通すことと、
水から窒素を窒素ガスとして除去するように電解セルに水を通すことを含む、電解窒素除去段階に水を通すことと、
水からのリンを含む塩を含む処理水を形成するように水中にガルバニ電池を浸漬することであって、ガルバニ電池は
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すること、
を含む、ガルバニックリン除去段階に水を通すことと、
を含み、
本方法によって製造された水は、出発物質の水より低いリン濃度および低い窒素濃度を有する。
実施形態２は実施形態１の方法を提供し、出発物質の水は、リン酸塩鉱山の貯水池からの水である。
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、出発物質の水は、リン酸を生成するためにリン酸塩を含む岩石を溶解するプロセスから発生した水である。
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、出発物質の水は、リン酸を生成するためにリン酸塩を含む岩石を溶解するプロセスから発生した水である。
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、出発物質の水は、７．５未満のｐＨを有する。
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、出発物質の水は、４～５のｐＨを有する。
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、出発物質の水は、４～５のｐＨを有する。
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、出発物質の水中のリンは、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り得る。
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、出発物質の水は、５０ｐｐｍ～５，０００ｐｐｍのアンモニア濃度を有する。
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、出発物質の水は、１５０ｐｐｍ～４００ｐｐｍのアンモニア濃度を有する。
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、出発物質の水は、１５０ｐｐｍ～４００ｐｐｍのアンモニア濃度を有する。
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、出発物質の水は、１０ｐｐｍ～１０，０００ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
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、出発物質の水は、５０ｐｐｍ～４００ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
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、出発物質の水は、５０ｐｐｍ～４００ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
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、出発物質の水は、５０ｐｐｍ～２０，０００ｐｐｍのナトリウム濃度を有する。
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、出発物質の水は、４００ｐｐｍ～５，０００ｐｐｍのナトリウム濃度を有する。
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、出発物質の水は、４００ｐｐｍ～５，０００ｐｐｍのナトリウム濃度を有する。
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、出発物質の水は、１０ｐｐｍ～１０，０００ｐｐｍのマグネシウム濃度を有する。
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、出発物質の水は、５０ｐｐｍ～６００ｐｐｍのマグネシウム濃度を有する。
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、出発物質の水は、５０ｐｐｍ～６００ｐｐｍのマグネシウム濃度を有する。
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、出発物質の水は、５０ｐｐｍ～４０，０００ｐｐｍの塩化物濃度を有する。
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、出発物質の水は、２００ｐｐｍ～１０，０００ｐｐｍの塩化物濃度を有する。
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、出発物質の水は、２００ｐｐｍ～１０，０００ｐｐｍの塩化物濃度を有する。
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、本方法によって製造された水は、約０ｐｐｍ～約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、本方法によって製造された水は、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、本方法によって製造された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．１ｐｐｍ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、本方法によって製造された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．０５ｐｐｍの総リン濃度を有する。
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、本方法によって製造された水は、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、本方法によって製造された水は、約０ｐｐｍ～約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、本方法によって製造された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．１ｐｐｍの溶存リン濃度を有する。
実施形態２２は実施形態１～２１のいずれか１つの方法を提供し、本方法によって製造された水は、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、本方法によって製造された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．０５ｐｐｍの溶存リン濃度を有する。
実施形態２３は実施形態１～２２のいずれか１つの方法を提供し、本方法によって製造された水は、約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
実施形態２４は実施形態１～２３のいずれか１つの方法を提供し、本方法によって製造された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．１ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
実施形態２４は実施形態１～２３のいずれか１つの方法を提供し、本方法によって製造された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．１ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
実施形態２５は実施形態１～２４のいずれか１つの方法を提供し、本方法によって製造された水は、約０．０００１ｐｐｍ～０．０５ｐｐｍの反応性リン濃度を有する。
実施形態２６は実施形態１～２５のいずれか１つの方法を提供し、本方法によって製造された水は、約０ｐｐｍ～約２ｐｐｍの総窒素濃度を有する。
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、本方法によって製造された水は、約０ｐｐｍ～約２ｐｐｍの総窒素濃度を有する。
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、本方法によって製造された水は、約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの総窒素濃度を有する。
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、本方法によって製造された水は、約０ｐｐｍ～約２ｐｐｍの溶存窒素濃度を有する。
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、本方法によって製造された水は、約０ｐｐｍ～約２ｐｐｍの溶存窒素濃度を有する。
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、本方法によって製造された水は、約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの溶存窒素濃度を有する。
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、水からリン塩を沈殿させるために水のｐＨを上げることは、水のｐＨを７．５～１２に上げることを含む。
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、水からリン塩を沈殿させるために水のｐＨを上げることは、水のｐＨを７．５～１２に上げることを含む。
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、水からリン塩を沈殿させるために水のｐＨを上げることは、水のｐＨを８．５～９．５に上げることを含む。
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、水からリン塩を沈殿させるために水のｐＨを上げることは、１つ以上の塩基を水に添加することを含む。
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、水からリン塩を沈殿させるために水のｐＨを上げることは、１つ以上の塩基を水に添加することを含む。
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、水からリン塩を沈殿させるために水のｐＨを上げることは、１つ以上の凝集剤を水に添加することを含む。
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、水から沈殿したリン塩を除去することは、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３４は実施形態１～３３のいずれか１つの方法を提供し、水から沈殿したリン塩を除去することは、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３５は実施形態１～３４のいずれか１つの方法を提供し、沈殿したリン塩は、ストルバイト、リン酸カルシウム、またはそれらの組み合わせを含む。
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、高ｐＨリン除去段階は、水中の反応性リンのうちの７０～１００％を除去する。
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、高ｐＨリン除去段階は、水中の反応性リンのうちの７０～１００％を除去する。
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、高ｐＨリン除去段階は、水中の反応性リンのうちの９０～９８％を除去する。
実施形態３８は実施形態１～３７のいずれか１つの方法を提供し、高ｐＨリン除去段階は、水中のアンモニアのうちの０～６０％を除去する。
実施形態３８は実施形態１～３７のいずれか１つの方法を提供し、高ｐＨリン除去段階は、水中のアンモニアのうちの０～６０％を除去する。
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、高ｐＨリン除去段階は、水中のアンモニアのうちの２０～３０％を除去する。
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、高ｐＨリン除去段階は、１つ以上の塩基を使用してｐＨを８．５～９．５に上げること、および、傾瀉、沈降、ろ過、またはそれらの組み合わせを使用して沈殿したリン塩を除去することを含み、沈殿したリン塩は、ストルバイト、リン酸カルシウム、またはそれらの組み合わせを含み、高ｐＨリン除去段階は、水中の反応性リンのうちの９０～９８％を除去する。
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、高ｐＨリン除去段階は、１つ以上の塩基を使用してｐＨを８．５～９．５に上げること、および、傾瀉、沈降、ろ過、またはそれらの組み合わせを使用して沈殿したリン塩を除去することを含み、沈殿したリン塩は、ストルバイト、リン酸カルシウム、またはそれらの組み合わせを含み、高ｐＨリン除去段階は、水中の反応性リンのうちの９０～９８％を除去する。
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、水は、複数の電解セルを通過する。
実施形態４２は実施形態１～４１のいずれか１つの方法を提供し、電解セルに水を通すことは、水中に電解セルを部分的に沈めることを含む。
実施形態４２は実施形態１～４１のいずれか１つの方法を提供し、電解セルに水を通すことは、水中に電解セルを部分的に沈めることを含む。
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、電解セルに水を通すことは、水中に電解セルを完全に浸漬することを含む。
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、水が電解セルを通過するときにせん断力を加えることをさらに含む。
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、水が電解セルを通過するときにせん断力を加え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、水は、電解セルのアノードおよびカソードの周囲および間を通る。
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、電解セルを通過した水は、６～１２のｐＨを有する。
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、電解セルを通過した水は、６～１２のｐＨを有する。
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、電解セルを通過した水は、６～７のｐＨを有する。
実施形態４８は実施形態１～４７のいずれか１つの方法を提供し、電解セルに接触する水のｐＨを調整するために水に１つ以上の塩基を添加することをさらに含む。
実施形態４８は実施形態１～４７のいずれか１つの方法を提供し、電解セルに接触する水のｐＨを調整するために水に１つ以上の塩基を添加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、ＤＣ電流で電解セルを操作することを含む。
実施形態５０は実施形態１～４９のいずれか１つの方法を提供し、ＡＣ電流で電解セルを操作することを含む。
実施形態５０は実施形態１～４９のいずれか１つの方法を提供し、ＡＣ電流で電解セルを操作することを含む。
実施形態５１は実施形態１～５０のいずれか１つの方法を提供し、０．００１～０．１Ａ／ｃｍ２の電流密度で電解セルを操作することを含む。
実施形態５２は実施形態１～５１のいずれか１つの方法を提供し、０．０２～０．０４Ａ／ｃｍ２の電流密度で電解セルを操作することを含む。
実施形態５２は実施形態１～５１のいずれか１つの方法を提供し、０．０２～０．０４Ａ／ｃｍ２の電流密度で電解セルを操作することを含む。
実施形態５３は実施形態１～５２のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、アノードとカソードとの間に０．５～８ｍｍの間隔を有するアノードおよびカソードを含む。
実施形態５４は実施形態１～５３のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、アノードとカソードとの間に２～４ｍｍの間隔を有するアノードおよびカソードを含む。
実施形態５４は実施形態１～５３のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、アノードとカソードとの間に２～４ｍｍの間隔を有するアノードおよびカソードを含む。
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、電解セルは、チタン、ステンレス鋼、またはそれらの組み合わせを含むカソードを含む。
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、電解セルは、ステンレス鋼を含むカソードを含む。
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、電解セルは、ステンレス鋼を含むカソードを含む。
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、電解セルは、
チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、または
チタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、または
チタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、または
それらの組み合わせ
を含むアノードを含む。
チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、または
チタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、または
チタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、または
それらの組み合わせ
を含むアノードを含む。
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、窒素ガスとして窒素を除去することは、電解セルを使用して水中でアンモニアを窒素ガスに変換することを含む。
実施形態５９は実施形態１～５８のいずれか１つの方法を提供し、水を電解窒素除去段階に通すことは、水中のアンモニアと反応して窒素ガスを生成する次亜塩素酸塩を生成する。
実施形態６０は実施形態１～５９のいずれか１つの方法を提供し、窒素ガスを大気に放出することをさらに含む。
実施形態６１は実施形態１～６０のいずれか１つの方法を提供し、電解窒素除去段階に水を通すことは、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
実施形態６１は実施形態１～６０のいずれか１つの方法を提供し、電解窒素除去段階に水を通すことは、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
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、電解窒素除去段階に水を通すことは、水から９９～１００％のアンモニアを除去する。
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、電解窒素除去段階に水を通すことは、水から０．１～９０％の反応性リンを除去する。
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、電解窒素除去段階に水を通すことは、水から０．１～９０％の反応性リンを除去する。
実施形態６４は実施形態１～６３のいずれか１つの方法を提供し、電解窒素除去段階に水を通すことは、水から１～３０％の反応性リンを除去する。
実施形態６５は実施形態１～６４のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、水中の塩化物から１００～２０，０００ｐｐｍの次亜塩素酸塩を生成する。
実施形態６５は実施形態１～６４のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、水中の塩化物から１００～２０，０００ｐｐｍの次亜塩素酸塩を生成する。
実施形態６６は実施形態１～６５のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、水中の塩化物から２０００～２５００ｐｐｍの次亜塩素酸塩を生成する。
実施形態６７は実施形態１～６６のいずれか１つの方法を提供し、
電解窒素除去段階に水を通すことは、水中のアンモニアと反応して窒素ガスを形成する次亜塩素酸塩を生成し、
カソードは、ステンレス鋼を含み、
アノードは、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）を含み、および、
電解窒素除去段階に水を通すことは、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
実施形態６７は実施形態１～６６のいずれか１つの方法を提供し、
電解窒素除去段階に水を通すことは、水中のアンモニアと反応して窒素ガスを形成する次亜塩素酸塩を生成し、
カソードは、ステンレス鋼を含み、
アノードは、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）を含み、および、
電解窒素除去段階に水を通すことは、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
実施形態６８は実施形態１～６７のいずれか１つの方法を提供し、ガルバニ電池の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６９は実施形態１～６８のいずれか１つの方法を提供し、ガルバニ電池は、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６９は実施形態１～６８のいずれか１つの方法を提供し、ガルバニ電池は、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７０は、実施形態６９の方法を提供し、導電性コネクタは真鍮を含む。
実施形態７１は実施形態１～７０のいずれか１つの方法を提供し、ガルバニックリン除去段階は、
水の総リン濃度を約８０％～約１００％減少させるか、または
水の溶存リン濃度を約８０％～約１００％減少させるか、または
水の反応性リン濃度を約８０％～約１００％減少させるか、または
水の総窒素濃度を約７０％～約１００％減少させるか、または
水の溶存窒素濃度を約７０％～約１００％減少させるか、または
それらの組み合わせ
である。
実施形態７１は実施形態１～７０のいずれか１つの方法を提供し、ガルバニックリン除去段階は、
水の総リン濃度を約８０％～約１００％減少させるか、または
水の溶存リン濃度を約８０％～約１００％減少させるか、または
水の反応性リン濃度を約８０％～約１００％減少させるか、または
水の総窒素濃度を約７０％～約１００％減少させるか、または
水の溶存窒素濃度を約７０％～約１００％減少させるか、または
それらの組み合わせ
である。
実施形態７２は実施形態１～７１のいずれか１つの方法を提供し、リンを含む塩は、ガルバニ電池のアノードからの物質を含む。
実施形態７３は実施形態１～７２のいずれか１つの方法を提供し、ガルバニ電池を水の中に浸漬する間、ガルバニ電池に機械的な力を加えること、またはガルバニ電池を水の中に浸漬する間、水にせん断力を加えること、またはそれらの組み合わせをさらに含み、機械的な力および／またはせん断力は、
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くため、または
アノードの表面での酸素の形成を少なくとも部分的に防止するため、または
アノード表面上でリンを含む塩の凝集を少なくとも部分的に防止するため、または
それらの組み合わせのため
に十分である。
実施形態７３は実施形態１～７２のいずれか１つの方法を提供し、ガルバニ電池を水の中に浸漬する間、ガルバニ電池に機械的な力を加えること、またはガルバニ電池を水の中に浸漬する間、水にせん断力を加えること、またはそれらの組み合わせをさらに含み、機械的な力および／またはせん断力は、
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くため、または
アノードの表面での酸素の形成を少なくとも部分的に防止するため、または
アノード表面上でリンを含む塩の凝集を少なくとも部分的に防止するため、または
それらの組み合わせのため
に十分である。
実施形態７４は実施形態１～７３のいずれか１つの方法を提供し、ガルバニ電池を水の中に浸漬する間水から窒素を含む塩を形成することをさらに含み、処理水から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さらに含む。
実施形態７５は実施形態１～７４のいずれか１つの方法を提供し、カソードは、Ｃｕを含み、アノードはＭｇを含む。
実施形態７６は実施形態１～７５のいずれか１つの方法を提供し、カソードは、Ｃｕを含み、アノードはＡｌを含む。
実施形態７６は実施形態１～７５のいずれか１つの方法を提供し、カソードは、Ｃｕを含み、アノードはＡｌを含む。
実施形態７７は実施形態１～７６のいずれか１つの方法を提供し、カソードは、ガルバニ電池の平面フレームと、フレームの周囲内に含まれるカソード材料とを含み、カソード材料はフレームに電気的に接続され、平面フレームの周囲内に含ま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７８は実施形態１～７７のいずれか１つの方法を提供し、
水を含むエンクロージャ内の１つ以上のガルバニ電池を浸漬すること、
ガルバニ電池を浸漬する水に少なくとも部分的に沈められている１つまたはそれ以上のフィルタ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。
水を含むエンクロージャ内の１つ以上のガルバニ電池を浸漬すること、
ガルバニ電池を浸漬する水に少なくとも部分的に沈められている１つまたはそれ以上のフィルタ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７９は実施形態１～７８のいずれか１つの方法を提供し、
ガルバニ電池のカソードは、多角形の周囲を有するガルバニ電池の平面フレームと、フレームと直接接触している金網またはワイヤスクリーンであるフレームの周囲内に含まれる多孔質材料とを含む、および
平面フレームは、フレームに固定された複数のアノードと、アノードおよびカソードを電気的に接続する複数の導電性コネクタとを含み、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、
各アノードは、フレームの面上の平面フレームの２つの対向する縁において平面フレーム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フレームの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つで平面フレームに固定され、その結果、その面上のアノードのそれぞれは互いにおおよそ平行であり、平面フレームの周囲内に含まれる多孔質材料にまたがり、平面フレームの周囲内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フレームに固定されている、平面フレームの縁のそれぞれにおいて、各アノードは、平面フレームと直接接触し、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。
ガルバニ電池のカソードは、多角形の周囲を有するガルバニ電池の平面フレームと、フレームと直接接触している金網またはワイヤスクリーンであるフレームの周囲内に含まれる多孔質材料とを含む、および
平面フレームは、フレームに固定された複数のアノードと、アノードおよびカソードを電気的に接続する複数の導電性コネクタとを含み、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、
各アノードは、フレームの面上の平面フレームの２つの対向する縁において平面フレーム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フレームの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つで平面フレームに固定され、その結果、その面上のアノードのそれぞれは互いにおおよそ平行であり、平面フレームの周囲内に含まれる多孔質材料にまたがり、平面フレームの周囲内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フレームに固定されている、平面フレームの縁のそれぞれにおいて、各アノードは、平面フレームと直接接触し、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８０は実施形態１～７９のいずれか１つの方法を提供し、
ガルバニ電池を浸漬する水は約５～約７のｐＨを有し、
ガルバニックリン除去段階において形成されるリンを含む塩は、
リンおよびアノードからのＡｌを含むＡｌＰＯ４またはそれらの水和物であるか、
アノードからのＡｌを含む水酸化アルミニウムまたはそれらの水和物であるか、または
それらの組み合わせ
を含み、
ガルバニ電池のアノードは、Ａｌを含み、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌであり、
ガルバニ電池のカソードはＣｕを含み、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであり、および、
ガルバニ電池は、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、導電性コネクタは、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む。
ガルバニ電池を浸漬する水は約５～約７のｐＨを有し、
ガルバニックリン除去段階において形成されるリンを含む塩は、
リンおよびアノードからのＡｌを含むＡｌＰＯ４またはそれらの水和物であるか、
アノードからのＡｌを含む水酸化アルミニウムまたはそれらの水和物であるか、または
それらの組み合わせ
を含み、
ガルバニ電池のアノードは、Ａｌを含み、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌであり、
ガルバニ電池のカソードはＣｕを含み、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであり、および、
ガルバニ電池は、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、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８１は実施形態１～７９のいずれか１つの方法を提供し、
ガルバニ電池を浸漬する水は約１０～約１１のｐＨを有し、
ガルバニックリン除去段階で形成されるリンを含む塩は、
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またはそれらの水和物、
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、
ガルバニ電池のアノードはＭｇを含み、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇであり、
ガルバニ電池のカソードはＣｕを含み、カソードは、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであり、および
ガルバニ電池は、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、導電性コネクタは、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む。
ガルバニ電池を浸漬する水は約１０～約１１のｐＨを有し、
ガルバニックリン除去段階で形成されるリンを含む塩は、
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またはそれらの水和物、
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、
ガルバニ電池のアノードはＭｇを含み、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇであり、
ガルバニ電池のカソードはＣｕを含み、カソードは、約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであり、および
ガルバニ電池は、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、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８２は実施形態１～８１のいずれか１つの方法を提供し、ガルバニックリン除去段階によって生成された水から窒素をさらに除去することをさらに含む。
実施形態８３は、実施形態８２の方法を提供し、窒素のさらなる除去は、その水の中の水溶性窒素を除去される窒素ガスに変換するために、水を脱窒細菌に曝露することを含む。
実施形態８３は、実施形態８２の方法を提供し、窒素のさらなる除去は、その水の中の水溶性窒素を除去される窒素ガスに変換するために、水を脱窒細菌に曝露することを含む。
実施形態８４は、窒素をさらに除去する前に、水を脱酸素化することを含む、実施形態８２～８３のいずれか１つの方法を提供する。
実施形態８５は、窒素をさらに除去する前に、水中の少なくともいくらかの窒素を酸化または加水分解して硝酸塩を形成することを含む、実施形態８２～８４のいずれか１つの方法を提供する。
実施形態８５は、窒素をさらに除去する前に、水中の少なくともいくらかの窒素を酸化または加水分解して硝酸塩を形成することを含む、実施形態８２～８４のいずれか１つの方法を提供する。
実施形態８６は、窒素をさらに除去した後、水を再酸化することを含む、実施形態８２～８５のいずれか１つの方法を提供する。
実施形態８７は実施形態１～８６のいずれか１つの方法を提供し、ガルバニックリン除去段階によって生成された水から窒素を除去することをさらに含み、さらに窒素を除去することは、
任意選択的に水中の少なくともいくらかの窒素を酸化または加水分解して硝酸塩を形成することと、
任意選択的に約０ｐｐｍ～約０．３ｐｐｍの酸素濃度に水を脱酸素化することと、
多孔質質基板上に固定化された脱窒細菌に水を曝露し、水中の硝酸塩を除去される窒素ガスに変換し、脱窒水を形成することと、
任意選択的に脱窒水を約１ｐｐｍ～約２０ｐｐｍの酸素濃度に再酸素負荷することと
を含み、
脱窒水は、約０．０ｐｐｍ～約２ｐｐｍの総窒素である総窒素濃度を有する。
実施形態８７は実施形態１～８６のいずれか１つの方法を提供し、ガルバニックリン除去段階によって生成された水から窒素を除去することをさらに含み、さらに窒素を除去することは、
任意選択的に水中の少なくともいくらかの窒素を酸化または加水分解して硝酸塩を形成することと、
任意選択的に約０ｐｐｍ～約０．３ｐｐｍの酸素濃度に水を脱酸素化することと、
多孔質質基板上に固定化された脱窒細菌に水を曝露し、水中の硝酸塩を除去される窒素ガスに変換し、脱窒水を形成することと、
任意選択的に脱窒水を約１ｐｐｍ～約２０ｐｐｍの酸素濃度に再酸素負荷することと
を含み、
脱窒水は、約０．０ｐｐｍ～約２ｐｐｍの総窒素である総窒素濃度を有する。
実施形態８８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、
ストルバイト、リン酸カルシウム、またはそれらの組み合わせを含むリン塩を水から沈殿するために、１つ以上の塩基を使用して水のｐＨを８．５～９．５に上げること、および
水から沈殿したリン塩を除去することであって、高ｐＨリン除去段階は水中の反応性リンのうちの９０～９８％を除去する、前記除去すること
を含む、高ｐＨリン除去段階に窒素およびリンを含む出発物質の水を通すことと、
水から窒素を窒素ガスとして除去するように、電解セルに水を通すことを含む電解窒素除去段階に水を通すことであって、電解セルは、ステンレス鋼を含むカソードと、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）を含むアノードとを含み、前記電解窒素除去段階に水を通すことは、水から８０～１００％のアンモニアを除去する、前記電解窒素除去段階に水を通すことと、
水中にガルバニ電池を浸漬して、水からのリンを含む塩を含む処理水を形成することであって、塩は、
ＡｌＰＯ４またはそれらの水和物、ＡｌＰＯ４は、リンおよびアノードからのＡｌを含む、
水酸化アルミニウムまたはそれらの水和物、水酸化アルミニウムはアノードからのＡｌを含む、または
それらの組み合わせ
を含み、
ガルバニ電池は、
Ａｌを含むアノード、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌである、
Ｃｕを含むカソード、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである、
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、導電性コネクタは、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む
を含む、前記形成することと、
処理水からリンを含む塩を分離することと、
を含むガルバニックリン除去段階に水を通すことと
を含み、
本方法によって製造された水は、出発物質の水より、低いリン濃度および低い窒素濃度を有し、本方法によって製造された水は、
約０．０００１ｐｐｍ～０．０５ｐｐｍの総リン濃度、および
約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの総窒素濃度
を有する。
ストルバイト、リン酸カルシウム、またはそれらの組み合わせを含むリン塩を水から沈殿するために、１つ以上の塩基を使用して水のｐＨを８．５～９．５に上げること、および
水から沈殿したリン塩を除去することであって、高ｐＨリン除去段階は水中の反応性リンのうちの９０～９８％を除去する、前記除去すること
を含む、高ｐＨリン除去段階に窒素およびリンを含む出発物質の水を通すことと、
水から窒素を窒素ガスとして除去するように、電解セルに水を通すことを含む電解窒素除去段階に水を通すことであって、電解セルは、ステンレス鋼を含むカソードと、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）を含むアノードとを含み、前記電解窒素除去段階に水を通すことは、水から８０～１００％のアンモニアを除去する、前記電解窒素除去段階に水を通すことと、
水中にガルバニ電池を浸漬して、水からのリンを含む塩を含む処理水を形成することであって、塩は、
ＡｌＰＯ４またはそれらの水和物、ＡｌＰＯ４は、リンおよびアノードからのＡｌを含む、
水酸化アルミニウムまたはそれらの水和物、水酸化アルミニウムはアノードからのＡｌを含む、または
それらの組み合わせ
を含み、
ガルバニ電池は、
Ａｌを含むアノード、アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌである、
Ｃｕを含むカソード、カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕである、
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、導電性コネクタは、ＣｕおよびＺｎを含む合金を含む
を含む、前記形成することと、
処理水からリンを含む塩を分離することと、
を含むガルバニックリン除去段階に水を通すことと
を含み、
本方法によって製造された水は、出発物質の水より、低いリン濃度および低い窒素濃度を有し、本方法によって製造された水は、
約０．０００１ｐｐｍ～０．０５ｐｐｍの総リン濃度、および
約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの総窒素濃度
を有する。
実施形態８９は水から窒素を除去する方法を提供し、本方法は、水から窒素を窒素ガスとして除去するように電解セルに水を通すことを含む。
実施形態９０は実施形態８９の方法を提供し、電解セルを通過する前、水は５０ｐｐｍ～４０，０００ｐｐｍの塩化物濃度を有する。
実施形態９０は実施形態８９の方法を提供し、電解セルを通過する前、水は５０ｐｐｍ～４０，０００ｐｐｍの塩化物濃度を有する。
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、電解セルを通過する前、水は２００ｐｐｍ～１０，０００ｐｐｍの塩化物濃度を有する。
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、水は、複数の電解セルを通過する。
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、水は、複数の電解セルを通過する。
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、電解セルに水を通すことは、水中に部分的に電解セルを沈めることを含む。
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、電解セルに水を通すことは、水中に電解セルを完全に浸漬することを含む。
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、電解セルに水を通すことは、水中に電解セルを完全に浸漬することを含む。
実施形態９５は実施形態８９～９４のいずれか１つの方法を提供し、水が電解セルを通過するときにせん断力を加え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、水は、電解セルのアノードおよびカソードの周囲および間を通る。
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、水は、電解セルのアノードおよびカソードの周囲および間を通る。
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、電解セルを通過した水は、６～１２のｐＨを有する。
実施形態９８は実施形態８９～９７のいずれか１つの方法を提供し、電解セルを通過した水は、６～７のｐＨを有する。
実施形態９８は実施形態８９～９７のいずれか１つの方法を提供し、電解セルを通過した水は、６～７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、電解セルに接触する水のｐＨを調整するために水に１つ以上の塩基を添加することをさらに含む。
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、ＤＣ電流で電解セルを操作することを含む。
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、ＤＣ電流で電解セルを操作することを含む。
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、ＡＣ電流で電解セルを操作することを含む。
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、０．００１～０．１Ａ／ｃｍ２の電流密度で電解セルを操作することを含む。
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、０．００１～０．１Ａ／ｃｍ２の電流密度で電解セルを操作することを含む。
実施形態１０３は実施形態８９～１０２のいずれか１つの方法を提供し、０．０２～０．０４Ａ／ｃｍ２の電流密度で電解セルを操作することを含む。
実施形態１０４は実施形態８９～１０３のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、アノードとカソードとの間に０．５～８ｍｍの間隔を有するアノードおよびカソードを含む。
実施形態１０４は実施形態８９～１０３のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、アノードとカソードとの間に０．５～８ｍｍの間隔を有するアノードおよびカソードを含む。
実施形態１０５は実施形態８９～１０４のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、アノードとカソードとの間に２～４ｍｍの間隔を有するアノードおよびカソードを含む。
実施形態１０６は実施形態８９～１０５のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、チタン、ステンレス鋼、またはそれらの組み合わせを含むカソードを含む。
実施形態１０６は実施形態８９～１０５のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、チタン、ステンレス鋼、またはそれらの組み合わせを含むカソードを含む。
実施形態１０７は実施形態８９～１０６のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、ステンレス鋼を含むカソードを含む。
実施形態１０８は実施形態８９～１０７のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、
チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、または
チタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、または
チタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、または
それらの組み合わせ
を含むアノードを含む。
実施形態１０８は実施形態８９～１０７のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、
チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、または
チタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、または
チタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、または
それらの組み合わせ
を含むアノードを含む。
実施形態１０９は実施形態８９～１０８のいずれか１つの方法を提供し、窒素ガスとして窒素を除去することは、電解セルを使用して水中でアンモニアを窒素ガスに変換することを含む。
実施形態１１０は実施形態８９～１０９のいずれか１つの方法を提供し、水を電解窒素除去段階に通すことは、水中のアンモニアと反応して窒素ガスを生成する次亜塩素酸塩を生成する。
実施形態１１１は実施形態８９～１１０のいずれか１つの方法を提供し、窒素ガスを大気に放出することをさらに含む。
実施形態１１２は実施形態８９～１１１のいずれか１つの方法を提供し、電解窒素除去段階に水を通すことは、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
実施形態１１２は実施形態８９～１１１のいずれか１つの方法を提供し、電解窒素除去段階に水を通すことは、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
実施形態１１３は実施形態８９～１１２のいずれか１つの方法を提供し、電解窒素除去段階に水を通すことは、水から９９～１００％のアンモニアを除去する。
実施形態１１４は実施形態８９～１１３のいずれか１つの方法を提供し、電解窒素除去段階に水を通すことは、水から０．１～９０％の反応性リンを除去する。
実施形態１１４は実施形態８９～１１３のいずれか１つの方法を提供し、電解窒素除去段階に水を通すことは、水から０．１～９０％の反応性リンを除去する。
実施形態１１５は実施形態８９～１１４のいずれか１つの方法を提供し、電解窒素除去段階に水を通すことは、水から１～３０％の反応性リンを除去する。
実施形態１１６は実施形態８９～１１５のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、水中の塩化物から１００～２０，０００ｐｐｍの次亜塩素酸塩を生成する。
実施形態１１６は実施形態８９～１１５のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、水中の塩化物から１００～２０，０００ｐｐｍの次亜塩素酸塩を生成する。
実施形態１１７は実施形態８９～１１６のいずれか１つの方法を提供し、電解セルは、水中の塩化物から２０００～２５００ｐｐｍの次亜塩素酸塩を生成する。
実施形態１１８は実施形態８９～１１７のいずれか１つの方法を提供し、
電解窒素除去段階に水を通すことは、水中のアンモニアと反応して窒素ガスを形成する次亜塩素酸塩を生成し、
カソードはステンレス鋼を含み、
アノードは、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）を含み、および
電解窒素除去段階に水を通すことは、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
実施形態１１８は実施形態８９～１１７のいずれか１つの方法を提供し、
電解窒素除去段階に水を通すことは、水中のアンモニアと反応して窒素ガスを形成する次亜塩素酸塩を生成し、
カソードはステンレス鋼を含み、
アノードは、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）を含み、および
電解窒素除去段階に水を通すことは、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
実施形態１１９は水から窒素を除去する方法を提供し、本方法は、
水から窒素を窒素ガスとして除去するように電解セルに水を通すことであって、電解セルは、ステンレス鋼および／またはチタンを含むカソードと、
チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、または
チタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、または
チタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、または
それらの組み合わせ
を含むアノードとを含む、前記通すこと
を含み、
窒素ガスとしての窒素の除去は、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
水から窒素を窒素ガスとして除去するように電解セルに水を通すことであって、電解セルは、ステンレス鋼および／またはチタンを含むカソードと、
チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、または
チタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、または
チタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、または
それらの組み合わせ
を含むアノードとを含む、前記通すこと
を含み、
窒素ガスとしての窒素の除去は、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
実施形態１２０は、水から窒素およびリンを除去するためのシステムを提供し、本システムは、
７．５以上に出発物質の水のｐＨをあげて水からリン塩を沈殿させるように構成され、かつ、水から沈殿したリン塩を除去するように構成された高ｐＨリン除去段階と、
水から窒素を窒素ガスとして除去するように構成された電解セルを含む電解窒素除去段階と、
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むガルバニ電池を含むガルバニックリン除去段階であって、カソードは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含み、ガルバニ電池は水からのリンを含む塩を含む処理水を生成するように構成され、ガルバニックリン除去段階は、処理水からリンを含む塩を分離するように構成される、ガルバニックリン除去段階と
を含み、
本システムによって製造された水は、出発物質の水より低いリン濃度および低い窒素濃度を有する。
７．５以上に出発物質の水のｐＨをあげて水からリン塩を沈殿させるように構成され、かつ、水から沈殿したリン塩を除去するように構成された高ｐＨリン除去段階と、
水から窒素を窒素ガスとして除去するように構成された電解セルを含む電解窒素除去段階と、
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むガルバニ電池を含むガルバニックリン除去段階であって、カソードは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、またはそれらの組み合わせを含み、ガルバニ電池は水からのリンを含む塩を含む処理水を生成するように構成され、ガルバニックリン除去段階は、処理水からリンを含む塩を分離するように構成される、ガルバニックリン除去段階と
を含み、
本システムによって製造された水は、出発物質の水より低いリン濃度および低い窒素濃度を有する。
実施形態１２１は、水からの窒素除去用の装置を提供し、装置は、
水から窒素を窒素ガスとして除去するために水が流れるように構成される電解セルであって、電解セルは、ステンレス鋼を含むカソードと、
チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、または
チタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、または
チタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、または
それらの組み合わせ
を含むアノードとを含む、電解セル
を含み、
窒素ガスとしての窒素の除去は、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
水から窒素を窒素ガスとして除去するために水が流れるように構成される電解セルであって、電解セルは、ステンレス鋼を含むカソードと、
チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、または
チタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、または
チタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、または
それらの組み合わせ
を含むアノードとを含む、電解セル
を含み、
窒素ガスとしての窒素の除去は、水から８０～１００％のアンモニアを除去する。
実施形態１２２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１～１２１の任意の１つまたは任意の組み合わせの方法、システム、または装置を提供する。
Claims (17)
- 水からリンおよび窒素を除去する方法であって、本方法は、
窒素およびリンを含む出発物質の水を高ｐＨリン除去段階に通すことであって、前記高ｐＨリン除去段階が
前記水からリン塩を沈殿させるために前記水のｐＨを７．５以上に上げること、および
前記水から沈殿した前記リン塩を除去すること
を含む、前記高ｐＨリン除去段階に前記窒素およびリンを含む前記出発物質の水を通すことと、
窒素ガスとして窒素を前記水から除去するために電解セルに前記水を通すことを含む、電解窒素除去段階に前記水を通すことと、
前記水をガルバニックリン除去段階に通すことであって、前記ガルバニックリン除去段階が、
前記水からリンを含む塩を含む処理水を形成するように前記水にガルバニ電池を浸漬することであって、前記ガルバニ電池は、
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することとを含む、前記ガルバニックリン除去段階に前記水を通すこととを含み、
前記方法によって製造された水は、前記出発物質の水より低いリン濃度および低い窒素濃度を有する、前記方法。 - 前記出発物質の水は、リン酸を生成するためにリン酸塩を含む岩石を溶解するプロセスに由来する水である請求項１に記載の方法。
- 前記出発物質の水は、２００ｐｐｍ～１０，０００ｐｐｍの塩化物濃度を有する請求項１に記載の方法。
- 前記方法によって製造された前記水は、０．０００１ｐｐｍ～０．１ｐｐｍ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、および約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍ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する請求項１に記載の方法。
- 前記リン塩を前記水から沈殿させるために前記水のｐＨを上げることは、前記水のｐＨを８．５～９．５に上げることを含む請求項１に記載の方法。
- 沈殿した前記リン塩は、ストルバイト、リン酸カルシウム、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。
- 前記電解セルは、チタン、ステンレス鋼、またはそれらの組み合わせを含むカソードを含む請求項１に記載の方法。
- 前記電解セルは、
チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）、または
チタン上に担持された酸化チタンおよび酸化ルテニウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２／Ｔｉ）、または
チタンおよびプラチナ（Ｔｉ－Ｐｔ）、または
それらの組み合わせ
を含むアノードを含む、請求項１に記載の方法。 - 窒素ガスとして窒素を除去することは、前記電解セルを使用して前記水中のアンモニアを窒素ガスに変換することを含み、前記電解窒素除去段階に前記水を通すことは、前記水中でアンモニアと反応して前記窒素ガスを形成する次亜塩素酸塩を生成する請求項１に記載の方法。
- 前記リンを含む前記塩は前記ガルバニ電池の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。
- 前記ガルバニ電池を浸漬する前記水は、約５～約７のｐＨを有し、
前記ガルバニックリン除去段階で形成された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、
前記ガルバニ電池の前記アノードはＡｌを含み、前記アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＡｌであり、
前記ガルバニ電池の前記カソードはＣｕを含み、前記カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであり、および、
前記ガルバニ電池は、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含み、前記導電性コネクタはＣｕおよびＺｎを含む合金を含む、請求項１に記載の方法。 - 前記ガルバニ電池を浸漬する前記水は、約１０～約１１のｐＨを有し、
前記ガルバニックリン除去段階で形成された前記リンを含む前記塩は、
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、
前記ガルバニ電池の前記アノードはＭｇを含み、前記アノードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＭｇであり、
前記ガルバニ電池の前記カソードはＣｕを含み、前記カソードは約９０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のＣｕであり、かつ、
前記ガルバニ電池は、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含み、前記導電性コネクタはＣｕおよびＺｎを含む合金を含む請求項１に記載の方法。 - 前記ガルバニックリン除去段階によって製造された水から窒素をさらに除去することをさらに含む請求項１に記載の方法。
- 水からリンおよび窒素を除去する方法であって、
高ｐＨリン除去段階に窒素およびリンを含む出発物質の水を通すことであって、前記高ｐＨリン除去段階は、
ストルバイト、リン酸カルシウム、またはそれらの組み合わせを含むリン塩を前記水から沈殿させるために、１つ以上の塩基を使用して前記水のｐＨを８．５～９．５に上げることと、
前記水から前記沈殿したリン塩を除去すること
を含み、前記水中の９０～９８％の反応性リンを除去するものである、前記高ｐＨリン除去段階に窒素およびリンを含む出発物質の水を通すことと、
電解窒素除去段階に前記水を通すことであって、前記電解窒素除去段階は、
前記水から窒素ガスとして窒素を除去するために電解セルに前記水を通すことであって、前記電解セルは、ステンレス鋼を含むカソードと、チタン上に担持された酸化チタン、酸化ルテニウム、および酸化イリジウム（ＴｉＯ２－ＲｕＯ２－ＩｒＯ２／Ｔｉ）を含むアノードとを含み、前記電解窒素除去段階に前記水を通すことは、前記水から８０～１００％のアンモニアを除去する、前記電解セルに前記水を通すことを含む、前記電解窒素除去段階に前記水を通すことと、
前記水からのリンを含む塩を含む処理水を形成するために前記水にガルバニ電池を浸漬することであって、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またはそれらの水和物か、
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れらの水和物か、または
それらの組み合わせ
を含み、
前記ガルバニ電池は、
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、前記水に前記ガルバニ電池を浸漬することと、
前記処理水から前記リンを含む前記塩を分離することと、
含む、ガルバニックリン除去段階に前記水を通すことと、
を含み、
前記方法によって製造される前記水は、出発物質の水より、低いリン濃度および低い窒素濃度を有し、前記方法によって製造された前記水は、
約０．０００１ｐｐｍ～０．０５ｐｐｍの総リン濃度、および
約０ｐｐｍ～約１ｐｐｍの総窒素濃度
を有する、
前記方法。 - 請求項１の方法を実行するための、出発物質の水から窒素およびリンを除去するための、システムであって、前記システムは、高ｐＨリン除去タンクと、電解窒素除去タンクと、ガルバニックリン除去タンクとを備え、
前記高ｐＨリン除去タンクは、前記出発物質の水からリン塩を沈殿させるために、前記出発物質の水のｐＨを７．５以上に上げるように構成され、かつ、前記出発物質の水から沈殿した前記リン塩を除去することで前記高ｐＨリン除去タンクからの水を形成するように構成されており、
前記電解窒素除去タンクは、前記高ｐＨリン除去タンクからの前記水から窒素を窒素ガスとして除去することで前記電解窒素除去タンクからの水を形成するように構成された電解セルを含むものであり、
前記ガルバニックリン除去タンクは、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ガルバニ電池を含んでおり、前記ガルバニ電池は、前記電解窒素除去タンクからの前記水から処理水を形成するように構成されており、前記処理水は、前記電解窒素除去タンクからの前記水からのリンを含む塩を含むものであり、前記ガルバニックリン除去タンクは、前記処理水から前記リンを含む前記塩を分離することで前記ガルバニックリン除去タンクからの水を形成するように構成されており、
前記ガルバニックリン除去タンクからの前記水は、前記出発物質の水より、低いリン濃度およびより低い窒素濃度である、前記システム。
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