TWI352630B - Method,system and apparatus of in situ electroreme - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明«於電強化原地土壤補救的方法 -步係關於使用此一方法之系統與褒置。 月進 【先前技術】 由本發明同—發明者 考所獲什之杲國專利第5,433,829號 (在此一併當作參考），說明了一 4里电冉生的方法，包含不却 要的離子（離子複合物及帶電粒 ^ m nr ^ )之原地感應移動，並在電 %景> 響下穿過土瑱。彳言县銥丄& — 、 ^在土壤中嵌入陽極與陰極網 柵來貫現，或是在有地下次治勒> n± . "丨L動4 ’在橫斷地下水流動方 向上，加上交變陽極屏幕。 在美國專利弟5,589,056號與美 國專㈣5,846,393號也說明了類似的技術。 其他的電補救技術（非美國專利第5,433,829號中所說 明)包括電強化植物補救與生物再生。植物補救包含種植和 收成會從土壤中攝取離子與離子複合物的農作物，其中， 攝取的空間範圍藉由在電場影塑 勿普下移動農作物根部周圍土 壌的離子與離子複合物而擴 > π 生物再生包括電加熱土 壤’以提高化學/物理反應的漣声 。〜迷度’且/或生物活動移除了不 想要的物質。 原地電補救通常包括在相當大範圍的土地上產生電 場’典型而言是數十甚至數百公尺，且是在相當長的時間， 典型上為數月甚至數年。為"Γ 数千馬了使廷樣的處理過程符合經濟 效益’期望盡可能使用較少且簡單的電極，並透過這些電 極盡可能有效地通過高電流。同時，使用相#大量的電能。 «52630 期望此能量盡可能有效地被使用。 中，：：：本因素為這樣子的長時間與大面積經營過程 人貝"入或管理的成本。用來執行 =夠自動運作，使人員介入或管理最二= 大面積土壤及長時間之，，無法完全預知。的性貞之 專利二動3=? 1項重要因素為電極故障保護。美國 r】^，829號中說明用來監控電極正常運作的各項技 ριΓ包括了保存每個電極累積卫作壽命的記錄，以 便k疋更換電極的時間。美 在Μ Η* 關專利第5,433,829號中也說明 =上或*近處的氯氧化物沈積所造成的陰極阻塞，其 曰妨礙補救處理過程之正常運作。 巾咬讣丨且基發生在DC電流長時 ==時。阻塞會使陰極無法使用，並會增加陽極 -二… 使得電極濾'器上所增加的熱產量提高了 月匕里的耗費。類似的阻塞問題也會因酸的構成而發生在陽 極上6 美國專利第5,433 829铗中与' b日, „ ^ 唬中5兄明如何將每個電極（陽極 =或陰極）與具有液體循環的遮罩相結合，以避免阻塞，帶 拉子可穿透遮罩，但液體本身極難渗透，並將帶有遮罩 的電極插入土壤中。從土壤遷移至遮罩的再生離子、離子 ，合物與帶電粒子，被循環的液體移除。在陽極的狀況， %極上所構成的酸一般也能充分地藉由循環移除。在陰極 的狀況，透過遮罩循環的液體一般需要含有額外的酸，以 分解氫氧化物或防止氫氧化物構成。為此目的，透過遮罩 1352630 循壤之液體的pH值、氧介步；s#/ F 虱化遏原電位、導電率與溫度被量測 及控制，使得處理過程能夠盡可能地被加迷，在無阻塞的 情況下提供最大電流。 實際上’在處理過程中偶爾會發現氫氧化物覆皮成長 於部份的陰極上。厚覆皮會使陰極失去作用，使其必須在 土壤中被更換，而在陰極上的補救處理過程被有效地中 止’直到陰極被更換後。 植物補救具吸引力之處在於其低成本。因為不想要的 物：了由收成來收集’而不需要在電極上收集，因此可使 .用簡單的電極’僅需供應DC電流在植物根部四周感應足夠 • 的移能’而無需以具有循環液體的遮罩來捕捉物質。然而， :無，環液體來移除氫氧化物或酸時，電極上的Dc電流僅能 2陽極上的不可逆酸化及陰極形成的氫氧化物發生之前（這 會使電極無法使用）的有限時間期間施加。 ^ 、電極電"α加熱土壤可以AC電流來進行，這樣玎避免 阻塞發生。然而，以電極電流加熱土壤也有其問題。在此 情況φ 土， ’#近電極的沸騰現象會是個問題。這會導致在電 。上經常會沈積了如各種碳酸鹽沈澱物之物質。 【發明内容】 其中，本發明的目的在於提高土壤原地電補救之高效 年自動運作的可靠度。 其中，本發明的目的在於防止在土壤原地電補救中所 的電極壽命降低。 ·*、中本發明的目的在於防止在土壤原地電補救中所 1352630 使用的陰極上形成氫氧化物覆皮。 •其中，本發明的目的在於減少在土壤原地電補 电極問題產生的處理時間損失。 ' 其中，本發明的目的在於降低在土壤原地 需的能量消耗。 補救中所 種電Π，本發明的目的在於提供用來控制土壌補救的-電裝置，能夠通用於不同形式的補救處理過程。 了本發明之一方面的土壤補救方法在申請專利範圍 員中被提出。此方法當測得因表面特定電 電流路徑中的雷 工ί展之 特定電極之L 升時，暫時降低通過 付疋电極之電極電流。 通常從電極至具有同性質之土壌之電流路徑的電阻 特別是從電極表面之部份路徑，不會在很 :。广電阻增加為電極產生問題的徵死。藉由臨 =:解少10%’而最好降為零)通過電極的平均電流，此 問付以解決。 對於靠近電極的沸騰情況，臨時 周圍的介質㈣，*處理過„以„方式重極 1而° ’在陰極上沈積的氫氧化物造成電阻上升的 ::降低電流容許酸來移除氫氧化物，因為氫氧離子的 ^被暫時減少。J里想上，通過陰極的平均電流位準被常 =也控物供應相符的平衡位準，或者接近而低於平衡 >使仔陰極周圍液體的pH值呈現動態平衡。在測得電 且上升後，平均電流位準就會降至此電流位準以下。. 1352630 預定=型上’陰極上的電流在介於5分鐘與2小時之間的 預期Γ Γ隔（例如15分鐘）被減少，時間間隔的長度依據 合發^積在陰極之特定風氧化物的溶解度來選擇。如此 ^現足以抵消覆皮㈣成，^會導致過度的處理時間 再者’電流減少理想上僅限於在被測知電阻上升的單 :極，或者是包含此電極的電極子群組。我們發現電極 =:般不會同時發生在所有電極上。所以，藉由僅在選 的:極上降低電流，處理時間的損失可進一步被限制。 ^極1阻上升可以許多方式來量測。在一實施例中，有關 :陽r附近的陽極之間的整體電阻之訊息’是藉由量測通 =^或陰㈣平均電流及陽極與陰極之間的電壓差而測 二或者，如果電流或電壓預先得知，就量測另一者。如 电、々丨L或電壓盆中之— ^ T之#持固疋’電阻甚至無需明確地決 二因為如果電遂或電流分別保持固定，電流或電麼中可 …者為電阻的象徵。在陽極與陰極之間整體電阻的 曰σ，可用來觸發電流的臨時降低。 在實施例中，平均電壓施加於第i與第2電極之間， ^電極的平均電流被控制。所以’在氯氧離子產 ”酸供應之間的平衡’可確保在設定的位準。平均電流 :空制舉例而言可將輕合至電極的電源，藉由調整其責任週 ㈣貫現。此技術具有電源系統易於重組以執行其他功能 之優點’例如藉由控制責任週期，以供應調節平均電磨， 或者藉由提供AC電源在不同輸出相位的耦合，以反轉電流 10 〜630 極性。 ♦在通過第！電極的平均電流受控制的實施例中，整艘 电阻的訊息可從電極間的電壓差來獲得。或者，通過第2 :極的電流可被量測’以獲得有關第2電極附近電阻更正 確的訊息》 +從陽極與陰極之間的電屢差之電阻訊息及/或通過這也 -極的電流之判斷’具有需要最少電極之優點。然而，使 用整體電阻具有與陰極電極情況無關的土壤電阻改變之缺 可能影響量測。這類的改變可能包括了土壤中的PH值 文變、土壌中的鹽類沈搬、;显度改變等等。為了避免此情 形’至少部份之土壤電阻改變的效應，最好能從整體電阻 中消除。 夕在量測時消除土壤電阻效應，可藉由使用至少ι個額 卜的電極插入土壤中’並使用此額外電極量測電壓降來實 現，以消除土壌電阻改變的效應。這可由許多種方式來完 成，例如在固定電流通過土壤的區域中，量測一對感應電 極間的電壓降，冬彳4 4·描^ ^ 田作土壌電阻的指標，並從此電阻計算從 :極到陽極的電阻有多少是屬於土壤造成的。㉟常可以假 定在處理區域不同位置上的土壤有類似的反應，而在此情 j下’這對感應電極不需要靠近需測定電阻的陰極。所以， 命對感應电極可破用來消除從複數個不同陰極或陽極上的 电堅及或電桃所獲得之量測值導出的土壌電阻改變影響。 ^對电極中白勺1個4 2個可適當地當作陽極或陰極之 用。在另一實施你彳φ，, J T 攸陰極至附近電極（比最近的陽極更 11

丄 J JZ/UJVJ 加靠近）的電壓降，被量測作 根據本發明另一方面夕1陰極的電阻之直接指示。 知乃力万面之土壤補勅古丄曰, 於地下水流動速度(例如延 ：方法1測訊息係關 下水位準差異)，且此訊=向量測遠距位置間的地 ^ ^ Η ΛΑ pa 6 用來调整延著橫斷流動方向之 直線上的％極與陰極間的電杏 „ ® 土壌中的電場低於臨 有1地、皮辕％則會太弱，使得部份地下水流中的離子不能 Γ二：：向’而無法到達陰極或陽極。施以陽極-陰極電 =會使電場強度超越此臨界，”浪費能量。臨界位準 依地下水流動速度而定。藉由 指定臨界位準，得以節〇 依據流動速度之 +仔乂即“董而完全無需妥協。理想上， -1電月“提供訊息’使其能夠指定在處理過程中土壤所 需的陽極-陰極電塵以及陽極與陰極的配置。 在電極渡器或其附近的電阻變動，可能會影響用來產 生臨界電場強度所需的陽極_陰極電應。在一實施例中此 影響藉由使用土壤中的至少1個感應電極來料，陽極·陰 極^被調整’直到感應電極的電料達到土壤的預定必 "位準為止。最好土壤中的一對感應電極之間的電壓 σ用於此目的，但是當大部份的電阻變動得知發生在— 種電極（特別為陰極）時5從感應電極至另—種電極（特別為 陽極）的電壓降則可使用。 在另一實施例中，滲透源被置於陽極及陰極列或其附 近，且從陽極至陰極的電流位準依據所測得的地下水流動 速度來控制。電流位準與流動速度之間的關係被編程，使 /充刀的物邊知以滲透。在進一步的實施例中，在電流位 12 丄咖630 準k擇％，對於陽極與陰極間的電場加入下限，使其確保 全部的地下水流能夠滲透。 根據本發明另一方面之土壤楂物補/救的方&，依照從 電極机至另一個之累積電荷測得量，在電極預計會阻 塞=則的時間點反轉電極間的電流極性。此方式可使用 非常簡單的電極而不會發生阻塞。 根據本發明另—方面之土壤補救的方法，以至少30秒 7關閉期間週期性地中斷電流。在加熱的情況中，發現碳 酸，沈積在電極附近（即在其表面或表面鄰近處），其會聚集 包而阻礙電流。藉由中斷電流至少秒，這些汽泡能 有機會逸出。在實施例中，用來加熱土壤至所需溫度的電 流，藉由責任週期調變方式來調整，至少部份的責任週期 關閉期間持續3〇秒。 最好能提供一種多功能裝置，支援所有不同的方法。 【實施方式】 本發明的這此盘直#曰认 圖示加以說明。―目的’以及優點特徵，將用以下 實1^不在均區域中，插人土壌中的陰極10(以 \才示不）與陽極12(以空心圓標示）的部份陣列。圖U顯 不-極列與陽極列如何交錯使用。圖 如何使用，在每4個险朽… 貝不陰極10矩陣 h中的陽Μ 間置入1個陽極12。除了圖 土壤中的^陰極以外’顯示成對的感應電極Ma、b插入 庫電㈣立置’使得陽極與陰極之間的電壓差造成感 ㈣之間的電為了清晰起見，這些感應電極在 13 圖1 b被名、& 1略，但須明瞭它們也同樣可用於圖丨b之排列方 圖 2 _ - ra ^ •，-貝不用於具有地下水流動（流動方向以箭頭20表示） 土壤區域φ Μ 動方。 的陣列。在此情形中，使用延著橫斷地下水流 I 。之直線方向排列的交錯陰極10與陽極12線性陣 對感應電極i 4a、b象徵性地呈現。此外，地下水位 準感應〇〇 Λ ° 、24呈現在直線方向之上游與下游。 " 與陽極12插入佈滿陣列之土壤區域之土壤 中’如圖所為B - 、 口々顯不之位置上。電源被耦合至陰極丨〇與陽極12, 以驅動通、丹丄一 k 土壌之電流。此外，液體供應系統可提供用於 供應液體至陽極12與陰極10。 。圖3繪出電源供應裝置。此裝置具有用來連結各別陰 極丨〇 (未繪出）的陰極連結31，以及用來連結各別陽極12 (未：出)的陽極連结38。此裝置包含電源3〇⑽如發電機或 輕:至電力網路之變壓器）、陰極電流開關32、陰極電流感 2益33、陽極電流控制器34、陽極電流感應器μ、陽極電 机回授電路36、參考電流源37及控制電路39。 電源3 0的第1端點3 〇a耦合至各別的陽極連結3 8，每 一個透過各別的陽極電流控制器34與陽極電流感應器乃 之串聯’而通過各別的支路。雖然對第丄端點…顯示為單 ^輪出線’但應明瞭在AC電源3G的情形下，此輸出線可 代表用於不同電源電流相位之複數條第】輸出導線（例如3 條）。這些不同相位輸出的輪出導線可全數被連結至陽極電 机技制益34，或者各別的相位輸出導線可被耦合至陽極電 14 流控制器34的各別群組。 陽極IT支路’的陽極電流感應器35輸出’透過支路中的 =電〜回授電路36(其同時叙合至參考電流源 电流控制器34的陽極。 。口 別的陰極連結31，每_個$ ' ^點働^合至各 ^ 母個透過陰極電流開關32與陰極電/

感應器33之串聯，；、s、ra 4 /;,L 、過各別的支路。電流感應器33、35 舉例而言可以霍爾咸庙 心八為眾人所熟知）來實現，其量測 由電机所感應的磁場， _ 次者為電壓感應益，其量測至連結 、 之路徑上的電阻之電壓降。 控制電路39耦合至陰極電流感應器33的輸 極電流控制器34 ^ 別的獨立線，"明=輪入(輸入及/或輪出顯示為各 ..0„ '月瞭刀離的線可用於不同的感應器或控 制…及用於輪入與輸出，或者使用通訊匯流排)。控制 矜入39a，用於耦合一對或更多對的感應電 極14a、b (未繪出）。 運作日可，陽極電流控制器34調節每個陽極電流至設 定的位準。在較佳實施例中，每個電流控制器34包含-開 關’配置在電源3G之第1端點與陽極連結38之間，以開 關分別為導通與斷路之部份時間的比率，切換導電連結為 導通與斷路，使平均陽極電流具有設定位準。 在較佳實施例中，電源3G為AC電源，且電流控制器 34僅在電源3〇端點上的輸出電壓位準彼此交越之時，才切 換V電連結為導通與斷路。 圖4a顯示單相供應每個電流控制器34的情況下，在陽 15 1352630 極輪出連ί士：i S L Μ $ r 埂〜38上的電壓。在此情 在正半週，當第1端點遍電壓高二：流控制器34僅 換導電ig & &道 、象会而點30b時，才切 沒有電^ 此連結在第1與第2端點-、b之間 ::昼差的零交越時刻，被切 j ^相位4〇被加至陽極連結38。_㈣所以’正+週 源30所接# & 电训·技制器34不會讓電 半則目㈣㈣。 比革乃依照所需的平均陽極電流而定。 圖4b顯示三相供應每個 陽極輪出連結38上的電[在各34的情況下，在 «藉由期部份仏44、46, 而決定。在二: 位輪出導體建立導電連結 別相位輪出導髀+ 34攸弟1端點30a的各 所有導換導電連結至導通，或者切換 期部二:4 4電流控制器則選擇在導通與斷路週 至導通的雷Γ《間的過渡時間’此係在與下-個切換 等通的電壓交會的時刻，戎 、 至斷路S 士日4 或者如果所有的連結都被切換 出=:則在以.第2端點_的竭續連結的相二 出導體之電壓零交越的時刻 位輸 電壓高於"端…，連::==出導體之 至陽極輸出…，或者至少相2 =何相位輪出導體 相位輸出導體並不是虚认 :1。輪出相位導體與陽極輸出連結3 遠取 為導::週期部份比率，乃依照所需的平均陽極電結 +本裝置可用來驅動土壌中的各種處理過程，。 笔動⑷⑽地η㈣）與加熱1於土壤補救使用之電動= 16 美國專利第5,433 829酜6 j· ^ / 旎中加以說明》在安裝電極蛊F ¥ > 則，進行勘探量測（诵堂4 , '、裝置之 性f如山 匕括取樣和對樣品測量）以判定土 性貝，例如土壌電性阻 ▲ J疋土壞 e . . iAj 對電流反應與土壤成俗 ..^ 置測的結果選擇處理的 成伤。依據 救處理過程的參數 丰選擇補 ^ 如％極U與陰極10的數目以月_ 些將置於土壌中的陽極鱼 数目以及延 ^ , n ”陰極彼此的間距、從陽極12盥p 極1 〇流向土壌的雷浐+ u "L小，以及補救處理過程的持續_ 可選擇的電流大小受^fa1 ° 險。當使Μ電… ％極12與陰極10腐壞的風 r ^ 7(例如陽極或陰極每公尺10安培），_ 奴而要供應液體至陽極丨

π Μ 興陰極10。美國專利第5,433 82Q …陰極10如何裝入有液體循 並 =中’容器具有帶電粒子可滲透的側壁，但流體本身置 、〜麵極12的情科’液體典型上為水(如有 要，可加入能改善酸去除 有 除的鹼類，但通常水就足夠了）。在 陰極10的情形中，液體一妒人 ln ^ 般s有I，以中和電流通過陰極 W所產生的氫氧離子。在此 秘7 A h 4宁 取大可用電流由氫氧 離子旎被循環液體移除的速率所決定。 理想上’提供了 2個液體循卢会处 ^ 农體循壌糸統：1個用於陰極而1 個用於陽極。液體從儲在 。' 储存水相汲取通過導管，其連接至電 極谷器並從容器連回健存皮雜 。仏應至陰極或陽極的液體 PH值’可藉由控制酸或 K供應今益至循環液體的流動來 名工制。導電率、氧化還原電位及污毕板· * ώ 1 4丄& Α, $ 汉巧木物濃度可藉由電解液 的更換速率來控制。土壤中盥雷 Υ興電極附近的溫度可藉由臨時 _路黾流來控制。在陽極雷解游φ . 电解液中.ΡΗ值可藉由加入 17

Ca(OH)2、Na0H 來控制， rwrm、 乳化遇原電位可藉由加入 1 )2、Na0H來控制。導電率可藉由更換電解液來控制 巧杂物濃度可藉由更換或處理電解液來控制。 能夠以此裝置#舍丨& & # 上 J的各種可能處理過程，現在將更詳 盡地加以說明。 又^ 電動虛王f ，一般來說，當污染物必須從土壤移除時，使用電動處 理過程。在陽極12盥险極ιη 動、甬.… ^極1〇間的電場影響下，污染物移 動通過土壌，在陽極或陰極處被捕捉。 :於移除的污染物’最好能夠測定污染物 :結構與形式(束缚於土壤 '液相、固相、溶解於地下水中)、 = 或污_的濃度。為了有效去除污染物，最 染物的量，同時須考慮土壤中帶電粒子的總 里及/或土壌的導電率。 為了有效去除污染物，最好污染物主要呈現在帶電狀 Γ比如於離=離子複合㈣等），因為污染物的電動速度直接 t右电葱強度及其有效電泳或離子移動率，後者依污 物的有效電荷而定。 邀;去除的進行速率，可藉由改變有效移動率來影 西1歹W文邱值。在重金屬移除情形中，PH值最好為 =生的^確保高電荷並抑制其束缚於土壤物質。在電動 ::過耘中’例如藉由從電極液體(或注入電 :動轉移酸/驗通過土壤，pH值可被帶至期望值。一般而） 。，PH值最好在重金屬情形中能被減小（舉例而言，】到$ 18 奶2630 的數值範圍’例如約為3)，且pH值最好在如碎或氰化物之 5木物^中能被增加（舉例而言，8到的數值範圍，例 如約為10)。在電動去除污染物之前，適當的（或最佳的）pH 值藉由在實驗室t改變PH值並檢查土壤水份中污染物的導 電率與濃度來決^。土壤與酸或驗混合，且用於特定阳值 改變所需的克當量質子或氫氧離子之數量被加以計首。藉 由利用電解液在電極上所形成的H +及⑽’此資訊可被用曰 來調整電動步驟中的pH值。 1種或更多的酸 '驗及/或錯合劑’可在電動處理過程 開始及/或進行期間加以供應。這種添加物的選擇可以實驗 室中的化驗為根據。熟習此項技藝人士將會知道如何進行 此種化驗’及以常見的一般知識及在此所揭示的訊息為依 據’取決於污染物的種類'土壤成分等等’選擇適當的添 加物。 一此外’電動實驗室試驗可以受污染的土壤物質樣本來 進仃，其可能混合了酸/鹼/錯合劑或不混合。樣本可在不同 條件下（例如不同的電流密度（A/m2))評估其去除污染物 速度。 舉例而s，像黏土或有比較小微粒的砂在ρΉ值約為3 時，可達到非常好的效果。用來降低ρΗ值至3所需的每立 方公尺克當量質子約在1〇〇_2〇〇〇克當量H + /m3範圍内。 電動試驗與交換試驗的結果可用於計算模型，其可用 於決定去除污染物的實際條件。通過土壤物質的單2體積 電荷（安培秒或法拉第），為去除污染物進程的指標。、 19 溫度、污染物與其他物質 的改變是會在補救進行Β士發ο 冷解度、座度等等 於土壤物質的導電率且 極上的因素，對 ，、有衫響。這些改變比較慢，並可以 ⑨-及電昼量測值作預測及監控。 並T以 電極容器可水平、午 ^ ^ D 垂直或呈一角度插入土壌中。恭is 的…以陶究材料製作，或;^極 壤轉移，則可用禾皇而將T電粒子從土 ^ .. s 被▼電粒子滲透但很難被# ^ #

子滲透的材質（例如％ + a + ^ itL 咖及咖也;；(了 管可以相同的材質製於電極液體的供應與外展導 電極配置方式及ΙΓ1。管對電極遮罩的連結，依 八局。卩％境，如需要配置導管的地s ^ 之地下水料㈣條件 的也面下 電極表面來進行。這可㈣祖延著整個作用 ΙΊΓ藉者供應與外展導管間的靜電壓 差，以及取或加麼方式來實現。如石墨、貴重金 鍍上ebonexTM之貴f u $ ，或 程中。-現方二 材質，可被用於處理過 ' 只現方式依電極破置而―^ 望的敎，希望-有大Μ 疋。為避免能量損失及不期 凰绝…、 ⑻有Α的電極表面。可用的形狀為條棒、金 屬線、親線網板或網柵。依照污染物的形式，陰極… 含石墨、（不鏽）鋼等等，並具有如陽極所述之形狀。匕 -旦選定期望的電流’陽極與陰極可被插入土壤中。 陽極與陰極隨即被連結至圖3裝置之陽極與陰極連結，且 裝置可被設定以平均供應選定電流供應至陰極。 控制電路39監控陽極12與陰極1〇是否正常工作 在異常時使裝置加以干預。電流控制H 34決；t供應至“ 20 1352630 陽極連結38之平均輸出電壓的訊息。此訊息被送至控制 。在電流由導通/斷路作切換控制的情形中，有關平均 出-¾壓的訊息可為電流在導通的時間部份之訊息。 、,陰極電流感應益3 3感應由各別陰極連結31所引出的 平均電流，並提供這些電流的訊息至控制電路39。 控制電路39典型上由適當的程序微控制器來實現。— 方面控制電路39監控從各別陰極1〇至土壤的路徑上，是 否，生電阻上升現象。當特定陰極1〇上升超過預定臨界位 準時，控制電路39會使連結3i的陰極電流開關33切換至 此特定陰極10,以隔絕特定陰極1〇的電流一段指定的時 間’例如15分鐘。 。電阻上升可視為氫氧化物沈積在陰極表面或附近之訊 號。舉例而言，此為靠近陰極的土壤之局部特性差異（例^

Ca離子局部較高的濃度）’或是酸供應變動的結果。如果沈 積處理過程在陰極進行得太久，在陰極上會構成覆皮，而 使陰極永遠不能再使用。藉由臨時斷路陰極電流，氫氧化 物的產生能被中斷’且循環的酸有機會分解沈積的氫氧化 物。 當然，本發明並未限於此實現方式或圖3的特定電路。 舉例而言，應明瞭除了對各別的陽極使用電流控制電路以 外，電流控制電路也可提供用於各別的陰極。在此情形中， 在陰極上的電流可直接調整。 如同另一個範例’代替完全斷 、长 岭将疋陰極之陰極電 流，陰極電流反而是僅被降低至一位準（例如至少，其 21 1352630 ^移除能達到平衡之位準。此降低方式可藉_ ^ =二極開關：實現，其電阻上升是由對應的責= 由斷技传在另“例中’特定陰極之陰極電流，可夢 =斷路或降低被插人靠近特定陰極之土壤中的丨 曰 %極的電流來降低。 更夕 為此目的，控制電路39最好有可用的訊息， — 個陽極連肖38已被連結至插 卜 結至特定陰極連結31之陰極。、二極’而靠近被連 極位置之訊息在控制電路3”來實現。或者，需要連I: 靠近的陽極與陰極至預定的成對陽極連… 陰極連結31，當連結至―對陰極連結的陰極電阻上升時: 控制電路39降低一對陽極連結38之電流。 理想上，未測得電阻上升的陰極之;流維持在正 位準’而對於選定的陰極則電流降低。或纟，整個陽極及 陰極的陣列或複數個陽極及/或陰極的子群植… 臨時斷路或降低。但這並非必要，因為發現氫氧化 積大致上並非在同—時間發生於所有陰極上。因此，每次 當1個陰極的電阻上升時就斷路諸多陰極將會導致不^ 要=產出損失及較長的處理過程持續時間。這種情形最好 能藉由僅斷路或降低選定的電極之電流來避免。 當靠近特定陰極的電阻重複性地上升時，則期望能將 附近陽極所供應的電流永久性地調整一微小量(例如以等 級），以避免II氧化物的形成，使陰極不須太頻繁地斷路。 22 1352630 在陰極表面或附近的電阻上升 實現。在一較佳者可以各種方式來 孕乂铨θ ^例中，有關陰 的訊息，在土蟪® # 独/、最近％極之間電阻 降低、雨響的修正後，被用來決定是否 低：過陰極的電流。土壤電阻率 的，因為此電阻率々會在處理 疋有而要 中的φn / 4、， 狂τ改邊’例如因為土壤 或外界因素造成的化學或物理改變。 當每個陽極供應一受控制電流！，可從陰 之間（或是陰極電壓盥附近陽極I /、 ％極 鞞…… 八附近％極千均電壓之間)的電壓差Vac 纹传陰極电阻加上土壤電阻之一指示：

Vac = I X (Rsoil + Rcathode) 控制電路39理想上實質消除了土 上 取咖 壤之Rs〇n貝獻改變的

衫B ，例如藉由從Vac中減去J x R 7 Μ丄士 S〇丨丨之預測值。控制電路 9可精由使用一對測試電極】4 D之間的電壓降量測值 drop來^仵此預測值，其被插入所考慮的陽極盥吟極 的土壤中。假設供應至陽極的固定電流！導致土壤;的固定 電流密度J，則電壓降Vh ΓΡ ti- ,3- 电[降Vdr0p正比於土壌電阻率p乘上此電 流密度。因此，IXRsoil可由V—乘上—係數λ來預測： I X Rsoil = Λ Vdrop 所以，Vac•又Vdrop之差可當作靠近陰極之電阻的指示 使用，在此，λ依幾何因素而定’例如測試電極間的距離 及陽極與陰極間的距離。Λ並不受土壤性質影響，使其& 在控制電路39中一次決定，作為隨後之用。 最好感應電極相對於陽極與陰極之座標及/或.陽極與陰 極之座標’被用來計算每個成對的感應電極之λ。此+十蓄 23 丄 可由控制雷故〇 Q XI y 外狄 硌39執仃’其接收用於此目的的座標。或者， 吕卞具可以離蝻 踝方式執行’叉值依各別成對的電極輸入控制 3 9 〇 y_ A „ 另—貫施例中，控制電路39依照在特定位置上 的感應雷；1¾ 1 ^ 作預先編程’且’感應電極被插在這些位 置上。 +疒：’主思〉肖除土壤電阻率的影響不必报精確。大部份的 」电阻率影響被消除後就足夠了，這將使氫氧化物以一 ^I :積且持續由循環液體中的酸移除所造成的電阻改變 ，超過土壤電阻率造成的影響。因此，又僅需知其 近似值。或者，V . λ/ ac · drop比例可當做陰極附近的電阻指桿。 輕微地相依於土壤電阻率，但…少很多，'使 ’、^ Π藉由λ當做陰極電阻比較可信賴的標準。 奴而言’預期土壤的電阻率Ρ僅是時間與陽極及陰 "番入的土壤區域中之位置的函數，而作緩慢的變化。 因此般不需要在靠近每個特定陰極的位置，放置不同 的成對測試電極1 4a、b。從钭1杯 從—對破插入土壤中較靠近另一 陰極之測5式電極1 4 a、b所辨溫沾v 旦*丨 又仔的Vdrop夏測值，可被用來消 除從特定陰極獲得的電壓V卜沾|广+ 耵电歴Vac上的土壤電阻影響。所以，比 %極及陰極數目少許多之測試電極就足夠了。 應明瞭消除土壤電阻率的影響，可以其他方式來實 現。舉例而言，測試電極可被插入陰極遮 陰極的土壤中。在此情況Μ母個 徑利電路39可使用陰極與附 近電極之間的電壓降，當作靠 田作Λ近陰極的電阻率指標。對於 另-範例，土壤電阻率改變的時間曲線，可從實驗室中的 24 土壎樣品試驗來預測。此時間曲線可被編程至控制電路 39’並如㈣前所說明用於修正土壤電阻率的影響。 在另一種方法令，土壤電阻率的訊息可藉由量測一對 厂:極間的電阻來獲得，例如藉由在2個陽極間加上測試電 而附近其他電極的電流被臨時斷路。在另—種方法中， 控制電路39可在供應預定電流時 电L才便用不同蛎極-陰極對的 陽極-陰極電愿V (|) ⑴ —e c Vac間的電壓差vac(丨）-Vac⑺，以判 疋是否靠近-對之陰極處發生電阻升高。在另—範例中， :過特定陰極的平均電流與通過附近陰極的平均電流之 差’可被視為電阻上升的指標。 動錦缩虛 -種所謂的水文篩網在此技藝中被提出，以阻擋污染 =地下水中流動或捕捉污染物。這種筛網是藉由沒取（受 木的)地下水到地面來形成。此種篩網的缺點是通常需要 :取大量的水’且在隨後的水污染物去除處理過程中加以 ，，*屯化。 另一種方法是採用電動筛網，或是結合水文薛網。這 ㈣動筛網沒有必須純化大量的水之缺點。電動筛網是由 :錯電極間的電場所形成’如圖2所示。所施加的電場血 /橫越地下水的流動方向。理想上所加的筛網正交於水 方向。 電動筛網可用來捕捉帶電污染物，例如重金屬或氰化 口—在电场中’砭些化合物的移動方向與地下水流動方向 王一角度’使得化合物能夠到達電極，而不是繼續隨著地 25 叫630 下水仇動。電極通常置於遮罩中， 以去除捕獲的化、… 循--極液體充填， 的化口物。基本上’此運作與電動處理中類似， 足僅延著直線方向提供電極取代面狀配置，因 為:=流動能確保污染物能移至此直線。使用電筛網的 員重要優點，為僅需虛 θ 物，一般而t， 電極液體來移除污染 °与可媲美電動去除污染物之水處理。 為了達到污染物去除的要求，通常在土壤中需要有一 足夠強的^極性（Dc)平均電場強度。如果電場強度太 小’口p份的巧染物在被地下水流繼續載動之前將不足以 轉向抵達電極。 圖5以捕獲的污染物分量χ當作陽極·陰極電壓、。函 數之曲線圖，說明此影響。可以發現分量χ_、而增 加’直到土壌中達到一關鍵電場強I &，當超過時，基本 上所有的污染物都已被捕獲。此關鍵電場強度相依於土壤 裡污染物的電荷與移動率，以及地下水的流動速度。 圖6描繪關鍵電場強度&當作地下水流動速度口之函 數的預測值曲線。在提供樣品土壤特性之量測值後，此預 測曲線可從SchaUm的線上系列中，樣Syed A如如所 著的電力系統（1990, ISBN 第三章所述之數 值方法來求得。預測曲線也可以實驗室等級或透過應用環 坆以5式驗方式來決定，舉例而言，對不同電場與地下水流 動速度所收集的污染物量來獲得。 在電動篩網處理時，施加電壓至陽極與陰極的裝置接 收有關地下流動速度的訊息’並調整與所接收的訊息不同 26 1352630 之陽極-陰極電壓。原則上’可使用圖3的裝置，…電 流控制器34包含開關，且具有控制電路36的電流控制迴 路破去掉。在此情形中，控制電路39控制電流控制器Μ 中的開關，使平均電壓（即電流控制器34中的開關導通時的 時間分量)依照地下水流動速度的訊息作調整。控制電路39 $用内部記憶體(沒有分開繪出）’其中，訊息被編程其決 定要被當作地下水流速度之函數施加的所需陽極_陰極電 壓。所需的電壓符合關鍵電場強度(或一般是略高的電場強 度），其預定與特定的土壤及處理的污染物，且大致上符合 圖5。任何㈣的表示方式都可用來代表地下水流動速度的 相依性，例如電壓值對不同流動速度的表，或是多項式函 數的係數，其表示當作流動速度函數的電場強度或者任何 其他規範此函數的參數集纟。控制電$ 39設定時間平均陽 極-陰極電壓’此電壓依所測得的流動速度’使用記憶體中 的訊息來決定。因此，此電壓大致上相當於或略高於在測 得的流動速度用來實現關鍵電場強度之所需。 我們能體會調整不需為即時性的。通常，平均地下水 流動速度是很慢的（在每年^00米公尺的等級），所以時間 平均電塵基本上相當於用來實現僅以週或月為時間刻度之 關鍵電場強度所需之電壓即足夠。 地下水流動速度的訊息可藉由量測在上游位置與下游 之間例如罪近筛網處，彼此的地下水位準差異來押得。 地下水位準差異正比於地下水流動速度，且可直接用於調 整任意二電極間的電場。當然，其他的地下水流動速度量 27 1352630 測方式也可使用，例如溫度梯度等。 取好此裝置（且是在圖3控制電路39之裝 也能接收置於任意土螬F敁 .,,. 丨月t中） 息，在此，陽極與陰極對漆吐订旦.日丨认如 电幺降訊 中，控制電路39儲存…厂 場°在此實施例 的量測流動^ 降的訊息’其必須對於各別 t又在感應電極間加以實現。指定# + # $ :合關_昜強度，或者略高-點。裝置調整陽:Si Ϊ水=在感應電極間所測得的電壓降達到用於測得的地 〜速度之特定位準。使用這種電壓降量測方式，消 =了因電阻在電極或其附近改變造成的變動影響。我們將 付知除了一對感庫雪技从& 近陽朽… 電壓降之外’％果能夠預知靠 或陰極的電阻變動不會明顯影響量測，則残庫電極 與陽極或陰極1中之一”w「 則饫應電極 ，、之一之間的電壓降也可使用。此種情況 吊見為極。 =含不帶電有機污染物的土壌物質，舉例而言函化碳 ‘ &如過氯烯少生物、三氣烯烴物及二氯烯烴物（例如 過氣乙烯、二 一乳乙稀及二氣乙烯），可根據本發明藉由生物 加2來去除染物。生物降解可以電動遷移方式，藉由施 •"電灭源（如礼酸鹽、醋酸鹽、擰檬酸鹽或類似物質）、帶 .氮源（如氣化銨）及/或帶電磷源（如磷酸鹽（六偏磷酸鈉）） 通過土壤央—士 > 有 _ 几成。土壤中的有機微生物隨即能夠完全降解 卞物厭氧有機微生物已得知非常適合用於移除過 二乙烯、三氣乙烯等等。 28 !35263〇 好氧有機微生物適合用於移除有機污染物，如PCA(多 環芳香烴）、BTEX污染物（苯、曱笨等等）。在此情形中，硝 酸鹽、六偏磷酸鹽可透過土壌電動供應。 用於電動遷移的電場（通常具有固定極性（DC))稱之為 電動生物篩網。 如圖1與圖2所示的配置方式可加以使用。包含碳源、 氮源及/或磷源的滲透篩網可為陽極及/或陰極組件的一部 份’或是分離的滲透篩網可被置於土壌中電極的影響範圍 内。當有地下水流動時，滲透篩網最好被置於電極的上游（以 地下水流動觀點）。使用滲透篩網的優點在於降低保持生物 篩網汲取所需的能量。 在電動生物篩網處理時’施加電壓至陽極與陰極的裝 置接收有關地下水流速度之訊息，並調整陽極-陰極電流或 電壓差至所接收的訊息。 從陽極與陰極電致遷移至土壤的滋養物的量，正比於 通過電極的電流之累積量。污染物之生物降解所需之滋養 物的量，從這些污染物濃度的實驗室量測值，以及流過篩 網之地下水量的應用領域量測值來計算。在實驗室試驗 中，每法拉第的效率可從所要求滋養混合物的每種成分來 估算。因而，在此電動生物篩網情形中，通過一對電極（陽 極與陰極）的電流最小量被要求。此外，與地下水流有關的 關鍵電場也很重要，以確保滋養物通過篩網移動於地下水 流的整個寬度。 在此情形中，此裝置被配置使得至少關鍵電場強度與 29 1352630 最小的所需電流能夠實現。如果在關鍵電場強度被實現時 有充足的電流在流動，陽極_陰極電壓被保持在實現此電場 =度所需的位準或略高於此。如果在關鍵電場強度被實現 時沒有充足的電流在流動，陽極-陰極電壓被升高至能產生 充足電流而超過實現關鍵電場強度所需位準之位準。 b —般而言，對於—特定土壤，需要有第1種或第2種 陽極-陰極電壓控制，使得此裝置能照著配置來執行一種形 式之控制。在某些土壤中可能會出現一交又點，使得一關 鍵地下水流動速度存在’當超過時需要一種陽極-陰極電壓 &制，s不足時需要另一種陽極-陰極電壓控制。在此情況 中，裂置可被編程來選擇適當的控制，舉例而言，提供最 小陽極-陰極電壓，且如果電流低於所需的位準時，調節= 壓至較高的位準。 $ 原則上，圖3之裝置可使用。在此情況中，控制電路 39控制參考電流源37，使得平均電流能依有關地下水流動 速度的訊息作調整。 控制電路39使用内部記憶體（沒有分開繪出），其中， 訊息被編帛’其決定要被當作地下水流速度之函數施加的 所需陽極-陰極電壓及/或電流。所需的電壓符合關鍵電場強 度（或-般是略高的電場強度）’其預定與狀的土壤及處理 的巧染物’且大致上符合圖5。所需的電流相當於為了特定 土壤及處理中的.污染物傳送足夠的滋養物所需的預定電流 (或-般為略高的電流）。可以使用任何方便的代表方式，以L 代表對地下水流速度之相依性。 30 1352630 控制毛路39被配置來設定如先說明的時間平均陽極_ 陰極电壓’或其致動電流調整至測得之流動速度(使用記憶 體訊息所決定）所需之位準。或者，控制電路％可被配置來 致動或反致動電流調整，當平均陽極·陰極電壓低於測得的 地下水流動速度所要求的位準時，電流調整被反致動，之 後電壓得以調節，如果垂a , 句電W低於測得的地下水流動速 度所要求的位準時，電流調整被致動。 我們能體會調整不需為即時性的。通常，平均地下水 流動速度是很慢的（在I车 丨又隹母年Μ〇〇米公尺的等級），所以平 畦壓與電流超過僅以週或月A .門功丨由 兄乃马時間刻度之平均關鍵電壓盘 電流即足夠。同樣地，我們 m . b體會1個或更多的感應電極 可用來容許土壤中的電場 電阻變化的影響。⑼度騎，不文到陽極及/或陰極 -電植物補淑·虛呷 植物抽出法適用於擴散污染物的情 這是污染物沈積的結果，例如 j而口 生長的農作物，如油菜戍牧草^氣中的重金屬。快速 農心… 未成牧草，被重複地播種。生長中的 辰作物收集一部份的重金屬。 ^ , , _ 更金屬藉由收成農作物來移 除（例如大約每3個月）。植 砂 ^ 5I| t , 直物抽出法疋費力而耗時的，因為 又到農作物根部系統的影塑 藉^響乾圍限制’通常需要複數個播 種/收成週期’以移除相當數量的污染物。 藉由結合植物抽出法盥 以，金屬被移動並容效率能被改善。所 m , m，L古 夕、< 匕含農作物根部系統的土 、’有效地擴大了根部系統的影響範圍。所以，電 31 場改善了植物抽出法方效率。 +因為/可染物不需要遷移至電極有利於使用比較簡單 的电極，、.。構在此情況巾。舉例而言可使用# 土咖加㈤⑷圍 堯陽極與陰極’而不需要液體循環系統。& 了獲得污染物 ik或罪近農作物根部附近之遷移，可施加DC電壓。然 田陽極與陰極無循環系統時，會有電極阻塞的風險。 使用漿土圍繞電極可提高發生阻塞的時間週期因為漿土 對接收陽極上貝子及陰極上的氫氧離子有緩衝能力。具有 相同緩衝性貝的其他物質也可使用。然而，即使在此情況 中，阻塞也會發生。 這種情形也可藉由規律地改變電流的極性來避免。這 種極性改變的頻率撰；^__ ^ . 貝午达擇而要一種取捨。比較高的頻率降低 了阻塞的風險’但其降低了污染物傳送的距離，因此降低 了效率。另一方面，低頻在付出提高阻塞的風險代價後， 提高了效率。 切換極性的適當時刻，依照污染物的移動率及所施加 的電場強度來決定。最好，切換極性的時刻能按照從上次 切換之後（或從處理過程開始），通過電極的電荷（即電流的 積分）來決定。使用土壌樣品能夠決定能通過但不會有阻塞 風險的安全電荷，最好要考慮圍繞電極的物質（例如漿土） 之pH值緩衝能力。每次達到此電荷量時’就反轉極性❶我 們會發現PH值因此保持在適合的值上，待別是在電極附近。 在植物抽出法處理時，施加電壓至陽極與陰極的裝置 接收有關電流的訊息，並積分電流以選擇極性反轉的時 32 丄：川 刻。原則上可使用圖3的裝置，其中，電流控制器34勺入 :::。依照所選的極性控制電路39’命令電流控 =僅在電源的第〗端點對第2端點為正時，中 二的二端點對第2端點為負時導通電流。具有控制電路 ，電流控制迴路可被致動，但這是非必要的。 控制電路39從感岸哭31、β 饮應°° 33 35接收有關陽極及/或陰極 痛ΠΛΓ陽極電流已受控制，料需要陽極電流感 二35的感應器訊息)。控制電路39儲存已編程的電荷臨 ，值’並積分電流直到任意電極已達到電荷臨界值。 :此’則控制電路將改變所選擇的極性。實際上，極性血 型上攸照環境在半天至2天的期間後作改變。 '、 基本上，累積電荷可對複數個電極各別地量測，當任 —個測得的電荷遠至丨丨#凡 絲 界位準化，整個陣列的極性就被反 =所以，土壤中的局部變化都是反轉的原因。或者，單 “ ％極或陰極的累積電荷或是一群陽極或陰極的共同電 何^被用來引發極性反轉，假設土壤中為同質性。 纟們可發現結合電動技術(例如在此所說明的） 契電植物補救是有利的。這樣的處理過程可適當地使用電 極來貫行，其最好以平行間隔數公尺(特別是約2至2〇公尺） 方式來配置，其中，φ 丨丨丄 T電極（例如由不鏽鋼、eb〇nexTM彼覆的 鈦所做成）視需要可晉於v舟s 置於遮罩中’遮罩視需要是以潮溼的或 具有離子緩衝能力（例如毁土）的其他導電物質來提供。最好 使用導電物質以破样+ 保土壤與電極間的良好接觸性，並對陽 極上產生的質子靼昤榀 貝卞興陰極上的虱氧離子提供相當的缓衝能 33 1352630 力0 電極間的電壓最好是藉由監控部份土壤物質上的電位 來調整（使用！個或更多如前所述的感應電極），使得期:的 電場強度得以實現。所需的電場強度是以取拎作基礎來選 ^。農作物的根部僅能夠以某種速率吸收污染物。如果電 場太強，部份的污染物在被吸收前，將會從根部移到電極 上方。因&，電力就被浪費了。如果電場太小，污毕：將 在它們受電場影響而被取代之前耗盡，使其需要多次的收 成。電場強度被選擇使得在電場影響下的污染物供應速 率，與根部的最大可能吸取速率實質相吻合。所需的 強度從有關農作物的訊息，以及污染物移動率的實驗室量 測值加以計算。為此目的的計算方法為常見之技藝。里 在電極間的期望電壓|，被設為依據污染物： 計算值。 夕勒手之 ♦電植物補救的重要優點在於比起一般的處理過程，僅 而要低電力，而這只是為了電動去除污染物所用。特別是， 電植物去除污染物非常適用於以持久性能源運作的系統， 例如風能或太陽能。所以’這樣的處理過程對於無恆定 源可用的(遠距)區域，將會很有吸引力。 熱虛理 土壌物質加熱可在生物轉換及化學氧化技術2方面 上’對加速去除污染物作出貢獻。以電直接加 敎太々β ”，、〜工壤加 J疋仅L合的，甚至對於不易滲透的土壤物質β 此。ACi^Dr雷工如 疋口 八 電〜兩者皆可使用。使用DC電流容許貫穿 34 質之添加物電致遷移，如滋養物、各別的氧化劑（特 疋▼電的添加物）。根據本發明處理過程之土壤加熱已 土見非*適合用於促進污染物從媒介(特別是從土壤物 的水或空氣）尹分解。 、 對於單獨加熱土壤’ AC電壓比較適合。在電極上的電 作用，發現比& DC t漫來說相當料’或者甚至完全沒 :::熱處理如果在使用電極液體時，非常適合不使用： 衣凡成。較佳的電極材質從鐵、鋼及石墨中作選擇。 佳的形狀從管狀、棒狀、條狀及索狀中作選擇。 &電極(特別疋在金屬電極的情況中)最好被置於 =、以避免電極與土壤直接接觸。因此，能夠避免或〇 、:乂黏土礦物或碳酸鹽等礦物質在電極上之沈積。適當 二2括了嶋網與塑膠筛網’ ”，電極與石墨： 拉一併放置，以保持充分的導電性。 電極的尺寸與結構依照條件來選擇。熟習此技藝人士 >何適切地選擇它們。例如電極可垂直、水平或與 土壤呈一角声你航里 一 又-置。能量可從主電路或發電機獲取。在 A C電屢的悟占 ,中，此供應12相、6相、3相、單相或其他 源。呈三角形或六角形配置的電極結 好的效果。 咬〜艮 古X 5 ’因向電流密度之故’加熱在靠近電極處趨 於最南溫。為了 j_ ’’’、 止在電極附近因熱而乾燥或甚至沸騰， 通過母個電極# 5 一 夕通過一些電極的電流須被調節。 *’、、的過程中，施加電壓至電極的裝置調節電流， 35 1352630

例如使土壤呈現平均A 声，兴似而〜 為某一特疋溫度或最高為某一特定溫 X + 5旄與土壤中的pVc導管相容。 原則上’可使用圖3 ^ ^ β ni而. 之裝置。當AC電場用於加熱過程 k，電源3 0的整個帝·厥*田

电堃週期都會通過電流控制器34。平均 電流藉由選擇雷泝3 Λ &、ra u J ’、’週肩或半週期之分量來調節，此時 電流傳導至連結38。田& # ! ^ 為較希望使用AC電流’最好能夠 通過相同數目的正盥g /、負週期，例如通過電源30所選擇的完 整AC訊號週期。 最好電流控制器34安排選擇的週期中，存在至少】分 鐘的時間區間是沒有雷、、* /a 有電机通過的。我們發現這有助於釋出 攸電極所產生的蒸氣氣泡，而能降低電極的電阻。 靠=電極的沸騰現象可被福測’並與電動處理說明的 電極阻基現象相抵消。 在電極附近可選擇性地供應水，以調節電極附近的渔 度°當#近電極處#測到沸騰現象時’控制電路可觸發水 的供應。另一種防止乾燥的方法是在電極周圍供應水，以 抵消水的 >肖耗’以及在電極周圍使用像漿土的材質。 電加熱可結合污染物的原地化學氧化。提高溫度通常 造成氧化速率加速，或者有助於啟始反應，舉例而言，如 果使用過氧化物時。土嫿.、田疮u E从，， ^ 土壤/皿度上升至約35·45°(：範圍時，處 理過程尤其能達到良好的效果。 …現在我們能夠體認圖3所示之裝置’能夠用於各種不 同形式的原地土壞處理。最好裝置被建構在封閉的單元 中，例如ISO標準尺寸容器形式，能被驅入需被處理的土 36 1352630 壤區域中，連結至被插 甘1 壤的電極，其被留在土壌中數 5 以根據任一選定的處理過程來處理土壌。 對於不同形式的處理，不需要有單獨、 依照所選擇的#j衣置。 …：用不同形式的㈣，且不同的m 息被編程至控制電路39 扪訊 右T㈣電路39 &含用來執行所 有-明的處理形式之程式，當裝置被致動時斤 由外部命令所選定，哎去a 特夂形式 成者备裝置被致動時，適當的程式會 破載入^ 、曾 然而，須明瞭也可使用DC電源來代替仏電 情況中，平均電流或電廢可藉由調整責任週期來* 此期間，DC電源被連結至陽極及/或陰極。極性反轉 改變至DC電源的輸出連結來實現。 错由 【圖式簡單說明】 圖1a b顯示土壤區域中的第丨陣列電極 圖2顯示土壤區域中的第2陣列電極。 圖3顯示電源供應裝置。 圖 圖 圖 Γ 10 4a、b顯示由電源供應裝置供應的電壓。 5顯不收集效率作為電壓函數之曲線圖。

6顯示臨界位準作為地下水流動速度函數之曲線 主要元件符號說明】 ’ 陰極 12 陽極 14a 感應電極 14b 感應電極 37 1352630 20 流動方向 22 感應器 24 感應器 30 電源 30a 電源的第1端點 30b 電源的第2端點 31 陰極連結 32 陰極電流開關 33 陰極電流感應器 34 陽極電流控制器 35 陽極電流感應器 36 陽極電流回授電路 37 參考電流源 38 陽極連結 39 控制電路 39a 控制電路輸入 40 正半週電壓相位 42 電壓各別的週期部份 44 電壓各別的週期部份 46 電壓各別的週期部份

Claims (1)

1. 、申請專利範圍·· 種土壤物質的原地電補救方法，此方法包含： 中； 在土壌區域内的各別位置上放置複數個電極在土壤 供應電流通過電極； 獲得從各別的雷Μ主Μ 示； 電極表面至土壌的路徑之電阻的訊息指 偵測電阻是否上升； 在债測到電阻上升睥，丨 开時至J時性地減小通過路徑t 特疋電極的電流至陁彳 、 降低位準’以回應偵測的結果。 2.根據申請專利範圍第i項的方法，其中 施加在第1群的電極虚 電壓差被 /、苐2群的電極之間，監控包含τ旦 測從第1群的各为丨蕾把 了里 幻谷別電桎至第2群的1個或更多 電阻的整體電阻訊…敫“戈更夕鄰近電極之 μ ^ 札不，整體電阻訊息被用來偵測 上升，此方法包含、'古广丄π _ 个识而電阻 響。 …除土壤電阻率在傾測上的至少部份影 3.根據申請專利範圍第2項的方法，包含·· 在土壤中與電極相距一段距離處 的電極； ιy 1個額外 壓 量測延著從額外的電極開始，通 降之電壓降訊息指示； 之路#的電 使用電麼降訊自W _L 訊 心來移除土壤電阻率在偵測 息的至少一部份影響。 鳖體電阻 4.根據巾請專利範㈣丨項时法，包含： 39 丄352630 在土壤中放置複數個額外的電極，备— 極相距-距離，但比任一個其他的電極固：各別的電 電極； ，、較罪近各別的 f測從_額外的電極至其各別的電極之電塵降； 攸所測得的電壓降決定電阻的訊息指示。 5·根據申請專利範圍第1項的方法，1 … 電極表面至土壤的路徑之電阻的訊息指示，是分：：：的 的電極或電極子群集所獲得；在谓測:別 電阻上〜電流僅在特定電極或群集被減小。 在二T請專利範圍第1項的方法，其中，電極包括 壌中彼此散置的陽極與陰極，此方法包含： =包含酸及/或其他錯合劑的液體，圍繞在陰極表面； 示，從各別的陰極表面至土壤的路徑之電阻的訊息指 特定ίΓ測到電阻上升時’至少臨時性地減小通過路經中 A 1的電流至降低位準，以回應偵測的結果。 7.根據申請專利範圍第6項的 的時間間隔，電流被減小。 ”中在預疋 間間1::5申請專利範圍第7項的方法，其中，預定的時 /、有5为鐘至2小時之持續時間。 =|據中請專利範圍第6項的方法，其中，特定陰極 电机貫質上減小至零。 最靠二據申請專利範圍第6項的方法，其中，通過置於 疋陰極的特定陽極之電流被減小，以減小通過特 1352630 定陰極之電流。 11.根據申請專利範圍第6項的方法，其中，通過各別 陽極及/或陰極的電流被控制，使得在不管土壤電阻率影響 而不減小的情況下，維持在一調節的平均位準。 β 12.根據申請專利範圍第 準實質上相當於平衡位準，在 子產生速率與被含酸的循環液 平衡。 11項的方法，其中，設定位 此時，因電流造成的氫氧離 體移除的氫氧離子速率達到 13·根據申請專利範圍第i丨項的方法，其中，減小的 位準實質上低於平衡位準。 14. —種在土壤區域内有地下水流動之土壤物質的原 地電補救方泽，此方法包含： 在土壤區域内的各別位置上放置複數個第丨與第2電 =在土壌中，帛1與第2電極延著-線交錯排列，其延伸 橫越地下水流動方向； 驅動第1與第2電極間的電壓差； 量測關於地下水流動速度的流動速度訊息； 降低與提高電壓差，以分別回應測得的;動速度之減 與增加’使得電壓差維持足以吸引實質所有污染物到達 第1或第2電極。 15. 根據申請專利範圍第丨4項的方法，包含： 對於所測得的流動速度，計算土壤中電場強度的設定 值： 提供至少〗個感應電極在土壤中； 1352630 從感應電極量測電壓降； 調即電麼ϋ ’使得電壓降相符於電場的設定值。 16. —種在土壌區域内有地下水流動之土壤物質的原 地電補救方法’此方法包含： 在土壤區域内的各別位置上放置複數個第丨與第2電 極在土壌中，帛！與第2電極延著—線交錯㈣，其延伸 橫越地下水流動方向； 延著線配置1個或更多的滋養物滲透篩網； 調節第1與第2電極間的電流； 籲 里測關於地下水流動速度的流動速度訊息； 降低與提高電流位準，以分別回應測得的流動速度之 減小與增加’使電流維持足以散佈預定激度的滋養物:地 下水流中。 根據申請專利範圍第16項的方法，包含限制電極 間的電場至超過依攄地下水流動速度所選擇的位準。 1 8. —種土壌物質的原地電補救方法，此方法包含. 在土壤區域内的各別位置上放置複數個電極=3土 « 中； 艰 在土壤區域内重複地播種與收成農作物； 在播種與收成之間的期間，供應電流通過電極； 重複反轉電極間的電流極性； - 反轉極性之後，量測通過各別電極 — . 指示； 累積電何的訊息 當測得的累積電荷達到預定的臨界值時，依照累積電 42 1352630 荷來選擇反轉極性的時間點。 丄9.—種土壤物質的原地電補救方 土壌區域内的各別位置上放 法包含： 中’· 罝複數個電極在土壤 供應電流通過電極； 猎由調整傳送給電極之電流 土壤中的功率，責# # ^ 任週期，調節消耗在 午貝任週期中包含了至少μ4丨士 供應的。 私4間是無電流 20.-種用來執行土壤物質的 統包含： 电補孜之系統，此系 在土壤區域内的久別办里l 電呢…各別位置上之土壤中的複數個電極； 電源，其耦合以供應電流通過電極，_ 控制電路’其配置以監控從各別 徑的電阻之訊息指示，以偵測電阻上升，並回應測= 升現象’從被測得電阻上 …κ 电Ρ上升的路徑中，至少臨時性地減小 攸电源通過特定電極的電流至降低的位準。 21·根射請專利範圍第20項的系統，其中，電 相對極分別被麵合至第1與第2群組的電極’此系統包含 感應器’其被搞合至電源與各別電極間的各別連結，配置 ，應器以提供控制電路各別電流_電壓比之訊息指示，每— 扎不為通過第1群組各別電極之電流及第1群組各別電極 與1個或更多第2群組電極間電壓差之間的關係’控制電 路從各別電極的各別電流_電壓比，導出對每個各別電極的 電阻訊息指示。 43 22. 根擄申請專利範圍第21 制電故 4- ’系統’其中’配置和 电路，在偵測到電阻上升時 控 主夕泊除土壌電阻率對夂 电流-電麼比之訊息指示上之部份影響。 革對各 23. 根據巾請專利範圍第。項的系統，包含： 在土壤中與電極相距一段 極，額休距離處之至少1個額外的電 額外的電極麵合至控制電路； ^ ¥ 配置控制電路，以獲得延菩Μ @ π π1 過土壤之外電極開始的路徑通 电尾降的讯息指不，祐你 到電阻上升B4 , η 電愿降訊息，在谓測 訊”t_% ’至少消除土壤電阻率對各別電流-電磨比之 〜指不上的部份影響。 电堙比之 24.根據申請專利範圍第20項的系統，包含： 在土壤中之複數個額外的 相矩—距齙,L 电桠母個與各別的電極 , 但比任一個其他的電極，苴鲂素，ή·々 極，額外的㈣其季义靠近各別的電 只r的電極耦合至控制電路； 配置控制電路，以獲得從額外 髮降的訊 後^額外電極對其各別電極之電 ‘公h不’而得到電阻的訊息指示。 的電：表請專利範圍第2〇項的系統’其中，從各別 的電極而，土壤：路徑之電阻的訊息指示，分別為各別 升的路心回應電阻上升現象’從被各別測得電阻上 位準。 、擇性地減小通過特定電極的電流至降低的 26.根據申請專利範圍第2〇項的系統 括在土壎φ处，， 、τ 冤極包 此散置的陽極與陰極，此系統包含： 液體循環子系統，其配置以圍繞陰極表面循環含酸及/ 44 或其他錯合劑之液體； 控制電路監控從各別陰極表 訊息指示，而门庙♦ 主土壤之路徑的電阻之 徑中，至„、辟士 升現象，從被測得電阻上升的路 準。 艰、将疋包極的電流至降低的位 其中，在 預 γ·根據申請專利範圍第％項的系統 夂的4間間隔，電流被減小。 其中，預定的 ± 28’根據申請專利範圍第27項的系統 〜間間隔具有5分鐘至2小時之持續時間‘ 其中，特定陰 29.根據申請專利範圍第26項的系統 極的電流實質上減小至零。 、 Λ〇:根據申請專利範圍第26項的系統，其中 方'最罪近特定陰極的特定陽極之電流被通 特定陰極之電流。 以減小通過 A根據申請專利範圍第26J頁的系統 別陽極及/或陰極的電流 T通過各 迦 破控制使得在不管土壌電阻率与 日而不減小的情況下，維持在一調節的平均位準。-32·根據申請專利範圍第31項的系統 準實質上相當於平衡位準，在此時，目電流造成二： 子產生速车與被含酸的循環液體移除的氫氧離子速率達到 平衡。 Τ咬王』 3—3.根據申請專利範圍第32項的系統，其中，減小的 位準實質上低於平衡位準。 ^ 34· 一種在土壌區域内有地下水流動之土壤物質的原 45 1352630 地電補救系統，此系統包含： 複數個第1與第2電極 位置上的土壤中，第1與第 延伸橫越地下水流動方向； 其放置在土壤區域内的各別 電極延著一線交錯排列，其 電源，其耗合以施加電壓差在第i與第2電極之間； 用來量測關於地下水流動速度的訊息之感應器； 包含代表地下水流動速度與電場數值關係的編程訊息 :控制電4，配置此控制電路，而根據編程的訊息，以設 疋依照地下水流動速度訊息之電壓差位準。 35·根攄巾請專利範圍第34項的系統，包含額外電 極，用來量測從額外電極通過土壤的電壓差訊息，而配置 控制電路以調整電壓差’使電屋差符合編程訊息所要求的 場° 36_ 一種在土壤區域内有地下水流動之土壤物質的原 地電補救系統，此系統包含： 複數個第1與第2電極，其放置在土壤區域内的各別 位置上的土壤中’帛1與第2電極延著一線交錯排列，其 延伸橫越地下水流動方向； 電源，其耦合以從各別的第丨電極供應調節的電流至 第2電極； 用來量測關於地下水流動速度的訊息之感應器； 包含代表地下水流動速度與電流位準關係的編程訊息 之控制電路，配置此控制電路，而根據編程的訊息，以設 定依照地下水流動速度訊息之第1電極電流的位準。 46 3 7.根據申請專利銘固银，， 轨圍第36項的系統’其中，配置控 制電路用來支配電流謫r 调即’以限制土壤中的電極間之電場 的下限。 38. —種用於土據机 含， 展物貝的原地電補救之系統，此系統包 壤中複數個電極’其放置在土壌區域内的各別位置上的土 電源’其配置以供應電流通過電極； 極14 °又疋電路，用來設定電極間的電流極性； 極^制^ ’其配置㈣反轉極性之後監控通過各別電 才i的累積電何之却自 _ 心私不，並選擇極性設定電路受控制來 轉極性的時間點，時間# Μ β @ u .β 才间點的選擇是依累積電荷而定，是 在累積電荷達到預定臨界時的時間點。 含：39·種用於土壤物質的原地電補救之系統，此系統包 複數個電極，+ 、 壤中. "置在土壌區域内的各別位置上的土 用來供應電流通過電極的電源； 主；“ Ρ電路’藉由調整從電源傳送給電極之電流的 貝任週期，調節消耗在 至少_、時間是無電流率，…週期…了 電控制電流及/編的裝置，該電流及/或 盘笼… 質的原地電補救之區域中所插入的第1 ，、弟2電極，此裝置包含·· 47