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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-04
(54)【発明の名称】水性組成物を処理するためのガルバニックプロセス
(51)【国際特許分類】
C02F 1/461 20230101AFI20240226BHJP
C02F 1/463 20230101ALI20240226BHJP
【ＦＩ】
C02F1/461 101
C02F1/463
C02F1/461 101C
C02F1/461 101A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023553408
(86)(22)【出願日】2021-12-17
(85)【翻訳文提出日】2023-10-30
(86)【国際出願番号】 US2021064124
(87)【国際公開番号】W WO2022186877
(87)【国際公開日】2022-09-09
(31)【優先権主張番号】63/155,338
(32)【優先日】2021-03-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/340,254
(32)【優先日】2021-06-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521542904
【氏名又は名称】ニュークアティック エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】ＮｕＱｕａｔｉｃ，ＬＬＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(74)【代理人】
【識別番号】100142907
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 淳
(74)【代理人】
【識別番号】100152489
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 美樹
(72)【発明者】
【氏名】ボラス、カルロス
(72)【発明者】
【氏名】ルーク、ドナルド エイ．
【テーマコード（参考）】
4D061
【Ｆターム（参考）】
4D061DA02
4D061DA08
4D061DB15
4D061DC06
4D061DC13
4D061DC17
4D061DC18
4D061DC24
4D061EA02
4D061EB27
4D061EB28
4D061EB31
4D061EB35
4D061EB40
4D061ED20
(57)【要約】
水性組成物を処理する方法は、ガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することで、処理された水性組成物を形成することを含む。ガルバニ電池は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、又はそれらの組み合わせを含むアノードを含む。ガルバニ電池は、アノードとは異なる組成を有するカソードを含み、カソードは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、又はそれらの組み合わせを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水性組成物を処理する方法であって、前記方法が、
Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、又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し、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、又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であって、
前記アノードと前記カソードとの間に外部電位が印加されていない前記ガルバニ電池を前記水性組成物に浸漬することで、処理された水性組成物を形成することを含む方法。
【請求項2】
前記方法が、前記水性組成物中のエマルションを除去又は減少させるか、
前記水性組成物から懸濁固体を凝固及び／又は沈殿させるか、
前記水性組成物中の１つ以上の有機化合物を除去又は前記１つ以上の有機化合物の濃度を低下させるか、
前記水性組成物中の１つ以上の無機化合物を除去又は前記１つ以上の無機化合物の濃度を低下させるか、
前記水性組成物中の１つ以上の染料及び／又はインクを除去又は前記１つ以上の染料及び／又はインクの濃度を低下させるか、
前記水性組成物中の１つ以上の金属を除去又は前記１つ以上の金属の濃度を低下させるか、
１つ以上の重金属を除去又は前記１つ以上の重金属の濃度を低下させるか、
前記水性組成物中の１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を除去又は前記１つ以上の毒性化合物及び／又は物質の濃度を低下させるか、
前記水性組成物中のフッ化物を除去又は前記フッ化物の濃度を低下させるか、
前記水性組成物中の硫化物を除去又は前記硫化物の濃度を低下させるか、
前記水性組成物中のヒ素を除去又は前記ヒ素の濃度を低下させるか、
前記水性組成物の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を減少させるか、
前記水性組成物中のシリカを除去又は前記シリカの濃度を低下させるか、
前記水性組成物の濁度を減少させるか、
又はそれらの組み合わせである、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記カソードがＣｕを含み、前記アノードがＭｇを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記カソードがＣｕを含み、前記アノードがＡｌを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記ガルバニ電池が、前記アノードと前記カソードとを電気的に接続する導電性コネクタをさらに備え、前記導電性コネクタが、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、又はそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記導電性コネクタが黄銅を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記導電性コネクタが、溶接部、締結具、締結用アセンブリ、ねじ締結具、ねじ、ボルト、ブラケット、ナット、ワッシャ、又はそれらの組み合わせを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項8】
前記導電性コネクタが、前記カソードと前記アノードとの間に間隙を維持する、請求項５に記載の方法。
【請求項9】
前記カソードが、前記ガルバニ電池の平面状フレームと、フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質とを含み、前記カソード物質が前記フレームに電気的に接続され、前記平面状フレームの外周部の内側に備えられる前記カソード物質が多孔質カソード物質を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記ガルバニ電池が前記水性組成物中に浸漬されている間に、前記水性組成物が過酸化水素を含むように、前記水性組成物に過酸化水素を添加することをさらに含み、０．１ｐｐｍ～１０００ｐｐｍの過酸化水素を前記水性組成物に添加することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
前記カソードがワイヤメッシュを含み、前記アノードが平面状非多孔質体を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
前記ガルバニ電池が、平面状非多孔質体を含む前記アノードと、
ワイヤメッシュを含む前記カソードであって、前記アノードの前記平面状非多孔質体の主面と前記カソードとの間に間隙が形成されるように前記アノードの前記平面状非多孔質体の前記主面に平行に配置される前記カソードと、
前記カソードを前記アノードに接続し、前記カソードと前記アノードにおける前記平面状非多孔質体の前記主面との間に前記間隙を維持する少なくとも１つの導電性コネクタとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項13】
前記ガルバニ電池が、平面状非多孔質体を含む単一個の前記アノードと、
２つの前記カソードであって、各カソードがワイヤメッシュを含み、両カソードが、前記アノードの前記平面状非多孔質体の対向する両主面に平行に配置されることでそれらが間隙を形成する、２つの前記カソードと、
両カソードを前記アノードに接続し、両カソードと前記アノードにおける前記平面状非多孔質体の前記主面との間に前記間隙を維持する少なくとも１つの導電性コネクタとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項14】
前記方法が、複数の前記ガルバニ電池を前記水性組成物に浸漬することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
複数の前記ガルバニ電池がいずれも、ロッド、梁、ハンガー、ブラケット、フック、又はそれらの組み合わせを含む１つ以上の構造コネクタに取り外し可能に取り付けられる、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
複数の前記ガルバニ電池が、それを貫通する１つ以上の孔を有し、前記１つ以上の構造コネクタが、各ガルバニ電池の前記１つ以上の孔を介して複数の前記ガルバニ電池に取り付けられる、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記ガルバニ電池が、Ｍｇ、Ａｌ、又はそれらの組み合わせを含み、平面状非多孔質体を含む単一個の前記アノードと、
２つの前記カソードであって、前記カソードはＣｕを含み、各カソードがワイヤメッシュを含み、両カソードが、前記アノードの前記平面状非多孔質体の対向する両主面に平行に配置されることでそれらが間隙を形成する、２つの前記カソードと、
前記カソードを前記アノードに接続し、前記カソードと前記アノードにおける前記平面状非多孔質体の前記主面との間に前記間隙を維持する少なくとも１つの導電性コネクタとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項18】
前記方法が、複数の前記ガルバニ電池を前記水性組成物に浸漬することを含み、前記ガルバニ電池はそれぞれ１つ以上の構造コネクタに取り付けられ、前記ガルバニ電池が、Ｍｇ、Ａｌ又はそれらの組み合わせを含み、平面状非多孔質体を含む単一個の前記アノードと、
２つの前記カソードであって、前記カソードはＣｕを含み、各カソードがワイヤメッシュを含み、両カソードが前記アノードの前記平面状非多孔質体の対向する両主面に平行に配置されることでそれらが間隙を形成する２つの前記カソードと、
前記カソードを前記アノードに接続し、前記カソードと前記アノードにおける前記平面状非多孔質体の前記主面との間に前記間隙を維持する少なくとも１つの導電性コネクタとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項19】
前記方法が、前記水性組成物から懸濁固体を凝固及び／又は沈殿させる方法であり、前記アノードが、約９０重量％～約１００重量％のＡｌであり、
前記カソードが、約９０重量％～約１００重量％のＣｕであり、
前記ガルバニ電池が、前記アノードと前記カソードとを電気的に接続し、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む導電性コネクタを含み、
前記処理された水性組成物が、前記水性組成物からの凝固及び／又は沈殿した固体を含み、
前記方法が、前記処理された水性組成物から凝固及び／又は沈殿した懸濁固体を除去することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項20】
前記方法が、前記水性組成物からエマルションを低減又は除去する方法であり、前記アノードが、約９０重量％～約１００重量％のＡｌであり、
前記カソードが、約９０重量％～約１００重量％のＣｕであり、
前記ガルバニ電池が、前記アノードと前記カソードとを電気的に接続し、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む導電性コネクタを含み、
前記水性組成物が、油／水型及び／又は水／油型エマルションを含み、
前記ガルバニ電池を前記水性組成物に浸漬することは、前記方法が前記水性組成物の濁度を８０％～９９．９９９％低減するように前記水性組成物から前記エマルションを低減又は除去する、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水性組成物を処理するためのガルバニックプロセスに関する。
【背景技術】
【0002】
電気化学電池を使用する水性組成物の電解処理は、電気凝固、エマルションの破壊、ならびに重金属などの金属の酸化及び／又は除去を含む、多種多様な用途を有する。廃水、洗浄水、及び工業処理水を処理するために電解処理を使用することができる。いくつかの用途では、乳化油、全石油炭化水素、難分解性有機物、懸濁固体、及び重金属など、濾過又は化学処理システムによって除去することがより困難な混入汚染物質を除去するのに電解処理を使用することができる。しかし、電解プロセスは、電気化学電池に通電するために大量の電気を必要とし、その結果、アノード物質の急速な不動態化及び消費が生じる。
【発明の概要】
【0003】
本発明の様々な実施形態は、水性組成物を処理する方法を提供する。本方法は、ガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することで、処理された水性組成物を形成することを含む。ガルバニ電池は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、又はそれらの組み合わせを含むアノードを含む。ガルバニ電池は、アノードとは異なる組成を有するカソードを含み、カソードは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、又はそれらの組み合わせを含む。
【0004】
本発明の様々な実施形態は、水性組成物を処理する方法を提供する。本方法は、ガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することで、処理された水性組成物を形成することを含む。ガルバニ電池は、Ａｌを含むアノードを含み、アノードは、約９０重量％～約１００重量％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９０重量％～約１００重量％のＣｕである。ガルバニ電池は、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタを含み、導電性コネクタは、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む。
【0005】
本発明の様々な実施形態は、水性組成物から懸濁固体を凝固及び／又は沈殿させる方法を提供する。本方法は、ガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することで、水性組成物から、凝固及び／又は沈殿した懸濁固体を含む処理された水性組成物を形成することを含む。ガルバニ電池は、Ａｌを含むアノードを含み、アノードは、約９０重量％～約１００重量％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９０重量％～約１００重量％のＣｕである。ガルバニ電池は、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタを含み、導電性コネクタは、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む。本方法は、処理された水性組成物から、凝固及び／又は沈殿した懸濁固体を除去することを含む。
【0006】
本発明の様々な実施形態は、水性組成物からエマルションを低減又は除去する方法を提供する。本方法は、油／水型及び／又は水／油型エマルションを含む水性組成物中にガルバニ電池を浸漬することで、水性組成物からエマルションを低減又は除去し、処理された水性組成物を形成することを含む。ガルバニ電池は、Ａｌを含むアノードを含み、アノードは、約９０重量％～約１００重量％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９０重量％～約１００重量％のＣｕである。ガルバニ電池は、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタを含み、導電性コネクタは、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む。
【0007】
本発明の様々な実施形態は、水性組成物の化学的酸素要求量を減少させる方法を提供する。本方法は、ガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することで、水性組成物の化学的酸素要求量を低減又は除去し、処理された水性組成物を形成することを含む。ガルバニ電池は、Ａｌを含むアノードを含み、アノードは、約９０重量％～約１００重量％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９０重量％～約１００重量％のＣｕである。ガルバニ電池は、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタを含み、導電性コネクタは、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む。
【0008】
本発明の様々な実施形態は、水性組成物からシリカを低減又は除去する方法を提供する。本方法は、ガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することで、水性組成物中のシリカを低減又は除去し、処理された水性組成物を形成することを含む。ガルバニ電池は、Ａｌを含むアノードを含み、アノードは、約９０重量％～約１００重量％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９０重量％～約１００重量％のＣｕである。ガルバニ電池は、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタを含み、導電性コネクタは、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む。
【0009】
本発明の様々な実施形態は、水性組成物を処理する方法を提供する。本方法は、ガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することで、処理された水性組成物を形成することを含む。ガルバニ電池は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、又はそれらの組み合わせを含むアノードを含む。アノードは、平面状非多孔質体を含む。ガルバニ電池は、アノードとは異なる組成を有するカソードを含む。カソードは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、又はそれらの組み合わせを含む。カソードはワイヤメッシュを含む。カソードは、アノードの平面状非多孔質体の主面とカソードとの間に間隙が形成されるように、アノードの平面状非多孔質体の主面に平行に配置される。ガルバニ電池はまた、カソードをアノードに接続する少なくとも１つの導電性コネクタを含む。導電性コネクタは、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する。
【0010】
本発明の様々な実施形態は、水性組成物を処理する方法を提供する。本方法は、ガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することで、処理された水性組成物を形成することを含む。ガルバニ電池は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、又はそれらの組み合わせを含む単一個のアノードを含む。アノードは、平面状非多孔質体を含む。ガルバニ電池は、アノードとは異なる組成を有する２つのカソードを含む。カソードは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、又はそれらの組み合わせを含む。各カソードはワイヤメッシュを含む。両カソードは、アノードの平面状非多孔質体の対向する両主面上に配置されることでそれらが間隙を形成するようにする。ガルバニ電池はまた、カソードをカソードに接続する少なくとも１つの導電性コネクタを含む。導電性コネクタは、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する。
【0011】
本発明の様々な実施形態は、水性組成物を処理する方法を提供する。本方法は、ガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することで、処理された水性組成物を形成することを含む。ガルバニ電池は、単一個のアノードを含む。アノードはＭｇを含む。アノードは、平面状非多孔質体を含む。ガルバニ電池は、２つのカソードを含む。カソードはＣｕを含む。各カソードはワイヤメッシュを含む。両カソードは、アノードの平面状非多孔質体の対向する両主面に平行に配置されることでそれらが間隙を形成するようにする。ガルバニ電池はまた、カソードをアノードに接続する少なくとも１つの導電性コネクタを含む。導電性コネクタは、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する。
【0012】
本発明の様々な実施形態は、水性組成物を処理する方法を提供する。本方法は、ガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することで、処理された水性組成物を形成することを含む。ガルバニ電池は、単一個のアノードを含む。アノードは、Ａｌを含む。アノードは、平面状非多孔質体を含む。ガルバニ電池は、２つのカソードを含む。カソードはＣｕを含む。各カソードはワイヤメッシュを含む。両カソードはアノードの平面状非多孔質体の対向する両主面に平行に配置されることでそれらが間隙を形成するようにする。ガルバニ電池はまた、カソードをアノードに接続する少なくとも１つの導電性コネクタを含む。導電性コネクタは、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する。
【0013】
本発明の様々な実施形態は、水性組成物を処理する方法を提供する。本方法は、複数のガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することで、処理された水性組成物を形成することを含む。ガルバニ電池はそれぞれ、１つ以上の構造コネクタに取り付けられる。各ガルバニ電池は、単一個のアノードを含む。アノードは、Ｍｇ、Ａｌ、又はそれらの組み合わせを含む。アノードは、平面状非多孔質体を含む。各ガルバニ電池は、２つのカソードを含む。カソードはＣｕを含む。各カソードはワイヤメッシュを含む。両カソードはアノードの平面状非多孔質体の対向する両主面に平行に配置されることでそれらが間隙を形成するようにする。ガルバニ電池はまた、それぞれ、カソードをアノードに接続する少なくとも１つの導電性コネクタを含む。導電性コネクタは、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する。
【0014】
様々な実施形態において、本発明のガルバニックプロセスは、電解による電気凝固又は他の電解処理などの水性組成物の電解処理の代替を提供する。ガルバニックプロセスは、アノードとカソードとの間に印加される外部電位を必要とする電解プロセスとは対照的に、アノードとカソードとの間に印加される外部電位を使用しないという利点を有する。様々な実施形態において、本発明のガルバニックプロセスは、同じ又は類似の処理機能を実行するために、電解プロセスと比較してより少ない電気を使用する。様々な実施形態において、本発明のガルバニックプロセスは、電解プロセスと同じ又は同様の処理機能を実行するために使用され得るが、全体コストはより少ない（例えば、より少ない電気を消費し、任意選択で、より安価な物質及び／又は機器を使用する）。様々な実施形態において、本発明のガルバニックプロセスの低電流は、アノード表面の不動態化を回避し、アノード物質のより低い消費速度をもたらし、望ましくない化学反応（例えば、塩素酸塩又は臭素酸塩の形成）の存在を防止し、又はそれらの組み合わせである。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図面は、一般に、限定としてではなく、例として、本発明の様々な実施形態を示す。
【図1A】様々な実施形態による、主面から見たガルバニ電池を示す。
【図1B】様々な実施形態による、ガルバニ電池の拡大切断部端面図を示す。
【図2】様々な実施形態による、ガルバニ電池の側面図を示す。
【図3】様々な実施形態による、ガルバニ電池の主面を示す。
【図4】様々な実施形態による、ガルバニ電池の側面図及び主面図を示す。
【図5】様々な実施形態による、複数のガルバニ電池の側面図を示す。
【図6】様々な実施形態による、電池の主面を見えるようにした複数のガルバニ電池の図を示す。
【図7】様々な実施形態による、電池の側面、上部、及び主面を示す、複数のガルバニ電池の図を示す。
【図8】様々な実施形態による、ガルバニ電池の側面写真を示す。
【図9A】様々な実施形態による、１面Ｃｕスクリーン、２面Ｃｕスクリーン、３面Ｃｕスクリーン、及び４面Ｃｕスクリーンを有する４つの異なるＡｌ－Ｃｕガルバニ電池についての電流対時間を示すプロットを示す。
【図10】様々な実施形態による、空気撹拌を伴う、及び伴わないＡｌ－Ｃｕガルバニ電池についての電流対導電率のプロットを示す。
【図11】様々な実施形態による、Ｃｕ－Ａｌガルバニ電池と接触しているオレンジＩＩを含む溶液の様々な時間における紫外－可視スペクトルを示す。
【図12】様々な実施形態による、紫外－可視スペクトルの４８６ｎｍのシグナルによって示されるようなＣｕ－Ａｌ電池を使用した場合のオレンジＩＩの除去についての時間に対する除去パーセントを示す。
【図13】様々な実施形態による、様々な量の過酸化水素が添加された水中のガルバニ電池の線形ボルタモグラムを示す。
【図14】様々な実施形態による、添加された過酸化水素の様々な量における、電極表面積の平方フィート当たりのガルバニ電池のアノード反応において生成されるアルミニウムイオンの量を示す。
【図15】様々な実施形態による、様々な量の添加されたＯＣｌ－又はＨ２Ｏ２を伴うガルバニ電池内の電流を示す。
【発明を実施するための形態】
【0016】
ここで、開示される主題の特定の実施形態を詳細に参照する。開示される主題は、列挙される特許請求の範囲と併せて記載されるが、例示される主題は、特許請求の範囲を開示される主題に限定することを意図するものではないことが理解されよう。
【0017】
本明細書全体にわたって、範囲形式で表される値は、範囲の限界として明示的に記載された数値を含むだけでなく、各数値及び部分範囲が明示的に記載されているかのように、その範囲内に包含される全ての個々の数値又は部分範囲も含むように、柔軟に解釈されるべきである。例えば、「約０．１％から約５％」又は「約０．１％から５％」の範囲は、約０．１％から約５％だけでなく、示された範囲内の個々の値（例えば、１％、２％、３％、及び４％）及び部分範囲（例えば、０．１％から０．５％、１．１％から２．２％、３．３％から４．４％）も含むと解釈されるべきである。記述「約ＸからＹ」は、別段の指示がない限り、「約Ｘから約Ｙ」と同じ意味を有する。同様に、記述「約Ｘ、Ｙ、又は約Ｚ」は、別段の指示がない限り、「約Ｘ、約Ｙ、又は約Ｚ」と同じ意味を有する。
【0018】
本明細書において、用語「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、又は「その」は、文脈が明確に他のことを指示しない限り、１つ以上を含むように使用される。用語「又は」は、別段の指示がない限り、非排他的な「又は」を示すために使用される。記述「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」又は「Ａ又はＢのうちの少なくとも１つ」は、「Ａ、Ｂ、又はＡ及びＢ」と同じ意味を有する。さらに、本明細書で使用され、他に定義されていない表現又は専門用語は、説明のみを目的としており、限定を目的としていないことを理解されたい。セクションの表題の任意の使用は、本明細書の読解を助けることを意図しており、限定するものとして解釈されるべきではなく、セクションの表題に関連する情報は、その特定のセクションの内部又は外部に存在し得る。
【0019】
本明細書で記載される方法において、時間的又は動作的順序が明示的に記載されている場合を除いて、行為は、本発明の原理から逸脱することなく任意の順序で実行することができる。さらに、明示的な特許請求の範囲の文言が、指定された行為が別々に実行されることを記載していない限り、指定された行為は同時に実行され得る。例えば、特許請求されたＸを行う行為及び特許請求されたＹを行う行為は、単一個の動作内で同時に行うことができ、結果として得られるプロセスは、特許請求されたプロセスの文字通りの範囲内に入る。
【0020】
本明細書で使用される用語「約」は、例えば、記載された値又は記載された範囲の限界の１０％以内、５％以内、又は１％以内の値又は範囲におけるある程度の変動性を許容することができ、正確に記載された値又は範囲を含む。
【0021】
本明細書で使用される用語「実質的に」は、少なくとも約５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、９９．９％、９９．９９％、又は少なくとも約９９．９９９％以上又は１００％のような大多数又は大部分を示す。本明細書で使用される用語「実質的に含まない」は、皆無であること、又は存在する物質の量がその物質を含む組成物の物質特性に影響を及ぼさないような取るに足らない量であることを意味することができ、例えば、組成物中の物質は、約０重量％～約５重量％である、又は約０重量％～約１重量％である、又は約５重量％以下である又は約４．５重量％、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、又は約０．００１重量％以下、未満、等しい、又はそれより大きい重量％、又は約０重量％である。
【0022】
様々な実施形態において、正に荷電した対イオンを有する塩は、任意の適切な正に荷電した対イオンを含むことができる。例えば、対イオンは、アンモニウム（ＮＨ４
＋）、又はナトリウム（Ｎａ＋）、カリウム（Ｋ＋）、もしくはリチウム（Ｌｉ＋）などの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することができ、これは、いくつかの実施形態において、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋などの複数のイオン化基、又はＣａ２＋もしくはＭｇ２＋などのアルカリ土類金属と錯体を形成することができる。
【0023】
ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０３７４０５及びＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０３７４０７の開示は、その全体が参照により本明細書に援用される。
水性組成物を処理する方法。
水性組成物を処理する方法。
【0024】
本発明の様々な実施形態は、水性組成物を処理する方法を提供する。本方法は、ガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することで、処理された水性組成物を形成することを含む。ガルバニ電池は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、又はそれらの組み合わせを含むアノードを含む。ガルバニ電池は、アノードとは異なる組成を有するカソードを含み、カソードは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、又はそれらの組み合わせを含む。本方法は、複数のガルバニ電池のうちの１つを水性組成物中に浸漬すること、又は複数のガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することを含み得る。
【0025】
本方法は、ガルバニ電池をガルバニ電池として動作させることを含む。ガルバニ電池をガルバニ電池として動作させることは、ガルバニ電池のアノードとカソードとの間に０外部電位（０Ｖ）を印加することを含む。ガルバニ電池としてのガルバニ電池の動作中、アノードとカソードとの間の電位は、ガルバニ電池のガルバニック腐食電位（例えば、アノード及びカソードが、水性組成物中に浸漬されたときに外部電位が印加されない状態で到達する電位）に等しい。
【0026】
水性組成物中へのガルバニ電池の浸漬は、アノード及びカソードの表面積の約１％～約１００％である、８０％～約１００％である、又は約１％、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５、９６、９７、９８又は約９９％以上、未満、等しい、又はそれより大きい％である、など、ガルバニ電池の表面積の任意の適切な割合が水性組成物と接触するような部分浸漬を含むことができる。水性組成物中へのガルバニ電池の浸漬は、ガルバニ電池の表面積の約１００％が水性組成物と接触するような完全な浸漬を含むことができる。
【0027】
様々な実施形態において、水性組成物を処理する方法は、水性組成物中のエマルションを除去又は減少させるか、水性組成物から懸濁固体を凝固及び／又は沈殿させるか、水性組成物中の１つ以上の有機化合物を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中の１つ以上の無機化合物を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中の１つ以上の染料及び／又はインクを除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中の１つ以上の金属を除去又はその濃度を低下させ、１つ以上の重金属を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中の１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中のフッ化物を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中の硫化物を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中のヒ素を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を減少させるか、水性組成物の濁度を減少させるか、水性組成物中のシリカ（例えば、ＳｉＯ３
２－）を除去又はその濃度を低下させるか、又はこれらの組み合わせである。
【0028】
本方法は、水性組成物から懸濁固体を凝固及び／又は沈殿させることができる。本方法は、従来の電解による電気凝固プロセスの代替として使用することができる。水性組成物は懸濁固体粒子を含むことができ、処理された水性組成物は、水性組成物よりも低い濃度の懸濁固体粒子を有することができる。本方法は、処理された水性組成物から凝固した物質及び／又は沈殿物を除去することをさらに含むことができる。除去は、デカンテーション、沈降、濾過、又はこれらの組み合わせなどの任意の好適な除去であってよい。電解による電気凝固プロセスでは、混入汚染物質の酸化がアノード（Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎなど）で起こり、カソードで水素ガスが発生する。これは、ガルバニックプロセスにおいて生じるものと同様であるが、電解による電気凝固における外部電流の印加は、電極の分極を増加させ、溶液中に塩化物イオンが存在する場合、気体酸素及び塩素の発生等の新しい化学反応を引き起こす。溶液から懸濁固体を凝固及び／又は沈殿させるガルバニック法は、吸着－凝固及び陰極還元プロセスによる廃液の処理のための電解による電気凝固プロセスの経済的に有利な代替法であり得る。いくつかの実施形態では、Ｍｇアノード及びＣｕカソードを使用するなどして、ガルバニック処理の方法は、塩素ガスを発生させることができる（例えば、少なくとも２つのガルバニ電池を直列に接続することによって）。
【0029】
水性組成物を処理する方法は、その中のエマルションを低減又は除去することができる。水性組成物は、油／水型エマルション、水／油型エマルション、及び／又はラテックスエマルションを含むことができ、処理された水性組成物は、水性組成物よりも少ない油／水型エマルション、水／油型エマルション、及び／又はラテックスエマルションを含む。
【0030】
水性組成物を処理する方法は、水性組成物中の１つ以上の有機化合物を除去するか、又はその濃度を低下させることができる。処理された水性組成物は、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の有機化合物を有し得る。除去又は減少は、任意の適切な機構を介して起こり得る。例えば、本方法は、有機化合物を化学的に変換し、有機化合物を分解し、有機化合物を酸化し、有機化合物を還元し、有機化合物を沈殿させ、有機化合物を凝固させ、有機化合物を酸素と反応させ、有機化合物を塩素と反応させ、有機化合物をアノード及び／又はカソードで発生した１つ以上のイオンと反応させ、又はこれらの組み合わせを行うことができる。
【0031】
水性組成物を処理する方法は、水性組成物中の１つ以上の無機化合物を除去するか、又はその濃度を低下させることができる。処理された水性組成物は、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の無機化合物を有し得る。除去又は減少は、任意の適切な機構を介して起こり得る。例えば、本方法は、無機化合物を化学的に変換し、無機化合物を分解し、無機化合物を酸化し、無機化合物を還元し、無機化合物を沈殿させ、無機化合物を凝固させ、無機化合物を酸素と反応させ、無機化合物を塩素と反応させ、無機化合物をアノード及び／又はカソードで発生した１つ以上のイオンと反応させ、又はこれらの組み合わせを行うことができる。
【0032】
水性組成物を処理する方法は、水性組成物中の１つ以上の染料及び／又はインクを除去するか、又はその濃度を低下させることができる。処理された水性組成物は、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の染料及び／又はインクを有し得る。除去又は減少は、任意の適切な機構を介して起こり得る。例えば、本方法は、１つ以上の染料及び／又はインクを化学的に変換し、１つ以上の染料及び／又はインクを分解し、１つ以上の染料及び／又はインクを酸化し、１つ以上の染料及び／又はインクを還元し、１つ以上の染料及び／又はインクを沈殿させ、１つ以上の染料及び／又はインクを凝固させ、１つ以上の染料及び／又はインクを酸素と反応させ、１つ以上の染料及び／又はインクを塩素と反応させ、１つ以上の染料及び／又はインクをアノード及び／又はカソードで発生した１つ以上のイオンと反応させ、又はこれらの組み合わせを行うことができる。染料は、本方法を使用して除去され得る任意の好適な染料であり得る。例えば、染料は、メチルオレンジ及び／又はオレンジＩＩなどのアゾ染料であり得る。本方法は、任意の好適な量の色素分子、例えば、１０～１００％、５０～１００％、８０～１００％、又は１０％、２０、３０、４０、５０、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、もしくは９５％以上、未満、又は等しい、又はそれより大きい％の色素分子を除去することができる。
【0033】
水性組成物を処理する方法は、水性組成物中の１つ以上の金属を除去するか、又はその濃度を低下させることができる。処理された水性組成物は、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の金属を有し得る。除去又は減少は、任意の適切な機構を介して起こり得る。例えば、本方法は、１つ以上の金属を化学的に変換し、１つ以上の金属を分解し、１つ以上の金属を酸化し、１つ以上の金属を還元し、１つ以上の金属を沈殿させ、１つ以上の金属を凝固させ、１つ以上の金属を酸素と反応させ、１つ以上の金属を塩素と反応させ、１つ以上の金属をアノード及び／又はカソードで発生した１つ以上のイオンと反応させ、又はこれらの組み合わせを行うことができる。
【0034】
水性組成物を処理する方法は、水性組成物中の１つ以上の重金属を除去するか、又はその濃度を低下させることができる。処理された水性組成物は、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の金属を有し得る。除去又は減少は、任意の適切な機構を介して起こり得る。例えば、本方法は、１つ以上の重金属を化学的に変換し、１つ以上の重金属を分解し、１つ以上の重金属を酸化し、１つ以上の重金属を還元し、１つ以上の重金属を沈殿させ、１つ以上の重金属を凝固させ、１つ以上の重金属を酸素と反応させ、１つ以上の重金属を塩素と反応させ、１つ以上の重金属をアノード及び／又はカソードで発生した１つ以上のイオンと反応させ、又はこれらの組み合わせを行うことができる。
【0035】
水性組成物を処理する方法は、水性組成物中の１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を除去するか、又はその濃度を低下させることができる。処理された水性組成物は、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を有し得る。除去又は減少は、任意の適切な機構を介して起こり得る。例えば、本方法は、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を化学的に変換し、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を分解し、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を酸化し、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を還元し、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を沈殿させ、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を凝固させ、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を酸素と反応させ、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を塩素と反応させ、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質をアノード及び／又はカソードで発生した１つ以上のイオンと反応させ、又はこれらの組み合わせを行うことができる。
【0036】
水性組成物を処理する方法は、水性組成物中のフッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを除去又はその濃度を低下させることができる。処理された水性組成物は、水性組成物よりも低い濃度のフッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを有することができる。除去又は減少は、任意の適切な機構を介して起こり得る。例えば、本方法は、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを化学的に変換し、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを分解し、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを酸化し、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを還元し、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを沈殿させ、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを凝固させ、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを酸素と反応させ、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを塩素と反応させ、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせをアノード及び／又はカソードで発生した１つ以上のイオンと反応させ、又はこれらの組み合わせを行うことができる。
【0037】
様々な実施形態において、本方法は、水性組成物の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を低減することができ、水性組成物の濁度を低減することができ、又はこれらの組み合わせを行うことができる。処理された水性組成物は、水性組成物と比較して、低減されたＣＯＤ、低減された濁度、又はそれらの組み合わせを有し得る。例えば、本方法は、水性組成物のＣＯＤを、１％～１００％、又は１％～９９％、又は３％～９５％、又は５％～８５％、又は１００％以下及び１％、２、３、４、５、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８２、８４、８６、８８、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．９、又は９９．９９％以上低減することができる。例えば、本方法は、水性組成物（例えば、油／水型又は水／油型エマルション）の濁度を、１％～１００％、又は１％～９９．９９％、又は８０％～９９．９９％、又は９０％～９９．９９％、又は１００％以下及び１％、２、３、４、５、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８２、８４、８６、８８、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．９、又は９９．９９％以上低減させることができる。
【0038】
様々な実施形態において、本方法は、水性組成物からシリカを低減又は除去することができる。例えば、本方法は、水性組成物中のＳｉＯ３
２－の濃度を、１％～１００％、又は２０％～９０％、又は３０％～８０％、又は４０％～７０％、又は１００％以下及び１％、２、３、４、５、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８２、８４、８６、８８、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．９、又は９９．９９％以上低下させることができる。
【0039】
本方法で処理される水性組成物は、任意の好適な水性組成物、例えば、食品加工、埋立地、洗濯プロセス（例えば、洗剤廃水）、工業パルプもしくは紙プロセス、工業採掘プロセス、工業織物プロセス、金属処理プロセス、金属研磨プロセス、金属加工プロセス、なめし産業における工業プロセス、石油工業プロセス、海洋廃水（例えば、エマルション除去）、又はこれらの組み合わせからの廃水及び／又は廃液を含む水性組成物であり得る。水性組成物は、環境中の水の天然源、飲料水、産業廃水、産業冷却水、又はそれらの組み合わせを含む源から採取された水を含むことができる。
【0040】
製紙産業は大量の水を消費し、リグニン分解化合物及びタンニンからの懸濁固体及び強い色からなる有機混入成分を多く有する。本発明の方法で処理される水性組成物は、産業パルプ又は紙プロセスからの廃水及び／又は廃液を含むことができる。本発明の方法は、コロイド溶液を不安定化することができ、それによってコロイド溶液を減少又は除去することができる。様々な実施形態において、ガルバニ電池のアノードから形成され得る新たなアモルファスＡｌ（ｘＨ２Ｏ）は、可溶性有機化合物の吸着を向上させる大きな表面積を有し、コロイド状固体を捕捉し、それによってＣＯＤ、色、及び／又は濁度の低減をもたらし得る。
【0041】
繊維産業では、Ａｌ及びＦｅ電極が電気凝固システムで使用されたときに着色剤が除去されることが報告されている。本発明の方法で処理される水性組成物は、工業織物プロセスからの廃水及び／又は廃液を含むことができる。ガルバニ電池は、不動態化プロセスを大幅に低減し得る外部エネルギー印加の不在、及び電解による電気凝固プロセスに対して少なくとも１０倍少ない等のアノードの消費率の低下という利点と同じ効果をもたらすことができる。本発明者らの実験室で実施された実験は、アルミニウムガルバニックプロセスが、メチルオレンジ及びオレンジＩＩなどのアゾ染料などの染料分子の除去において大きな有効性を有することを証明した。処理プラントからの水サンプルを処理するための方法の使用は、ＣＯＤの低減及び濁度の低減を引き起こした。
【0042】
本発明の方法で処理される水性組成物は、金属処理プロセス、金属研磨プロセス、又は金属加工プロセスからの廃水及び／又は廃液を含むことができる。ガルバニックＭｇ－Ｃｕプロセスは、高含有量の金属イオンを有する廃水（例えば、軸受産業及び電気めっき産業）の処理に好適であり得る。Ｍｇ－Ｃｕガルバニ電池は、２つの方法によって金属イオンを除去することができる：低い電気化学還元電位を有する金属イオンに関して、水のｐＨの増加は、鉛イオンなどの酸化物又は水酸化物としてのその沈殿物をもたらすことができ；水銀などのより貴である金属は、カソード表面上へのそれらの堆積を介して除去され得る。水銀は、厳しい環境規制を有しており、したがって、その除去には非常に高い価値が伴う。
【0043】
本発明のガルバニック方法は、ＣＯＤ、濁度、及びなめし工業プロセスからの廃棄物及び副生成物の流れの中に存在する金属の濃度を低減することができる。吸着－凝固プロセスは、これらの水中に存在するコロイド粒子の安定性を低下させ、沈殿又は濾過され得るより大きな粒子を生成し、濁度を低下させ得る。同様の効果が、脂肪、グリース、及び一般的な有機物質で起こることがあり、システムにおけるＣＯＤの低減を引き起こす。Ｃｒ６＋及びＣｒ３＋などの存在する金属は、カソード表面上で還元することができ、ガルバニックＭｇ電池の使用は、酸性範囲から塩基性へのｐＨの増加をもたらすことができ、これは金属水酸化物の沈殿を引き起こすことができる。
【0044】
例えば、本発明の方法によって処理される水性組成物は、食品加工、洗濯プロセス（例えば、洗剤廃水）、金属処理プロセス、金属研磨プロセス、金属加工プロセス、石油産業プロセス、海洋廃水（例えば、エマルション除去）、又はそれらの組み合わせからの廃水及び／又は廃液を含むことができる。食品加工、石油、金属加工、及び海洋産業は、従来の除染方法によって処理することができない安定した油－水型エマルションの存在を伴う廃水を生成し得る。本発明の様々な実施形態において、加水分解されたアルミニウム粒子の存在は、エマルションと相互作用して、油／水界面における自由エネルギーの減少をもたらし、それによってその分解を引き起こすことができる。主な不安定化機構は、一度に２つ以上の液滴への吸着高分子の付着（例えば、架橋凝集）であり得る。本方法は、エマルションを安定化させる界面張力の減少を引き起こし、それによってエマルションを減少又は除去することができる。本方法は、大量の廃水中のエマルションを経済的に除去又は減少させるために使用することができる。
【0045】
水性組成物中へのガルバニ電池の浸漬は、水性組成物からの物質（例えば、水性組成物中に元々存在する物質及び／又はガルバニ電池の動作中に形成されるその反応生成物など、塩を形成することができる水性組成物中の任意の好適な物質）と、アノードからの物質（すなわち、ガルバニ電池の動作中にアノードで生成される物質）とを含む塩を形成することができる。塩は、任意の適切な塩であり得る。例えば、塩は水酸化物塩を含むことができる。塩は、水性組成物中で沈殿し得る。本方法は、処理された水性組成物から沈殿した塩を除去することを含むことができる。
【0046】
水性組成物は、溶解した遷移金属、ポスト遷移金属、半金属、又はこれらの組み合わせを含むことができ、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する間に、遷移金属、ポスト遷移金属、又は半金属を含む水酸化物塩を形成することをさらに含む。塩は、水性組成物中で沈殿し得る。本方法は、処理された水性組成物から沈殿した塩を除去することを含むことができる。遷移金属、ポスト遷移金属、又は半金属は、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｆ、Ｄｂ、Ｓｇ、Ｂｈ、Ｈｓ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏ、Ｃｎ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｔ、又はそれらの組み合わせを含むことができる。遷移金属、ポスト遷移金属、又は半金属は、Ｈｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｓ、又はそれらの組合せを含むことができる。
【0047】
本方法は、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する間に、アノードにおいてＨ２及びＨＯ－を形成すること（例えば、アノードの表面上で生成する）を含み得る。本方法は、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する間に、カソードにおいてＨ２及びＨＯ－を形成すること（例えば、カソードの表面上で生成する）を含み得る。本方法は、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する間に、カソードにおいてＨ２Ｏ２、ＨＯ２
－又はそれらの組み合わせを形成すること（例えば、カソードの表面上で生成する）を含み得る。本方法は、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する間に、水性組成物にせん断を加えることを含むことができる。せん断は、アノード、カソード、又はそれらの組み合わせの表面から少なくともいくつかの気泡（例えば、Ｈ２）を取り除くのに十分であり得る。せん断は、アノード及び／又はカソードの表面での酸化物形成を少なくとも部分的に防止又は低減するのに十分であり得る。せん断の適用は、水性組成物を介してガス（例えば、空気）を撹拌及び／又はバブリングすることを含むことができる。様々な実施形態において、ガスの撹拌又はバブリングは、水性組成物中の溶解酸素の濃度を増加させることができ、カソードを少なくとも部分的に分極させることができ、生成される電流の量を増加させることができ、及び／又はアノードから放出される物質（例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、又はそれらの組み合わせ）の量を増加させることができる。
【0048】
本方法は、ラッピング、ノッキング、撹拌、振動、超音波などの機械的な力を水性組成物及び／又はその中に浸漬されているガルバニ電池に加えることを含むことができる。機械的な力は、アノード、カソード、又はこれらの組み合わせの表面からＨ２を含む少なくともいくつかの気泡を除去する；アノードの表面での酸化物形成を少なくとも部分的に防止する；アノードの表面上でのガルバニ電池による処理中に水性組成物中に形成される塩及び／又は凝固粒子の凝集を少なくとも部分的に防止する、又はこれらの組み合わせに十分であり得る。
【0049】
本方法は、酸、塩基、又はそれらの組み合わせを水性組成物に添加して、そのｐＨを調整することを含むことができる。酸、塩基、又はこれらの組み合わせは、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する前、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する間、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬した後、又はこれらの組み合わせで、水性組成物に添加することができる。
【0050】
本方法は、水性組成物を再循環させて、水性組成物をガルバニ電池と複数回接触させることを含み得る。水性組成物は、塩及び／又は凝固粒子をそこから除去するためなどに、再循環中に任意選択で濾過することができる。
【0051】
ガルバニ電池のカソードは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、又はそれらの組み合わせ（例えば、Ｃｕ又はＣｕ合金など）を含むことができる。カソードは、主にＣｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、それらの合金、もしくはそれらの組み合わせである中実物質（ａ ｓｏｌｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌ）、又は主にＣｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、それらの合金、もしく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、又はそれらの組み合わせ以外の物質を実質的に含まなくてもよい。カソードは、Ｎｉ－Ｃｕ合金、Ｎｉ－Ｆｅ合金、Ｃｕ－Ｆｅ合金、又はそれらの組み合わせを含むことができ、いくつかの実施形態では、銅又は鉄合金の使用は、ガルバニ電池において生成される電流を増加させることができ、水素生成を増加させることができる。カソードは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、それらの合金、もしくはそれらの組合せが約５０重量％～約１００重量％である、約９０重量％～約１００重量％である、又は約５０重量％、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、もしくは約９９．９９９重量％以上、未満、等しい、又はそれより大きい重量％であり得る。いくつかの実施形態では、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では、カソードはＣｕを含み、アノードはＡｌを含む。カソードは、カソードの上に銅を含むなど、その上に堆積された１つ以上の貴金属を含むことができる。１つ以上の貴金属は、微粒子堆積物であり得る。１つ以上の貴金属は、Ｐｔ、Ｐｂ、又はそれらの組み合わせであり得る。他の実施形態において、カソードは、その上に貴金属堆積物を含まない。
【0052】
アノードは、ほぼ均質な組成の中実物質であってもよいし、別の物質上のコーティングであってもよい。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、又はそれらの組み合わせを含むことができる。アノードは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、又はそれらの合金を含む合金を含むことができる。Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、それらの合金、又はそれらの組合せは、アノードの約５０重量％～約１００重量％である、又は約５０重量％、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、もしくは約９９、９９．５、９９．９、９９．９９、もしくは約９９．９９９重量％以上、未満、等しい、又はそれより大きい重量％であり得る。アノードは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、それらの合金、又はそれらの組み合わせ以外の物質を実質的に含まなくてもよい。
【0053】
アノードは、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、又はそれらの組み合わせをさらに含むことができる。前記Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ又はこれらの組み合わせは、約０．０００１重量％～約２０重量％、約０．０００１重量％～約５重量％、又は約０重量％、又は約０．０００１重量％以下、又は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、又は約２０重量％以上である。
【0054】
アノードは、Ｍｇ又はＭｇ合金を含むことができる。アノードは、Ｍｇ又はその合金以外の物質を実質的に含まなくてもよい。アノードは、約９０重量％のＭｇ、約９重量％のＡｌ、及び約１重量％のＺｎであるマグネシウム合金ＡＺ９１であり得る。アノードは、ＭｇもしくはＭｇ合金が、約５０重量％～約１００重量％である、約９０重量％～約１００重量％である、又は約５０重量％、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．５、９９．９、９９．９９、もしくは約９９．９９９重量％以上、未満、等しい、又はそれより大きい重量％であり得る。
【0055】
アノードはＡｌを含むことができる。アノードは、Ａｌ以外の物質を実質的に含まなくてもよい。アノードは、Ａｌが約５０重量％～約１００重量％である、約９０重量％～約１００重量％である、又は約５０重量％、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、もしくは約９９、９９．５、９９．９、９９．９９、もしくは約９９．９９９重量％以上、未満、等しい、又はそれより大きい重量％であり得る。
【0056】
ガルバニ電池は、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタを含むことができる。導電性コネクタは、アノード及びカソードとは異なる組成を有する。導電接続は、均質な組成を有する中実物質であってもよく、又は別の物質上のコーティングであってもよい。導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、又はそれらの組み合わせを含むことができる。導電性コネクタはＣｕを含むことができる。導電性コネクタは、Ｚｎを含むことができる。導電性コネクタは、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含むことができる。導電性コネクタは、黄銅を含むことができる。導電性コネクタは、黄銅を含み、他の物質を実質的に含まなくてもよい。導電性コネクタは、黄銅が、約５０重量％～約１００重量％である、約９０重量％～約１００重量％である、又は約５０重量％、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、もしくは約９９、９９．５、９９．９、９９．９９、もしくは約９９．９９９重量％以上、未満、等しい、又はそれより大きい重量％であり得る。
【0057】
カソードは、アノードの仕事関数よりも大きい仕事関数を有することができる。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することができる。
【0058】
水性組成物は、水性組成物中へのガルバニ電池の浸漬中の導電率が、約１００μＳ～約１，０００，０００μＳである、又は約３００μＳ～約１００，０００μＳである、又は約１００μＳ～約１，２００μＳである、又は約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、もしくは約１，０００，０００μＳ以上、未満、等しい、又はそれより大きいμＳなどの、任意の好適な導電率を有し得る。本方法は、水性組成物の導電率の調節がなくてもよい。いくつかの実施形態では、本方法は、導電率が約１００μＳ～約１，０００，０００μＳに、又は約３００μＳ～約１００，０００μＳに、又は約１００μＳ～約１，２００μＳに、又は約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、もしくは約１，０００，０００μＳ以上、未満、等しい、又はそれより大きいμＳなどに維持されるように、水性組成物の導電率を調節することを含むことができる。水性組成物の導電率を調節することは、新しい水性組成物をガルバニ電池に導入する速度を調節することを含むことができる。水性組成物の導電率を調節することは、１つ以上の塩を水性組成物に添加することを含むことができる。塩は、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する前、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬している間、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬した後、又はこれらの組み合わせで、水性組成物に添加することができる。水性組成物の導電率を調節するために水性組成物に添加される１つ以上の塩は、ハロゲン塩、ナトリウム塩、カリウム塩、又はそれらの組み合わせを含むことができる。水性組成物の導電率を調節するために水性組成物に添加される１つ以上の塩は、塩化ナトリウムを含むことができる。
【0059】
ガルバニ電池は、水性組成物中に浸漬されたときに電流を発生させることができる。ガルバニ電池によって生成される電流の量は、約０．００１ｍＡ／ｃｍ２～約１０ｍＡ／ｃｍ２である、０．０１ｍＡ／ｃｍ２～約０．５ｍＡ ｍＡ／ｃｍ２である、又は約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、もしくは約１０ｍＡ／ｃｍ２以上、未満、等しい、又はそれより大きいｍＡ／ｃｍ２などの任意の好適な電流量であり得る。
【0060】
本方法は、処理された水性組成物のｐＨを調整するためのいかなるステップも実施しなくてもよい。いくつかの実施形態では、本方法は、処理された水性組成物のｐＨを、約６～８に、もしくは約７に、又は約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、もしくは約８以上、未満、等しい、又はそれより大きいｐＨに調整することを含むことができる。
【0061】
本方法は、水性組成物からの物質（例えば、沈殿物、塩、及び／又は凝固粒子）を含む固体を形成するために、水性組成物を収容している容器内に複数のガルバニ電池のうちの１つ以上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性組成物中に少なくとも部分的に浸された１つ以上のフィルタを介して、処理された水性組成物から固体を濾過することを含み得る。フィルタは、ガラスフリット、織物フィルタ、紙フィルタ、ディスクフィルタ、回転フィルタ、ドラムフィルタ、スクリーン、ふるい、微粒子濾過媒体、濾過助剤、又はそれらの組み合わせを含むことができる。フィルタは回転ディスクフィルタであってもよい。濾過は、フィルタ上にろ過ケークを形成することを含むことができ、ろ過ケークは、水性組成物からの物質を含む固体を含む。濾過は、フィルタを逆洗してフィルタからろ過ケークを除去し、除去されたろ過ケークを含む逆洗液を形成することを含むことができる。任意の好適な水、例えば沈殿物を含む水性組成物の一部を使用して、フィルタを逆洗することができる。
【0062】
１つ以上のガルバニ電池は、容器の側部において水性組成物中に配置することができ、フィルタは、フィルタが複数のガルバニ電池の中間にあるように、水性組成物中において容器のほぼ中央部に配置される。本方法は、複数のフィルタを使用することを含むことができる。複数のフィルタは、複数の回転ディスクフィルタを含むことができる。
【0063】
ガルバニ電池は、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタを含むことができ、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、又はそれらの組み合わせを含む。導電性コネクタは、亜鉛を含むことができる。導電性コネクタは、黄銅を含むことができる。アノードとカソードとの間の直接接触（例えば、Ｍｇ／Ｃｕ又はＡｌ／Ｃｕ）は、電気抵抗を増加させ、したがって、その場所で電極によって形成されるイオン（例えば、Ｍｇ又はＡｌイオン）の量を減少させる、接触点に金属膜（例えば、保護膜）を生成し得る。アノードとカソードとの間のフェルミ準位を有する金属は、この問題を低減又は完全に回避することができ、それによって、ガルバニ電池において、より高く、より一貫性があり、より長く持続する電流及びイオン生成を提供し、電極において使用されるアルミニウム又はマグネシウムのより均質で一貫性のある溶解を提供することができる。
【0064】
いくつかの実施形態では、アノード及びカソードは、互いに直接接触し、ガルバニ電池は、電極が「無電解」構成であるように、導電性コネクタがない。無電解構成では、犠牲アノード物質は、非犠牲カソード物質上に電気化学的にめっき又は堆積されることができ、アノードとカソードとを電気的に接続するための導電性コネクタの必要性を除去する。無電解構成の様々な実施形態の１つの利点は、導電性コネクタを含む構成と比較して、より少ない金属銅を使用することができ、電極間の電気降下を減少させることができることである。
【0065】
ガルバニ電池は、１つのカソード又は複数のカソードを含むことができる。ガルバニ電池は、１つのアノード又は複数のアノードを含むことができる。ガルバニ電池は、導電性コネクタを含まなくてもよく、１つの導電性コネクタを含んでもよく、複数の導電性コネクタを含んでもよい。ガルバニ電池は、複数の導電性コネクタを含むことができ、各導電性コネクタは、アノードとカソードとを独立して電気的に接続する（例えば、直列構成ではなく並列構成で）。複数の導電性コネクタは、ガルバニ電池の外周部にほぼ均等に配置され得る。導電性コネクタは、ねじ、ボルド、ナット、ワッシャ、又はそれらの組み合わせなどのコネクタ又は締結具を含むことができる。
【0066】
ガルバニ電池は、水性組成物の単位体積当たりのガルバニ電池（複数可）の表面積が、１つ以上のガルバニ電池内の水性組成物の滞留時間中に１つ以上のガルバニ電池が水性組成物に対して所望の処理効果を有するのに十分であるような、任意の好適なサイズ又は構成であり得る。ガルバニ電池は、ガルバニ電池当たりの任意の好適な総表面積が、又は電池当たりの水性組成物に露出する総アノード表面積が、約１ｃｍ２～約１，０００，０００ｃｍ２である、約５ｃｍ２～約２００，０００ｃｍ２である、約１０ｃｍ２～約５０，０００ｃｍ２である、約２０ｃｍ２～約４０，０００ｃｍ２である、又は約１ｃｍ２以下である、又は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、又は約１，０００，０００ｃｍ２以上、未満、等しい、又はそれより大きいｃｍ２などを有することができる。ガルバニ電池は、水性組成物に露出するアノード表面積対水性組成物に露出するカソード表面積の比などの、アノード表面積対カソード表面積の比が、約０．００１～約１０、０．０１～１、０．５～２、又は約０．００１、０．００５、０．０１、０．０５、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、もしくは約１０以上などの任意の好適な比を有することができる。いくつかの実施形態では、電池は、Ａｌ表面積よりも大きいＣｕ表面積を有するＣｕ－Ａｌ電池であり得る。Ｃｕナノ粒子、Ｃｕスポンジ、Ｃｕスクリーン、多孔質若しくはエッチングされたＣｕ、又はこれらの組み合わせなどの高表面積カソード物質を使用することができる（例えば、Ａｌアノードを有するＣｕカソードに対して）。いくつかの実施形態では、アノード、カソード、又はそれらの組み合わせは、表面積を増大させるために粗面又はエッチングされた表面を含む。本明細書に記載される方法では、１、１～１，０００，０００、１～１，０００、１～２０、又は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、もしくは１，０００，０００以上、未満、等しい、又はそれより多い任意の適切な数のガルバニ電池を使用することができる。これら電池は、直列又は並列の電気的配置で使用することができる。
【0067】
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の間隔が（例えば、カソードとアノードの表面積のうち少なくとも約５０％～１００％、又は約８０％～約１００％、又は約５０％、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、又は約９９％以上、未満、等しい、又はそれより大きい％の表面積間の間隔が）、約１ｍｍ～約１１０ｍｍ、又は約２ｍｍ～約３０ｍｍ、又は約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、又は約１１０ｍｍ以上、未満、等しい、又はそれより大きい間隔を含み得る。
【0068】
ガルバニ電池は、高さ及び幅よりも小さい厚さを有する平面的な形状であり得る。ガルバニ電池は、ガルバニ電池の平面状フレームと、フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質とを含むことができ、カソード物質は、（例えば、フレームへの直接接触を介して）フレームに電気的に接続される。フレームは、ガルバニ電池の構成部材であってよい。フレームは、アノードのいずれか又は全てが存在しなくてもその形状を維持するのに構造的に十分であり得る。平面状フレーム及びそのフレームの外周部の内側に備えられるカソード物質は、両方ともカソードであり得る。
【0069】
平面状フレームは、非多孔性中実物質であり得る。平面状フレームは、フレームを形成するように組み立てられた、カソード物質製の１つ以上の帯状体であり得る。平面状フレームは、正方形又は長方形などの多角形の外周部を有することができる。平面状フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質は、多孔質カソード物質を含むことができ、それにはワイヤ、メッシュ、スクリーン、１つ以上の貫通孔を含むシート、又はそれらの組み合わせが含められる。多孔質カソード物質は、多孔質カソード物質を含むワイヤメッシュ又はワイヤスクリーンを含むことができる。平面状フレームの外周部の内側に備えられる多孔質カソード物質は、２つの平面状フレームの間に挟まれた縁部を有することができ、その２つの平面状フレームは、圧縮を介して、又は多孔質カソード物質の１つ以上の貫通孔を通過する導電性コネクタを介して、又はそれらの組合せなどを介して、１つ以上の導電性コネクタを用いて合体されかつそれらの間に多孔質カソード物質を固定する。
【0070】
ガルバニ電池は、複数対の平面状フレーム（例えば、２対～２０対、又は２対～１０対、又は２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、又は２０以上、未満、等しい、又はそれより多い数の対）を含むことができ、各対は、１つ以上の導電性コネクタを用いて合体されかつそれらの間に多孔質カソード物質を固定し、各対は、平面状フレームの外周部の内側に備えられる多孔質カソード物質を横切って広がる１つ以上のアノードによって分離される。各対の平面状フレームを互いに分離させる１つ以上のアノードは、当該アノードによって分離された各対の平面状フレームのうちの一面に直接接触することができる。各対の平面状フレームを互いに分離させる１つ以上のアノードは、当該アノードによって分離された各対の平面状フレームの一方の面と直接接触してもよく、かつ、当該アノードによって分離された各対の平面状フレームの他方の面と直接接触しなくてもよい。
【0071】
アノードは、平面状フレームの２つの縁部において平面状フレームに締結された帯状体とすることができ、アノードは、平面状フレームの２つの縁部のそれぞれで、少なくとも１つの導電性コネクタを用いて平面状フレームに固定され、アノードは、平面状フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質を横切って広がり、かつ、平面状フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質とアノード帯状体との間に間隙を形成する。アノードとカソードとは、アノードが少なくとも１つの導電性コネクタを介して平面状フレームに固定される平面状フレームの縁部のそれぞれにおいて互いに直接接触することができる。
【0072】
ガルバニ電池は、複数のアノードを含むことができ、各アノードは、フレームの面上の平面状フレームの２つの縁部において平面状フレームに締結された帯状体であり、アノードのそれぞれは、平面状フレームの２つの縁部のそれぞれで少なくとも１つの導電性コネクタを用いて平面状フレームに固定され、複数のアノードのそれぞれは、平面状フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質を横切って広がり、かつ、平面状フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質とアノード帯状体との間に間隙を形成し、複数のアノードは、互いに物理的に接触しないように、その全面が空間をおいて離れている。複数のアノードの各々は、平面状フレームの面上において、互いにほぼ平行な平面状フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質を横切って広がることができ、平面状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対して平行又は垂直であり得る。各アノードが固定される平面状フレームの２つの縁部は、平面状フレームの対向する縁部であり得る。ガルバニ電池は、平面状フレームの単一個の主面上にそのアノードの全てを有することができ、又はアノードの一部が平面状フレームの１つの主面上にあり、他のアノードがフレームの別の主面上にあることができる。
【0073】
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、多角形の外周部を有するガルバニ電池の平面状フレーム１２０と、当該フレームの外周部の内側に備えられた、当該フレームと直接接触しているワイヤメッシュ又はワイヤスクリーンである多孔質物質１３０とを含む。ガルバニ電池１１０は、複数のアノード１４０を含んでおり、各アノードは、平面状フレームの面上の平面状フレームの２つの対向する縁部において平面状フレームに締結された帯状体である。アノードの各々は、アノードの各々が互いにほぼ平行であり、平面状フレームの外周部の内側に備えられる多孔質物質を横切って広がり、平面状フレームの外周部の内側に備えられる多孔質物質とアノード帯状体との間に間隙（図示無し）を形成するように、平面状フレームの２つの縁部の各々において導電性コネクタ１５０の少なくとも１つを用いて平面状フレームに固定される。各アノードは、アノードが少なくとも１つの導電性コネクタを介して平面状フレームに固定される平面状フレームの縁部の各々においてカソードフレームに直接接触する。平面状フレーム１２０を通過するだけの導電性コネクタ（図示無し）を使用して、それらの間に多孔質物質１３０を固定することもできる。複数のアノードは、互いに物理的に接触しないようにその全面が空間をおいて離れており、その間隙（図示無し）は、約１ｍｍ～約１１０ｍｍである。
【0074】
図１Ｂは、図１Ａの右側に示された視点に沿って見た、ガルバニ電池１１０の拡大切断部端面図を示す。ガルバニ電池は、複数の対の平面状フレーム１２０を含むことができ、各対は、１つ以上の導電性コネクタ（図示無し）を用いて合体されかつそれらの間に多孔質カソード物質１３０を固定する。アノード１４０は、平面状フレーム１２０の外周部の内側に備えられる多孔質カソード物質１３０を横切って広がる。平面状フレーム１２０の各対は、アノード１４０によって分離される（そのような１つのアノードのみが図１Ｂに示される）。平面状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状フレーム１２０の各対の面に直接接触する。
【0075】
本方法は、過酸化水素などの酸化剤を水性組成物に添加することを含むことができる。０．１ｐｐｍ～１０００ｐｐｍの過酸化水素（すなわち、水性組成物中で測定される濃度で）、１ｐｐｍ～５００ｐｐｍ、１ｐｐｍ～２００ｐｐｍ、又は１０００ｐｐｍ以下及び０．１ｐｐｍ以上、０．５、１、２、３、４、５、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２５０、３００、４００、５００、６００、７００、８００、又は９００ｐｐｍなどの任意の好適な量の酸化剤、例えば過酸化水素が、水性組成物中に存在してもよく、又は水性組成物に添加されてもよい。
【0076】
カソードは、ワイヤメッシュ又はスクリーンなどの多孔質物質を含んでもよく、又は多孔質物質でもよい。カソードは平面形状を有することができる。アノードは、棒状物、板状物、又は帯状物などの平面状非多孔質体を含むことができる。ガルバニ電池は、１つのカソード又は２つ以上のカソードを含むことができる。ガルバニ電池は、１つ及び１つ以下のカソードを含むことができる。ガルバニ電池は、２つ及び２つ以下のカソードを有することができる。ガルバニ電池は、１つ及び１つ以下のアノードを含むことができる。
【0077】
カソードは、少なくとも１つの導電性コネクタを介してアノードに取り付けることができる。導電性コネクタは、溶接部、締結具、ねじ締結具、又はこれらの組み合わせなどの、本明細書に記載の任意の導電性コネクタであり得る。導電性コネクタは、ねじ、ボルト、ブラケット、ナット、ワッシャ、又はそれらの組み合わせを含むことができる。導電性コネクタは、締結用アセンブリであり得る。導電性コネクタは、カソードとアノードとの間の間隙を維持することができる。この間隙は、約１ｍｍ～約１１０ｍｍ、又は約２ｍｍ～約３０ｍｍ、又は約１１０ｍｍ以下、及び約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、又は約１０５ｍｍ以下であり得る。この間隙は、ガルバニ電池全体にわたって実質的に均一であってよい。ガルバニ電池は、アノードと、１つ以上の導電性コネクタを介してそこに固定された１つ以上のカソードとの間で直接の接触がなくてもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のガルバニ電池の導電性コネクタは、同様の物理的形態（例えば、ボルト、ナット、及び／又はワッシャ）を有するが、プラスチックなどの非導電性物質から形成された非導電性コネクタによって置き換えられ、そのような実施形態では、アノードからカソードへの別の適切な電気的接続を、例えば、ポテンショスタット又はワイヤを介して行うことができる。
【0078】
ガルバニ電池はアノードを含むことができ、アノードは平面状非多孔質体を含む。ガルバニ電池はカソードを含むことができ、カソードはワイヤメッシュを含む。カソードは、アノードの平面状非多孔質体の主面とカソードとの間に間隙が形成されるように、アノードの平面状非多孔質体の主面に平行に配置することができる。ガルバニ電池はまた、カソードをアノードに接続する少なくとも１つの導電性コネクタを含むことができ、導電性コネクタは、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する。
【0079】
ガルバニ電池は、単一個のアノード（例えば、１つを超えないアノード）を含むことができ、アノードは、平面状非多孔質体を含む。ガルバニ電池は、２つのカソードを含むことができ、各カソードはワイヤメッシュを含む。両カソードは、アノードの平面状非多孔質体の対向する両主面に平行に配置されることでそれらが間隙を形成するようにしてよい。ガルバニ電池は、カソードをアノードに接続する少なくとも１つの導電性コネクタを含むことができ、導電性コネクタは、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する。
【0080】
ガルバニ電池は、単一個のアノードを含むことができ、アノードは、Ｍｇを含み、アノードは、平面状非多孔質体を含む。ガルバニ電池は、２つのカソードを含むことができ、カソードはＣｕを含み、各カソードはワイヤメッシュを含む。両カソードは、アノードの平面状非多孔質体の対向する両主面に平行に配置されることでそれらが間隙を形成するようにしてよい。ガルバニ電池はまた、カソードをアノードに接続する少なくとも１つの導電性コネクタを含むことができ、導電性コネクタは、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する。
【0081】
ガルバニ電池は、単一個のアノードを含むことができ、アノードはＡｌを含み、アノードは平面状非多孔質体を含む。ガルバニ電池は、２つのカソードを含むことができ、カソードはＣｕを含み、各カソードはワイヤメッシュを含む。両カソードは、アノードの平面状非多孔質体の対向する両主面に平行に配置されることでそれらが間隙を形成するようにしてよい。ガルバニ電池はまた、カソードをアノードに接続する少なくとも１つの導電性コネクタを含むことができ、導電性コネクタは、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する。
【0082】
図２は、様々な実施形態によるガルバニ電池２００の側面図を示す。ガルバニ電池は、平面状非多孔質アノード２１０を含み、ワイヤメッシュカソード２２０が、カソードとアノードにおける主面との間の間隙を維持するために導電性コネクタ２３０を介して平行な構成でアノードに取り付けられている。アノードはアルミニウムプレートであってもよい。カソードは銅線メッシュであり得る。導電性コネクタは、ボルト、ナット、及びワッシャなどの黄銅締結用アセンブリであり得る。
【0083】
図３は、様々な実施形態によるガルバニ電池２００の主面を示す。ガルバニ電池は、平面状非多孔質アノード（図示無し）を含み、ワイヤメッシュカソード２２０が、カソードとアノードにおける主面との間に間隙を維持するために導電性コネクタ２３０を介して平行な構成でアノードに取り付けられている。ガルバニ電池は、ガルバニ電池を貫通する孔２４０を含む。
【0084】
図４は、様々な実施形態による、ガルバニ電池２００の側面図及び主面図を示す。ガルバニ電池は、平面状非多孔質アノード２１０を含み、ワイヤメッシュカソード２２０が、導電性コネクタ２３０を介して平行な構成でアノードに取り付けられている。ガルバニ電池は、ガルバニ電池を貫通する孔２４０を含む。
【0085】
本方法は、複数のガルバニ電池を水性組成物中に浸漬することを含み得る。複数のガルバニ電池はそれぞれ、１つ以上の構造コネクタに取り付けられ得る。構造コネクタは、ロッド、パイプ、梁、ハンガー、ブラケット、フック、又はそれらの組み合わせを含むことができる。構造コネクタは、プラスチック（例えば、ナイロン、ＰＶＣ、ポリエチレン、又はそれらの組み合わせ）等の非導電性物質を含むことができる。構造コネクタは、金属合金（例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、又は別の合金鋼）などの導電性物質を含むことができる。いくつかの実施形態では、導電性物質は、非導電性塗料（例えば、エポキシ系塗料）などの非導電性物質でコーティングされるか、又はプラスチックチューブもしくはパイプなどの非導電性物質で包まれる。構造コネクタは、エポキシ系塗料でコーティングされた炭素鋼ロッドを含むことができる。ガルバニ電池は、１つ以上の構造コネクタに取り外し可能に取り付けられ得る。ガルバニ電池はそれぞれ、１つ以上の構造コネクタから吊り下げられ得る。
【0086】
様々な実施形態において、ガルバニ電池は、それを貫通する１つ以上の孔を含むことができ、１つ以上の構造コネクタは、各ガルバニ電池内の１つ以上の孔を介してガルバニ電池に取り付けられる。
【0087】
ガルバニ電池は、複数のガルバニ電池を水性組成物に浸漬させることを含むことができ、ガルバニ電池はそれぞれ、１つ以上の構造コネクタに取り付けられる。各ガルバニ電池は、単一個のアノードを含むことができ、アノードは、Ｍｇ、Ａｌ、又はそれらの組み合わせを含み、アノードは、平面状非多孔質体を含む。各ガルバニ電池は、２つのカソードを含むことができ、カソードはＣｕを含み、各カソードはワイヤメッシュを含み、両カソードは、アノードの平面状非多孔質体の対向する両主面に平行に配置されることでそれらが間隙を形成するようにする。各ガルバニ電池は、カソードをアノードに接続する少なくとも１つの導電性コネクタを含むことができ、導電性コネクタは、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する。
【0088】
図５は、様々な実施形態による複数のガルバニ電池５００の側面図を示す。図５は、合計で１１個のガルバニ電池を示しており、各ガルバニ電池は、平面状非多孔質アノードと、カソードとアノードとの間の間隙を維持する３つの導電性コネクタを介してアノードの両側に平行な構成で取り付けられた２つのワイヤメッシュカソードとを含む。複数のガルバニ電池は、各電池の孔を貫通する支持ロッド５１０を含む。複数のガルバニ電池は、支持ロッドによって固定され、支持ロッドから吊り下げられ得る。
【0089】
図６は、電池の主面を示す、図５からの複数のガルバニ電池の側面図を示す。図６において、複数の電池の端部のフレームは、電池を支持する支持ロッドを保持する。
図７は、図６からの複数のガルバニ電池の図を示し、電池の側面、上面、及び主面を示す。電池群は、その電池群を支持する支持ロッドを持ち上げることによって、メンテナンスのために容易に取り外すことができる。
図７は、図６からの複数のガルバニ電池の図を示し、電池の側面、上面、及び主面を示す。電池群は、その電池群を支持する支持ロッドを持ち上げることによって、メンテナンスのために容易に取り外すことができる。
【0090】
採用される用語及び表現は、用語が限定ではなく説明として使用され、そのような用語及び表現の使用において、示され、記載される特徴又はその部分の任意の均等物を除く意図はないが、本発明の実施形態の範囲内で、様々な変更が可能であることは認識される。従って、本発明は、特定の実施形態及び任意選択の特徴によって具体的に開示されているが、本明細書で開示される概念の変更及び変形は、当業者によって再分類可能であり、そのような変更及び変形は、本発明の実施形態の範囲内であると考えられることを理解されたい。
【0091】
実施例。
本発明の様々な実施形態は、実例として提供される以下の実施例を参照することによってより良く理解することができる。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
本発明の様々な実施形態は、実例として提供される以下の実施例を参照することによってより良く理解することができる。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0092】
ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０３７４０５及びＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０３７４０７の実施例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
パートＩ アルミニウム帯状アノードを有する銅フレーム／メッシュカソードを有するガルバニ電池。
パートＩ アルミニウム帯状アノードを有する銅フレーム／メッシュカソードを有するガルバニ電池。
【0093】
別段の指示がない限り、銅カソード及びアルミニウムアノードを有する、実施例のこの部分で使用される小型電池については、最終サイズは５ｃｍ×２０ｃｍであり、厚さは約４ｍｍであり、それぞれ約１ｍｍの厚さを有する銅メッシュ及びアノードを使用した。アルミニウムアノードは、９９．９重量％の純アルミニウム（６０６１アルミニウム合金）であった。銅フレーム及び銅メッシュに使用した銅は、９９．９重量％の純銅であった。小型電池は、アノードが間に挟まれた一対の銅メッシュを含み、銅メッシュとアノードは、電気絶縁性プラスチックねじを使用して銅メッシュから０．５ｃｍだけ隔てられた。銅メッシュは、銅線を介して互いに電気的に接続された。アノード及びカソードは、互いに電気的に接続されなかった（マルチメータ及び周囲の水を介する以外）。水に露出する犠牲アノードのもたらされた表面積は、電池当たり約４００ｍｍ２であった。
【0094】
実施例１ 電極の相対表面積の効果。
小型のＡｌ－Ｃｕガルバニ電池を使用して、実験室での実験は、Ｃｕ電極の表面を一定に保ちながらＡｌ表面を増加させても、電池内を循環する電流に目立った変化は生じないことを示した。しかし、Ａｌ電極の表面を一定に維持しながらＣｕ電極の表面を増加させると、電池内の電流は増加する。使用した電池の側面写真を図８に示す。
小型のＡｌ－Ｃｕガルバニ電池を使用して、実験室での実験は、Ｃｕ電極の表面を一定に保ちながらＡｌ表面を増加させても、電池内を循環する電流に目立った変化は生じないことを示した。しかし、Ａｌ電極の表面を一定に維持しながらＣｕ電極の表面を増加させると、電池内の電流は増加する。使用した電池の側面写真を図８に示す。
【0095】
これらの結果は、銅表面上の反応が、電池内で起こる化学プロセス全体の開始剤であることを示唆している（例えば、これらの反応は、プロセス全体の律速段階である）。したがって、この結果は、Ｃｕのナノ粒子又はＣｕスポンジ電極、銅スクリーニング又は銅の他の高表面積形態を有する設計が、ガルバニ電池の同じ電位差（電圧）に対して生成されるアルミニウムイオンの量を増加させ得る（又は電流を増加させ得る）ので、非常に実用上重要である。
【0096】
図９Ａは、１面Ｃｕスクリーン、２面Ｃｕスクリーン、３面Ｃｕスクリーン、及び４面Ｃｕスクリーンを有する４つの異なるＡｌ－Ｃｕガルバニ電池についての電流対時間を示すプロットを示す。図９Ｂは、時間に対する図９Ａのグラフにおける電流から計算された、時間に対して生成されたアルミニウムイオンのミリグラムを示す。結果は、Ｃｕ電極の表面積を増加させると、ガルバニ電池内の電流が増加し、したがって、時間当たりに生成されるアルミニウムイオンの量が増加することを実証する。
【0097】
実施例２ 空気撹拌の効果。
小型のＡｌ－Ｃｕガルバニ電池に関する実験室規模及びパイロット規模（５０ＧＰＭ）のデータは、空気による撹拌が、水中の溶解酸素の増加に起因してカソード電極の脱分極を引き起こすことを示した。カソードでの水の分解と共に分子酸素の還元は、電流を２０～３０％増加させ、したがって、溶液から放出されるアルミニウムイオンの量を増加させる。図１０は、電流対導電率のプロットを示し、空気撹拌の使用により同じ導電率で電流が増加したことを示す。
小型のＡｌ－Ｃｕガルバニ電池に関する実験室規模及びパイロット規模（５０ＧＰＭ）のデータは、空気による撹拌が、水中の溶解酸素の増加に起因してカソード電極の脱分極を引き起こすことを示した。カソードでの水の分解と共に分子酸素の還元は、電流を２０～３０％増加させ、したがって、溶液から放出されるアルミニウムイオンの量を増加させる。図１０は、電流対導電率のプロットを示し、空気撹拌の使用により同じ導電率で電流が増加したことを示す。
【0098】
実施例３ 繊維産業。
繊維産業では、Ａｌ及びＦｅ電極が電解による電気凝固システムで使用されたときに着色剤が除去されることが報告されている。ガルバニ電池は、外部エネルギー印加がないという利点を伴って同じ効果を生じ、これは、不動態化プロセスを著しく低減し、はるかに少ないアノード消費（例えば、約１０分の１以下の消費）で動作する。本発明者らの実験室で実施された実験は、Ａｌ－Ｃｕガルバニ電池による処理が、メチルオレンジ及び２－ナフトールオレンジ（すなわち、オレンジＩＩ又はアシッドオレンジ７）などのアゾ染料などの染料分子の除去において大きな有効性を有することを検証した。加えて、織物処理プラントからの水サンプルをＡｌ－Ｃｕ電池によるガルバニック処理に供することは、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の減少及び濁度の減少を引き起こした。
繊維産業では、Ａｌ及びＦｅ電極が電解による電気凝固システムで使用されたときに着色剤が除去されることが報告されている。ガルバニ電池は、外部エネルギー印加がないという利点を伴って同じ効果を生じ、これは、不動態化プロセスを著しく低減し、はるかに少ないアノード消費（例えば、約１０分の１以下の消費）で動作する。本発明者らの実験室で実施された実験は、Ａｌ－Ｃｕガルバニ電池による処理が、メチルオレンジ及び２－ナフトールオレンジ（すなわち、オレンジＩＩ又はアシッドオレンジ７）などのアゾ染料などの染料分子の除去において大きな有効性を有することを検証した。加えて、織物処理プラントからの水サンプルをＡｌ－Ｃｕ電池によるガルバニック処理に供することは、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の減少及び濁度の減少を引き起こした。
【0099】
アゾ染料化合物オレンジＩＩは、繊維産業において広く使用されている。繊維産業からの様々な廃水は、環境規制によって許容されるよりも高い濃度でこの化合物の残留量を含有する。以下の実験作業は、ガルバニックＡｌ－Ｃｕ電池を利用した水からのオレンジＩＩ染料の除去を実証する。
【0100】
１２ｐｐｍのオレンジＩＩ及び１ｇ／ＬのＮａＣｌを含有する溶液を実験室で調製して、Ａｌ－Ｃｕガルバニ電池の除去効率を実証した。図１１は、小型のガルバニＡｌ－Ｃｕ電池と接触させながら、この溶液中で時間に応じて記録された紫外－可視（ＵＶ－ＶＩＳ）スペクトルを示す。ガルバニ電池は、染料を含有する溶液中に完全には浸されなかった。アルミニウムプレートの表面は１６０ｃｍ２であり、溶液の体積に対するアルミニウム表面積の比は０．１６２ｃｍ２／ｃｍ３であった。各分光測定を行う前に、溶液を０．４５μｍフィルタで濾過した。
【0101】
図１１において、ガルバニ電池におけるアルミニウムプレートの酸化の生成物である新たに加水分解されたアルミニウム粒子上へのオレンジＩＩ分子の吸着に起因して、時間に応じて記録されたスペクトルにおいて吸光度の減少が観察される。図１２は、時間に応じて除去されたオレンジＩＩのパーセント（紫外－可視スペクトルにおける４８６ｎｍでのシグナルから得られる）を示し、これは、懸濁液中のアルミニウム粒子上のオレンジＩＩ染料の吸着についての一次関係を示す。オレンジＩＩ染料の除去速度は、生成されたアルミニウム粒子の数に依存し、アルミニウム表面積／溶液体積比及び溶液の導電率に依存するので、グラフから計算された速度定数は見かけの速度定数である。
【0102】
可溶性染料の除去のためのガルバニックプロセスは、吸着が懸濁液中の加水分解されたアルミニウム粒子上で起こり、アルミニウムプレートの表面上では起こらないので、オレンジＩＩ染料のための従来の除去プロセスに対して著しい進歩を示す。これにより、従来のプロセスで使用されたような定置洗浄プロセス又は吸着物質の除去及び再生の必要性が無くなる。測定されたガルバニック電流に基づいて、生成されたアルミニウムの量は５～６ｐｐｍであり、初期オレンジＩＩ染料濃度の８０％を除去するのに十分であると推定した。これは、例えば、アルミニウム塩の化学的添加によって、又は電解による電気凝固のプロセスを介して生成される凝固物と比較して、アルミニウムの消費が少ないことを示す。
【0103】
実施例４ 化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の低減。
表１は、ガルバニックプロセスによる処理の様々な水性組成物の化学的酸素要求量に対する効果を示す。ガルバニック処理の間、空気を組成物に通して泡立てた。
表１は、ガルバニックプロセスによる処理の様々な水性組成物の化学的酸素要求量に対する効果を示す。ガルバニック処理の間、空気を組成物に通して泡立てた。
【0104】
【表1】
【0105】
小型のＡｌ／Ｃｕ電池を、以下のガルバニ電池で処理された処理プラント廃水以外の全ての水性組成物に使用した：電池は、銅カソード及びアルミニウムアノードを含み、最終サイズは、１０ｃｍ×１６０ｃｍであり、厚さは約６ｍｍであり、銅メッシュを使用した。アルミニウムアノードは６０６１アルミニウム合金であった。銅メッシュは９９．９％の純銅であった。電池は、アノードが間に挟まれた一対の銅メッシュを含み、銅メッシュとアノードは、黄銅ねじを使用して銅メッシュから０．５ｃｍだけ隔てられた。合計１９２個の電池を使用した。水に露出する犠牲アノードのもたらされた表面積は、電池当たり約３２００ｃｍ２であった。
【0106】
実施例５ 水からのシリカの除去。
その多様な形のシリカは動物及び人間の命に有害ではないが、いくつかの工業プロセスはその除去を必要とする。例えば、冷却塔及び蒸発塔に溶解したコロイドシリカのスケールの蓄積は、シリカファウリングのために大きな問題であり、これは、高いメンテナンスコスト、処理水の排出、ファウリング防止化学添加剤の使用、及びダウンタイムをもたらす。淡水又は飲料水処理プロセスなどの逆浸透を使用するプロセスでは、逆浸透膜へのシリカの付着は、高価な化学処理を必要とし、膜の使用時間を短くする。ガルバニ電池は、水からシリカを除去するための経済的かつ効率的な方法である。表２は、小型のＡｌ／Ｃｕ電池を用いたガルバニックプロセスを使用する合成水からのシリカ除去を示す。合成水は、５ｇのＮａＣｌ及び様々な量のＮａ２ＳｉＯ３を１０００ｍＬの水道水に添加することによって形成した。合成水のｐＨは８～８．５であった。
その多様な形のシリカは動物及び人間の命に有害ではないが、いくつかの工業プロセスはその除去を必要とする。例えば、冷却塔及び蒸発塔に溶解したコロイドシリカのスケールの蓄積は、シリカファウリングのために大きな問題であり、これは、高いメンテナンスコスト、処理水の排出、ファウリング防止化学添加剤の使用、及びダウンタイムをもたらす。淡水又は飲料水処理プロセスなどの逆浸透を使用するプロセスでは、逆浸透膜へのシリカの付着は、高価な化学処理を必要とし、膜の使用時間を短くする。ガルバニ電池は、水からシリカを除去するための経済的かつ効率的な方法である。表２は、小型のＡｌ／Ｃｕ電池を用いたガルバニックプロセスを使用する合成水からのシリカ除去を示す。合成水は、５ｇのＮａＣｌ及び様々な量のＮａ２ＳｉＯ３を１０００ｍＬの水道水に添加することによって形成した。合成水のｐＨは８～８．５であった。
【0107】
【表2】
【0108】
実施例６ 油／水型エマルションの濁度の減少。
表３は、小型のＡｌ／Ｃｕ電池を用いたガルバニックプロセスを使用した合成油／水型エマルションの濁度の減少を示す。切削油と自動車エンジン油の１：１の比（ｗｔ）の１ｍＬ混合物を１０００ｍＬの水道水と合わせ、５ｇのＮａＣｌを添加することによって合成油／水型エマルションを形成した。得られた合成油／水型エマルションはｐＨ６．６であった。ガルバニックプロセスを使用した後、得られた水を、濁度試験の前に１ミクロンの布フィルタで濾過した。表３において濁度に使用される単位は、比濁分析濁度単位（ＮＴＵ）である。濁度は、入射ビームに対して９０度で単一個の検出器を使用して測定した。
表３は、小型のＡｌ／Ｃｕ電池を用いたガルバニックプロセスを使用した合成油／水型エマルションの濁度の減少を示す。切削油と自動車エンジン油の１：１の比（ｗｔ）の１ｍＬ混合物を１０００ｍＬの水道水と合わせ、５ｇのＮａＣｌを添加することによって合成油／水型エマルションを形成した。得られた合成油／水型エマルションはｐＨ６．６であった。ガルバニックプロセスを使用した後、得られた水を、濁度試験の前に１ミクロンの布フィルタで濾過した。表３において濁度に使用される単位は、比濁分析濁度単位（ＮＴＵ）である。濁度は、入射ビームに対して９０度で単一個の検出器を使用して測定した。
【0109】
【表3】
【0110】
パートＩＩ アルミニウム帯状アノード及び銅メッシュカソードを有するガルバニ電池。
アルミニウムアノードは、９７．９重量％のＡｌ、０．６重量％のＳｉ、１重量％のＭｇ、０．２重量％のＣｒ、及び０．２８重量％のＣｕである６０６１アルミニウム合金であった。銅メッシュに使用した銅は、９９．９重量％の純銅であった。
アルミニウムアノードは、９７．９重量％のＡｌ、０．６重量％のＳｉ、１重量％のＭｇ、０．２重量％のＣｒ、及び０．２８重量％のＣｕである６０６１アルミニウム合金であった。銅メッシュに使用した銅は、９９．９重量％の純銅であった。
【0111】
実験は、Ａｌ－Ｃｕガルバニ電池の挙動に対する過酸化水素の影響を測定するために、オキーチョービー湖を原水として用いて行われた。オキーチョービー湖は、フロリダで最大の湖であり、州の南部に位置する。この湖は、他の多くの湖と同様に、過剰な栄養素で高度に汚染されている。
【0112】
２つの電極及びＡｕｔｏｌａｂ Ｐｏｔｅｎｔｉｏｓｔａｔ／Ｇａｌｖａｎｏｓｔａｔ Ｍｏｄｅｌ ＰＧＳＴＡＴ３０２Ｎを用いる線形ボルタンメトリー法を使用して、研究を行った。このガルバニ電池は、導電性コネクタの代わりに、プラスチックボルト、プラスチックナット、及びプラスチックワッシャがカソードをアノードに固定するために使用されたことを除いて、図２～４に示されたガルバニ電池と同じ物理的形態及び配置を有する。ガルバニ電池は、カソードとして働く２つの銅メッシュスクリーンと、１．８ｃｍ×１．１ｃｍ×０．５ｃｍの寸法を有し、各主面の表面積が約２ｃｍ２の中実アルミニウム棒であるアノードとを含んでいた。銅メッシュスクリーンがアノードの主面に平行になるように、かつ銅メッシュスクリーンとアノードの主面との間に３ｍｍの間隙が維持されるように、銅メッシュスクリーンを、プラスチックボルト、プラスチックナット、及びプラスチックワッシャを使用して２つの位置でアルミニウム棒に固定した。実施例のこの部分では、バッチプロセスが実施され、水の撹拌は実施されず、使用された水は、約４００μＳの導電率を有するＳ－１９１カナルからのオキーチョービー湖水であった。実施例のこの部分では、これらのガルバニ電池のうちの１つを試験した。実施例のこの部分では、カソードとアノードとを電気的に接続するポテンショスタットの使用により、本明細書に記載の導電性コネクタの代わりに非導電性プラスチックコネクタアセンブリを使用したが、ガルバニ電池の使用中に、ポテンショスタットを省略することができ、本明細書に記載の導電性コネクタをプラスチックコネクタアセンブリの代わりに使用することができる。
【0113】
線形ボルタンメトリー法は、２つの電極を使用し、（１）ガルバニ電池によって生成される電位の反対方向の印加電位差、及び（２）２つの電極間を循環する電流の順次走査に従う。印加電位が０であるとき、記録された電流は、電池内の電位差の増加が循環電流の減少を引き起こす研究条件下でのガルバニ電池の自然電流又は固有電流に対応する。外部電気抵抗を増加させることによって、電流は、印加された電位差が動作条件下のガルバニ電池の電位差に等しい状況から０値をとる。
【0114】
図１３は、様々な量の過酸化水素が添加された水中のガルバニ電池の線形ボルタモグラムを示す。図１３において、電極間に印加される電位差が０の場合、電流は過酸化水素の添加とともに直線的に増加することが観察される。また、ガルバニ電池の０電流動作電位のオフセット又は変位が、より正の電位に向かってシフトすることが観察される。過酸化水素の最初の添加は、過酸化水素の非存在下での同じ測定と比較して、約０．２Ｖのオフセット又は変位を生じる。過酸化水素をさらに添加すると、より正の電位に向かってさらに大きなオフセット又は変位が生じる。過酸化水素の添加と増加する正電位との間のこの関係は、ネルンストの式によって定義される。この挙動は、一度過酸化水素が添加されると、主なカソード反応はこの化合物の還元であり、過酸化水素の非存在下で起こる水の分解ではないことを示す。水に対する過酸化水素のより大きな酸化電位は、正の電位変位を正当化する。全ての曲線において、異なる電流対電位勾配を有する２つの領域を展開することができ、低電流における勾配は、２つの電極間の水の電気抵抗によって決定され、高電流における別の勾配は、電極の表面内又は表面上の反応速度、特にカソード反応によって決定される。過酸化水素の添加の増加は、水の抵抗に関連する区域を拡大する。電流対電位関係における律速反応が電極間の溶液の抵抗によって決定される場合、過酸化水素の添加は、一定の導電率でのガルバニ電池の電流に変化を生じない。逆に、律速段階がカソードによる過酸化水素の還元である場合、溶液中の過酸化水素の添加又は量の増加は、ガルバニ電池の電位の増加をもたらす。図１３から、過酸化水素の添加は、ガルバニ電池の電位を増加させることが明らかであり、したがって、反応のメカニズムは、水の分解とは対照的に、カソードと溶液中の過酸化水素との間にあるに違いない。
【0115】
ファラデーの法則を利用して、溶液に放出されたアルミニウムイオンの量は、ガルバニ電池内を循環する電流から計算することができる。図１４は、添加された過酸化水素の様々な量における、電極表面積の平方フィート当たりのガルバニ電池のアノード反応において生成されたアルミニウムイオンの量を示す。図１４は、図１３の最大電流値から計算された単位面積当たりに生成されたアルミニウムイオンの流量を過酸化水素の添加に応じて示す。従来の線形回帰によって得られた傾き（１．６２の正の値）は、１ｐｐｍの過酸化水素の各添加について表面単位によって生成されたアルミニウムイオンの流れを示す。この関係は、過酸化水素の添加を制御することによって、溶液中のアルミニウムイオンの濃度の完全な制御を可能にする。
【0116】
図１５は、様々な量のＯＣｌ－又はＨ２Ｏ２が添加されたガルバニ電池における電流を示す。図１５は、次亜塩素酸塩及びほぼ同等に強力な酸化剤を過酸化水素に等量置換した場合にガルバニ電池で得られた電流の比較を示す。理論的には、化合物のモル濃度に応じてＨ２Ｏ２及びＯＣｌ－の添加について得られたグラフの勾配と、移動した電子の数との間の関係は、約３までの値を有さなければならないが、過酸化水素について得られた実験値は、５．７５の値を示す。行われた実験は、ガルバニ電池において測定された電流から計算された値と、過酸化水素の添加を変えた場合の溶液中のアルミニウムイオンの濃度との比が、ほとんど１００％の一致を表すことを示す。導き出すことができる結論は、添加された過酸化水素が、銅電極の表面上でのその還元（ガルバニック反応）に起因してガルバニックプロセスを介して消費されるということであり、ＯＣｌ－を用いて実施された同じ測定は、ガルバニックプロセスを介するその消費に加えて、アルミニウム電極の直接腐食及び天然水中に存在する有機物との反応を介してさらなる消費が生じることを示す。これは、これら２つの化合物の反応生成物の回帰分析において得られた勾配値の間の差から明らかである。追加の競合反応を有するＯＣｌ－化合物を利用することと比較して、過酸化水素との直接的な一次関係のために、過酸化水素に対するカソード還元における動力学的選好性は、ガルバニックプロセスを用いて反応速度及び溶液中のアルミニウムイオンの生成を制御することを可能にする。
【0117】
過酸化水素の添加は、直接反応及び銅電極の表面上でのＯＨラジカルの生成による酸化－滅菌プロセスに有利である。
例示的な実施形態。
例示的な実施形態。
【0118】
以下の例示的な実施形態が提供され、その番号付けは、重要度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、水性組成物を処理する方法であって、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、又はこ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し、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、又はこ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水性組成物に浸漬することで、処理された水性組成物を形成することを含む方法を提供する。
実施形態１は、水性組成物を処理する方法であって、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、又はこ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し、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、又はこ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水性組成物に浸漬することで、処理された水性組成物を形成することを含む方法を提供する。
【0119】
実施形態２は、ガルバニ電池がガルバニ電池として動作される、実施形態１に記載の方法を提供する。
実施形態３は、ガルバニ電池のアノードとカソードとの間に外部電位を印加しないことを含む、実施形態１～２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態３は、ガルバニ電池のアノードとカソードとの間に外部電位を印加しないことを含む、実施形態１～２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0120】
実施形態４は、アノードとカソードとの間に印加される外部電位が０Ｖである、実施形態１～３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態５は、アノードとカソードとの間の電位が、ガルバニ電池のガルバニック腐食電位に等しい、実施形態１～４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態５は、アノードとカソードとの間の電位が、ガルバニ電池のガルバニック腐食電位に等しい、実施形態１～４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0121】
実施形態６は、水性組成物中のエマルションを除去又は減少させるか、水性組成物から懸濁固体を凝固及び／又は沈殿させるか、水性組成物中の１つ以上の有機化合物を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中の１つ以上の無機化合物を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中の１つ以上の染料及び／又はインクを除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中の１つ以上の金属を除去又はその濃度を低下させるか、１つ以上の重金属を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中の１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中のフッ化物を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中の硫化物を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物中のヒ素を除去又はその濃度を低下させるか、水性組成物の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を減少させるか、水性組成物の濁度を減少させるか、水性組成物中のシリカ（例えば、ＳｉＯ３
２－）を除去又はその濃度を低下させるか、又はこれらの組み合わせである、実施形態１～５のいずれか１つに記載の方法を提供する。例えば、本方法は、水性組成物中のＳｉＯ３
２－の濃度を、１％～１００％、又は２０％～９０％、又は３０％～８０％、又は４０％～７０％、又は１００％以下及び１％、２、３、４、５、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８２、８４、８６、８８、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．９、又は９９．９９％以上低下させることができる。
【0122】
実施形態７は、水性組成物が、食品加工、埋立地、洗濯プロセス（例えば、洗剤廃水）、工業パルプもしくは紙プロセス、工業採掘プロセス、工業織物プロセス、金属処理プロセス、金属研磨プロセス、金属加工プロセス、なめし産業における工業プロセス、石油工業プロセス、海洋廃水、又はこれらの組み合わせからの廃水及び／又は廃液を含む、実施形態１～６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0123】
実施形態８は、水性組成物が、環境中の水の天然源、飲料水、産業廃水、産業冷却水、又はそれらの組み合わせを含む源から採取された水を含む、実施形態１～７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0124】
実施形態９は、水性組成物中のエマルションを除去又は減少させる、実施形態１～８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１０は、水性組成物が油／水型エマルション、水／油型エマルション、及び／又はラテックスエマルションを含み、処理された水性組成物が、水性組成物より少ない油／水型エマルション、水／油型エマルション、及び／又はラテックスエマルションを含む、実施形態９の方法を提供する。
実施形態１０は、水性組成物が油／水型エマルション、水／油型エマルション、及び／又はラテックスエマルションを含み、処理された水性組成物が、水性組成物より少ない油／水型エマルション、水／油型エマルション、及び／又はラテックスエマルションを含む、実施形態９の方法を提供する。
【0125】
実施形態１１は、水性組成物から懸濁固体を凝固及び／又は沈殿させる、実施形態１～１０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１２は、水性組成物が懸濁固体粒子を含み、処理された水性組成物が水性組成物よりも低い濃度の懸濁固体粒子を有する、実施形態１１に記載の方法を提供する。
実施形態１２は、水性組成物が懸濁固体粒子を含み、処理された水性組成物が水性組成物よりも低い濃度の懸濁固体粒子を有する、実施形態１１に記載の方法を提供する。
【0126】
実施形態１３は、処理された水性組成物から凝固した物質及び／又は沈殿物を除去することをさらに含む、実施形態１１～１２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１４は、除去することが、デカンテーション、沈降、濾過、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態１３に記載の方法を提供する。
実施形態１４は、除去することが、デカンテーション、沈降、濾過、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態１３に記載の方法を提供する。
【0127】
実施形態１５は、水性組成物中の１つ以上の有機化合物を除去するか、又はその濃度を低下させる、実施形態１～１４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１６は、処理された水性組成物が、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の有機化合物を有する、実施形態１５に記載の方法を提供する。
実施形態１６は、処理された水性組成物が、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の有機化合物を有する、実施形態１５に記載の方法を提供する。
【0128】
実施形態１７は、有機化合物を化学的に変換し、有機化合物を分解し、有機化合物を酸化し、有機化合物を還元し、有機化合物を沈殿させ、有機化合物を凝固させ、有機化合物を酸素と反応させ、有機化合物を塩素と反応させ、有機化合物をアノード及び／又はカソードで生成された１つ以上のイオンと反応させる、又はこれらの組み合わせである、実施形態１５～１６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0129】
実施形態１８は、水性組成物中の１つ以上の無機化合物を除去するか、又はその濃度を低下させる、実施形態１～１７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１９は、処理された水性組成物が、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の無機化合物を有する、実施形態１８に記載の方法を提供する。
実施形態１９は、処理された水性組成物が、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の無機化合物を有する、実施形態１８に記載の方法を提供する。
【0130】
実施形態２０は、無機化合物を化学的に変換し、無機化合物を分解し、無機化合物を酸化し、無機化合物を還元し、無機化合物を沈殿させ、無機化合物を凝固させ、無機化合物を酸素と反応させ、無機化合物を塩素と反応させ、無機化合物をアノード及び／又はカソードで生成された１つ以上のイオンと反応させる、又はこれらの組み合わせである、実施形態１８～１９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0131】
実施形態２１は、水性組成物中の１つ以上の染料及び／又はインクを除去するか、又はその濃度を減少させる、実施形態１～２０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態２２は、処理された水性組成物が、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の染料及び／又はインクを有する、実施形態２１に記載の方法を提供する。
実施形態２２は、処理された水性組成物が、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の染料及び／又はインクを有する、実施形態２１に記載の方法を提供する。
【0132】
実施形態２３は、１つ以上の染料及び／又はインクを化学的に変換し、１つ以上の染料及び／又はインクを分解し、１つ以上の染料及び／又はインクを酸化し、１つ以上の染料及び／又はインクを還元し、１つ以上の染料及び／又はインクを沈殿させ、１つ以上の染料及び／又はインクを凝固させ、１つ以上の染料及び／又はインクを酸素と反応させ、１つ以上の染料及び／又はインクを塩素と反応させ、１つ以上の染料及び／又はインクをアノード及び／又はカソードで生成された１つ以上のイオンと反応させる、又はそれらの組み合わせである、実施形態２１～２２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0133】
実施形態２４は、水性組成物中の１つ以上の金属を除去するか、又はその濃度を低下させる、実施形態１～２３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態２５は、処理された水性組成物が、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の金属を有する、実施形態２４に記載の方法を提供する。
実施形態２５は、処理された水性組成物が、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の金属を有する、実施形態２４に記載の方法を提供する。
【0134】
実施形態２６は、１つ以上の金属を化学的に変換し、１つ以上の金属を分解し、１つ以上の金属を酸化し、１つ以上の金属を還元し、１つ以上の金属を沈殿させ、１つ以上の金属を凝固させ、１つ以上の金属を酸素と反応させ、１つ以上の金属を塩素と反応させ、１つ以上の金属をアノード及び／又はカソードで生成された１つ以上のイオンと反応させる、又はそれらの組み合わせである、実施形態２４～２５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0135】
実施形態２７は、１つ以上の重金属を除去するか、又はその濃度を低下させる、実施形態１～２６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態２８は、処理された水性組成物が、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の重金属を有する、実施形態２７に記載の方法を提供する。
実施形態２８は、処理された水性組成物が、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の重金属を有する、実施形態２７に記載の方法を提供する。
【0136】
実施形態２９は、１つ以上の重金属を化学的に変換し、１つ以上の重金属を分解し、１つ以上の重金属を酸化し、１つ以上の重金属を還元し、１つ以上の重金属を沈殿させ、１つ以上の重金属を凝固させ、１つ以上の重金属を酸素と反応させ、１つ以上の重金属を塩素と反応させ、１つ以上の重金属をアノード及び／又はカソードで生成された１つ以上のイオンと反応させる、又はそれらの組み合わせである。実施形態２７～２８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0137】
実施形態３０は、水性組成物中の１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を除去するか、又はその濃度を低下させる、実施形態１～２９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態３１は、処理された水性組成物が、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を有する、実施形態３０に記載の方法を提供する。
実施形態３１は、処理された水性組成物が、水性組成物よりも低い濃度の１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を有する、実施形態３０に記載の方法を提供する。
【0138】
実施形態３２は、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を化学的に変換し、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を分解し、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を酸化し、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を還元し、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を沈殿させ、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を凝固させ、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を酸素と反応させ、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質を塩素と反応させ、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質をアノード及び／又はカソードで生成された１つ以上のイオンと反応させる、又はそれらの組み合わせである、実施形態３０～３１のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0139】
実施形態３３は、水性組成物中のフッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを除去するか、又はその濃度を低下させる、実施形態１～３２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0140】
実施形態３４は、処理された水性組成物が、水性組成物よりも低い濃度のフッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを有する、実施形態３３に記載の方法を提供する。
実施形態３５は、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを化学的に変換し、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを分解し、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを酸化し、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを還元し、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを沈殿させ、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを凝固させ、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを酸素と反応させ、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを塩素と反応させ、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせをアノード及び／又はカソードで発生した１つ以上のイオンと反応させる、又はこれらの組み合わせである、実施形態３３～３４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態３５は、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを化学的に変換し、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを分解し、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを酸化し、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを還元し、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを沈殿させ、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを凝固させ、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを酸素と反応させ、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを塩素と反応させ、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせをアノード及び／又はカソードで発生した１つ以上のイオンと反応させる、又はこれらの組み合わせである、実施形態３３～３４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0141】
実施形態３６は、水性組成物の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を低減する、実施形態１～３５のいずれか１つに記載の方法を提供する。例えば、本方法は、水性組成物のＣＯＤを、１％～１００％、又は１％～９９％、又は３％～９５％、又は５％～８５％、又は１００％以下及び１％、２、３、４、５、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８２、８４、８６、８８、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．９、又は９９．９９％以上低減することができる。
【0142】
実施形態３７は、水性組成物の濁度を低下させる、実施形態１～３６のいずれか１つに記載の方法を提供する。例えば、本方法は、水性組成物（例えば、油／水型又は水／油型エマルション）の濁度を、１％～１００％、又は１％～９９．９９％、又は８０％～９９．９９９％、又は９０％～９９．９９９％、又は１００％以下及び１％、２、３、４、５、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８２、８４、８６、８８、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．９、又は９９．９９％以上低減させることができる。
【0143】
実施形態３８は、水性組成物へのガルバニ電池の浸漬が、水性組成物からの物質とアノードからの物質とを含む塩を形成する、実施形態１～３７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0144】
実施形態３９は、塩が水酸化物塩を含む、実施形態３８に記載の方法を提供する。
実施形態４０は、処理された水性組成物から塩を除去することをさらに含む、実施形態３８～３９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態４０は、処理された水性組成物から塩を除去することをさらに含む、実施形態３８～３９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0145】
実施形態４１は、水性組成物が、溶解した遷移金属、ポスト遷移金属、半金属、又はこれらの組み合わせを含み、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する間に、遷移金属、ポスト遷移金属、又は半金属を含む水酸化物塩を形成することをさらに含む、実施形態１～４０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0146】
実施形態４２は、処理された水性組成物から塩を除去することをさらに含む、実施形態４１に記載の方法を提供する。
実施形態４３は、遷移金属、ポスト遷移金属、又は半金属が、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｆ、Ｄｂ、Ｓｇ、Ｂｈ、Ｈｓ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏ、Ｃｎ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｔ、又はそれらの組み合わせである、実施形態４１～４２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態４３は、遷移金属、ポスト遷移金属、又は半金属が、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｆ、Ｄｂ、Ｓｇ、Ｂｈ、Ｈｓ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏ、Ｃｎ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｔ、又はそれらの組み合わせである、実施形態４１～４２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0147】
実施形態４４は、遷移金属、ポスト遷移金属、又は半金属が、Ｈｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｓ、又はそれらの組み合わせである、実施形態４１～４３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0148】
実施形態４５は、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する間に、アノードにおいてＨ２及びＨＯ－を形成することを含む、実施形態１～４４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0149】
実施形態４６は、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する間に、カソードにおいてＨ２及びＨＯ－を形成することを含む、実施形態１～４５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0150】
実施形態４７は、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する間に、カソードにおいてＨ２Ｏ２、ＨＯ２
－、又はそれらの組み合わせを形成することを含む、実施形態１～４６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0151】
実施形態４８は、酸、塩基、又はそれらの組み合わせを水性組成物に添加して、そのｐＨを調整することをさらに含む、実施形態１～４７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0152】
実施形態４９は、酸、塩基、又はそれらの組み合わせが、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する前、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する間、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬した後、又はそれらの組み合わせで、水性組成物に添加される、実施形態４８に記載の方法を提供する。
【0153】
実施形態５０は、水性組成物を再循環させて、水性組成物をガルバニ電池と複数回接触させることをさらに含む、実施形態１～４９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態５１は、水性組成物へのガルバニ電池の浸漬が部分的浸漬を含む、実施形態１～５０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態５１は、水性組成物へのガルバニ電池の浸漬が部分的浸漬を含む、実施形態１～５０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0154】
実施形態５２は、水性組成物へのガルバニ電池の浸漬が完全浸漬を含む、実施形態１～５１のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態５３は、複数のガルバニ電池を水性組成物に浸漬することを含む、実施形態１～５２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態５３は、複数のガルバニ電池を水性組成物に浸漬することを含む、実施形態１～５２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0155】
実施形態５４は、カソードがＣｕを含み、アノードがＭｇを含む、実施形態１～５３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態５５は、カソードがＣｕを含み、アノードがＡｌを含む、実施形態１～５４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態５５は、カソードがＣｕを含み、アノードがＡｌを含む、実施形態１～５４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0156】
実施形態５６は、カソードがＣｕを含む、実施形態１～５５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態５７は、カソードが実質的にＣｕ以外の物質を含まない、実施形態１～５６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態５７は、カソードが実質的にＣｕ以外の物質を含まない、実施形態１～５６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0157】
実施形態５８は、カソードが約５０重量％～約１００重量％のＣｕである、実施形態１～５７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態５９は、カソードが約９０重量％～約１００重量％のＣｕである、実施形態１～５８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態５９は、カソードが約９０重量％～約１００重量％のＣｕである、実施形態１～５８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0158】
実施形態６０は、カソードが、Ｃｕ合金、Ｆｅ合金、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態１～５９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態６１は、カソードが、Ｎｉ－Ｃｕ合金、Ｎｉ－Ｆｅ合金、Ｃｕ－Ｆｅ合金、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態１～６０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態６１は、カソードが、Ｎｉ－Ｃｕ合金、Ｎｉ－Ｆｅ合金、Ｃｕ－Ｆｅ合金、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態１～６０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0159】
実施形態６２は、アノードがＡｌを含む、実施形態１～６１のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態６３は、アノードが実質的にＡｌ以外の物質を含まない、実施形態１～６２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態６３は、アノードが実質的にＡｌ以外の物質を含まない、実施形態１～６２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0160】
実施形態６４は、アノードが約５０重量％～約１００重量％のＡｌである、実施形態１～６３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態６５は、アノードが約９０重量％～約１００重量％のＡｌである、実施形態１～６４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態６５は、アノードが約９０重量％～約１００重量％のＡｌである、実施形態１～６４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0161】
実施形態６６は、アノードが、Ｍｇ及びＡｌを含む合金を含む、実施形態１～６５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態６７は、Ｍｇ及びＡｌがアノードの約５０重量％～約１００重量％である、実施形態１～６６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態６７は、Ｍｇ及びＡｌがアノードの約５０重量％～約１００重量％である、実施形態１～６６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0162】
実施形態６８は、アノードが実質的にＭｇ、Ｍｇ合金、及びＡｌ以外の物質を含まない、実施形態１～６７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態６９は、アノードが、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、又はそれらの組み合わせをさらに含む、実施形態１～６８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態６９は、アノードが、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、又はそれらの組み合わせをさらに含む、実施形態１～６８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0163】
実施形態７０は、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、又はそれらの組み合わせが、アノードの約０．０００１重量％～約２０重量％である、実施形態６９に記載の方法を提供する。
実施形態７１は、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、又はそれらの組み合わせが、アノードの約０．０００１重量％～約５重量％である、実施形態６９～７０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態７１は、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、又はそれらの組み合わせが、アノードの約０．０００１重量％～約５重量％である、実施形態６９～７０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0164】
実施形態７２は、アノードがＭｇを含む、実施形態１～７１のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態７３は、アノードが実質的にＭｇ又はその合金以外の物質を含まない、実施形態１～７２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態７３は、アノードが実質的にＭｇ又はその合金以外の物質を含まない、実施形態１～７２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0165】
実施形態７４は、アノードが約５０重量％～約１００重量％のＭｇ又はその合金である、実施形態１～７３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態７５は、アノードが約９０重量％～約１００重量％のＭｇ又はその合金である、実施形態１～７４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態７５は、アノードが約９０重量％～約１００重量％のＭｇ又はその合金である、実施形態１～７４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0166】
実施形態７６は、ガルバニ電池のアノード及びカソードが互いに直接接触する、実施形態１～７５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態７７は、カソードが、アノードの仕事関数よりも大きい仕事関数を有する、実施形態１～７６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態７７は、カソードが、アノードの仕事関数よりも大きい仕事関数を有する、実施形態１～７６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0167】
実施形態７８は、ガルバニ電池が、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタをさらに備え、導電性コネクタが、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態１～７７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0168】
実施形態７９は、導電性コネクタが、アノードの仕事関数とカソードの仕事関数との間の仕事関数を有する、実施形態７８に記載の方法を提供する。
実施形態８０は、導電性コネクタがＣｕを含む、実施形態７８～７９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態８０は、導電性コネクタがＣｕを含む、実施形態７８～７９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0169】
実施形態８１は、導電性コネクタがＺｎを含む、実施形態７８～８０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態８２は、導電性コネクタが、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む、実施形態７８～８１のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態８２は、導電性コネクタが、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む、実施形態７８～８１のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0170】
実施形態８３は、導電性コネクタが黄銅を含む、実施形態７８～８２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態８４は、導電性コネクタが黄銅を含み、導電性コネクタが実質的に他の物質を含まない、実施形態７８～８３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態８４は、導電性コネクタが黄銅を含み、導電性コネクタが実質的に他の物質を含まない、実施形態７８～８３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0171】
実施形態８５は、ガルバニ電池が複数の導電性コネクタを備え、各導電性コネクタが独立してアノードとカソードとを電気的に接続する、実施形態７８～８４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0172】
実施形態８６は、複数の導電性コネクタがガルバニ電池の外周部にほぼ均等に配置される、実施形態８５に記載の方法を提供する。
実施形態８７は、導電性コネクタが、ねじ、ボルト、ナット、ワッシャ、又はそれらの組み合わせを備える、実施形態７８～８６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態８７は、導電性コネクタが、ねじ、ボルト、ナット、ワッシャ、又はそれらの組み合わせを備える、実施形態７８～８６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0173】
実施形態８８は、導電性コネクタが、ねじ又はボルトを備える、実施形態７８～８７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態８９は、ガルバニ電池が複数のカソードを備える、実施形態１～８８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態８９は、ガルバニ電池が複数のカソードを備える、実施形態１～８８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0174】
実施形態９０は、ガルバニ電池が複数のアノードを備える、実施形態１～８９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態９１は、ガルバニ電池のカソード表面積に対するアノード表面積の比が約０．００１～約１０である、実施形態１～９０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態９１は、ガルバニ電池のカソード表面積に対するアノード表面積の比が約０．００１～約１０である、実施形態１～９０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0175】
実施形態９２は、ガルバニ電池のカソード表面積に対するアノード表面積の比が約０．０１～約１である、実施形態１～９１のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態９３は、カソードが、粗面又はエッチングされた表面を含む、実施形態１～９２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態９３は、カソードが、粗面又はエッチングされた表面を含む、実施形態１～９２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0176】
実施形態９４は、水性組成物へのガルバニ電池の浸漬の間の水性組成物の導電率が約１００μＳ～約１，０００，０００μＳである、実施形態１～９３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0177】
実施形態９５は、水性組成物へのガルバニ電池の浸漬の間の水性組成物の導電率が約３００μＳ～約１００，０００μＳである、実施形態１～９４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0178】
実施形態９６は、導電率が約１００μＳ～約１，２００μＳであるように水性組成物の導電率を調節することをさらに含む、実施形態１～９５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0179】
実施形態９７は、水性組成物の導電率を調節することが、新しい水性組成物のガルバニ電池への導入速度を調節することを含む、実施形態９６に記載の方法を提供する。
実施形態９８は、水性組成物の伝導率を調節することが、１つ以上の塩を水性組成物に添加することを含む、実施形態９６～９７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態９８は、水性組成物の伝導率を調節することが、１つ以上の塩を水性組成物に添加することを含む、実施形態９６～９７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0180】
実施形態９９は、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する前、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する間、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬した後、又はこれらの組み合わせで、塩が水性組成物に添加される、実施形態９８に記載の方法を提供する。
【0181】
実施形態１００は、水性組成物の導電率を調節するために水性組成物に添加される１つ以上の塩が、ハロゲン塩、ナトリウム塩、カリウム塩、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態９８～９９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0182】
実施形態１０１は、水性組成物の導電率を調節するために水性組成物に添加される１つ以上の塩が、塩化ナトリウムを含む、実施形態９８～１００のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0183】
実施形態１０２は、処理された水性組成物をガルバニ電池から分離することをさらに含む、実施形態１～１０１のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１０３は、アノードが犠牲アノードである、実施形態１～１０２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１０３は、アノードが犠牲アノードである、実施形態１～１０２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0184】
実施形態１０４は、ガルバニ電池を水性組成物に浸漬する間に、水性組成物にせん断を加えることをさらに含む、実施形態１～１０３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１０５は、水性組成物にせん断を加えることが、水性組成物を介して空気をバブリングすることを含む、実施形態１０４に記載の方法を提供する。
実施形態１０５は、水性組成物にせん断を加えることが、水性組成物を介して空気をバブリングすることを含む、実施形態１０４に記載の方法を提供する。
【0185】
実施形態１０６は、せん断が、アノード、カソード、又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つかの気泡を除去するのに十分である、実施形態１０４～１０５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0186】
実施形態１０７は、せん断が、アノード及び／又はカソードの表面における酸化物形成を少なくとも部分的に防止するのに十分である、実施形態１０４～１０６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0187】
実施形態１０８は、せん断が、アノード及び／又はカソードの表面上の１つ以上の物質の凝集を少なくとも部分的に防止するのに十分である、実施形態１０４～１０７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0188】
実施形態１０９は、ガルバニ電池が平面状である、実施形態１～１０８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１１０は、ガルバニ電池が、ガルバニ電池の高さ及び幅よりも小さい厚さを有する、実施形態１～１０９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１１０は、ガルバニ電池が、ガルバニ電池の高さ及び幅よりも小さい厚さを有する、実施形態１～１０９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0189】
実施形態１１１は、カソードが、ガルバニ電池の平面状フレームと、フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質とを含み、カソード物質がフレームに電気的に接続されている、実施形態１～１１０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0190】
実施形態１１２は、フレームが、ガルバニ電池の構成部材であり、フレームは、カソード物質を含み、フレームは、アノードのいずれか又は全てが存在しなくてもその形状を維持するのに構造的に十分である、実施形態１１１に記載の方法を提供する。
【0191】
実施形態１１３は、平面状フレームが非多孔質中実物質である、実施形態１１１～１１２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１１４は、平面状フレームがカソード物質の１つ以上の帯状体である、実施形態１１１～１１３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１１４は、平面状フレームがカソード物質の１つ以上の帯状体である、実施形態１１１～１１３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0192】
実施形態１１５は、平面状フレームが多角形の外周部を有する、実施形態１１１～１１４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１１６は、平面状フレームが正方形又は長方形である、実施形態１１１～１１５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１１６は、平面状フレームが正方形又は長方形である、実施形態１１１～１１５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0193】
実施形態１１７は、平面状フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質が、多孔質カソード物質を含む、実施形態１１１～１１６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0194】
実施形態１１８は、多孔質カソード物質が、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、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態１１７に記載の方法を提供する。
【0195】
実施形態１１９は、多孔質カソード物質が、多孔質カソード物質を含むワイヤメッシュ又はワイヤスクリーンを含む、実施形態１１７～１１８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0196】
実施形態１２０は、ガルバニ電池は、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタをさらに備え、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、又はそれらの組み合わせを含み、平面状フレームの外周部の内側に備えられる多孔質カソード物質は、２つの平面状フレームの間に挟まれた縁部を有し、その２つの平面状フレームは、１つ以上の導電性コネクタを用いて合体されかつそれらの間に多孔質カソード物質を固定する、実施形態１１７～１１９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0197】
実施形態１２１は、ガルバニ電池が、複数の対の平面状フレームを備え、各対は、１つ以上の導電性コネクタを用いて合体されかつそれらの間に多孔質カソード物質を固定し、各対は、平面状フレームの外周部の内側に備えられる多孔質カソード物質を横切って広がる１つ以上のアノードによって分離される、実施形態１１７～１２０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0198】
実施形態１２２は、平面状フレームの各対を互いに分離する１つ以上のアノードが、それによって分離される平面状フレームの各対の面に直接接触する、実施形態１２１に記載の方法を提供する。
【0199】
実施形態１２３は、平面状フレームの各対を互いに分離する１つ以上のアノードが、それによって分離される平面状フレームの各対の一方の面に直接接触し、それによって分離される平面状フレームの各対の他方の面と直接接触しない、実施形態１２１～１２２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0200】
実施形態１２４は、ガルバニ電池が、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタをさらに備え、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、又はそれらの組み合わせを含み、アノードは、平面状フレームの２つの縁部において平面状フレームに締結された帯状体であり、アノードは、平面状フレームの２つの縁部のそれぞれにおいて導電性コネクタの少なくとも１つを用いて平面状フレームに固定され、アノードは、平面状フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質を横切って広がり、平面状フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質とアノード帯状体との間に間隙を形成する、実施形態１１７～１２３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0201】
実施形態１２５は、アノードが少なくとも１つの導電性コネクタを介して平面状フレームに固定される平面状フレームの縁部のそれぞれにおいて、アノード及びカソードが互いに直接接触する、実施形態１２４に記載の方法を提供する。
【0202】
実施形態１２６は、ガルバニ電池が、アノードとカソードとを電気的に接続する導電性コネクタをさらに備え、導電性コネクタは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、又はそれらの組み合わせを含み、ガルバニ電池は、複数のアノードを備え、各アノードはフレームの面上の平面状フレームの２つの縁部において平面状フレームに締結された帯状体であり、アノードの各々は平面状フレームの２つの縁部の各々において導電性コネクタの少なくとも１つを用いて平面状フレームに固定され、アノードの各々は平面状フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質を横切って広がり、平面状フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質とアノード帯状体との間に間隙を形成し、複数のアノードが互いに物理的に接触しないようにその全面が空間をおいて離れている、実施形態１１７～１２５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0203】
実施形態１２７は、アノードの各々が、面上で互いにほぼ平行な平面状フレームの外周部の内側に備えられるカソード物質を横切って広がる、実施形態１２６に記載の方法を提供する。
【0204】
実施形態１２８は、各アノードが固定される平面状フレームの２つの縁部が、平面状フレームの対向する縁部である、実施形態１２６～１２７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0205】
実施形態１２９は、アノードの全てが、平面状フレームの単一の主面上にある、実施形態１２６～１２８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１３０は、いくつかのアノードが、平面状フレームの一方の主面上にあり、他のアノードが、フレームの別の主面上にある、実施形態１２６～１２９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１３０は、いくつかのアノードが、平面状フレームの一方の主面上にあり、他のアノードが、フレームの別の主面上にある、実施形態１２６～１２９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0206】
実施形態１３１は、ガルバニ電池が、カソードであって、カソードは多角形の外周部を有するガルバニ電池の平面状フレームと、フレームに直接接触するワイヤメッシュ又はワイヤスクリーンである、フレームの外周部の内側に備えられる多孔質材料とを含むカソードと、複数のアノードであって、各アノードが平面状フレームの面上の平面状フレームの２つの対向する縁部において平面状フレームに締結された帯状体であり、アノードの各々が平面状フレームの２つの縁部の各々において導電性コネクタの少なくとも１つによって平面状フレームに固定され、その結果、アノードの各々が互いにほぼ並行であり、平面フレームの外周部の内側に備えられる多孔質物質を横切って広がり、平面状フレームの外周部の内側に備えられる多孔質物質とアノード帯状体との間に間隙を形成し、アノードが少なくとも１つの導電性コネクタを介して平面状フレームに固定された平面状フレームの縁部の各々において、各アノードがカソードフレームに直接接触し、複数のアノードは互いに物理的に接触しないように平面状フレームの全面で、空間をおいて離れており、その間隙は約１ｍｍ～約１１０ｍｍである複数のアノードとを備える、実施形態１２６～１３０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0207】
実施形態１３２は、過酸化水素を水性組成物に添加することをさらに含む、実施形態１～１３１のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１３３は、０．１ｐｐｍ～１０００ｐｐｍの過酸化水素を水性組成物に添加することを含む、実施形態１３２に記載の方法を提供する。
実施形態１３３は、０．１ｐｐｍ～１０００ｐｐｍの過酸化水素を水性組成物に添加することを含む、実施形態１３２に記載の方法を提供する。
【0208】
実施形態１３４は、１ｐｐｍ～５００ｐｐｍの過酸化水素を水性組成物に添加することを含む、実施形態１３２～１３３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１３５は、１ｐｐｍ～２００ｐｐｍの過酸化水素を水性組成物に添加することを含む、実施形態１３２～１３４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１３５は、１ｐｐｍ～２００ｐｐｍの過酸化水素を水性組成物に添加することを含む、実施形態１３２～１３４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0209】
実施形態１３６は、カソードが多孔質物質を含む、実施形態１～１３５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１３７は、ガルバニ電池が２つ以上のカソードを備える、実施形態１～１３６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１３７は、ガルバニ電池が２つ以上のカソードを備える、実施形態１～１３６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0210】
実施形態１３８は、ガルバニ電池が２つ以下のカソードを備える、実施形態１～１３７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１３９は、カソードがワイヤメッシュを含む、実施形態１～１３８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１３９は、カソードがワイヤメッシュを含む、実施形態１～１３８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0211】
実施形態１４０は、アノードが平面状非多孔質形態を含む、実施形態１～１３９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１４１は、アノードが帯状体を含む、実施形態１～１４０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１４１は、アノードが帯状体を含む、実施形態１～１４０のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0212】
実施形態１４２は、ガルバニ電池が１つ以下のアノードを含む、実施形態１～１４１のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１４３は、カソードが少なくとも１つの導電性コネクタを介してアノードに取り付けられる、実施形態１～１４２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１４３は、カソードが少なくとも１つの導電性コネクタを介してアノードに取り付けられる、実施形態１～１４２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0213】
実施形態１４４は、導電性コネクタが、溶接部、締結具、ねじ締結具、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態１４３に記載の方法を提供する。
実施形態１４５は、導電性コネクタが、ねじ、ボルト、ブラケット、ナット、ワッシャ、又はそれらの組み合わせを備える、実施形態１４３～１４４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１４５は、導電性コネクタが、ねじ、ボルト、ブラケット、ナット、ワッシャ、又はそれらの組み合わせを備える、実施形態１４３～１４４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0214】
実施形態１４６は、導電性コネクタがカソードとアノードとの間に間隙を維持し、間隙が約１ｍｍ～約１１０ｍｍである、実施形態１４３～１４５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0215】
実施形態１４７は、ガルバニ電池が、平面状非多孔質体を含むアノードと、ワイヤメッシュを含むカソードであって、アノードの平面状非多孔質体の主面とカソードとの間に間隙が形成されるようにアノードの平面状非多孔質体の主面に平行に配置されるカソードと、カソードをアノードに接続し、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する少なくとも１つの導電性コネクタとを含む、実施形態１～１４６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0216】
実施形態１４８は、ガルバニ電池が、平面状非多孔質体を含む単一個のアノードと、２つのカソードであって、各カソードがワイヤメッシュを含み、両カソードが、アノードの平面状非多孔質体の対向する両主面上に配置されることでそれらが間隙を形成する、２つのカソードと、カソードをアノードに接続し、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する少なくとも１つの導電性コネクタとを含む、実施形態１～１４７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0217】
実施形態１４９は、方法が複数のガルバニ電池を水性組成物に浸漬することを含む、実施形態１～１４８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１５０は、ガルバニ電池がそれぞれ１つ以上の構造コネクタに取り付けられる、実施形態１４９に記載の方法を提供する。
実施形態１５０は、ガルバニ電池がそれぞれ１つ以上の構造コネクタに取り付けられる、実施形態１４９に記載の方法を提供する。
【0218】
実施形態１５１は、構造コネクタが、ロッド、パイプ、梁、ハンガー、ブラケット、フック、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態１５０に記載の方法を提供する。
実施形態１５２は、構造コネクタが、非導電性物質を含むか、又は非導電性物質でコーティングされるか、又は非導電性物質によって包まれた導電性物質を含む、実施形態１５０～１５１のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１５２は、構造コネクタが、非導電性物質を含むか、又は非導電性物質でコーティングされるか、又は非導電性物質によって包まれた導電性物質を含む、実施形態１５０～１５１のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0219】
実施形態１５３は、構造コネクタが、非導電性塗料でコーティングされた鋼ロッドを含む、実施形態１５０～１５２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１５４は、ガルバニ電池が、１つ以上の構造コネクタに取り外し可能に取り付けられる、実施形態１５０～１５３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１５４は、ガルバニ電池が、１つ以上の構造コネクタに取り外し可能に取り付けられる、実施形態１５０～１５３のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0220】
実施形態１５５は、ガルバニ電池がそれぞれ、１つ以上の構造コネクタから吊り下げられている、実施形態１５０～１５４のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１５６は、ガルバニ電池が、ガルバニ電池を貫通する１つ以上の孔を有し、１つ以上の構造コネクタが、各ガルバニ電池の１つ以上の孔を介してガルバニ電池に取り付けられる、実施形態１５０～１５５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１５６は、ガルバニ電池が、ガルバニ電池を貫通する１つ以上の孔を有し、１つ以上の構造コネクタが、各ガルバニ電池の１つ以上の孔を介してガルバニ電池に取り付けられる、実施形態１５０～１５５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0221】
実施形態１５７は、ガルバニ電池が、Ｍｇを含み、平面状非多孔質体を含む単一個のアノードと、２つのカソードであって、カソードはＣｕを含み、各カソードがワイヤメッシュを含み、両カソードが、アノードの平面状非多孔質体の対向する両主面に平行に配置されることでそれらが間隙を形成する２つのカソードと、カソードをアノードに接続し、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する少なくとも１つの導電性コネクタとを含む、実施形態１～１５６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0222】
実施形態１５８は、ガルバニ電池が、ＡＬを含み、平面状非多孔質体を含む単一個のアノードと、２つのカソードであって、カソードはＣｕを含み、各カソードがワイヤメッシュを含み、両カソードがアノードの平面状非多孔質体の対向する両主面に平行に配置されることでそれらが間隙を形成する２つのカソードと、カソードをアノードに接続し、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する少なくとも１つの導電性コネクタとを含む、実施形態１～１５６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0223】
実施形態１５９は、方法が、複数のガルバニ電池を水性組成物に浸漬することを含み、ガルバニ電池はそれぞれ１つ以上の構造コネクタに取り付けられ、ガルバニ電池が、Ｍｇ、Ａｌ又はそれらの組み合わせを含み、平面状非多孔質体を含む単一個のアノードと、２つのカソードであって、カソードはＣｕを含み、各カソードがワイヤメッシュを含み、両カソードがアノードの平面状非多孔質体の対向する両主面に平行に配置されることでそれらが間隙を形成する２つのカソードと、カソードをアノードに接続し、カソードとアノードにおける平面状非多孔質体の主面との間の間隙を維持する少なくとも１つの導電性コネクタとを含む、実施形態１～１５８のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0224】
実施形態１６０は、水性組成物からの物質を含む固体を形成するために、水性組成物を備える容器内に１つ以上のガルバニ電池を浸漬することと、１つ以上のガルバニ電池を浸漬する水性組成物内に少なくとも部分的に沈められた１つ以上のフィルタを介して、処理された水性組成物から固体を濾過することとを含む、実施形態１～１５９のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0225】
実施形態１６１は、フィルタが、ガラスフリット、織物フィルタ、紙フィルタ、ディスクフィルタ、回転フィルタ、ドラムフィルタ、スクリーン、ふるい、微粒子濾過媒体、濾過助剤、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態１６０に記載の方法を提供する。
【0226】
実施形態１６２は、フィルタが回転ディスクフィルタである、実施形態１６０～１６１のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１６３は、濾過することが、フィルタ上にろ過ケークを形成することを含み、ろ過ケークが固体を含む、実施形態１６０～１６２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１６３は、濾過することが、フィルタ上にろ過ケークを形成することを含み、ろ過ケークが固体を含む、実施形態１６０～１６２のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0227】
実施形態１６４は、フィルタを逆洗してフィルタからろ過ケークを除去し、除去されたろ過ケークを含む逆洗液を形成することをさらに含む、実施形態１６３に記載の方法を提供する。
【0228】
実施形態１６５は、固体を含む水の一部が、フィルタを逆洗するために使用される、実施形態１６４に記載の方法を提供する。
実施形態１６６は、１つ以上のガルバニ電池が、容器の側部において水性組成物中に配置され、フィルタは、水性組成物中において容器のほぼ中央部に配置される、実施形態１６０～１６５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１６６は、１つ以上のガルバニ電池が、容器の側部において水性組成物中に配置され、フィルタは、水性組成物中において容器のほぼ中央部に配置される、実施形態１６０～１６５のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0229】
実施形態１６７は、複数のフィルタを使用して水性組成物から固体を濾過することを含む、実施形態１６０～１６６のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１６８は、１つ以上のフィルタが、複数の回転ディスクフィルタを含む、実施形態１６０～１６７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
実施形態１６８は、１つ以上のフィルタが、複数の回転ディスクフィルタを含む、実施形態１６０～１６７のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【0230】
実施形態１６９は、水性組成物を処理する方法であって、水性組成物に、Ａｌを含み、約９０重量％～約１００重量％のＡｌであるアノードと、Ｃｕを含み、約９０重量％～約１００重量％のＣｕであるカソードと、アノードとカソードとを電気的に接続し、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む導電性コネクタとを含むガルバニ電池を浸漬することで、処理された水性組成物を形成することを含む方法を提供する。
【0231】
実施形態１７０は、水性組成物へのガルバニ電池の浸漬が、水性組成物中の物質を除去又はその濃度を低減し、物質は、１つ以上の有機化合物、１つ以上の無機化合物、１つ以上の染料及び／又はインク、１つ以上の金属、１つ以上の重金属、１つ以上の毒性化合物及び／又は物質、フッ化物、硫化物、ヒ素、又はそれらの組み合わせを含み、水性組成物へのガルバニ電池の浸漬が、物質を化学的に変換し、物質を分解し、物質を酸化し、物質を還元し、物質を沈殿させ、物質を凝固させ、物質を酸素と反応させ、物質を塩素と反応させ、物質をアノード及び／又はカソードで生成された１つ以上のイオンと反応させ、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態１６９に記載の方法を提供する。
【0232】
実施形態１７１は、水性組成物から懸濁固体を凝固及び／又は沈殿させる方法であって、水性組成物に、Ａｌを含み、約９０重量％～約１００重量％のＡｌであるアノードと、Ｃｕを含み、約９０重量％～約１００重量％のＣｕであるカソードと、アノードとカソードとを電気的に接続し、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む導電性コネクタとを含むガルバニ電池を浸漬することで、水性組成物から、凝固及び／又は沈殿した懸濁固体を含む処理された水性組成物を形成することと、処理された水性組成物から、凝固及び／又は沈殿した懸濁固体を除去することとを含む方法を提供する。
【0233】
実施形態１７２は、水性組成物からエマルションを低減又は除去する方法であって、油／水型及び／又は水／油型エマルションを含む水性組成物中に、Ａｌを含み、約９０重量％～約１００重量％のＡｌであるアノードと、Ｃｕを含み、約９０重量％～約１００重量％のＣｕであるカソードと、アノードとカソードとを電気的に接続し、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む導電性コネクタとを含むガルバニ電池を浸漬することで、水性組成物からエマルションを低減又は除去し、処理された水性組成物を形成することを含む方法を提供する。
【0234】
実施形態１７３は、水性組成物の濁度を８０％～９９．９９９％減少させる、実施形態１７２に記載の方法を提供する。
実施形態１７４は、水性組成物の化学的酸素要求量を減少させる方法であって、水性組成物中に、Ａｌを含み、約９０重量％～約１００重量％のＡｌであるアノードと、Ｃｕを含み、約９０重量％～約１００重量％のＣｕであるカソードと、アノードとカソードとを電気的に接続し、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む導電性コネクタとを含むガルバニ電池を浸漬することで、水性組成物の化学的酸素要求量を低減又は除去し、処理された水性組成物を形成することを含む方法を提供する。
実施形態１７４は、水性組成物の化学的酸素要求量を減少させる方法であって、水性組成物中に、Ａｌを含み、約９０重量％～約１００重量％のＡｌであるアノードと、Ｃｕを含み、約９０重量％～約１００重量％のＣｕであるカソードと、アノードとカソードとを電気的に接続し、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む導電性コネクタとを含むガルバニ電池を浸漬することで、水性組成物の化学的酸素要求量を低減又は除去し、処理された水性組成物を形成することを含む方法を提供する。
【0235】
実施形態１７５は、水性組成物の化学的酸素要求量を３％～９５％減少させる、実施形態１７４の方法を提供する。
実施形態１７６は、水性組成物からシリカを低減又は除去する方法であって、水性組成物に、Ａｌを含み、約９０重量％～約１００重量％のＡｌであるアノードと、Ｃｕを含み、約９０重量％～約１００重量％のＣｕであるカソードと、アノードとカソードとを電気的に接続し、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む導電性コネクタとを含むガルバニ電池を浸漬することで、水性組成物中のシリカを低減又は除去し、処理された水性組成物を形成することを含む方法を提供する。
実施形態１７６は、水性組成物からシリカを低減又は除去する方法であって、水性組成物に、Ａｌを含み、約９０重量％～約１００重量％のＡｌであるアノードと、Ｃｕを含み、約９０重量％～約１００重量％のＣｕであるカソードと、アノードとカソードとを電気的に接続し、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を含む導電性コネクタとを含むガルバニ電池を浸漬することで、水性組成物中のシリカを低減又は除去し、処理された水性組成物を形成することを含む方法を提供する。
【0236】
実施形態１７７は、水性組成物中のＳｉＯ３
２－の濃度を２０％～９０％減少させる、実施形態１７６に記載の方法を提供する。
実施形態１７８は、記載される全ての要素又は選択肢が使用可能又は選択可能であるように、任意選択で構成される、実施形態１～１７７に記載のいずれか１つ又は任意の組み合わせの方法を提供する。
実施形態１７８は、記載される全ての要素又は選択肢が使用可能又は選択可能であるように、任意選択で構成される、実施形態１～１７７に記載のいずれか１つ又は任意の組み合わせの方法を提供する。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【国際調査報告】