JP2022160029A - Algae culture system and algae culture method - Google Patents

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JP2022160029A JP2021064513A JP2021064513A JP2022160029A JP 2022160029 A JP2022160029 A JP 2022160029A JP 2021064513 A JP2021064513 A JP 2021064513A JP 2021064513 A JP2021064513 A JP 2021064513A JP 2022160029 A JP2022160029 A JP 2022160029A
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尚生 高岡
Hisao Takaoka
裕子 高橋
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Abstract

To provide an algae culture system and an algae culture method in which energy loss does not occur in separating carbon dioxide.SOLUTION: An algae culture system comprises: a carbon dioxide supply source which supplies gas containing carbon dioxide; a carbon dioxide recovery part which brings carbon dioxide lean absorption liquid in contact with the gas containing carbon dioxide to obtain carbon dioxide rich absorption liquid; and an algae culture device which is provided adjacent to the carbon dioxide supply source and the carbon dioxide recovery part, is supplied with the carbon dioxide rich absorption liquid as a nutrient source from the carbon dioxide recovery part, and capable of culturing algae.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、藻類を培養可能な藻類培養システムおよび藻類培養方法に関する。 The present invention relates to an algae culture system and an algae culture method capable of culturing algae.

火力発電所等から発生する二酸化炭素をリサイクルする方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この方法では、アミン等に対して、火力発電所等からの排ガスを通すことで、アミン等に二酸化炭素を吸収させる。アミン等に吸収された二酸化炭素は、加熱等の手段によってアミン等から分離されて回収される。回収された二酸化炭素は、火力発電所等に併設された微細藻類培養池に対して添加される。微細藻類培養池で培養された微細藻類は、回収後に乾燥されて、燃料等として火力発電所等で使用される。 A method of recycling carbon dioxide generated from a thermal power plant or the like is known (see Patent Document 1, for example). In this method, exhaust gas from a thermal power plant or the like is passed through the amine or the like to cause the amine or the like to absorb carbon dioxide. The carbon dioxide absorbed by the amine or the like is separated from the amine or the like by means of heating or the like and recovered. The collected carbon dioxide is added to a microalgae culture pond attached to a thermal power plant or the like. The microalgae cultured in the microalgae culture pond are dried after collection and used as fuel in thermal power plants and the like.

特開平9-276648号公報JP-A-9-276648

上記特許文献1では、二酸化炭素を吸着したアミン等から二酸化炭素を分離させるために、アミン等を例えば100℃以上の高温に昇温する必要がある。このため、アミン等から二酸化炭素を分離する際に膨大なエネルギーロスを生じていた。 In Patent Document 1, in order to separate carbon dioxide from the amine or the like that has adsorbed carbon dioxide, it is necessary to raise the temperature of the amine or the like to a high temperature of 100° C. or higher, for example. For this reason, a huge energy loss has occurred when separating carbon dioxide from amines and the like.

従って、本発明の目的は、二酸化炭素分離時にエネルギーロスを生じることのない藻類培養システム、藻類培養方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an algae culture system and an algae culture method that do not cause energy loss during carbon dioxide separation.

上記課題は、以下の本発明により解決される。 The above problems are solved by the present invention described below.

すなわち、本発明(1)の藻類培養システムは、二酸化炭素含有ガスを供給する二酸化炭素供給源と、
前記二酸化炭素含有ガスに二酸化炭素リーン吸収液を接触させて二酸化炭素リッチ吸収液を得る二酸化炭素回収部と、
前記二酸化炭素回収部から前記二酸化炭素リッチ吸収液を栄養源として供給を受け、藻類を培養可能な藻類培養器と、
を備える。
That is, the algae culture system of the present invention (1) includes a carbon dioxide supply source that supplies a carbon dioxide-containing gas,
a carbon dioxide recovery unit for obtaining a carbon dioxide-rich absorbent by contacting the carbon dioxide-containing gas with the carbon dioxide-lean absorbent;
an algae culture vessel capable of cultivating algae by receiving supply of the carbon dioxide-rich absorption liquid as a nutrient source from the carbon dioxide recovery unit;
Prepare.

また、本発明(2)の藻類培養システムは、(1)記載の藻類培養システムであって、前記二酸化炭素リーン吸収液および前記二酸化炭素リッチ吸収液は、吸収剤を含有する吸収液であり、
前記吸収剤がアンモニア又はアミン系化合物である。
Further, the algae culture system of the present invention (2) is the algae culture system according to (1), wherein the carbon dioxide-lean absorption liquid and the carbon dioxide-rich absorption liquid are absorption liquids containing an absorbent,
The absorbent is ammonia or an amine-based compound.

また、本発明(3)の藻類培養システムは、前記吸収剤は、アンモニア又は有機アミン化合物である。 Also, in the algae culture system of the present invention (3), the absorbent is ammonia or an organic amine compound.

また、本発明(4)の藻類培養システムは、(1)~(3)のいずれか1項に記載の藻類培養システムであって、
前記藻類培養器で培養された前記藻類を回収する藻類回収装置を備える。
Further, the algae culture system of the present invention (4) is the algae culture system according to any one of (1) to (3),
An algae recovery device is provided for recovering the algae cultured in the algae incubator.

また、本発明(5)の藻類培養システムは、(1)~(4)のいずれか1項に記載の藻類培養システムであって、前記藻類は、光合成可能な藻類である。 Further, the algae culture system of the present invention (5) is the algae culture system according to any one of (1) to (4), wherein the algae are photosynthetic algae.

本発明(6)の藻類培養方法は、二酸化炭素供給源により二酸化炭素含有ガスを供給し、
二酸化炭素回収部により前記二酸化炭素含有ガスに二酸化炭素リーン吸収液を接触させて二酸化炭素リッチ吸収液を得、
前記二酸化炭素回収部から前記二酸化炭素リッチ吸収液を藻類培養器に栄養源として供給し、当該藻類培養器で藻類を培養する。
The algae culture method of the present invention (6) supplies a carbon dioxide-containing gas from a carbon dioxide supply source,
A carbon dioxide-rich absorption liquid is obtained by bringing a carbon dioxide-lean absorption liquid into contact with the carbon dioxide-containing gas by a carbon dioxide recovery unit,
The carbon dioxide-rich absorption liquid is supplied from the carbon dioxide recovery unit to the algae culture vessel as a nutrient source, and algae are cultured in the algae culture vessel.

また、本発明(7)の藻類培養方法は、(6)に記載の藻類培養方法であって、前記二酸化炭素リーン吸収液および前記二酸化炭素リッチ吸収液は、吸収剤を含有する吸収液であり、
前記吸収剤がアンモニア又はアミン系化合物である。
Further, the algae culture method of the present invention (7) is the algae culture method according to (6), wherein the carbon dioxide-lean absorption liquid and the carbon dioxide-rich absorption liquid are absorption liquids containing an absorbent. ,
The absorbent is ammonia or an amine-based compound.

また、本発明(8)の藻類培養方法は、(7)に記載の藻類培養方法であって、前記吸収剤は、アンモニア又は有機アミン化合物である。 Also, the algae culture method of the present invention (8) is the algae culture method according to (7), wherein the absorbent is ammonia or an organic amine compound.

また、本発明(9)の藻類培養方法は、(6)~(8)のいずれか1項に記載の藻類培養方法であって、前記藻類は、光合成可能な藻類である。 Further, the algae culture method of the present invention (9) is the algae culture method according to any one of (6) to (8), wherein the algae are photosynthetic algae.

本発明によれば、二酸化炭素分離時にエネルギーロスを生じることのない藻類培養システム、藻類培養方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an algae culture system and an algae culture method that do not cause energy loss during carbon dioxide separation.

実施形態の藻類培養システムを示す系統図である。1 is a system diagram showing an algae culture system of an embodiment; FIG. 図1に示す藻類培養システムの二酸化炭素回収部を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a carbon dioxide recovery unit of the algae culture system shown in FIG. 1; 図1に示す藻類培養システムのオープンポンド・レースウェイ型の藻類培養器を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing an open pond raceway type algae incubator of the algae culture system shown in FIG. 1; 第2実施形態の藻類培養システムの閉鎖系の藻類培養器を示す正面図である。FIG. 4 is a front view showing a closed algae culture vessel of the algae culture system of the second embodiment.

本発明の藻類培養システムについて、図1を参照して説明する。藻類培養システム10は、排ガス(二酸化炭素含有ガス)を供給する二酸化炭素供給源1と、二酸化炭素供給源1から発生する排ガス(二酸化炭素含有ガス)から二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収部2と、二酸化炭素供給源1および二酸化炭素回収部2に隣接した位置又はそれらから隔たった位置に設けられる藻類培養器5と、藻類培養器5で培養された藻類を回収する藻類回収装置6と、を有する。藻類回収装置6は、培養された藻類を藻類培養器5の底部から回収可能な、例えばパワーショベル、その他の重機等で構成される。藻類回収装置6は、重機等に限られるものではなく、藻類を培養液ごと汲み上げることが可能なポンプ等であってもよい。 An algae culture system of the present invention will be described with reference to FIG. The algae culture system 10 includes a carbon dioxide supply source 1 that supplies exhaust gas (carbon dioxide-containing gas), and a carbon dioxide recovery unit 2 that recovers carbon dioxide from the exhaust gas (carbon dioxide-containing gas) generated from the carbon dioxide supply source 1. , an algae incubator 5 provided at a position adjacent to or separated from the carbon dioxide supply source 1 and the carbon dioxide recovery unit 2, and an algae recovery device 6 for recovering the algae cultured in the algae incubator 5. have. The algae collection device 6 is composed of, for example, a power shovel or other heavy equipment capable of collecting the cultured algae from the bottom of the algae culture vessel 5 . The algae collection device 6 is not limited to a heavy machine or the like, and may be a pump or the like capable of pumping up the algae together with the culture solution.

二酸化炭素供給源1は、二酸化炭素含有ガスを排ガスとして放出する工場等であり、例えば、発電所、製鉄所、セメント工場、製油所、化学工場等にある高炉、石灰炉、加熱炉、反応炉、ボイラー等の装置である。また、二酸化炭素供給源1としては、大気であってもよい。 The carbon dioxide supply source 1 is a factory or the like that emits a carbon dioxide-containing gas as an exhaust gas. , boilers, etc. Alternatively, the carbon dioxide supply source 1 may be the atmosphere.

図2に示すように、二酸化炭素回収部2は、鉛直方向に延びる塔状に形成されている。二酸化炭素回収部2は、内部に設けられ網目状のフィルタ(メッシュ)等で構成された接触機構19aを有するとともに筒状をなした吸収塔11と、二酸化炭素リーン吸収液3を貯留する第1貯留部14aと、吸収塔11の上部と第1貯留部14aとを接続する第1流路21と、二酸化炭素吸収反応後の二酸化炭素リッチ吸収液4を貯留する第2貯留部15aと、吸収塔11の下部と第2貯留部15aとを接続する第2流路22と、二酸化炭素供給源1と吸収塔11の下部とを接続する第3流路23と、を有する。 As shown in FIG. 2, the carbon dioxide recovery section 2 is formed in a tower shape extending in the vertical direction. The carbon dioxide recovery unit 2 includes a cylindrical absorption tower 11 having a contact mechanism 19a provided therein and configured by a mesh filter (mesh) or the like, and a first a storage part 14a, a first flow path 21 connecting the upper part of the absorption tower 11 and the first storage part 14a, a second storage part 15a for storing the carbon dioxide-rich absorbent 4 after the carbon dioxide absorption reaction, an absorption It has a second flow path 22 connecting the lower part of the tower 11 and the second reservoir 15 a and a third flow path 23 connecting the carbon dioxide supply source 1 and the lower part of the absorption tower 11 .

第1流路21は、二酸化炭素リーン吸収液3を第1貯留部14aから吸収塔11に供給することができる。第2流路22は、二酸化炭素リッチ吸収液4を吸収塔11から第2貯留部15aに向けて流すことができる。第3流路23は、二酸化炭素供給源1から吸収塔11内にガス状の二酸化炭素を供給できる。 The first flow path 21 can supply the carbon dioxide-lean absorbent 3 from the first reservoir 14 a to the absorption tower 11 . The second flow path 22 can flow the carbon dioxide-rich absorbent 4 from the absorption tower 11 toward the second reservoir 15a. The third flow path 23 can supply gaseous carbon dioxide from the carbon dioxide supply source 1 into the absorber tower 11 .

二酸化炭素リーン吸収液3は、二酸化炭素を吸収していない吸収液である。二酸化炭素リーン吸収液3は、二酸化炭素を吸収後に二酸化炭素リッチ吸収液4となる。 The carbon dioxide-lean absorbent 3 is an absorbent that does not absorb carbon dioxide. The carbon dioxide-lean absorbent 3 becomes the carbon dioxide-rich absorbent 4 after absorbing carbon dioxide.

二酸化炭素リーン吸収液3に含有されている吸収剤の例としては、アンモニア又は全てのアミン系化合物、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、ジメチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等アルカノールアミン、アミノジエチレングリコール等のアミノアルコール、ヒンダードアミン系化合物、ピペラジン系化合物、ピペリジン系化合物、ポリアルキルポリアミン系化合物、5-アミノレブリン酸等のアミノ酸系化合物、アミノ酸塩系化合物、及びそれらの誘導体や、有機アミン系化合物などが挙げられる。 Examples of absorbents contained in the carbon dioxide-lean absorbing liquid 3 include ammonia and all amine-based compounds such as alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, diisopropanolamine, dimethyldiethanolamine and triethanolamine, and aminodiethylene glycol. Amino alcohols such as amino alcohols, hindered amine compounds, piperazine compounds, piperidine compounds, polyalkylpolyamine compounds, amino acid compounds such as 5-aminolevulinic acid, amino acid salt compounds, derivatives thereof, organic amine compounds, etc. mentioned.

吸収剤は、アンモニア又は有機アミン系化合物であることが好ましい。吸収剤は、1種であっても、上記の2種以上を任意の混合比で組み合わせたものであってもよい。吸収剤としては、吸収速度が速く、二酸化炭素の吸収量が大きく、熱的に安定しているものが好ましい。 Preferably, the absorbent is ammonia or an organic amine-based compound. The absorbent may be of one type or a combination of two or more of the above at any mixing ratio. As the absorbent, it is preferable to use one that has a high absorption rate, a large amount of carbon dioxide absorption, and is thermally stable.

二酸化炭素リーン吸収液3としては、例えば、吸収剤の水溶液が挙げられる。そして、吸収液としては、アンモニア又は全てのアミン系化合物の水溶液であり、アンモニア又は有機アミンの水溶液であることが好ましく、アンモニア又はアルカノールアミン又は5-アミノレブリン酸の水溶液であることがさらに好ましい。アルカノールアミンの水溶液を二酸化炭素リーン吸収液3として用いる場合には、15~45質量%濃度のアルカノールアミンの水溶液が特に好ましい。 Examples of the carbon dioxide-lean absorbent 3 include an aqueous solution of an absorbent. The absorption liquid is an aqueous solution of ammonia or all amine compounds, preferably an aqueous solution of ammonia or an organic amine, and more preferably an aqueous solution of ammonia, alkanolamine or 5-aminolevulinic acid. When an aqueous solution of alkanolamine is used as the carbon dioxide-lean absorbent 3, an aqueous solution of alkanolamine having a concentration of 15 to 45% by mass is particularly preferred.

二酸化炭素リーン吸収液3および二酸化炭素リッチ吸収液4は、藻類に対して無害であることが好ましいが、藻類に対してある程度有害な化合物であっても問題ない。例えば、藻類培養器5を野外に開放系として設置し、さらにある程度大型化(全長50m~数kmのオーバル型のサーキット形状、オープンポンド・レースウェイ形状)することで、希釈の効果によって有毒性を低下させることができる。また、アンモニアに関していえば、自然界に存在する硝化菌(アンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌)の作用によって、アンモニアから亜硝酸塩を経て硝酸塩に硝化できるからである。硝酸塩は、養分(窒素源)として藻類に吸収されうる。アンモニア以外の他のアミン系化合物(有機アミン化合物)についても同様に、自然界に存在する菌類(例えば藻類培養器5内の底泥などに住んでいるバチルス菌)によって分解され、養分として藻類に吸収される。5-アミノレブリン酸に関しては、藻類に対して有毒性はなく、むしろ藻類にそのまま取り込まれて成長を促進する効果がある。また、二酸化炭素リッチ吸収液4を常時供給するのではなく、所定の時間間隔を空けて間欠的に供給することでも、希釈の効果により藻類に対する有毒性を低減できる。 The carbon dioxide-lean absorption liquid 3 and the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 are preferably harmless to algae, but there is no problem even if they are compounds that are harmful to algae to some extent. For example, by installing the algae culture vessel 5 outdoors as an open system and increasing the size to some extent (oval type circuit shape with a total length of 50 m to several km, open pond raceway shape), toxicity is reduced by the effect of dilution. can be lowered. As for ammonia, the action of naturally occurring nitrifying bacteria (ammonia-oxidizing bacteria, nitrite-oxidizing bacteria) can convert ammonia into nitrate through nitrite. Nitrates can be absorbed by algae as a nutrient (nitrogen source). Similarly, other amine-based compounds (organic amine compounds) other than ammonia are also decomposed by naturally occurring fungi (for example, Bacillus bacteria living in the bottom mud in the algae incubator 5) and absorbed by the algae as nutrients. be done. As for 5-aminolevulinic acid, it is not toxic to algae, but rather is taken up by algae as it is and has the effect of promoting growth. Further, the toxicity to algae can be reduced by the effect of dilution by intermittently supplying the carbon dioxide-rich absorbent 4 at predetermined time intervals instead of constantly supplying it.

藻類培養器5は、二酸化炭素供給源1および二酸化炭素回収部2に隣接した位置に設けられていてもよい。或いは、二酸化炭素供給源1および二酸化炭素回収部2に隣接した位置にスペースが確保できない場合に、藻類培養器5は、それらから物理的に離れた位置に設けられていてもよい。その場合には、タンクローリーなどの車両やタンカーなどの船舶等、適切な輸送手段によって、二酸化炭素リッチ吸収液4を二酸化炭素回収部2から藻類培養器5まで輸送することができる。或いは、パイプライン等によって、二酸化炭素回収部2から藻類培養器5に二酸化炭素リッチ吸収液4を供給してもよい。 Algae incubator 5 may be provided at a position adjacent to carbon dioxide supply source 1 and carbon dioxide recovery unit 2 . Alternatively, if space cannot be secured adjacent to the carbon dioxide supply source 1 and the carbon dioxide recovery unit 2, the algae incubator 5 may be provided at a position physically separated from them. In that case, the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 can be transported from the carbon dioxide recovery unit 2 to the algae culture vessel 5 by an appropriate transport means such as a vehicle such as a tank truck or a vessel such as a tanker. Alternatively, the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 may be supplied from the carbon dioxide recovery unit 2 to the algae culture vessel 5 via a pipeline or the like.

図3に示すように、藻類培養器5は、培養液で満たされた槽状の藻類培養器本体31と、フロート部材上に搭載された水車機構32と、藻類培養器本体31から培養液を取り込むための取水部33と、取水部33から取り込んだ培養液に対して二酸化炭素リッチ吸収液4を混合する混合部34と、混合部34において混合された培養液および二酸化炭素リッチ吸収液4を藻類培養器本体31に戻すための排水部35と、を有する。混合部34は、二酸化炭素リッチ吸収液4を貯留した第2貯留部15aに接続されている。 As shown in FIG. 3, the algae culture vessel 5 includes a tank-shaped algae culture vessel body 31 filled with a culture solution, a water wheel mechanism 32 mounted on a float member, and a culture solution from the algae culture body 31. a water intake portion 33 for taking in; a mixing portion 34 for mixing the carbon dioxide-rich absorbent 4 with the culture solution taken in from the water intake portion 33; and a drain 35 for returning to the algae incubator main body 31 . The mixing section 34 is connected to the second storage section 15a in which the carbon dioxide-rich absorbent 4 is stored.

藻類培養器本体31は、増殖対象の藻類が効率的に光合成を行えるように、日当たりの良い立地に設置されることが好ましい。また、藻類培養器本体31は、年間を通じて比較的に温暖な土地に設置されることが好ましい。藻類培養器本体31は、種々の形態を利用することができる。藻類培養器本体31は、地面を素掘りして底面に防水シートを張って形成することもできるし、或いは、防水シートを張らない形成することもできる。或いは、藻類培養器本体31は、複数のコンクリートブロックを組み合わせて槽状に施工して形成することもできる。 The algae culture vessel main body 31 is preferably installed in a sunny location so that algae to be propagated can efficiently perform photosynthesis. Also, the algae culture vessel main body 31 is preferably installed in a relatively warm land throughout the year. Various forms can be used for the algae incubator main body 31 . The algae culture vessel main body 31 can be formed by digging the ground and covering the bottom with a waterproof sheet, or it can be formed without covering the waterproof sheet. Alternatively, the algae culture vessel main body 31 can be formed by combining a plurality of concrete blocks and constructing them into a tank shape.

水車機構32は、図示しないモータ等の駆動源に接続され、回転することで藻類培養器5内の培養液を撹拌して培養液を均一に混ぜることができる。フロート部材は、ロープ等によって藻類培養器本体31に対して位置が固定されていることが好ましい。水車機構32は、複数であってもよい。 The water wheel mechanism 32 is connected to a drive source such as a motor (not shown), and rotates to agitate the culture solution in the algae culture vessel 5 to uniformly mix the culture solution. The position of the float member is preferably fixed with respect to the algae incubator main body 31 by a rope or the like. A plurality of water wheel mechanisms 32 may be provided.

培養対象となる藻類は、いわゆる緑藻である。培養対象となる藻類は、葉緑体を含み、太陽光を利用した光合成によって成長・増殖可能である。培養対象となる藻類は、光合成可能な藻類であると言い換えられる。培養液は、増殖対象の藻類の種類に応じて適切な培養液を選択して採用しうる。例えば、増殖対象の藻類がクロレラである場合には、例えば、表1に示す公知の尿素培養液、硝酸塩培養液(N-25)、硝酸塩培養液(N-30)、硝酸塩培養液(N-50)、等を培養液として採用しうる。 Algae to be cultured are so-called green algae. The algae to be cultured contains chloroplasts and can grow and proliferate through photosynthesis using sunlight. Algae to be cultured can be rephrased as algae capable of photosynthesis. An appropriate culture medium can be selected and employed according to the type of algae to be grown. For example, when the algae to be propagated is chlorella, the known urea culture solution, nitrate culture solution (N-25), nitrate culture solution (N-30), nitrate culture solution (N- 50), etc. can be employed as the culture solution.

Figure 2022160029000002
* Fe: 1.0, Ca: 0.5, Zn: 0.1, Mn: 0.1, Cu: 0.02, Mo: 0.01 ppm
Figure 2022160029000002
* Fe: 1.0, Ca: 0.5, Zn: 0.1, Mn: 0.1, Cu: 0.02, Mo: 0.01 ppm

上記培養液(尿素培養液、硝酸塩培養液)に対して、例えば、1~30質量%、好ましくは5~10質量%の二酸化炭素リッチ吸収液4を窒素源および炭素源として混合した混合液を、改変された培養液として使用しうる。 For example, 1 to 30% by mass, preferably 5 to 10% by mass of the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 is mixed as a nitrogen source and a carbon source with respect to the culture solution (urea culture solution, nitrate culture solution). , can be used as a modified culture medium.

或いは、増殖対象の藻類がユーグレナである場合には、例えば、表2に示す公知のCramer and Myers培地(CM培地)等を培養液として採用しうる。 Alternatively, when the algae to be grown is Euglena, for example, a known Cramer and Myers medium (CM medium) shown in Table 2 or the like can be employed as the culture solution.

Figure 2022160029000003
Figure 2022160029000003

上記培養液(CM培地)に対して、例えば、1~30質量%、好ましくは5~10質量%の二酸化炭素リッチ吸収液4を窒素源および炭素源として混合した混合液を、改変された培養液として使用しうる。 A mixture obtained by mixing, for example, 1 to 30% by mass, preferably 5 to 10% by mass of carbon dioxide-rich absorption liquid 4 as a nitrogen source and a carbon source with respect to the culture medium (CM medium), is added to the modified culture. It can be used as a liquid.

増殖対象の藻類がユーグレナである場合には、例えば、表3に示す公知のKoren and Hunter培地(KH培地)等を培養液として採用しうる。 When the algae to be grown is Euglena, for example, the known Koren and Hunter medium (KH medium) shown in Table 3 or the like can be used as the culture medium.

Figure 2022160029000004
Figure 2022160029000004

上記培養液(KH培地)に対して、例えば、1~30質量%、好ましくは5~10質量%の二酸化炭素リッチ吸収液4を窒素源および炭素源として混合した混合液を、改変された培養液として使用しうる。増殖対象の藻類が上記以外である場合には、それの培養に適した公知の培養液(培地)を適宜に採用し、それに対して例えば、1~30質量%、好ましくは5~10質量%の二酸化炭素リッチ吸収液4を窒素源および炭素源として混合した混合液を、改変された培養液として使用しうる。 A mixture of, for example, 1 to 30% by mass, preferably 5 to 10% by mass of carbon dioxide-rich absorption liquid 4 as a nitrogen source and a carbon source is added to the culture medium (KH medium) for the modified culture. It can be used as a liquid. When the algae to be grown are other than the above, a known culture solution (medium) suitable for culturing it is appropriately adopted, and for example, 1 to 30% by mass, preferably 5 to 10% by mass. A mixed solution obtained by mixing the carbon dioxide-rich absorption solution 4 of as a nitrogen source and a carbon source can be used as a modified culture solution.

続いて、図1~図3を参照して、本実施形態の藻類培養システム10の作用について説明する。二酸化炭素供給源1から第3流路23を経由して吸収塔11の下部に排ガス(ガス状二酸化炭素)が供給される。図示しないポンプ等の駆動によって、第2流路22を介して第1貯留部14a内の二酸化炭素リーン吸収液3が吸収塔11の上部に供給される。したがって、ガス状二酸化炭素は、吸収塔11内において上向流で流れる。他方、二酸化炭素リーン吸収液3は、吸収塔11内において下向流で流れる。これにより、吸収塔11内でガス状二酸化炭素と二酸化炭素リーン吸収液3とが向流で接触する。このとき、ガス状二酸化炭素供給源1中の二酸化炭素は、二酸化炭素リーン吸収液3中の吸収剤と反応する。これによって、二酸化炭素は、二酸化炭素リーン吸収液3に反応吸収される。これにより二酸化炭素リッチ吸収液4が生成し、吸収塔11の底部に溜まる。吸収塔11の底部に溜まった二酸化炭素リッチ吸収液4は、第2流路22を介して重力の作用で第2貯留部15aに送液される。ガス状二酸化炭素から二酸化炭素が回収され浄化された残渣ガス7は、吸収塔11の上部から大気中に放出される。 Next, the operation of the algae culture system 10 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. Exhaust gas (gaseous carbon dioxide) is supplied from the carbon dioxide supply source 1 to the lower part of the absorption tower 11 via the third flow path 23 . By driving a pump or the like (not shown), the carbon dioxide-lean absorbent 3 in the first reservoir 14 a is supplied to the upper part of the absorber 11 via the second flow path 22 . The gaseous carbon dioxide thus flows upward in the absorber tower 11 . On the other hand, the carbon dioxide-lean absorbent 3 flows downward in the absorption tower 11 . As a result, the gaseous carbon dioxide and the carbon dioxide-lean absorbent 3 come into contact with each other in the absorption tower 11 in a countercurrent flow. At this time, the carbon dioxide in the gaseous carbon dioxide source 1 reacts with the absorbent in the carbon dioxide-lean absorbent 3 . As a result, carbon dioxide is reacted and absorbed by the carbon dioxide-lean absorbent 3 . As a result, a carbon dioxide-rich absorbent 4 is produced and accumulated at the bottom of the absorption tower 11 . The carbon dioxide-rich absorbent 4 accumulated at the bottom of the absorption tower 11 is sent to the second reservoir 15a through the second channel 22 by the action of gravity. Residual gas 7 in which carbon dioxide is recovered from gaseous carbon dioxide and purified is discharged into the atmosphere from the upper part of absorption tower 11 .

第2貯留部15aに貯められた二酸化炭素リッチ吸収液4は、図示しないポンプ等の駆動によって、藻類培養器5内に供給される。藻類培養器5内は、予め公知の培養液で満たされている。藻類培養器5内には、予め増殖対象の藻類が投入されている。 The carbon dioxide-rich absorbent 4 stored in the second reservoir 15a is supplied into the algae incubator 5 by driving a pump (not shown) or the like. The algae incubator 5 is filled with a known culture solution in advance. Algae to be propagated are put into the algae incubator 5 in advance.

培養対象の藻類がクロレラである場合には、培養液は、尿素培養液、硝酸塩培養液(N-25、N-30、N-50)を採用しうる。培養対象の藻類がユーグレナである場合には、培養液は、CM培地やKH培地を採用しうる。このような公知の培養液に対して、1~30質量%、好ましくは5~10質量%の二酸化炭素リッチ吸収液4が窒素源として混合される。また、藻類培養器5において、二酸化炭素リッチ吸収液4が微生物の作用で分解される際に、二酸化炭素が培養液中に適宜に放出される。したがって、培養対象の藻類は、光合成で増殖する際にこの二酸化炭素を炭素源として利用することができる。二酸化炭素リッチ吸収液4として5-アミノレブリン酸水溶液を用いた場合には、分解前にそのまま二酸化炭素とともに5-アミノレブリン酸が藻類に吸収されうる。 When the alga to be cultured is chlorella, the culture solution may be urea culture solution or nitrate culture solution (N-25, N-30, N-50). When the alga to be cultured is Euglena, CM medium or KH medium can be used as the culture medium. 1 to 30% by mass, preferably 5 to 10% by mass of carbon dioxide-rich absorbent 4 is mixed as a nitrogen source with such a known culture solution. Further, in the algae culture vessel 5, when the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 is decomposed by the action of microorganisms, carbon dioxide is appropriately released into the culture medium. Therefore, the algae to be cultured can use this carbon dioxide as a carbon source when growing through photosynthesis. When a 5-aminolevulinic acid aqueous solution is used as the carbon dioxide-rich absorption liquid 4, 5-aminolevulinic acid can be absorbed by algae together with carbon dioxide as it is before decomposition.

藻類培養器5への二酸化炭素リッチ吸収液4の供給は、一定の間隔毎に間欠的に行うようにしてもよいし、一定量を定常的に行うようにしてもよい。二酸化炭素リッチ吸収液4が混合された培養液は、窒素源および炭素源が強化された改変された培養液となる。二酸化炭素リッチ吸収液4として5-アミノレブリン酸水溶液を用いた場合に関しては、炭素源を強化しつつ、そのまま藻類の成長促進をする培養液となる。二酸化炭素リッチ吸収液4は、水車機構32の作用によって、元の培養液に対して均一になるように混合される。窒素源および炭素源が強化された改変された培養液中で、光合成を行うことで藻類が効率的に増殖・培養される。増殖・培養された藻類は、パワーショベル又はポンプ等で構成された藻類回収装置6によって回収され、各種の用途の利用に供される。回収された藻類は、例えば、液体燃料として抽出されたり、有効成分をサプリメントとして抽出したりできる。抽出された残渣物は、バイオマス燃料として火力発電所等で燃料として使用したり、家畜の飼料としたりできる。 The carbon dioxide-rich absorbent 4 may be supplied to the algae culture vessel 5 intermittently at regular intervals, or may be constantly supplied at a constant rate. The culture solution mixed with the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 becomes a modified culture solution enriched with nitrogen source and carbon source. When the 5-aminolevulinic acid aqueous solution is used as the carbon dioxide-rich absorption solution 4, the culture solution can promote the growth of algae as it is while enhancing the carbon source. The carbon dioxide-rich absorption liquid 4 is uniformly mixed with the original culture liquid by the action of the water wheel mechanism 32 . Algae are efficiently grown and cultured by photosynthesis in the modified culture medium enriched with nitrogen and carbon sources. The grown and cultured algae are recovered by an algae recovery device 6 composed of a power shovel, a pump, or the like, and used for various purposes. The collected algae can be extracted, for example, as a liquid fuel, or the active ingredient can be extracted as a supplement. The extracted residue can be used as biomass fuel in a thermal power plant or the like, or can be used as feed for livestock.

培養液が減少してきた場合には、適宜に改変された培養液を補充するように追加できる。すなわち、上記培養液(尿素培養液、硝酸塩培養液、CM培地、KH培地、その他の培地)に対して、例えば、1~30質量%、好ましくは5~10質量%の二酸化炭素リッチ吸収液4を窒素源および炭素源として混合した混合液を、改変された培養液として作成し、これを藻類培養器5に対して補充できる。 If the culture medium is depleted, it can be supplemented with appropriately modified culture medium. That is, with respect to the culture medium (urea culture medium, nitrate culture medium, CM medium, KH medium, other medium), for example, 1 to 30% by mass, preferably 5 to 10% by mass carbon dioxide-rich absorption liquid 4 as a nitrogen source and a carbon source is prepared as a modified culture solution, which can be replenished to the algae incubator 5 .

第1実施形態によれば以下のことがいえる。二酸化炭素の藻類培養システム10は、二酸化炭素含有ガスを供給する二酸化炭素供給源1と、前記二酸化炭素含有ガスに二酸化炭素リーン吸収液3を接触させて二酸化炭素リッチ吸収液4を得る二酸化炭素回収部2と、二酸化炭素供給源1および二酸化炭素回収部2に隣接して設けられ、二酸化炭素回収部2から前記二酸化炭素リッチ吸収液4を栄養源として供給を受ける藻類培養器5であって、藻類を培養可能な藻類培養器5と、を備える。 According to the first embodiment, the following can be said. A carbon dioxide algae culture system 10 includes a carbon dioxide supply source 1 that supplies a carbon dioxide-containing gas, and a carbon dioxide recovery that obtains a carbon dioxide-rich absorbent 4 by bringing a carbon dioxide-lean absorbent 3 into contact with the carbon dioxide-containing gas. Algae culture vessel 5 provided adjacent to unit 2, carbon dioxide supply source 1 and carbon dioxide recovery unit 2, and receiving supply of carbon dioxide-rich absorbing liquid 4 from carbon dioxide recovery unit 2 as a nutrient source, and an algae culture vessel 5 capable of culturing algae.

藻類培養方法は、二酸化炭素供給源1により二酸化炭素含有ガスを供給し、二酸化炭素回収部2により前記二酸化炭素含有ガスに二酸化炭素リーン吸収液3を接触させて二酸化炭素リッチ吸収液4を得、二酸化炭素回収部2から二酸化炭素リッチ吸収液4を藻類培養器5に栄養源として供給し、藻類培養器5で藻類を培養する。 In the algae culture method, a carbon dioxide-containing gas is supplied by a carbon dioxide supply source 1, and a carbon dioxide-lean absorbent 3 is brought into contact with the carbon dioxide-containing gas by a carbon dioxide recovery unit 2 to obtain a carbon dioxide-rich absorbent 4, The carbon dioxide-rich absorption liquid 4 is supplied from the carbon dioxide recovery unit 2 to the algae incubator 5 as a nutrient source, and algae are cultured in the algae incubator 5 .

これらの構成によれば、二酸化炭素供給源1からの二酸化炭素を二酸化炭素リーン吸収液3に吸収させて二酸化炭素リッチ吸収液4を得ることができる。また、当該二酸化炭素リッチ吸収液4から二酸化炭素を脱離させることなく、そのまま藻類の培養液の一部(窒素源)として利用することができる。これによって、二酸化炭素リッチ吸収液4から二酸化炭素を脱離させる際に必要な加熱処理に要するエネルギーを不要にすることができる。以上によって、低コストで効率よく大量の藻類を培養することができる。 According to these configurations, carbon dioxide from the carbon dioxide supply source 1 can be absorbed by the carbon dioxide-lean absorbent 3 to obtain the carbon dioxide-rich absorbent 4 . In addition, the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 can be used as a part (nitrogen source) of the algae culture liquid as it is without desorbing carbon dioxide. This makes it possible to eliminate the energy required for the heat treatment required when desorbing carbon dioxide from the carbon dioxide-rich absorbent 4 . As described above, a large amount of algae can be cultured efficiently at low cost.

この場合、前記二酸化炭素リーン吸収液3および前記二酸化炭素リッチ吸収液4は、吸収剤を含有する吸収液であり、前記吸収剤がアンモニア又はアミン系化合物である。 In this case, the carbon dioxide-lean absorbent 3 and the carbon dioxide-rich absorbent 4 are absorbents containing an absorbent, and the absorbent is ammonia or an amine compound.

この構成によれば、アンモニア又はアミン系化合物によって、二酸化炭素供給源からの二酸化炭素を効率よく回収することができる。これによって、藻類の培養を効率よく行うことができる。 According to this configuration, carbon dioxide from the carbon dioxide supply source can be efficiently recovered by the ammonia or amine-based compound. This enables efficient cultivation of algae.

この場合、前記吸収剤は、アンモニア又は有機アミン化合物である。この構成によれば、アンモニア又は有機アミン系化合物によって、二酸化炭素供給源からの二酸化炭素を効率よく回収することができる。これによって、藻類の培養を効率よく行うことができる。 In this case, the absorbent is ammonia or an organic amine compound. According to this configuration, carbon dioxide from the carbon dioxide supply source can be efficiently recovered by ammonia or the organic amine compound. This enables efficient cultivation of algae.

この場合、藻類培養器5で培養された前記藻類を回収する藻類回収装置6を備える。この構成によれば、藻類回収装置6によって、藻類培養器5内で増殖した藻類を効率的に回収・利用することができる。 In this case, an algae recovery device 6 for recovering the algae cultured in the algae incubator 5 is provided. According to this configuration, algae grown in the algae incubator 5 can be efficiently recovered and used by the algae recovery device 6 .

この場合、前記藻類は、光合成可能な藻類である。この構成によれば、二酸化炭素リッチ吸収液4に含まれる二酸化炭素は、藻類培養器5での自然界に存在する微生物の作用等で二酸化炭素リッチ吸収液4が分解される際に、適宜に放出される。このために、藻類は、光合成を行う際にこの二酸化炭素を炭素源として利用して増殖することができる。以上によって、低コストで効率よく大量の藻類を培養することができる。 In this case, said algae are photosynthetically capable algae. According to this configuration, the carbon dioxide contained in the carbon dioxide-rich absorbent 4 is appropriately released when the carbon dioxide-rich absorbent 4 is decomposed by the action of naturally occurring microorganisms in the algae incubator 5. be done. Therefore, algae can grow using this carbon dioxide as a carbon source during photosynthesis. As described above, a large amount of algae can be cultured efficiently at low cost.

以下の実施形態では、主として第1実施形態と異なる部分について説明し、第1実施形態と共通する部分については、図示又は説明を省略する。
[第2実施形態]
In the following embodiment, portions different from the first embodiment will be mainly described, and illustration or description of portions common to the first embodiment will be omitted.
[Second embodiment]

図4を参照して、本実施形態の藻類培養システム10について説明する。本実施形態では、藻類培養器5の構成が第1実施形態と異なっているが、他の部分は第1実施形態と共通している。このため、藻類培養器5について主に説明する。 The algae culture system 10 of this embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the configuration of the algae incubator 5 is different from that of the first embodiment, but other parts are common to those of the first embodiment. Therefore, the algae incubator 5 will be mainly described.

本実施形態の藻類培養器5は、二酸化炭素供給源1および二酸化炭素回収部2に隣接した位置に設けられていてもよい。或いは、二酸化炭素供給源1および二酸化炭素回収部2に隣接した位置にスペースが確保できない場合に、藻類培養器5は、それらから物理的に離れた位置に設けられていてもよい。その場合には、タンクローリーなどの車両やタンカーなどの船舶等、適切な輸送手段によって、二酸化炭素リッチ吸収液4を二酸化炭素回収部2から藻類培養器5まで輸送することができる。或いは、パイプライン等によって、二酸化炭素回収部2から藻類培養器5に二酸化炭素リッチ吸収液4を供給してもよい。藻類培養器5は、増殖対象の藻類が効率的に光合成を行えるように、日当たりの良い立地に設置されることが好ましい。また、藻類培養器5は、年間を通じて比較的に温暖な土地に設置されることが好ましい。 The algae culture vessel 5 of this embodiment may be provided at a position adjacent to the carbon dioxide supply source 1 and the carbon dioxide recovery section 2 . Alternatively, if space cannot be secured adjacent to the carbon dioxide supply source 1 and the carbon dioxide recovery unit 2, the algae incubator 5 may be provided at a position physically separated from them. In that case, the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 can be transported from the carbon dioxide recovery unit 2 to the algae culture vessel 5 by an appropriate transport means such as a vehicle such as a tank truck or a vessel such as a tanker. Alternatively, the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 may be supplied from the carbon dioxide recovery unit 2 to the algae culture vessel 5 via a pipeline or the like. The algae culture vessel 5 is preferably installed in a sunny location so that the algae to be propagated can efficiently photosynthesise. Also, the algae incubator 5 is preferably installed in relatively warm land throughout the year.

藻類培養器5は、外界から遮断された閉鎖系の培養システムで構成されている。藻類培養器5は、二酸化炭素回収部の第2貯留部15aに接続された処理部51と、処理部51で処理された液を無菌状態にろ過するフィルタ部52と、フィルタ部52でろ過された液が供給されるとともに、藻類の培養液および藻類が貯められるタンク53と、タンク53から延び且つ透光性を有するプラスチック材料により筒状に形成されたパイプ部54と、パイプ部54を支持する複数の支柱55と、パイプ部54の途中に設けられたポンプ56と、を備える。ポンプ56の位置は任意であり、パイプ部54に対して培養液および培養対象の藻類を循環できればどの位置に設けられていてもよい。 The algae culture vessel 5 is composed of a closed culture system that is cut off from the outside world. The algae culture vessel 5 includes a processing unit 51 connected to the second storage unit 15a of the carbon dioxide recovery unit, a filter unit 52 for filtering the liquid processed by the processing unit 51 in a sterile state, and a filter unit 52 for filtering the liquid. A tank 53 to which the liquid is supplied and the algae culture solution and the algae are stored; a pipe portion 54 extending from the tank 53 and formed in a cylindrical shape from a translucent plastic material; and the pipe portion 54 is supported. and a pump 56 provided in the middle of the pipe portion 54 . The position of the pump 56 is arbitrary, and may be provided at any position as long as the culture solution and algae to be cultured can be circulated with respect to the pipe portion 54 .

処理部51は、密閉されたタンク状に形成され、内部に硝化菌(アンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌)やバチルス菌等といった水中微生物生態系が構築された水が貯留されている。水中微生物生態系が構築された水は、例えば、土壌および有機物(鰹煮汁又はトウモロコシ浸漬液)を投入した水を、曝気しつつ2~4週間放置することで作成できる。処理部51は、第2貯留部15aから供給された二酸化炭素リッチ吸収液4中のアンモニア又はアミン系化合物を適宜に分解できる。すなわち、二酸化炭素リッチ吸収液4として、アンモニア水溶液が用いられる場合には、当該アンモニアは硝化菌によって亜硝酸塩を経て硝酸塩に硝化される。そのようにアンモニアが分解されるに際し、二酸化炭素リッチ吸収液から二酸化炭素が放出される。当該二酸化炭素は、一部がタンク53内の空気中に放出されるものの、大部分が液中に溶けた状態で保持される。 The processing unit 51 is formed in the shape of a closed tank, and stores water in which an aquatic microbial ecosystem such as nitrifying bacteria (ammonia-oxidizing bacteria, nitrite-oxidizing bacteria), bacillus, etc. has been established. Water in which an aquatic microbial ecosystem has been established can be prepared, for example, by allowing water containing soil and organic matter (bonito broth or corn steeping liquid) to stand for 2 to 4 weeks while being aerated. The processing unit 51 can appropriately decompose ammonia or an amine compound in the carbon dioxide-rich absorbent 4 supplied from the second storage unit 15a. That is, when an aqueous ammonia solution is used as the carbon dioxide-rich absorbent 4, the ammonia is nitrified into nitrate via nitrite by nitrifying bacteria. As the ammonia is so decomposed, carbon dioxide is released from the carbon dioxide-rich absorbent. Although part of the carbon dioxide is released into the air in the tank 53, most of it is retained dissolved in the liquid.

二酸化炭素リッチ吸収液4として、アミン系化合物のいずれかの水溶液が用いられる場合には、バチルス菌によって適宜に分解され、分解に際し、二酸化炭素リッチ吸収液から二酸化炭素が放出される。硝酸塩およびアミン化合物の分解物は、窒素源(養分)として培養対象の藻類に吸収される。なお、処理部51およびフィルタ部52を設けることは任意である。例えば、二酸化炭素リッチ吸収液4として5-アミノレブリン酸水溶液を用いた場合には、二酸化炭素リッチ吸収液4は藻類に対して有害ではなく、むしろ成長を促進する効果があるために、処理部51を通すことなく、そのまま二酸化炭素リッチ吸収液4をタンク53に供給できる。 When an aqueous solution of any of the amine compounds is used as the carbon dioxide-rich absorption liquid 4, it is appropriately decomposed by Bacillus, and carbon dioxide is released from the carbon dioxide-rich absorption liquid upon decomposition. Decomposition products of nitrates and amine compounds are absorbed by algae to be cultured as nitrogen sources (nutrients). Note that providing the processing unit 51 and the filter unit 52 is optional. For example, when a 5-aminolevulinic acid aqueous solution is used as the carbon dioxide-rich absorption liquid 4, the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 is not harmful to algae, but rather has the effect of promoting the growth thereof. The carbon dioxide-rich absorbent 4 can be supplied to the tank 53 as it is without passing through the .

フィルタ部52は、細菌フィルターを含んでおり、液中の微生物、細菌等を除去することができる。細菌フィルターとしては、0.2mm以下の微細孔を有するセルロースエステル膜を好適に用いることができる。細菌フィルターの目詰まりを防止するために、細菌フィルターの上流にさらに予備的且つ当該細菌フィルターよりも目の粗いフィルターを複数段に設けても良い。 The filter part 52 includes a bacteria filter and can remove microorganisms, bacteria, etc. in the liquid. A cellulose ester membrane having micropores of 0.2 mm or less can be suitably used as the bacterial filter. In order to prevent clogging of the bacterial filter, a plurality of preliminary filters having a coarser mesh than the bacterial filter may be provided upstream of the bacterial filter.

パイプ部54は、直線部と湾曲部とが繰り返されることで長尺の一本の管路として形成されている。パイプ部54は、透明に形成されている。パイプ部54の内側に培養液および培養対象の藻類を通すことで、この内部で培養対象の藻類に光合成を可能にし、藻類を増殖・培養させることができる。 The pipe portion 54 is formed as one long pipe line by repeating a straight portion and a curved portion. The pipe portion 54 is transparent. By passing the culture solution and the algae to be cultured inside the pipe portion 54, the algae to be cultured can undergo photosynthesis in this interior, and the algae can be propagated and cultured.

支柱55は、地面57に対して載置されているが、その下部が地面57に対して埋め込まれていてもよい。 The pillar 55 is placed on the ground 57 , but the lower portion thereof may be embedded in the ground 57 .

続いて、本実施形態の藻類培養システム10の作用について説明する。第1実施形態と同様に二酸化炭素リッチ吸収液4が生成される。二酸化炭素回収部2の第2貯留部15aに貯留された二酸化炭素リッチ吸収液4は、例えば、硝化菌(アンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌)やバチルス菌といった水中微生物生態系が構築された処理部51内の水に混ぜられる。処理部51において、二酸化炭素リッチ吸収液4と処理部51内の水との混合液を数日間から数週間放置すると、水中微生物生態系の菌の働きによって二酸化炭素リッチ吸収液4が分解される。二酸化炭素リッチ吸収液4がアンモニアの水溶液で構成される場合には、硝化菌(アンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌)等の働きによって亜硝酸塩を経て硝酸塩に硝化される。二酸化炭素リッチ吸収液4がアミン系化合物のいずれかの水溶液で構成される場合には、バチルス菌等の働きによって適宜に分解される。二酸化炭素リッチ吸収液4が分解される際に、二酸化炭素リッチ吸収液に保持された二酸化炭素が適宜に液中に放出される。 Next, the action of the algae culture system 10 of this embodiment will be described. A carbon dioxide-rich absorbent 4 is produced in the same manner as in the first embodiment. The carbon dioxide-rich absorbent 4 stored in the second storage portion 15a of the carbon dioxide recovery portion 2 is treated with an aquatic microbial ecosystem such as nitrifying bacteria (ammonia-oxidizing bacteria, nitrite-oxidizing bacteria) and bacillus. It is mixed with water in part 51 . In the processing section 51, when the mixture of the carbon dioxide-rich absorbing liquid 4 and the water in the processing section 51 is left for several days to several weeks, the carbon dioxide-rich absorbing liquid 4 is decomposed by the action of bacteria in the underwater microbial ecosystem. . When the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 is composed of an aqueous solution of ammonia, it is nitrified into nitrate via nitrite by the action of nitrifying bacteria (ammonia-oxidizing bacteria, nitrite-oxidizing bacteria) and the like. When the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 is composed of an aqueous solution of any of the amine compounds, it is appropriately decomposed by the action of bacillus or the like. When the carbon dioxide-rich absorbent 4 is decomposed, the carbon dioxide retained in the carbon dioxide-rich absorbent is appropriately released into the liquid.

処理部51で処理された液は、フィルタ部52に供給されてろ過される。フィルタ部52において上記硝化菌、バチルス菌、その他の菌が除去される。二酸化炭素リッチ吸収液4としてアンモニア水溶液を用いた場合には、液中の硝酸塩(硝酸イオン)および二酸化炭素がろ液とともにタンク53に供給される。 The liquid processed by the processing unit 51 is supplied to the filter unit 52 and filtered. The filter section 52 removes the nitrifying bacteria, bacillus, and other bacteria. When an aqueous ammonia solution is used as the carbon dioxide-rich absorbing liquid 4, the nitrate (nitrate ion) and carbon dioxide in the liquid are supplied to the tank 53 together with the filtrate.

二酸化炭素リッチ吸収液4としてアミン系化合物のいずれかの水溶液を用いた場合には、液中のアミン分解物および二酸化炭素がろ液とともにタンク53に供給される。二酸化炭素リッチ吸収液4として5-アミノレブリン酸水溶液を用いた場合には、処理部51およびフィルタ部52を経由しないでそのままタンク53に供給される。二酸化炭素リッチ吸収液4(二酸化炭素リッチ吸収液4の分解処理液)は、タンク53に対して常時供給してもよいし、タンク53に対して所定の時間間隔を空けて間欠的に供給してよい。 When any aqueous solution of an amine-based compound is used as the carbon dioxide-rich absorption liquid 4, the amine decomposed product and carbon dioxide in the liquid are supplied to the tank 53 together with the filtrate. When the 5-aminolevulinic acid aqueous solution is used as the carbon dioxide-rich absorbing liquid 4, it is directly supplied to the tank 53 without passing through the processing section 51 and the filter section 52. The carbon dioxide-rich absorbent 4 (decomposition treatment liquid of the carbon dioxide-rich absorbent 4) may be constantly supplied to the tank 53, or may be intermittently supplied to the tank 53 at predetermined time intervals. you can

タンク53には、予め培養対象の藻類が投入されるとともに、藻類の培養液が貯留されている。培養対象の藻類がクロレラである場合には、培養液は、公知の尿素培養液、硝酸塩培養液(N-25、N-30、N-50)を採用しうる。培養対象の藻類がユーグレナである場合には、培養液は、公知のCM培地やKH培地を採用しうる。 The algae to be cultured are put into the tank 53 in advance, and the algae culture solution is stored therein. When the alga to be cultured is chlorella, the culture solution may be a known urea culture solution or nitrate culture solution (N-25, N-30, N-50). When the alga to be cultured is Euglena, a known CM medium or KH medium can be employed as the culture medium.

このように培養対象の藻類を含む培養液に対して、1~30質量%、好ましくは5~10質量%の二酸化炭素リッチ吸収液4を混合して、改変された培養液をタンク53内で作成する。より詳細には、この二酸化炭素リッチ吸収液4は、処理部51で分解処理され、フィルタ部52でろ過されたろ液である。 In this way, 1 to 30% by mass, preferably 5 to 10% by mass of the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 is mixed with the culture solution containing the algae to be cultured, and the modified culture solution is placed in the tank 53. create. More specifically, the carbon dioxide-rich absorbent 4 is a filtrate that has been decomposed by the processing section 51 and filtered by the filter section 52 .

培養対象の藻類を含む培養液と二酸化炭素リッチ吸収液4の混合液は、ポンプ56の駆動により、パイプ部54内に送られる。パイプ部54に日光が照射されることで、パイプ部54内の藻類が光合成を行って増殖する。その際、硝酸塩(硝酸イオン)は、窒素源として藻類に吸収される。アミン分解物も同様に、窒素源として藻類に吸収される。二酸化炭素も炭素源として藻類に吸収される。5-アミノレブリン酸は、そのまま藻類に吸収されて成長を促進する。 A mixture of the culture solution containing algae to be cultured and the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 is sent into the pipe section 54 by driving the pump 56 . By irradiating the pipe portion 54 with sunlight, the algae in the pipe portion 54 perform photosynthesis and proliferate. Nitrates (nitrate ions) are then absorbed by the algae as a nitrogen source. Amine degradation products are likewise absorbed by algae as a nitrogen source. Carbon dioxide is also absorbed by algae as a carbon source. 5-Aminolevulinic acid is absorbed as such by algae to promote their growth.

この混合液をパイプ部54内を循環させ、所定期間経過後に藻類が十分に増殖した後に、培養液とともに藻類を回収する。その際、図示しない藻類回収装置を用いることができる。藻類回収装置の一例として、培養液中から藻類をピックアップできるフィルタ装置(ろ過器)が挙げられる。 This liquid mixture is circulated in the pipe portion 54, and after the algae have grown sufficiently after the lapse of a predetermined period, the algae are recovered together with the culture solution. At that time, an algae collection device (not shown) can be used. An example of an algae recovery device is a filter device (filter) capable of picking up algae from a culture solution.

回収された藻類は、各種の用途の利用に供される。回収された藻類は、例えば、液体燃料として抽出されたり、有効成分をサプリメントとして抽出したりできる。抽出された残渣物は、バイオマス燃料として火力発電所等で燃料として使用したり、家畜の飼料としたりできる。 The collected algae are used for various purposes. The collected algae can be extracted, for example, as a liquid fuel, or the active ingredient can be extracted as a supplement. The extracted residue can be used as biomass fuel in a thermal power plant or the like, or can be used as feed for livestock.

培養液が減少してきた場合には、適宜に、上記のように改変された培養液を補充するように追加できる。すなわち、上記培養液(尿素培養液、硝酸塩培養液、CM培地、KH培地、その他の培地)に対して、例えば、1~30質量%、好ましくは5~10質量%の二酸化炭素リッチ吸収液4又は二酸化炭素リッチ吸収液4を処理部51で分解処理してフィルタ部52でろ過したろ液を混合した混合液を、改変された培養液として作成する。このように改変された培養液をタンク53に対して補充できる。 When the culture medium is depleted, it can be supplemented with the culture medium modified as described above. That is, with respect to the culture medium (urea culture medium, nitrate culture medium, CM medium, KH medium, other medium), for example, 1 to 30% by mass, preferably 5 to 10% by mass carbon dioxide-rich absorption liquid 4 Alternatively, a mixed solution is prepared as a modified culture solution by mixing the filtrate obtained by decomposing the carbon dioxide-rich absorption liquid 4 in the processing unit 51 and filtering it in the filter unit 52 . The tank 53 can be replenished with the culture medium thus modified.

上記した実施形態は、種々の置き換えや変形を加えて実施できる。 The above-described embodiments can be implemented with various replacements and modifications.

1 二酸化炭素供給源
2 二酸化炭素回収部
3 二酸化炭素リーン吸収液
4 二酸化炭素リッチ吸収液
5 藻類培養器
6 藻類回収装置
10 藻類培養システム
1 carbon dioxide supply source 2 carbon dioxide recovery unit 3 carbon dioxide-lean absorbent 4 carbon dioxide-rich absorbent 5 algae incubator 6 algae recovery device 10 algae culture system

Claims (9)

二酸化炭素含有ガスを供給する二酸化炭素供給源と、
前記二酸化炭素含有ガスに二酸化炭素リーン吸収液を接触させて二酸化炭素リッチ吸収液を得る二酸化炭素回収部と、
前記二酸化炭素回収部から前記二酸化炭素リッチ吸収液を栄養源として供給を受け、藻類を培養可能な藻類培養器と、
を備える藻類培養システム。
a carbon dioxide source that supplies a carbon dioxide-containing gas;
a carbon dioxide recovery unit for obtaining a carbon dioxide-rich absorbent by contacting the carbon dioxide-containing gas with the carbon dioxide-lean absorbent;
an algae culture vessel capable of cultivating algae by receiving supply of the carbon dioxide-rich absorption liquid as a nutrient source from the carbon dioxide recovery unit;
An algae culture system comprising:
前記二酸化炭素リーン吸収液および前記二酸化炭素リッチ吸収液は、吸収剤を含有する吸収液であり、
前記吸収剤がアンモニア又はアミン系化合物である請求項1に記載の藻類培養システム。
The carbon dioxide-lean absorbent and the carbon dioxide-rich absorbent are absorbent-containing absorbents,
The algae culture system according to claim 1, wherein the absorbent is ammonia or an amine-based compound.
前記吸収剤は、アンモニア又は有機アミン化合物である請求項2に記載の藻類培養システム。 The algae culture system according to claim 2, wherein the absorbent is ammonia or an organic amine compound. 前記藻類培養器で培養された前記藻類を回収する藻類回収装置を備える請求項1~3のいずれか1項に記載の藻類培養システム。 The algae culture system according to any one of claims 1 to 3, comprising an algae recovery device for recovering the algae cultured in the algae culture vessel. 前記藻類は、光合成可能な藻類である請求項1~4のいずれか1項に記載の藻類培養システム。 The algae culture system according to any one of claims 1 to 4, wherein the algae are algae capable of photosynthesis. 二酸化炭素供給源により二酸化炭素含有ガスを供給し、
二酸化炭素回収部により前記二酸化炭素含有ガスに二酸化炭素リーン吸収液を接触させて二酸化炭素リッチ吸収液を得、
前記二酸化炭素回収部から前記二酸化炭素リッチ吸収液を藻類培養器に栄養源として供給し、当該藻類培養器で藻類を培養する藻類培養方法。
supplying a carbon dioxide-containing gas with a carbon dioxide source;
A carbon dioxide-rich absorption liquid is obtained by bringing a carbon dioxide-lean absorption liquid into contact with the carbon dioxide-containing gas by a carbon dioxide recovery unit,
An algae culture method comprising supplying the carbon dioxide-rich absorption liquid from the carbon dioxide recovery unit to an algae culture vessel as a nutrient source and culturing algae in the algae culture vessel.
前記二酸化炭素リーン吸収液および前記二酸化炭素リッチ吸収液は、吸収剤を含有する吸収液であり、
前記吸収剤がアンモニア又はアミン系化合物である請求項6に記載の藻類培養方法。
The carbon dioxide-lean absorbent and the carbon dioxide-rich absorbent are absorbent-containing absorbents,
The method for culturing algae according to claim 6, wherein the absorbent is ammonia or an amine compound.
前記吸収剤は、アンモニア又は有機アミン化合物である請求項7に記載の藻類培養方法。 The algae culture method according to claim 7, wherein the absorbent is ammonia or an organic amine compound. 前記藻類は、光合成可能な藻類である請求項6~8のいずれか1項に記載の藻類培養方法。 The algae culture method according to any one of claims 6 to 8, wherein the algae are algae capable of photosynthesis.
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