JP3253235B2 - 浮遊式光合成リアクター - Google Patents
浮遊式光合成リアクターInfo
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- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光合成微生物を用いた
光合成リアクターに係り、特にその光合成リアクターを
海などの水面に浮かべた浮遊式光合成リアクター関する
ものである。
光合成リアクターに係り、特にその光合成リアクターを
海などの水面に浮かべた浮遊式光合成リアクター関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に水素は主として、石油資源の熱分
解などによって製造されているが、この場合多量の化石
燃料を原料やエネルギーとして消費することになり、結
果として多量の二酸化炭素を発生する問題がある。
解などによって製造されているが、この場合多量の化石
燃料を原料やエネルギーとして消費することになり、結
果として多量の二酸化炭素を発生する問題がある。
【０００３】このため、近年におけるバイオテクノロジ
ーの急速な進展などを背景として、微生物の機能を活用
し、太陽光をエネルギー源として、効率的に水素を製造
する技術が注目されてきている。
ーの急速な進展などを背景として、微生物の機能を活用
し、太陽光をエネルギー源として、効率的に水素を製造
する技術が注目されてきている。
【０００４】自然界には光合成細菌やラン藻類などの水
素発生機能を持った微生物が存在している。これらの微
生物は、石油などの化石燃料を消費することなく、太陽
光をエネルギーとして水や有機物から効率的に水素を発
生する機能を有していると同時に、増殖によって水素発
生機能の自己複製を図ることができる。
素発生機能を持った微生物が存在している。これらの微
生物は、石油などの化石燃料を消費することなく、太陽
光をエネルギーとして水や有機物から効率的に水素を発
生する機能を有していると同時に、増殖によって水素発
生機能の自己複製を図ることができる。
【０００５】従来、微生物を扱うリアクターとしては、
陸上設置型のタンク式リアクターやポンド式回遊リアク
ターなどがあり、使用目的の代表例が、下水処理上の曝
気槽や嫌気性消化槽、オキシデーションディッチ（酸化
池）などであるが、いずれも光を利用したものではな
く、これらの技術を、光合成微生物の増殖に、そのまま
適用することができない。
陸上設置型のタンク式リアクターやポンド式回遊リアク
ターなどがあり、使用目的の代表例が、下水処理上の曝
気槽や嫌気性消化槽、オキシデーションディッチ（酸化
池）などであるが、いずれも光を利用したものではな
く、これらの技術を、光合成微生物の増殖に、そのまま
適用することができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この光合成微生物をリ
アクターに収容して光合成で水素を製造しようとする場
合、太陽光が微生物にまんべんなく当たるためには、リ
アクターは、密閉型で、面積が大きく、しかも、底の浅
いものとしなければならない。
アクターに収容して光合成で水素を製造しようとする場
合、太陽光が微生物にまんべんなく当たるためには、リ
アクターは、密閉型で、面積が大きく、しかも、底の浅
いものとしなければならない。
【０００７】しかしながら、密閉型で底の浅いものとし
て太陽光を当てると、リアクター内の温度が異常に上昇
し、微生物の成育に支障をきたすために冷却する必要が
ある。またリアクターには糖分などを含んだ有機性廃水
を供給すると共にリアクター内で十分に撹拌する必要が
あり、このため装置コストが、高くなる問題がある。
て太陽光を当てると、リアクター内の温度が異常に上昇
し、微生物の成育に支障をきたすために冷却する必要が
ある。またリアクターには糖分などを含んだ有機性廃水
を供給すると共にリアクター内で十分に撹拌する必要が
あり、このため装置コストが、高くなる問題がある。
【０００８】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、光合成リアクター内の昇温を抑制し、しかも良好に
撹拌できる浮遊式光合成リアクターを提供することにあ
る。
し、光合成リアクター内の昇温を抑制し、しかも良好に
撹拌できる浮遊式光合成リアクターを提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、太陽光を利用して廃水中の有機物を分解し
て水素を製造する光合成微生物を収容する光合成リアク
ターにおいて、光合成リアクターの屋根部を山形状に形
成し、その屋根部下方が海などの水面に没するようにリ
アクターを浮かべて設けるものである。
に本発明は、太陽光を利用して廃水中の有機物を分解し
て水素を製造する光合成微生物を収容する光合成リアク
ターにおいて、光合成リアクターの屋根部を山形状に形
成し、その屋根部下方が海などの水面に没するようにリ
アクターを浮かべて設けるものである。
【００１０】
【作用】上記構成によれば、光合成微生物を収容したリ
アクターを、その山形状の屋根部下方が海などの水面に
半没するように浮かべて設けることで、リアクター内
が、波の作用で適度に撹拌されると共に太陽光を受けて
昇温してもリアクターの屋根部下方より海水などで常時
冷却されているため、過度の温度上昇が抑制され、光合
成微生物が活動できる温度に維持できる。
アクターを、その山形状の屋根部下方が海などの水面に
半没するように浮かべて設けることで、リアクター内
が、波の作用で適度に撹拌されると共に太陽光を受けて
昇温してもリアクターの屋根部下方より海水などで常時
冷却されているため、過度の温度上昇が抑制され、光合
成微生物が活動できる温度に維持できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１２】図１において、１０は岸壁、１１は海（沿
岸、沖合）、湖、池などの水面である。岸壁１０には、
栄養補給槽１２，沈澱槽１３、嫌気性リアクター１４、
水素貯蔵タンク１５が設けられ、水面１１には、光合成
微生物（Ｒ−１，Ｓ−２，Ｋ−２Ｙ，Ｋ−６などの菌
株）を増殖させる光合成リアクター１６が水面１１に半
没するように浮かべて設けられる。
岸、沖合）、湖、池などの水面である。岸壁１０には、
栄養補給槽１２，沈澱槽１３、嫌気性リアクター１４、
水素貯蔵タンク１５が設けられ、水面１１には、光合成
微生物（Ｒ−１，Ｓ−２，Ｋ−２Ｙ，Ｋ−６などの菌
株）を増殖させる光合成リアクター１６が水面１１に半
没するように浮かべて設けられる。
【００１３】嫌気性リアクター１４には、そのリアクタ
ー１４内に糖などの有機性廃水を供給する廃水ライン１
７が接続され、嫌気性リアクター１４の廃水口と光合成
リアクター１６の入口１６ａとが処理水入口ライン１８
で接続される。光合成リアクター１６の出口１６ｂと沈
澱槽１３とが処理水出口ライン１９で接続され、沈澱槽
１３の上澄液が最終処理水ライン２０で海中に排出され
るようになっている。
ー１４内に糖などの有機性廃水を供給する廃水ライン１
７が接続され、嫌気性リアクター１４の廃水口と光合成
リアクター１６の入口１６ａとが処理水入口ライン１８
で接続される。光合成リアクター１６の出口１６ｂと沈
澱槽１３とが処理水出口ライン１９で接続され、沈澱槽
１３の上澄液が最終処理水ライン２０で海中に排出され
るようになっている。
【００１４】また光合成リアクター１６の屋根部下方２
１の頂部２１ａにはフレキシブル配管からなる水素配管
２２が接続され、製造された水素を水素貯蔵タンク１５
に供給して貯蔵するようになっている。また嫌気性リア
クター１４の頂部と水素貯蔵タンク１５とが水素配管２
３で接続され、嫌気性リアクター１４においても生じた
水素を水素貯蔵タンク１５に貯蔵できるようになってい
る。
１の頂部２１ａにはフレキシブル配管からなる水素配管
２２が接続され、製造された水素を水素貯蔵タンク１５
に供給して貯蔵するようになっている。また嫌気性リア
クター１４の頂部と水素貯蔵タンク１５とが水素配管２
３で接続され、嫌気性リアクター１４においても生じた
水素を水素貯蔵タンク１５に貯蔵できるようになってい
る。
【００１５】栄養補給槽１２と光合成リアクター１５と
は養分供給ライン２４で接続され、夜間などに栄養補給
槽１２から窒素源などの栄養分が光合成リアクター１６
に供給できるようになっている。
は養分供給ライン２４で接続され、夜間などに栄養補給
槽１２から窒素源などの栄養分が光合成リアクター１６
に供給できるようになっている。
【００１６】光合成リアクター１６は、例えば、図２に
示すように、入口１６ａから出口１６ｂに至る流路２５
が複数に折り返されるように形成されると共にその各流
路２５上の空間は、流路２５ごとに独立した室を形成す
るように区画されて形成され、各室ごとに山形状に屋根
部下方２１が形成されると共にその各頂部２１ａに水素
配管２２（図１）が接続される。
示すように、入口１６ａから出口１６ｂに至る流路２５
が複数に折り返されるように形成されると共にその各流
路２５上の空間は、流路２５ごとに独立した室を形成す
るように区画されて形成され、各室ごとに山形状に屋根
部下方２１が形成されると共にその各頂部２１ａに水素
配管２２（図１）が接続される。
【００１７】図３に示すように、光合成リアクター１６
の屋根部下方２１は、流路２５ごとに形成され、それぞ
れ屋根部下方２１が、頂部２１ａを除いて水面１１に没
するように設けられると共にリアクター１６の屋根部下
方２１を通して太陽光が差し込むようにされる。この屋
根部下方２１は、南向きになるように、また屋根部下方
２１が頂部２１ａを除いて水面１１に没するようにその
浮力が調整されると共に係留索２６で固定される。なお
リアクター１６は、太陽の動きに合せて回転或いは移動
するように設けてもよい。
の屋根部下方２１は、流路２５ごとに形成され、それぞ
れ屋根部下方２１が、頂部２１ａを除いて水面１１に没
するように設けられると共にリアクター１６の屋根部下
方２１を通して太陽光が差し込むようにされる。この屋
根部下方２１は、南向きになるように、また屋根部下方
２１が頂部２１ａを除いて水面１１に没するようにその
浮力が調整されると共に係留索２６で固定される。なお
リアクター１６は、太陽の動きに合せて回転或いは移動
するように設けてもよい。
【００１８】屋根部下方２１は、透明な合成樹脂板など
で形成するが、この際、微生物の光合成に寄与しない赤
外線領域の波長をカットする熱遮蔽板を積層しておくと
よい。
で形成するが、この際、微生物の光合成に寄与しない赤
外線領域の波長をカットする熱遮蔽板を積層しておくと
よい。
【００１９】またリアクター１６は、上下２室に形成
し、下部を嫌気性リアクター室とし、上部を光合成リア
クター室とすることも可能である。
し、下部を嫌気性リアクター室とし、上部を光合成リア
クター室とすることも可能である。
【００２０】次に実施例の作用を述べる。
【００２１】廃水ライン１７から有機性廃水として、例
えばグルコースを１０，０００ｐｐｍ含む廃液を嫌気性
リアクター１４に供給し、嫌気性リアクター１４内で、
嫌気性処理がなされて、酪酸塩８００ｐｐｍ，酢酸塩８
００ｐｐｍ，プロピオン酸塩８００ｐｐｍに分解され、
処理ライン１８より、光合成リアクター１６内に供給さ
れる。
えばグルコースを１０，０００ｐｐｍ含む廃液を嫌気性
リアクター１４に供給し、嫌気性リアクター１４内で、
嫌気性処理がなされて、酪酸塩８００ｐｐｍ，酢酸塩８
００ｐｐｍ，プロピオン酸塩８００ｐｐｍに分解され、
処理ライン１８より、光合成リアクター１６内に供給さ
れる。
【００２２】光合成リアクター１６は、供給された廃水
が流路２５に沿って流れる間に、光合成微生物が太陽光
をエネルギとして有機物を分解すると共に光合成反応に
より水素を発生する。発生した水素は、水素配管２２よ
り水素貯蔵タンク１５に貯蔵される。
が流路２５に沿って流れる間に、光合成微生物が太陽光
をエネルギとして有機物を分解すると共に光合成反応に
より水素を発生する。発生した水素は、水素配管２２よ
り水素貯蔵タンク１５に貯蔵される。
【００２３】リアクター１６から排水された廃水は、処
理水出口ライン１９より沈澱槽１３に供給され、その上
澄液が最終処理水ライン２０で海中に排出されるように
なっている。
理水出口ライン１９より沈澱槽１３に供給され、その上
澄液が最終処理水ライン２０で海中に排出されるように
なっている。
【００２４】この光合成リアクター１６は、水面１１に
浮かべて設けられ、波で常時揺動するため、リアクター
１６内の廃水の撹拌が良好となり、またリアクター１６
は太陽光にて昇温しようとするが、屋根部下方２１が一
部水面１１に没しているため、屋根部下方２１より冷却
され、過度に温度上昇することが防止される。すなわ
ち、屋根部下方２１間には、常時海水が通り、波などで
屋根部下方２１が濡らされており、昇温しようとしても
屋根部下方２１の水の蒸発潜熱及び周囲海水により冷却
されるため、昇温することがない。
浮かべて設けられ、波で常時揺動するため、リアクター
１６内の廃水の撹拌が良好となり、またリアクター１６
は太陽光にて昇温しようとするが、屋根部下方２１が一
部水面１１に没しているため、屋根部下方２１より冷却
され、過度に温度上昇することが防止される。すなわ
ち、屋根部下方２１間には、常時海水が通り、波などで
屋根部下方２１が濡らされており、昇温しようとしても
屋根部下方２１の水の蒸発潜熱及び周囲海水により冷却
されるため、昇温することがない。
【００２５】この光合成リアクター１６は、例えば横幅
５０ｍ，長さ１２５ｍ、廃水深さ０．１６ｍで、１日当
たりの廃水処理量を１００ｍ3 とすると、１０００〜２
０００ｍ3 ／日の水素を製造することができる。
５０ｍ，長さ１２５ｍ、廃水深さ０．１６ｍで、１日当
たりの廃水処理量を１００ｍ3 とすると、１０００〜２
０００ｍ3 ／日の水素を製造することができる。
【００２６】また太陽光が８００ｋｃａｌ／ｍ2 ・ｈの
エネルギで、リアクター１６に入射するとしてもリアク
ター１６内の１，０００ｍ3 ，３０℃の水が日中１０時
間温められても水温は４５℃以上には上昇せず、光合成
微生物の成育に支障をきたさない。
エネルギで、リアクター１６に入射するとしてもリアク
ター１６内の１，０００ｍ3 ，３０℃の水が日中１０時
間温められても水温は４５℃以上には上昇せず、光合成
微生物の成育に支障をきたさない。
【００２７】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、光合成微
生物を収容したリアクターを水面に浮かべて設けること
で、リアクター内が、波で適度に撹拌されると共に太陽
光を受けて昇温してもリアクターの外周が海水で常時冷
却されているため、過度の温度上昇が抑制され、光合成
微生物が活動できる温度に維持できる。
生物を収容したリアクターを水面に浮かべて設けること
で、リアクター内が、波で適度に撹拌されると共に太陽
光を受けて昇温してもリアクターの外周が海水で常時冷
却されているため、過度の温度上昇が抑制され、光合成
微生物が活動できる温度に維持できる。
【図１】本発明の一実施例を示す概略斜視図である。
【図２】図１の光合成リアクターの流路を示す平断面図
である。
である。
【図３】図２の光合成リアクターの断面図である。
１１ 水面 １５ 水素貯蔵タンク １６ 光合成リアクター １８ 処理水入口ライン ２１ 屋根部下方
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ //(Ｃ１２Ｐ 3/00 (Ｃ１２Ｐ 3/00 Ｚ Ｃ１２Ｒ 1:01） Ｃ１２Ｒ 1:01） (Ｃ１２Ｐ 3/00 (Ｃ１２Ｐ 3/00 Ｚ Ｃ１２Ｒ 1:89） Ｃ１２Ｒ 1:89） (72)発明者 内山 茂 東京都港区西新橋２丁目８番11号 財団 法人 地球環境産業技術研究機構ＣＯ２ 固定化等プロジェクト室内 (72)発明者 福永 栄 東京都港区西新橋２丁目８番11号 財団 法人 地球環境産業技術研究機構ＣＯ２ 固定化等プロジェクト室内 (72)発明者 泉 雅之 東京都港区西新橋２丁目８番11号 財団 法人 地球環境産業技術研究機構ＣＯ２ 固定化等プロジェクト室内 (56)参考文献 特開 平８−116960（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−176（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−126297（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−166076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−134993（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 3/34 C02F 3/28 C02F 3/32 C12M 1/00 C12P 3/00
Claims (1)
- 【請求項１】 太陽光を利用して廃水中の有機物を分解
して水素を製造する光合成微生物を収容する光合成リア
クターにおいて、光合成リアクターの屋根部を山形状に
形成し、その屋根部の下方が海などの水面に没するよう
にリアクターを浮かべて設けることを特徴とする浮遊式
光合成リアクター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15624995A JP3253235B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 浮遊式光合成リアクター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15624995A JP3253235B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 浮遊式光合成リアクター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH091181A JPH091181A (ja) | 1997-01-07 |
| JP3253235B2 true JP3253235B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=15623653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15624995A Expired - Fee Related JP3253235B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 浮遊式光合成リアクター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3253235B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019129776A1 (fr) * | 2017-12-27 | 2019-07-04 | Poirmeur Emmanuel | Procede de transformation d'un substrat organique en immersion |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4598976B2 (ja) * | 2001-03-15 | 2010-12-15 | 三井造船株式会社 | バイオマス発電システムおよびこれを用いたバイオマス発電方法 |
| JP2006095394A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Akio Asahi | 飲料水の浄化方法 |
| JP4574375B2 (ja) * | 2005-02-08 | 2010-11-04 | 財団法人地球環境産業技術研究機構 | 微生物を用いる水素生産装置、およびそれを用いる燃料電池システム |
| JP5176124B2 (ja) * | 2005-03-03 | 2013-04-03 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 塩水中の栄養塩類の濃度低減処理水およびその製造方法 |
| US9637714B2 (en) * | 2006-12-28 | 2017-05-02 | Colorado State University Research Foundation | Diffuse light extended surface area water-supported photobioreactor |
| JPWO2008153202A1 (ja) * | 2007-06-14 | 2010-08-26 | 学校法人早稲田大学 | 水面上に浮遊させた光合成用リアクターを用いた光合成微生物の培養方法及び光合成微生物により水素ガスを製造するための光合成用リアクター |
| DE102008022676A1 (de) * | 2008-05-07 | 2009-11-12 | Phyton Energy Gmbh | Vorrichtung zur Vermehrung kohlenstoff- und/oder ölhaltiger Mikroorganismen in Nährflüssigkeit |
| KR100991373B1 (ko) | 2008-12-03 | 2010-11-02 | 인하대학교 산학협력단 | 반투과막을 이용한 해양 미세조류 대량배양을 위한 광생물 반응기 |
| JP2011050902A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Toshiba Corp | 汚水の水処理システム |
| KR101138762B1 (ko) * | 2009-11-05 | 2012-04-25 | 삼성중공업 주식회사 | 해상구조물에서의 수소 생성 장치 |
| JP5647419B2 (ja) * | 2010-01-27 | 2014-12-24 | 株式会社日本総合研究所 | 微生物培養装置 |
| JP2013119073A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Toshiba Corp | 水処理装置 |
| CN110145687B (zh) * | 2019-05-05 | 2020-12-29 | 中广核研究院有限公司 | 一种用于海上小型堆的氢气供应系统 |
-
1995
- 1995-06-22 JP JP15624995A patent/JP3253235B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019129776A1 (fr) * | 2017-12-27 | 2019-07-04 | Poirmeur Emmanuel | Procede de transformation d'un substrat organique en immersion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH091181A (ja) | 1997-01-07 |
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