JP6065321B2 - 液体処理装置 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照しながら、本発明による液体処理装置の第1の実施形態を説明する。本明細書では、「液体処理装置」は、処理しようとする液体(被処理液)に含有されている成分の少なくとも一部を分解あるいは除去する装置を広く含む。「被処理液」は、例えば、有機物、窒素を含む化合物(以下、「窒素含有化合物」とする。)またはその両方を含有する液体である。被処理液は電解液であってもよい。
導電体11の第1の部分11a(アノード): C6H12O6 + 6H2O → 6CO2 + 24H+ + 24e-
導電体11の第2の部分11b(カソード): 6O2 + 24H+ + 24e- → 12H2O
導電体11の第1の部分11a(アノード):4NH3 → 2N2 + 12H+ +
12e-
導電体11の第2の部分11b(カソード):3O2 + 12H+ + 12e- →
6H2O
以下、図面を参照しながら、本発明による液体処理装置の第2の実施形態を説明する。
以下、図面を参照しながら、本発明による液体処理装置の第3の実施の形態を説明する。
以下、図面を参照しながら、本発明による液体処理装置の第4の実施の形態を説明する。
以下、図面を参照しながら、本発明による液体処理装置の第5の実施の形態を説明する。
導電体11の第1の部分11a(アノード): 5C6H12O6 + 30H2O → 30CO2 + 120H+ + 120e -
導電体11の第2の部分11b(カソード): 24HNO3 + 120H+ + 120e - → 12N2 + 72H2O
導電体11の第1の部分11a(アノード):10NH3 → 5N2 + 30H+ + 30e -
導電体11の第2の部分11b(カソード):6HNO3 + 30H+ + 30e - → 3N2 + 18H2O
3 対極
4 イオン透過性隔膜
5 液体
6 微生物
7 外部回路
8 容器
10 構造体(液体処理ユニット)
10a、10b 構造体の面
11 導電体
11a、11b 導電体の部分
21A、21B 導電層
21C、31C 接続部
12、52 処理槽
13、53 液体供給口
14、54 液体排出口
15 イオン移動層
16、56 嫌気性微生物群
17、51 被処理液
32、42、42a 導電性粒子
1000 微生物燃料電池
100、200、300、400、500 液体処理装置
Claims (27)
- 第1の面および第2の面を有する構造体であって、
前記第1の面と前記第2の面との間に配置され、水素イオンが移動するイオン移動層と、
前記第1の面と前記第2の面との間に配置され、前記第1の面で外部に露出した第1の部分と前記第2の面で外部に露出した第2の部分とを有し、少なくとも一部が前記イオン移動層の内部に位置し、かつ、前記第1の部分と前記第2の部分とを導通する導電体と
を有する構造体と、
第1の被処理液を保持するための第1の処理槽と
を備え、
前記構造体の前記第1の面は、前記第1の処理槽の内部に位置している液体処理装置。 - 前記導電体の前記第1の部分は、前記第1の処理槽内で前記第1の被処理液と接するように配置され、前記導電体の前記第2の部分は、酸素を含む気体と接するように配置されている、請求項1に記載の液体処理装置。
- 前記第1の被処理液は、有機物およびアンモニアのうち少なくとも一方を含有する、請求項2に記載の液体処理装置。
- 前記構造体は、前記第1の面に嫌気性微生物群を担持し、前記第2の面に酸素還元触媒を担持している、請求項1から3のいずれかに記載の液体処理装置。
- 第2の被処理液を保持するための第2の処理槽をさらに備え、
前記構造体の前記第2の面は、前記第2の処理槽の内部に位置している、請求項1に記載の液体処理装置。 - 前記導電体の前記第1の部分は、前記第1の処理槽内で前記第1の被処理液と接するように配置され、前記導電体の前記第2の部分は、前記第2の処理槽内で前記第2の被処理液と接するように配置されている、請求項5に記載の液体処理装置。
- 前記第1の被処理液は、有機物およびアンモニアのうち少なくとも一方を含有し、
前記第2の被処理液は、窒素酸化物イオンを含有する、請求項5または6に記載の液体処理装置。 - 前記構造体は、前記第1の面及び前記第2の面に嫌気性微生物群を担持している、請求項5から7のいずれかに記載の液体処理装置。
- 前記導電体は、多孔質または織布状の導電体シートであり、
前記イオン移動層は、イオン交換樹脂を含み、
前記イオン交換樹脂は、前記導電体シート内の空隙に充填されている、請求項1から8のいずれかに記載の液体処理装置。 - 前記導電体の少なくとも一部は、前記イオン移動層の前記第1の面側の表面と前記第2の面側の表面との間に位置しており、
前記少なくとも一部の導電体の表面は、絶縁性材料で覆われている、請求項9に記載の液体処理装置。 - 前記導電体は、
前記イオン移動層の前記第1の面側に配置され、かつ、前記第1の部分を含む第1の導電層と、
前記イオン移動層の前記第2の面側に配置され、かつ、前記第2の部分を含む第2の導電層と、
前記第1の導電層と前記第2の導電層とを接続する接続部と
を含み、
前記接続部の少なくとも一部は、前記イオン移動層の前記第1の面側の表面と前記第2の面側の表面との間に位置している、請求項1から8のいずれかに記載の液体処理装置。 - 前記少なくとも一部の接続部の表面は、絶縁性材料で覆われている、請求項11に記載の液体処理装置。
- 前記第1の導電層は、多孔質または織布状である、請求項11または12に記載の液体処理装置。
- 前記第2の導電層は、多孔質または織布状である、請求項11から13のいずれかに記載の液体処理装置。
- 前記接続部は、前記第1の面から前記第2の面に向かう方向に、前記イオン移動層を貫通して延びている、請求項11から14のいずれかに記載の液体処理装置。
- 前記イオン移動層はイオン交換膜を含む、請求項15に記載の液体処理装置。
- 前記イオン移動層はイオン交換樹脂を含み、
前記接続部は、複数の導電性粒子を含み、
前記複数の導電性粒子は前記イオン交換樹脂中に分散している、請求項11から14のいずれかに記載の液体処理装置。 - 前記イオン移動層はイオン交換樹脂を含み、
前記導電体は、
前記イオン移動層の前記第1の面側に配置され、かつ、前記第1の部分を含む第1の導電層と、
複数の導電性粒子を含む第2の導電層と
を含み、前記複数の導電性粒子の少なくとも一部は前記イオン交換樹脂中に分散しており、前記複数の導電性粒子の一部は前記第2の部分を含む、請求項1から8のいずれかに記載の液体処理装置。 - 前記導電体の少なくとも一部は、前記イオン移動層を厚さ方向に横切って形成されている、請求項1から18のいずれかに記載の液体処理装置。
- 第1の面および第2の面を有し、
前記第1の面と前記第2の面との間に配置され、水素イオンが移動するイオン移動層と、
前記第1の面と前記第2の面との間に配置され、前記第1の面で外部に露出した第1の部分と前記第2の面で外部に露出した第2の部分とを有し、少なくとも一部が前記イオン移動層の内部に位置し、かつ、前記第1の部分と前記第2の部分とを導通する導電体と
を備える液体処理ユニット。 - 前記導電体は、多孔質または織布状の導電体シートであり、
前記イオン移動層は、イオン交換樹脂を含み、
前記イオン交換樹脂は、前記導電体シート内の空隙に充填されている、請求項20に記載の液体処理ユニット。 - 前記導電体の少なくとも一部は、前記イオン移動層の前記第1の面側の表面と前記第2の面側の表面との間に位置しており、
前記少なくとも一部の導電体の表面は、絶縁性材料で覆われている、請求項21に記載の液体処理ユニット。 - 前記導電体は、
前記イオン移動層の前記第1の面側に配置され、かつ、前記第1の部分を含む第1の導電層と、
前記イオン移動層の前記第2の面側に配置され、かつ、前記第2の部分を含む第2の導電層と、
前記第1の導電層と前記第2の導電層とを接続する接続部と
を含み、
前記接続部の少なくとも一部は、前記イオン移動層の前記第1の面側の表面と前記第2の面側の表面との間に位置している請求項20に記載の液体処理ユニット。 - 前記接続部は、前記第1の面から前記第2の面に向かう方向に、前記イオン移動層を貫通して延びている、請求項23に記載の液体処理ユニット。
- 前記イオン移動層はイオン交換膜を含む、請求項24に記載の液体処理ユニット。
- 前記イオン移動層はイオン交換樹脂を含み、
前記接続部は、複数の導電性粒子を含み、
前記複数の導電性粒子は前記イオン交換樹脂中に分散している、請求項23に記載の液体処理ユニット。 - 前記イオン移動層はイオン交換樹脂を含み、
前記導電体は、
前記イオン移動層の前記第1の面側に配置され、かつ、前記第1の部分を含む第1の導電層と、
複数の導電性粒子を含む第2の導電層と
を含み、前記複数の導電性粒子の少なくとも一部は前記イオン交換樹脂中に分散しており、前記複数の導電性粒子の一部は前記第2の部分を含む、請求項20に記載の液体処理ユニット。
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