JPH0957058A - Ｃｏ２ 固定化装置 - Google Patents

Ｃｏ２ 固定化装置

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JPH0957058A
JPH0957058A JP7240905A JP24090595A JPH0957058A JP H0957058 A JPH0957058 A JP H0957058A JP 7240905 A JP7240905 A JP 7240905A JP 24090595 A JP24090595 A JP 24090595A JP H0957058 A JPH0957058 A JP H0957058A
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microalgae
reactor
aqueous solution
exhaust gas
carrier
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JP7240905A
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Masahiko Tsutsumi
正 彦 堤
Masao Kaneko
子 政 雄 金
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/02—Photobioreactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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    • C12M25/06—Plates; Walls; Drawers; Multilayer plates
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光を最大限に利用して担体上の微細藻類へ照
射し、ＣＯ2 固定化を向上させる。 【解決手段】 密閉型反応器２２内に、微細藻類が付着
した担体２３が収納されている。排ガスは排ガス供給管
２１から反応器２２内に流入し、光エネルギが微細藻類
に照射して排ガス中のＣＯ2 ガスが固定化される。ＣＯ
2 ガスが除去された処理ガスは反応器２２から、処理ガ
ス排出管２８から排出される。担体２３は両端が開放し
た空洞２３ａを有し、この空洞２３ａは光の入射方向に
延びている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細藻類を用い
て、火力発電所、ボイラ、ゴミ処理場、下水処理場等の
排ガス中に含まれるＣＯ2 を微細藻類により固定化する
ＣＯ2 固定化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術の微細藻類によるＣＯ2 固定化
装置を図５９に示す（特願平５−２３６４５６、特願平
６−８６３６、特願平６−１７６４６８）。
【０００３】図５９において、火力発電所等のＣＯ2 を
含む排ガス１は管２を介して反応器３内上部に供給され
る。反応器３内には担体４が流れ方向に平行に配設され
ており、この担体４の上部表面にクロレラ等の微細藻類
５が付着されている。微細藻類５は、太陽光、人工光等
の光源６からの光エネルギーを利用して排ガス１中のＣ
Ｏ2 を固定する。排ガス１中のＣＯ2 濃度を減少させた
ガスは、管７を介して大気中へ処理ガス８として排出さ
れる。
【０００４】また、随時水や栄養塩類を含んだ水溶液
（液体培地）等の水溶液９が、開閉弁１０を開けること
により、管１１を介して反応器３内の微細藻類５の表面
に供給される。ＣＯ2 を固定して増殖した増殖微細藻類
１２は、開閉弁１３を開けることにより管１４を介して
排出され、バイオマスとして利用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の微細藻類による
ＣＯ2 固定化装置において、以下のような問題が生じて
いる。 （１）ＣＯ2 固定化装置を大型化した場合、担体４に付
着した微細藻類５と排ガス１中のＣＯ2 との接触効率が
悪化し、ＣＯ2 固定化速度が低下する。ＣＯ2 固定化装
置における試験管実験のイメージ図を図６０に示し、Ｃ
Ｏ2 固定化装置を大型化した時の平板型反応器実験のイ
メージ図を図６１に示す。また２つの実験における接触
効率を示すガス線速度とＣＯ2 固定化速度を表１に示
す。
【０００６】表１に示すように、光強度等の影響もある
が、ガス線速度が低下したことによりＣＯ2 との接触効
率が悪化し、ＣＯ2 固定化速度が約１／１０に低下する
といった問題が生じている。
【０００７】
【表１】 （２）ＣＯ2 固定化装置を火力発電所、ボイラ、ゴミ処
理場、下水処理場等の大型プラントの排ガスＣＯ2 固定
化処理に適用する場合、非常に大きいスペースが必要と
なるという問題がある。火力発電所排ガス中のＣＯ2 を
全て固定化して除去するには式（１）に示すように、約
１４０ｋｍ2 のスペースが必要となる。
【０００８】
【数１】 （３）ＣＯ2 固定化装置を大型化した場合、水あるいは
液体培地等の水溶液９を供給する際、微細藻類５の付着
面全体に供給することが困難である。すなわち図６１に
示すように水溶液９が偏流し、水浸せき部分が形成さ
れ、均一に水溶液９が微細藻類５に供給されず、微細藻
類５が死滅するといった問題が発生する。 （４）ＣＯ2 固定化装置を火力発電所、ボイラ、ゴミ処
理場、下水処理場等の大型プラントの排ガスＣＯ2 固定
化に適用する場合、水あるいは液体培地等の水溶液９と
して各プラントの排出水、例えば廃水や廃水処理水を使
用する必要がある。このような排出水をそのままの状態
で使用すれば、排出水中の細菌、大腸菌等の雑菌により
微細藻類５が汚染され死滅するといった問題が生じる。 （５）反応器３内の増殖微細藻類１２およびそれを含む
懸濁液を回収して、アルコール、メタン等の燃料に変換
するためには、増殖微細藻類１２やその懸濁液中の糖／
タンパク含量比、あるいは糖／脂質含量比が多くなくて
はならない。そのためには、水溶液９中の栄養塩類に含
まれる窒素／リン含量比を低くしなければならない。本
件発明者は、図６１の実験装置と表２の組成の液体培地
を用いて、表３の条件で実験を行った。その結果を図６
２に示す。タンパクと糖の含量は増加したが、脂質含量
はほとんど変化しなかった。この結果に基づき、表２ａ
〜２ｃに示す液体培地組成の中でＫＮＯ3 特にＮ（窒
素）を減らせば、タンパクの含量が減り糖の含量が増加
すると判断した。
【０００９】しかしながら、従来の液体培地では糖の含
量比が少なく、アルコール、メタン等の燃料比の効率が
低いという問題がある。 表２ａ 液体培地組成 ＫＮＯ3 ２５ ｇ ＭｇＳＯ4 ６．２５ｇ ＫＨ2 ＰＯ4 ６．２５ｇ Ｋ2 ＨＰＯ4 ０．５ ｇ Ａ5 溶液 ５．０ ｍｌ Ｆｅ溶液 ５．０ ｍｌ Ｈ2 Ｏ ５．０リットル 表２ｂ Ａ5 溶液の組成 Ｈ3 ＢＯ3 ２．８６ｇ ＭｎＳＯ4 ・４Ｈ2 Ｏ １．８１ｇ ＺｎＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ０．２２ｇ ＣｕＳＯ4 ・５Ｈ2 Ｏ ０．０８ｇ Ｎａ2 ＭｏＯ4 ０．２１ｇ conc. Ｈ2 ＳＯ4 １ 滴 Ｈ2 Ｏ １リットル
【００１０】 表２ｃ Ｆｅ溶液の組成 ＦｅＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ １．０ｇ Ｈ2 Ｏ ０．５リットル 表３ 実 験 条 件 ・ガス中ＣＯ2 濃度 １０．０％ ・ガス流量 １００ ml／min ・温 度 ２０ ℃ ・照 度 ８０００ lx ・光照射時間 ２４ ｈ ・光照射面積当たりの細胞塗布量 ０．３８mg／cm2
【００１１】（６）水や液体培地等の水溶液９を反応器
３内に供給した場合、反応器３内の湿度が９０％以上と
なって結露し、反応器３内面でかつ光照射面１６に水滴
１７が結合する。この状態では光源６からの光エネルギ
ーは吸収され、微細藻類５表面の照度が低下するので、
ＣＯ2 固定化速度が低下するといった問題が発生する。 （７）本装置を火力発電所、ボイラ等のプラントに適用
する場合、各プラントの排ガス１中には、ＳＯｘ、ＮＯ
ｘ、ＣＯ等有害物質が混入している。微細藻類５のＣＯ
2 固定化速度が低下する、つまり生物活性が低下する濃
度あるいは量の有害物質を含む排ガス１が反応器３内に
供給された場合、微細藻類５の生物活性が低下し、ある
いは消失して死滅するといった問題があった。
【００１２】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、微細藻類の生物活性を高く維持することに
よって、排ガス中のＣＯ2 を効率的かつ実用的に固定化
することができる微細藻類によるＣＯ2 固定化装置を提
供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光透過面を有する密閉型反応器と、この反応器内に収納
され微細藻類が付着した担体と、ＣＯ2 を含む排ガスを
前記反応器内に供給する排ガス供給手段と、前記反応器
からの処理ガスを外方へ排出する処理ガス排出手段と、
前記反応器内の微細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給
手段と、増殖した微細藻類または微細藻類の生産物質を
回収する微細藻類回収手段とを備え、前記担体は内部
に、両端が開放された空洞を有し、この空洞は光の入射
方向に延び、担体の外面または空洞内面に微細藻類が付
着していることを特徴とするＣＯ2固定化装置である。
【００１４】請求項２記載の発明は、光透過面を有する
密閉型反応器と、この反応器内に収納され微細藻類が付
着した担体と、ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供
給する排ガス供給手段と、前記反応器からの処理ガスを
外方へ排出する処理ガス排出手段と、前記反応器内の微
細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給手段と、増殖した
微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する微細藻類
回収手段とを備え、前記担体は微細藻類が付着した担体
本体と、この担体本体を支持する支持体とからなり、支
持体は光の入射方向に延びていることを特徴とするＣＯ
2 固定化装置である。
【００１５】請求項３記載の発明は、光透過面を有する
密閉型反応器と、この反応器内に収納され微細藻類が付
着した担体と、ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供
給する排ガス供給手段と、前記反応器からの処理ガスを
外方へ排出する処理ガス排出手段と、前記反応器内の微
細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給手段と、増殖した
微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する微細藻類
回収手段とを備え、入射光を反射または集光させ、光を
微細藻類の表面に照射させる反射または集光手段を設け
たことを特徴とするＣＯ2 固定化装置である。
【００１６】請求項４記載の発明は、光透過面を有する
密閉型反応器と、この反応器内に収納され微細藻類が付
着した担体と、ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供
給する排ガス供給手段と、前記反応器からの処理ガスを
外方へ排出する処理ガス排出手段と、前記反応器内の微
細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給手段と、増殖した
微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する微細藻類
回収手段とを備え、前記担体は光ファイバからなること
を特徴とするＣＯ2 固定化装置である。
【００１７】請求項５記載の発明は、光透過面を有する
密閉型反応器と、この反応器内に収納され微細藻類が付
着した担体と、ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供
給する排ガス供給手段と、前記反応器からの処理ガスを
外方へ排出する処理ガス排出手段と、前記反応器内の微
細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給手段と、増殖した
微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する微細藻類
回収手段とを備え、水溶液供給手段は、流入する廃水を
殺菌処理する殺菌処理装置を有することを特徴とするＣ
Ｏ2 固定化装置である。
【００１８】請求項６記載の発明は、光透過面を有する
密閉型反応器と、この反応器内に収納され微細藻類が付
着した担体と、ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供
給する排ガス供給手段と、前記反応器からの処理ガスを
外方へ排出する処理ガス排出手段と、前記反応器内の微
細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給手段と、増殖した
微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する微細藻類
回収手段とを備え、水溶液供給手段は、水溶液中の窒素
／リン含量比を１以下に調整する調整手段を有すること
を特徴とするＣＯ2 固定化装置である。
【００１９】請求項７記載の発明は、光透過面を有する
密閉型反応器と、この反応器内に収納され微細藻類が付
着した担体と、ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供
給する排ガス供給手段と、前記反応器からの処理ガスを
外方へ排出する処理ガス排出手段と、前記反応器内の微
細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給手段と、増殖した
微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する微細藻類
回収手段とを備え、水溶液供給手段は、水溶液中の窒素
除去装置を有することを特徴とするＣＯ2 固定化装置で
ある。
【００２０】請求項８記載の発明は、光透過面を有する
密閉型反応器と、この反応器内に収納され微細藻類が付
着した担体と、ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供
給する排ガス供給手段と、前記反応器からの処理ガスを
外方へ排出する処理ガス排出手段と、前記反応器内の微
細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給手段と、増殖した
微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する微細藻類
回収手段とを備え、反応器の光透過面内側に、水滴除去
手段を設けたことを特徴とするＣＯ2 固定化装置であ
る。
【００２１】請求項９記載の発明は、光透過面を有する
密閉型反応器と、この反応器内に収納され微細藻類が付
着した担体と、ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供
給する排ガス供給手段と、前記反応器からの処理ガスを
外方へ排出する処理ガス排出手段と、前記反応器内の微
細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給手段と、増殖した
微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する微細藻類
回収手段とを備え、排ガス供給装置は、排ガス中の有害
物質を除去する有害物質除去手段を有することを特徴と
するＣＯ2 固定化装置である。
【００２２】請求項１記載の発明によれば、内部が空洞
でかつ両端が開放された担体の表面に微細藻類を付着さ
せており、入射側の光のみならず、担体の深層部まで入
射した光も利用することにより、光の利用効率が高くな
り微細藻類のＣＯ2 固定化速度が向上する。
【００２３】請求項２記載の発明によれば、担体本体を
支持する支持体は光の入射方向に延びているので、入射
光が担体本体の深層部まで入射する。このため微細藻類
と排ガス中のＣＯ2 との接触効率が高まると同時に、光
利用効率が高くなって、微細藻類のＣＯ2 固定化速度が
向上する。
【００２４】請求項３記載の発明によれば、光を反射ま
たは集光させることにより、微細藻類表面の照度が増加
する。このように照度が増加することによって、ＣＯ2
固定化速度が向上する。
【００２５】請求項４記載の発明によれば、担体である
光ファイバの表面に微細藻類が付着しているので、光フ
ァイバの内部から入射した光および通常の光ファイバの
外部に照射される光により微細藻類全体の照度を増加さ
せて、ＣＯ2 固定化速度を向上させることができる。
【００２６】請求項５記載の発明によれば、水溶液とし
て廃水を用いるとともに、この廃水を殺菌処理装置で殺
菌することにより、雑菌が全く無いもしくは大部分減少
した状態の水溶液を微細藻類に供給することができる。
このため微細藻類は汚染されることなく、生物活性が高
く維持される。
【００２７】請求項６記載の発明によれば、窒素／リン
含量比を１以下に調製した水溶液が微細藻類に供給され
る。微細藻類は窒素が少ない状態でＣＯ2 固定化され
て、糖が多量に生産される。
【００２８】請求項７記載の発明によれば、水溶液とし
て窒素除去された液体を微細藻類に供給することがで
き、糖が多量に生産される。
【００２９】請求項８記載の発明によれば、反応器の光
透過面に結合した水滴が除去されて、光照射面の光透過
率が向上し、微細藻類の照度が高くなって、ＣＯ2 固定
化速度が向上する。
【００３０】請求項９記載の発明によれば、排ガス中の
有害物質を除去することにより、微細藻類の生物活性が
高く維持されて、ＣＯ2 固定化速度が安定する。
【００３１】
【発明の実施の形態】第１の実施例 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。図１は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１の実施
例を示す構成図である。
【００３２】図１において、ＣＯ2 固定化装置は天井部
（光透過面）２６を有する密閉型反応器２２と、反応器
２２内に収納され微細藻類２４が付着した担体２３と、
ＣＯ2 ガスを含む排ガスを反応器２２内に供給する排ガ
ス供給管（排ガス供給手段）２１と、反応器２２からの
処理ガスを外方へ排出する処理ガス排出管（処理ガス排
出手段）２８とを備えている。
【００３３】このうち反応器２２の内部の担体２３は、
ポアサイズ１．０μｍのポリプロピレンろ布からなり、
この担体２３の上部表面には微細藻類２４としてクロレ
ラ・ケスレリーＣ−５３１株が付着されている。また光
源２５の光が微細藻類２４の表面に到達するように、反
応器２２の天井部２６は透明のアクリルからなってい
る。
【００３４】また反応器２２の天井部２６に開閉弁２９
を有する水溶液供給管３０が設けられており、反応器２
２の底部には貯留部３１が形成され、この貯留部３１に
は開閉弁３２を有する回収管３３が接続されている。
【００３５】次に本実施例の作用を以下に説明する。反
応器２２内に排ガス供給管２１を介して排ガス２０が供
給され、供給された排ガス２０中のＣＯ2 は、担体２３
の上部表面に付着された微細藻類２４と接触し、水と光
源からの光２５の光エネルギーを利用して、式（２）の
ように有機物として固定化される。
【００３６】
【数２】 固定化されて排ガス２０中のＣＯ2 濃度は減少し、その
ガスは処理ガス排出管２７を介して大気中に処理ガス２
７として放散される。
【００３７】この内、水あるいはＮ、Ｐ、Ｋ、Ｍｇ等の
栄養塩類を含んだ液体培地、つまり水溶液３４が随時開
閉弁２９を開けることにより微細藻類２４の表面に供給
され、微細藻類２４を常に湿った状態に維持する。微細
藻類はＣＯ2 固定化により増殖して増殖藻または微細藻
類の生産物質３５となり、貯留部３１に落下した後、増
殖藻懸濁液３６として貯留される。この増殖藻懸濁液３
６は開閉弁３２を開けて回収管３３から随時排出され
る。
【００３８】本実施例によれば、担体２３としてポアサ
イズ１．０μｍのポリプロピレンろ布を用いているの
で、細胞径５〜１０μｍの微細藻類２４ クロレラケス
レリーＣ−５３１株を漏れることなく担体２３上に保持
することができる。また微細藻類２４としてクロレラケ
スレリーＣ−５３１株を用いたので、比較的乾燥性、雑
菌に強く、死滅しにくくなっている。さらに、反応器２
２は平板型であるので、簡単な構造となり製作コストが
低くなる。また水溶液３４の供給および増殖藻懸濁液３
６の排出のため、開閉弁２９、３２を用いたので簡単な
操作で実施できる。
【００３９】次に他の実施例を図２と図３に示す。図２
において、反応器２２内壁に担体２３を設け、排ガス２
０は反応器の底部から流入し、反応器２０の天井部から
処理ガス２７として排出される。図３において、反応器
２２は支持板３７の上に斜めに設けられ、反応器２２内
面に担体２３が設けられるとともに担体２３と平行に光
照射部３８が設けられている。排ガス２０は反応器２２
底部から流入して、反応器２２の最上部から排出され
る。
【００４０】このように、反応器２２は水平、斜め、垂
直といずれの方向に対しても設置でき、反応器２２の構
造、設置方法、数は限定されない。担体２３は反応器２
２内に固定したが、反応器２２内で移動、流動させても
よい。また担体２３の種類、素材、粒径、大きさ、数等
は限定されない。さらに排ガス２０の反応器２２内への
供給方法と、処理ガス２７の排出方法と、水溶液３４の
供給方法と、増殖藻懸濁液３６の排出方法はいずれも図
１〜図３に示す方法以外の方法も使用可能である。例え
ばポンプ、ブロア、開閉弁、手動操作を用いることがで
きる。また微細藻類２４としてクロレラケスレリーＣ−
５３１株を用いたが、他の株、他の種類を用いることも
できる。
【００４１】第２の実施例 図４および図５は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第２
の実施例を示す構成図である。図４および図５におい
て、図１に示す第１の実施例と同一部分には同一符号を
付して詳細な説明は省略する。図４に示すように、反応
器２３内に上端と下端が開放された空洞２３ａを有する
担体２３がます目状に配設されている。そしてこの空洞
２３ａは光源からの光２５の入射方向に延びている。そ
して担体２３の空洞２３ａ内面に微細藻類２４が付着さ
れている。また排ガス供給管２１は、反応器２３の貯留
部３１に接続されている。
【００４２】図４および図５において、反応器２２内の
貯留部３１内に供給された排ガス２０は、担体２３の下
端から担体２３の空洞２３ａ内を上向流で流れる。図５
に示すように、担体２３の空洞２３ａ表面に付着した微
細藻類２４は、供給された排ガス２０中のＣＯ2 と接触
し、光２５の光エネルギを用いてＣＯ2 固定化を行う。
ＣＯ2 濃度が減少したガスは処理ガス排出管２８を経て
処理ガス２７として排出される。
【００４３】本実施例によれば、担体２３の空洞２３ａ
が光の入射方向に延びているので、光エネルギを空洞２
３ａ内面の微細藻類２４へ確実に照射することができ
る。また担体２３としてます目状担体２３を用いたの
で、製作が容易で低コストとなる。反応器２２の貯留部
３１は排ガス２０の供給部であるとともに、増殖した微
細藻類の貯留部ともなるので、反応器２２の容積の縮小
化が図れる。
【００４４】なお反応器２２の構造、大きさ、数および
配管の位置、数等は図４および図５に示すものに限定さ
れることはない。また、担体２３に関しても種々の形状
が可能である。例えば、図６に示す円筒形の担体２３ｅ
を用いてもよい。この場合は、図７に示すように担体２
３の空洞２３ａ内に微細藻類２４が付着されている。ま
た図８に示すように、直方形の担体２３を一定の間隔で
配置することもできる。この場合は図９に示すように担
体２３の内側に排ガス２０を通過させる。さらに図４乃
至図９において、空洞２３ａを有する担体２３の外側に
微細藻類２４を付着させてもよい。
【００４５】第３の実施例 図１０および図１１は本発明によるＣＯ2 固定化装置の
第３の実施例を示す構成図である。図１０および図１１
において、図１に示す第１の実施例と同一部分には同一
符号を付して詳細な説明は省略する。図１０および図１
１に示すように、反応器２２内には担体２３が配設さ
れ、この担体２３は微細藻類２４が付着した多数の担体
本体４２ａと、この担体本体４２ａを支持する複数の支
持棒４１とからなり、担体２３は全体として保持槽４０
に保持されている。また各支持棒４１は光の入射方向に
延びている。
【００４６】本実施例において、図１１に示すように、
支持棒４１と担体本体４２ａの表面に付着した微細藻類
２４の間隙を排ガス２０が通過する。排ガス２０の通過
過程で光源からの光２５の光エネルギーにより排ガス中
のＣＯ2 固定化が行われる。
【００４７】担体２３の構成、形状、数は、図１０およ
び図１１に限定されるものではない。例えば図１２と図
１３に示すように、担体２３を構成する担体本体４２ｂ
を８の字状としてもよい。また、図１４と図１５に示す
ように、担体２３の担体本体４２ｃをたんざく状として
もよい。さらにまた、支持棒４１の代わりに平板の支持
体を用いて、その上に担体本体４２ａ〜ｃを接続させて
もよい。
【００４８】第４の実施例 図１６は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第４の実施例
を示す構成図である。図１６において、図１に示す第１
の実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は
省略する。密閉型反応器２２は一方の側面２２ａにおい
て建物の壁４５に接続されており、他方の側面２２ｂは
光源の光２５が透過できるように透過性のアクリル製光
透過面２２ｂとなっている。反応器２２内には平板状の
担体２３が配されており、この担体２３の表面には微細
藻類２４が付着されている。図１６において、排ガス供
給管２１を経て反応器２２内に供給された排ガス２０中
のＣＯ2 は、微細藻類２４および光源からの光２５と接
触して有機物として固定化される。
【００４９】本実施例によれば反応器２２を建物の壁４
５に接続しているので、反応器２２を設置するための架
台または支持体が不要となる。また、反応器２２および
担体２３の形状は直方体となっており、かつ底部面積が
小さいので設置スペースを小さくすることができる。
【００５０】反応器２２の支持体である建造物の種類、
大きさはもちろん図１６に示すものに限定されない。例
えば図１７のように建物の屋根４６の上に反応器２２を
設置してもよく、図１８に示すように煙突４７の側面に
円筒状の反応器２２を配設してもよい。
【００５１】さらにまた反応器２２の構造、形状、数も
限定されることはない。例えば図１９のように煙突４７
の側面にます目状の反応器２２を配設してもよく、その
ます目の大きさや数、形状等も限定されるものではな
い。
【００５２】第５の実施例 図２０は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第５の実施例
を示す構成図である。図２０において、図１に示す第１
の実施例と同一部分に同一符号を付して詳細な説明を省
略する。図２０において、反応器２２内に設けられた担
体２３の天井部に、担体２３から延長する光反射板５０
が連結されている。この光反射板５０としては鏡が用い
られている。また担体２３の表面には微細藻類２４が付
着している。
【００５３】図２０において、光源から発する光２５
は、第１の光路５１に沿って微細藻類２４の表面に到達
するとともに、第２の光路５２に沿って光反射板５０に
より反射されて微細藻類２４の表面に達する。このよう
に第１の光路５１に沿った光２５の光エネルギーに加え
て、第２の光路５２に沿った光２５の光エネルギーも利
用することができる。
【００５４】本実施例によれば光反射板５０を担体２３
から延長して設けたので、第１の光路５１に沿った光が
妨害されることはなく、装置全体を単純な構造とするこ
とができる。
【００５５】なお光反射板５０の形状、数、大きさは図
２０に示すものに限定されることはない。例えば光反射
板５０自体を可動にすることもできる。図２１に示すよ
うに、光反射板５０を担体２３に軸５１を中心に揺動自
在に取り付け、この軸５３をベルト５４を介してモータ
５５に接続してもよい。光源からの光２５が移動するに
つれて、照度計５６の値が最大になるように制御装置５
７によりモータ５５を駆動させる。
【００５６】さらに図２２に示すようにタイマ５８によ
ってモータ５５を駆動させてもよい。このように光反射
板５０の駆動方式は特に限定されるものではない。
【００５７】第６の実施例 図２３は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第６の実施例
に示す構成図である。図２３において、図１に示す第１
の実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を
省略する。反応器２２内に設けられた担体２３の上方
に、支持体６１によりレンズ等の集光装置６０が固定さ
れている。この場合、集光装置６０は担体２３に直交し
ている。
【００５８】図２３において光源から光２５は、集光装
置６０により集光し、照度が高くなった後、微細藻類２
４の表面に照射される。集光装置６０により集光した光
は担体２３の深部の微細藻類２４まで到達する。
【００５９】本実施例によれば、担体２３の上方に集光
装置６０を取り付けることにより、容易に照度を高める
ことができる。また担体２３に直交して集光装置６０を
設けたので、光源の光２５の光エネルギーを最大限に利
用することができる。
【００６０】なお集光装置６０の種類、方式、数は図２
３に示すものに限定されない。例えば集光装置６０とし
て、パラボラコレクタ、ヘリオスタット等の集光器や、
特定の波長を吸収するフィルタを使用してもよい。また
図２４に示すように、担体２３の底部６２にガラス等の
光透過性の素材６２を連結し、さらにその下方に光反射
板６３を設けることにより、集光装置６０で集光した光
を素材６２を透過させた後光反射板６３で反射させて担
体２３底部付近の微細藻類２４に照射してもよい。
【００６１】また図２５に示すように集光装置６０の下
方の担体２３の内部に光ファイバ６４を挿入し、光源か
らの光２５を集光装置６０で集光し光ファイバ６４の照
射部６５ａから微細藻類２４に照射してもよい。
【００６２】また図２６に示すように光ファイバ６４
に、担体２３全面にわたる照射部６５ｂを設けてもよ
い。また図２７に示すように担体２３の外部に光ファイ
バを配設し、光ファイバ６４の照射部６５ｃを担体２３
底部の光透過性素材６２に接続してもよい。
【００６３】第７の実施例 図２８は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第７の実施例
を示す構成図である。図２８において、図１に示す第１
の実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は
省略する。図２８に示すように、反応器２２内に比較的
大径の光ファイバ６４を設け、この光ファイバ６４自体
を担体としてその表面に微細藻類２４を付着させてい
る。また光ファイバ６４の表面全体に、照射部６４ｄが
設けられている。
【００６４】図２８において光源からの光２５は、第１
の光路６６に沿って直接微細藻類２４の表面に照射され
る。同時に、光は第２の光路６７および光ファイバ６４
内を順次経て微細藻類２４に照射される。
【００６５】本実施例によれば大径の光ファイバ６４を
担体として用い、光ファイバ６４の表面全体に照射部６
４ｄを設けたので、光ファイバ６４に付着された微細藻
類２４をまんべんなく均一に照射することができる。
【００６６】なお図２９のように、光ファイバ６４の先
端に照射部６５ｅを設けてもよい。この場合、特に下方
の微細藻類２４に対して光ファイバ６４の照射部６５ｅ
から強く光が当たるので、光ファイバ６４の底部におい
てもＣＯ2 固定化を促進することができる。
【００６７】なお、図２８および図２９において、光フ
ァイバの種類、数および光源の照度、光の波長は特に限
定されない。さらに光ファイバを水平方向あるいは斜め
に配設してもよい。
【００６８】第８の実施例 図３０は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第８の実施例
を示す構成図である。図３０において、図１に示す第１
の実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は
省略する。図３０において、反応器２２内の担体２３と
して内部が空洞でポアサイズ０．０１ｍｍ以内の中空糸
膜フィルタが用いられている。この担体２３の表面に、
微細藻類２４が付着されている。この担体２３にはポン
プ７０を有する水溶液供給管７１を介して貯水槽７２が
接続され、さらに担体２３は排出管７３を介して貯水槽
７２が接続されている。また、貯水槽７４には流入管７
４により水あるいは液体培地等の水溶液が流入するよう
になっている。
【００６９】図３０において、貯水槽７２内に供給され
た水溶液３４は、一定期間毎にポンプ７０により担体２
３の内部に供給される。水溶液３４は担体２３の内部を
通過して上方に流れる過程で、担体２３の孔を通過して
表面側の微細藻類２４に供給される。残存する水溶液３
４は排出管７３を介して貯水槽７２内に返送され循環す
る。
【００７０】本実施例によれば、担体２３として中空糸
膜フィルタを用いたので、水溶液３４に圧力をかけて、
まんべんなく担体２３表面に流出させて微細藻類２４に
供給することができる。また循環ラインとして排出管７
３を設けたので水溶液３４の使用量を少なくすることが
できる。
【００７１】なお、担体２３の種類、大きさ、数は特に
図３０に示すものに限定されない。例えば図３１に示す
ように、担体２３としてろ布を用い、この担体２３の表
面に０．０１ｍｍ以下の孔７５を開けたものを使用して
もよい。
【００７２】また、水溶液３４の供給方法も特に限定さ
れない。例えば貯水槽７２底部に開閉弁７６を有する水
溶液供給管７７を連結し、この水溶液供給管７７を介し
て水溶液を供給することもできる。
【００７３】第９の実施例 図３２は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第９の実施例
を示す構成図である。図３２において、図１に示す第１
の実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は
省略する。図３２に示すように、反応器２２内に垂直に
設けられた担体２３の上方に担体２３と同一巾の円筒管
７８が設けられ、この円筒管７８の側面に孔７９が形成
されている。この円筒管７８は水溶液３４を供給する水
溶液供給管となっている。
【００７４】水溶液３４は、円筒管７８の一端から供給
され、この円筒管７８内の水溶液は孔７９から担体２３
の表面に付着した微細藻類２４に供給される。
【００７５】本実施例によれば、担体２３の上方に担体
２３と同一巾の円筒管７８を設けたので、円筒管７８の
孔７９から微細藻類２４の表面に水溶液３４を均一に供
給することができ、また光の照射の妨害も抑制できる。
また担体２３は垂直に設けられているので、担体２３に
沿って水溶液３４を自然落下により供給することがで
き、運転コストを下げることができる。
【００７６】なお、円筒管７８の代わりに、図３３に示
すようにスプレー８０を多数担体２３の上方に設けて水
溶液３４を噴出させてもよい。また、図３４に示すよう
に越流ドレン８１を担体２３の最上部に流入し、担体２
３に設けた越流ぜき８１ａから水溶液３４を担体２３に
沿って流下させてもよい。
【００７７】また担体２３の配置、構造、数は特に限定
されない。すなわち図３２乃至図３４では、担体２３を
垂直に設けているが、斜め、または水平に設けてもよ
い。
【００７８】第１０の実施例 図３５は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１０の実施
例を示す構成図である。図３５において、図１に示す第
１の実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明
は省略する。図３５に示すように、反応器２２内には八
の字状の担体２３が垂直に多数設けられ、反応器２２の
上部には開閉弁８２を有する水溶液供給管８３が設けら
れている。また反応器２２の底部には、開閉弁８４を有
する回収管８５が設けられている。
【００７９】さらに反応器２２には担体２３の最上部と
同一高さに第１の水位計８６が設けられ、担体２３の最
下部と同じ高さに第２の水位計８７が設けられている。
これらの水位計８６，８７および開閉弁８２，８４は、
制御装置８８に電気的に接続されている。
【００８０】図３５において一定期間ごと、例えば１日
に１回、制御装置８８により開閉弁８２が開となり水溶
液供給管８３から水溶液３４が反応器２２内に供給され
る。水溶液３４が第１の水位計８６に達した時点で制御
装置８８により開閉弁８２を閉じて水溶液の供給を停止
する。一定時間後、例えば１０分後開閉弁８４を開けて
反応器２２内の水溶液が排出される。このような操作に
より微細藻類２４はすべて水溶液３４に浸り生物活性は
維持される。
【００８１】本実施例によれば制御装置８８、開閉弁８
２，８４による自動制御により維持管理を容易に行うこ
とができる。また第１の水位計８６と第２の水位計８７
をそれぞれ担体２３の最上部と最下部に設けたので、微
細藻類２４全面に均一に水溶液３４を供給することがで
きる。
【００８２】なお、制御方法、水位を検知するセンサ、
水位計の位置、反応器２２と担体２３の構造、配列、数
等は図３５に示すものに限定されるものではない。例え
ば図３６に示すように、制御装置８８の代わりにタイマ
ー機能を有する機構８８ａを用いてもよい。
【００８３】第１１の実施例 図３７は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１０の実施
例を示す構成図である。図３７において、図１に示す第
１の実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明
は省略する。図３７に示すように、処理水管９１から下
水処理水９０が貯水槽９２に流入し、この貯水槽９２内
の処理水は、ポンプ９３を有する送り管９４を経て、Ｕ
Ｆ膜９５の入口に流入する。ＵＦ膜９５の出口は、戻り
管９６を介して貯水槽９２と連結されている。ＵＦ膜９
５の透過側は、流出管９７を介して反応器２２に連結さ
れている。
【００８４】図３７において貯水槽９２に供給された下
水処理水９０は、ポンプ９３の駆動によってＵＦ膜９５
に供給され、戻り管９６を介して貯水槽９２に戻され
る。この間、ＵＦ膜９５により下水処理水９０中の大腸
菌、細菌等の雑菌が除去され、殺菌された下水処理水９
０が流出管９７を経て反応器２２に水溶液として供給さ
れる。
【００８５】本実施例によれば、ＵＦ膜９５により下水
処理水９０が殺菌されるので、短時間に多量の栄養塩あ
るいは水を反応器２２側へ供給することができる。また
下水処理水９０を水溶液として用いたので、雑菌が比較
的少なく殺菌が容易となる。
【００８６】水溶液およびその殺菌方法は図３７に限定
されるものではない。例えば、図３８に示すように、オ
ゾン発生器９８で発生したオゾンガスを管９９を介して
オゾン反応槽１００に供給して下水処理水９０を殺菌す
ることも可能である。排オゾン１０１は管１０２から排
出され、殺菌した下水処理水９０はポンプ１０３を作動
させて流出管１０４を経て反応器２２に供給される。ま
た図３９に示すように紫外線反応槽１０５内に紫外線発
生器１０６に接続された紫外線ランプ１０７を挿入して
紫外線照射により下水処理水９０を殺菌させてもよい。
また図４０に示すように、排ガス２０を管１０８を介し
て殺菌槽１０９に供給してバブリングさせ、排ガス２０
の熱、例えば２００℃の高温との接触により下水処理水
９０を殺菌して反応槽２２に供給してもよい。排ガス２
０は、さらに排ガス供給管１１０を介して反応槽２２に
供給され、処理ガス排出管１１１から大気へ排出され
る。その他、下水処理水９０を殺菌する方法として、オ
ートクレーブ（加圧蒸気殺菌）等の殺菌方法も使用でき
る。
【００８７】また、水溶液として下水処理水９０を用い
たが、廃水処理水や下水や廃水も使用でき、それらのプ
ロセスの工程水も使用可能である。
【００８８】第１２の実施例 図４１は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１２の実施
例を示す構成図である。図４１において、図１に示す第
１の実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明
は省略する。図４１に示すように、Ｎ水溶液１２０が開
閉弁１２１を有する流入管１２２を経て混合槽１２６内
に流入し、またＰ水溶液１２３が開閉弁１２４を有する
流入管１２５を経て混合槽１２６内に流入する。混合槽
１２６底部は、ポンプ１２７を有する水溶液供給管１２
８を介して反応器２２に連結されている。また混合槽１
２６内には撹拌機１２９が配設され、撹拌機１２９は開
閉弁１２１、１２４とともに制御装置１３０に電気的に
接続される。
【００８９】図４１において、混合槽１２６内のＮ／Ｐ
含量比が０．５になるように、開閉弁１２１、１２４の
開時間が１：０．５に設定され、Ｎ水溶液１２０とＰ水
溶液１２３が混合槽１２６に供給され撹拌機１２９によ
り混合される。次にポンプ１２７が作動して反応器２２
に水溶液が供給される。
【００９０】本実施例によれば、Ｎ水溶液１２０とＰ水
溶液１２３とを別々に混合槽１２６内に流入させたので
調製が容易となり、水溶液の調製制御が簡単となる。
【００９１】なお、Ｎ水溶液とＰ水溶液とを分離せず
に、全て調製済みのＮとＰが混合した水溶液を用いるこ
ともできる。またＮとＰとそれ以外の栄養塩の各水溶液
を予め分離しておき、これらの水溶液を混合してもよ
い。また、混合槽１２６を設けることなく、各水溶液を
直接反応器２２に投入することもできる。
【００９２】第１３の実施例 図４２は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１３の実施
例を示す構成図である。図４２において、図１に示す第
１の実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明
は省略する。図４２に示すように、下水１３１がポンプ
１３２を有する流入管１３３を介して回分反応槽１３４
に流入し、回分反応槽１３４は、ポンプ１３５を有する
水溶液供給管１３６を介して反応器２２に連結されてい
る。回分反応槽１３４内には撹拌器１３７が挿入され、
回分反応槽１３４の底部は、空気管１３８を介して空気
源１３９に連結されている。
【００９３】図４２において、ポンプ１３２を駆動して
供給された下水１３１は、回分反応器１３４内の汚泥生
物と、空気源１３９からの空気とによって好気（硝化反
応）となる。次に空気源１３９からの空気が停止して攪
拌器１３７を動かすと、下水は嫌気（脱窒反応）とな
り、このようにしてＮが除去される。Ｎが除かれた水は
ポンプ１３５を動かすことにより、水溶液供給管１３６
から反応器２２に供給される。
【００９４】本実施例によれば単一の回分反応槽１３４
においてＮを除去することができるので、省スペース化
が達成できる。また下水１３１を用いたので他の下水処
理プロセスの流入負荷が低減できる。
【００９５】なお、図４２に示すＮ2 除去方法の代わり
に、図４３に示すような嫌気好気循環法、図４４に示す
ような水素供与体添加脱窒法等を用いることができる。
すなわち図４３において嫌気槽１４０と好気槽１４とを
連結し、さらに好気槽１４に沈殿槽が連結されている。
また好気槽１４１と嫌気槽１４０との間には、ポンプ１
４２を有する管１４３が設けられ、また好気槽１４１と
沈殿槽１４５との間に管１４４により連結されている。
【００９６】また図４４において、消化液１４６がポン
プ１３２を有する流入管１３３により脱窒槽１５１に流
入し、メタノール１４７がポンプ１４８を有する流入管
１４９により脱窒槽１５１に流入する。脱窒槽１５１に
は撹拌機１５０が設けられ、脱窒槽１５１にはポンプ１
３５を有する水溶液供給管１３６を介して反応器２２が
連結されている。
【００９７】第１４の実施例 図４５は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１４の実施
例を示す構成図である。図４５において、図１に示す第
１の実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明
を省略する。図４５に示すように、反応器２２の天井部
１６０内側に、一対のワイパ１６１が対象に取り付けら
れている。各ワイパ１６１はその一端に設けられた軸１
６２を中心として揺動し、ワイパ１６１はベルト１６３
を介してモータ１６４に接続されている。
【００９８】図４５において、反応器２２の天井部１６
０の内側表面に水滴１６５が形成されている。モータ１
６４を一定時間駆動させると、一方のワイパ１６１は第
１の軌道１６６の方向に９０゜動いて停止する。次に他
方のワイパ１６１を第２の軌道１６７の方向に９０゜動
かして停止させる。この一対のワイパ１６１により、天
井部１６０の水滴１６５全部を掻き落として反応器２２
底部に貯留することができる。
【００９９】本実施例によれば一対のワイパ１６１を用
いたので、天井部１６０の水滴１６５を全て除去するこ
とができる。
【０１００】なお一対のワイパ１６１の代わりに、図４
６に示すように、天井部１６０に接する円筒管１６８を
支持板１７０の上で摺動自在とし、この円筒管１６８を
支持棒１６９により往復させてもよい。また図４７に示
すように、天井部１６０に接する平板１７１を支持棒１
６９により往復させてもよい。
【０１０１】また、ワイパ１６１、円筒管１６８および
平板１７１の構造は、図４５乃至図４７のものには限定
されない。例えばワイパ１６１、円筒管１６８および平
板１７１として、ブラシやプラスチック等軟質の素材を
用いてもよい。
【０１０２】第１５の実施例 図４８は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１５の実施
例を示す構成図である。図４８において、図１に示す第
１の実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明
は省略する。図４８に示すように、多数の孔１８１を有
する空気管１８２が反応器２２の天井部１６０内面付近
に配設され、空気管１８２は空気源１８０に接続されて
いる。
【０１０３】図４８において、空気源１８０からの空気
が空気管１８２から天井部１６０に向けて噴出する。こ
のことにより、天井部１６０内面にガス流が起こり、水
滴１６５が飛ばされて水滴１６５が反応器２２底部に落
下する。
【０１０４】本実施例によれば、空気管１８２に多数の
孔１８１が設けられ、空気管１８２から天井部１６０に
空気を噴出させるので、水滴１６５の多くを迅速に除去
できる。
【０１０５】なおガスの種類、噴出の方法および空気管
の位置、および数は図４８に示すものに限定されない。
例えば図４９に示すように、空気管１８３を垂直に複数
個立ててもよいし、この空気管１８３を反応器２２内の
担体２３の内部に埋め込んでもよい。
【０１０６】また図５０に示すように、空気管１８５を
管１８４の孔１８４ａ内に挿入するとともに、空気管１
８５を移動させて天井部１６０の水滴１６５の多い部分
にガスを噴出することもできる。
【０１０７】図４８乃至図４９においてガスとして空気
を用いた例を示したが、排ガスでもその他のガスを用い
てもよい。
【０１０８】第１６の実施例 図５１は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１６の実施
例を示す構成図である。図５１において、図１に示す第
１の実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明
は省略する。図５１に示すように、排ガス２０が管１９
０、冷却器１９１、管１９２、加熱器１９３および排ガ
ス供給管１９４を順次介して反応器２２内に流入する。
【０１０９】図５１において、排ガス２０は１００℃の
温度で露点６０℃となっている。排ガス２０は冷却器１
９１によって温度は２５℃、露点は２５℃に低下する。
次に加熱器１９３によって排ガス２０の温度は３０℃、
露点は２５℃となる。この排ガス２０は反応器２２内に
供給され結露が防止される。
【０１１０】本実施例によれば冷却器１９１と加熱器１
９３を別々に設けたので、温度、露点制御が容易にな
る。
【０１１１】なお図５２に示すように、冷却器１９１と
加熱器１９３とが一体型となった温度調整装置を用いる
こともできる。また図５３に示すように、冷却器１９１
に供給する前ステップとして、加湿器１９５で加湿し予
備的に温度コントロールしてもよい。また図５３に示す
加湿器１９５の代わりに、図５４に示すような方式の加
湿器１９７を用いることもできる。
【０１１２】第１７の実施例 図５５は本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１６の実施
例を示す構成図である。図５５において、図１に示す第
１の実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明
は省略する。図５５に示すように、排ガス２０は管２０
０から分岐して、開閉弁２０１を有する管２０２を経て
ＳＯ2 除去装置２０３に流入する。あるいは排ガス２０
は開閉弁２０４を有するバイパス管２０５から管２０６
に流入する。この管２０６は反応器２２に接続されてい
る。
【０１１３】管２００内にはＳＯ2 計２０７が設けら
れ、このＳＯ2 計２０７と開閉弁２０１，２０４は制御
装置２０８に電気的に接続されている。
【０１１４】図５５においてＳＯ2 計２７が１０ｐｐｍ
を超えると、開閉弁２０１が開、開閉弁２０４が閉とな
って排ガス２０のＳＯ2 がＳＯ2 除去装置２０３により
除去される。ＳＯ2 が除去された排ガス２０はその後反
応器２２に供給される。ＳＯ2 計２７が１０ｐｐｍ以下
の場合、開閉弁２０４が開、開閉弁２０１が閉となりバ
イパス管２０５を経て、排ガス２０がそのまま反応器２
２に供給される。
【０１１５】本実施例によれば、ＳＯ2 計２７の設定値
によって開閉弁２０１，２０４をＯＮ−ＯＦＦ制御する
ことにより、全体の構造が簡単となる。またＳＯ2 計２
７を用いたことにより、単一のセンサーで制御が容易と
なる。
【０１１６】なおＳＯ2 計２７の代わりに、他のＮＯ2
計、ＣＯ計等、排ガス２０中の有害物質センサを使用し
てもよい。センサの種類、設置場所、数は図５５に示す
ものに限定されない。例えば図５６に示すように、反応
器２２の処理ガス排出管２８にＳＯ2 計２０７を設け、
制御装置２０８によりフィードバック制御してもよい。
また図５７に示すように反応器２２内にＯ2 計２０９を
設けて、制御装置２０８によりＣＯ2 固定化速度を算出
してフィードバック制御してもよい。このように、セン
サも光合成活性によるものを使うことができ、制御方法
も限定されない。
【０１１７】さらに図５８に示すように、複数の有害物
除去装置と、複数のセンサを配設することもできる。す
なわち図５８において、ＳＯ2 計２０７とＮＯ2 計２１
０が管２００内に配され、管２０６は管２１１と管２１
２に分岐している。このうち管２１１は、ＮＯ2 除去装
置２１３および管２１４を順に介して反応器２０に連結
され、他方管２１２は開閉弁２１５を有している。
【０１１８】この図５８においてＣＯ2 固化装置は表４
に示すパターンで作動する。表４において各値は、設定
値と比較される。
【０１１９】 図４ 図５８の作用パターン ＳＯ2 値 ＮＯ2 値 ＳＯ2 除去装置 ＮＯ2 除去装置 大 大 ＯＮ ＯＮ 大 小 ＯＮ ＯＦＦ 小 大 ＯＦＦ ＯＮ 小 小 ＯＦＦ ＯＦＦ 図５８において制御方式もＰＩＤ、フィードフォアー
ド、フィードバック等種々の方式が使用可能となってい
るので、センサも有害物質濃度、量あるいは生物活性を
測定できるものならば使用することができる。
【０１２０】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、両端が開
放された空洞を光の入射方向に複数設けたので高さ方向
に光を利用でき、ＣＯ2 固定化速度が向上する。請求項
２記載の発明によれば、微細藻類と排ガス中とＣＯ2 と
の接触効率が高まると同時に光利用効率が高くなって、
ＣＯ2 固定化速度が向上する。請求項３記載の発明によ
れば、光を反射または集光させて照度が増加されるの
で、ＣＯ2 固定化速度が向上する。請求項４記載の発明
によれば、通常の光の加えて光ファイバ内部からの光が
照射され照度を増加するので、ＣＯ2 固定化速度が向上
する。請求項５記載の発明によれば、雑菌が混じった廃
水を殺菌して微細藻類へ供給するので、汚染されること
なく生物活性が高く維持される。請求項６記載の発明に
よれば、窒素が少ない水溶液を用いるので糖が多量に生
産される。請求項７記載の発明によれば、水溶液として
窒素が除去された液体を用いるので、糖が多量に生産さ
れると同時にプラントの排出水も処理できる。請求項８
記載の発明によれば、光照射面に結露した水滴が除去さ
れて、光透過率が向上するのでＣＯ2 固定化速度が向上
する。請求項９記載の発明によれば、効率的に排ガス中
の有害物質の除去を制御できるので、生物活性が高く維
持されて、ＣＯ2 固定化速度が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１の実施例
を示す構成図。
【図２】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１の実施例
の変形例を示す図。
【図３】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１の実施例
を変形例を示す図。
【図４】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第２の実施例
を示す構成図。
【図５】図４のＣＯ2 固定化装置の作用図。
【図６】本発明によるＣＯ2 固定化装置の変形例を示す
構成図。
【図７】図６のＣＯ2 固定化装置の作用図。
【図８】本発明によるＣＯ2 固定化装置の変形例を示す
構成図。
【図９】図８のＣＯ2 固定化装置の作用図。
【図１０】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第３の実施
例を示す構成図。
【図１１】図１０のＣＯ2 固定化装置の作用図。
【図１２】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第３の実施
例の変形例を示す構成図。
【図１３】図１２のＣＯ2 固定化装置の作用図。
【図１４】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第３の実施
例の変形例を示す構成図。
【図１５】図１４のＣＯ2 固定化装置の作用図。
【図１６】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第４の実施
例を示す構成図。
【図１７】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第４の実施
例の変形例を示す図。
【図１８】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第４の実施
例の変形例を示す図。
【図１９】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第４の実施
例の変形例を示す図。
【図２０】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第５の実施
例を示す構成図。
【図２１】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第５の実施
例の変形例を示す図。
【図２２】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第５の実施
例の変形例を示す図。
【図２３】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第６の実施
例を示す構成図。
【図２４】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第６の実施
例の変形例を示す図。
【図２５】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第６の実施
例の変形例を示す図。
【図２６】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第６の実施
例の変形例を示す図。
【図２７】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第６の実施
例の変形例を示す図。
【図２８】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第７の実施
例を示す構成図。
【図２９】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第７の実施
例の変形例を示す図。
【図３０】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第８の実施
例を示す構成図。
【図３１】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第８の実施
例の変形例を示す図。
【図３２】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第９の実施
例を示す構成図。
【図３３】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第９の実施
例の変形例を示す図。
【図３４】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第９の実施
例の変形例を示す図。
【図３５】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１０の実
施例を示す構成図。
【図３６】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１０の実
施例の変形例を示す図。
【図３７】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１１の実
施例を示す構成図。
【図３８】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１１の実
施例の変形例を示す図。
【図３９】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１１の実
施例の変形例を示す図。
【図４０】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１１の実
施例の変形例を示す図。
【図４１】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１２の実
施例を示す構成図。
【図４２】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１３の実
施例を示す構成図。
【図４３】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１３の実
施例の変形例を示す図。
【図４４】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１３の実
施例の変形例を示す図。
【図４５】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１４の実
施例を示す構成図。
【図４６】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１４の実
施例の変形例を示す図。
【図４７】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１４の実
施例の変形例を示す図。
【図４８】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１５の実
施例を示す構成図。
【図４９】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１５の実
施例の変形例を示す図。
【図５０】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１５の実
施例の変形例を示す図。
【図５１】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１６の実
施例を示す構成図。
【図５２】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１６の実
施例の変形例を示す図。
【図５３】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１６の実
施例の変形例を示す図。
【図５４】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１６の実
施例の変形例を示す図。
【図５５】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１７の実
施例を示す構成図。
【図５６】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１７の実
施例の変形例を示す図。
【図５７】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１７の実
施例の変形例を示す図。
【図５８】本発明によるＣＯ2 固定化装置の第１７の実
施例の変形例を示す図。
【図５９】従来の微細藻類のＣＯ2 固定化装置を示す構
成図。
【図６０】試験管による実験イメージ図。
【図６１】平板型反応器による実験イメージ図。
【図６２】ＣＯ2 固定化実験における成分量の経日変化
グラフ。
【符号の説明】
２０ 排ガス ２２ 反応器 ２３ 担体 ２４ 微細藻類 ２５ 光 ２７ 処理ガス ３４ 水溶液 ３５ 増殖藻 ４５ 建物の壁 ４６ 建物の屋根 ４７ 煙突 ５０ 光反射板 ６０ 集光装置 ６４ 光ファイバ ９０ 下水処理水 ９５ ＵＦ膜 １００ オゾン反応槽 １０５ 紫外線反応槽 １０９ 殺菌槽 １３１ 下水 １３４ 回分反応槽 １６１ ワイパ １６５ 水滴 １９１ 冷却器 １９３ 加熱器 ２０３ ＳＯ2 除去装置 ２０７ ＳＯ2 計

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光透過面を有する密閉型反応器と、 この反応器内に収納され微細藻類が付着した担体と、 ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供給する排ガス供
    給手段と、 前記反応器からの処理ガスを外方へ排出する処理ガス排
    出手段と、 前記反応器内の微細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給
    手段と、 増殖した微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する
    微細藻類回収手段とを備え、 前記担体は内部に、両端が開放された空洞を有し、この
    空洞は光の入射方向に延び、担体の外面または空洞内面
    に微細藻類が付着していることを特徴とするＣＯ2 固定
    化装置。
  2. 【請求項２】光透過面を有する密閉型反応器と、 この反応器内に収納され微細藻類が付着した担体と、 ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供給する排ガス供
    給手段と、 前記反応器からの処理ガスを外方へ排出する処理ガス排
    出手段と、 前記反応器内の微細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給
    手段と、 増殖した微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する
    微細藻類回収手段とを備え、 前記担体は微細藻類が付着した担体本体と、この担体本
    体を支持する支持体とからなり、支持体は光の入射方向
    に延びていることを特徴とするＣＯ2 固定化装置。
  3. 【請求項３】光透過面を有する密閉型反応器と、 この反応器内に収納され微細藻類が付着した担体と、 ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供給する排ガス供
    給手段と、 前記反応器からの処理ガスを外方へ排出する処理ガス排
    出手段と、 前記反応器内の微細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給
    手段と、 増殖した微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する
    微細藻類回収手段とを備え、 入射光を反射または集光させ、光を微細藻類の表面に照
    射させる反射または集光手段を設けたことを特徴とする
    ＣＯ2 固定化装置。
  4. 【請求項４】光透過面を有する密閉型反応器と、 この反応器内に収納され微細藻類が付着した担体と、 ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供給する排ガス供
    給手段と、 前記反応器からの処理ガスを外方へ排出する処理ガス排
    出手段と、 前記反応器内の微細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給
    手段と、 増殖した微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する
    微細藻類回収手段とを備え、 前記担体は光ファイバからなることを特徴とするＣＯ2
    固定化装置。
  5. 【請求項５】光透過面を有する密閉型反応器と、 この反応器内に収納され微細藻類が付着した担体と、 ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供給する排ガス供
    給手段と、 前記反応器からの処理ガスを外方へ排出する処理ガス排
    出手段と、 前記反応器内の微細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給
    手段と、 増殖した微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する
    微細藻類回収手段とを備え、 水溶液供給手段は、流入する廃水を殺菌処理する殺菌処
    理装置を有することを特徴とするＣＯ2 固定化装置。
  6. 【請求項６】光透過面を有する密閉型反応器と、 この反応器内に収納され微細藻類が付着した担体と、 ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供給する排ガス供
    給手段と、 前記反応器からの処理ガスを外方へ排出する処理ガス排
    出手段と、 前記反応器内の微細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給
    手段と、 増殖した微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する
    微細藻類回収手段とを備え、 水溶液供給手段は、水溶液中の窒素／リン含量比を１以
    下に調整する調整手段を有することを特徴とするＣＯ2
    固定化装置。
  7. 【請求項７】光透過面を有する密閉型反応器と、 この反応器内に収納され微細藻類が付着した担体と、 ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供給する排ガス供
    給手段と、 前記反応器からの処理ガスを外方へ排出する処理ガス排
    出手段と、 前記反応器内の微細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給
    手段と、 増殖した微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する
    微細藻類回収手段とを備え、 水溶液供給手段は、水溶液中の窒素除去装置を有するこ
    とを特徴とするＣＯ2固定化装置。
  8. 【請求項８】光透過面を有する密閉型反応器と、 この反応器内に収納され微細藻類が付着した担体と、 ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供給する排ガス供
    給手段と、 前記反応器からの処理ガスを外方へ排出する処理ガス排
    出手段と、 前記反応器内の微細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給
    手段と、 増殖した微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する
    微細藻類回収手段とを備え、 反応器の光透過面内側に、水滴除去手段を設けたことを
    特徴とするＣＯ2 固定化装置。
  9. 【請求項９】光透過面を有する密閉型反応器と、 この反応器内に収納され微細藻類が付着した担体と、 ＣＯ2 を含む排ガスを前記反応器内に供給する排ガス供
    給手段と、 前記反応器からの処理ガスを外方へ排出する処理ガス排
    出手段と、 前記反応器内の微細藻類へ水溶液を供給する水溶液供給
    手段と、 増殖した微細藻類または微細藻類の生産物質を回収する
    微細藻類回収手段とを備え、 排ガス供給装置は、排ガス中の有害物質を除去する有害
    物質除去手段を有することを特徴とするＣＯ2 固定化装
    置。
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