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汚泥の栄養分回収方法、藻類の培養方法、および藻類培養システム

国内特許コード P160012816
整理番号 S2014-1207-N0
掲載日 2016年3月3日
出願番号 特願2014-144823
公開番号 特開2016-019493
登録番号 特許第5696310号
出願日 平成26年7月15日(2014.7.15)
公開日 平成28年2月4日(2016.2.4)
登録日 平成27年2月20日(2015.2.20)
発明者
  • 相田 卓
  • 野中 利之
  • スミス リチャード リー ジュニア
  • 鈴木 石根
  • 福田 真也
  • 渡邉 信
出願人
  • 国立大学法人東北大学
  • 国立大学法人 筑波大学
発明の名称 汚泥の栄養分回収方法、藻類の培養方法、および藻類培養システム
発明の概要 【課題】メイラード反応や単糖類の過分解反応を回避して、汚泥から単糖類を高収率で得ることができる汚泥の栄養分回収方法、藻類の培養方法、および藻類培養システムを提供する。
【解決手段】多糖類を含む汚泥を、170℃乃至230℃で10分乃至70分間、熱水処理した後、その処理物から固体成分の一部または全部を回収し、回収した固体成分に対して、酸または酵素で加水分解することにより糖化を行う。得られた糖化後の液体を使用して、従属栄養性藻類などの藻類の培養を行う。また、熱水処理後の処理物から液体成分の一部または全部を回収し、その液体成分を使用して藻類の培養を行ってもよい。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


従来、汚泥から栄養分を分離回収し、その栄養分を使用して藻類を培養する方法として、余剰汚泥や活性汚泥、有機汚泥に含まれる微生物を、加熱処理、粉砕処理またはオゾン処理して可溶化し、その可溶化された液体成分を使用して従属栄養性藻類を培養するもの(例えば、特許文献1または2参照)や、生汚泥や余剰汚泥を消化処理し、処理後に得られる消化汚泥脱離液を電界パルスを用いて殺菌処理した後、得られた栄養塩含有液を培養液として微細藻類を培養するもの(例えば、特許文献3参照)がある。また、下水汚泥を可溶化する方法として、200~250℃の亜臨界水で汚泥を高効率に可溶化できる技術が開示されている(例えば、非特許文献1参照)。



なお、多糖類を分解して単糖類を得る糖化の方法として、多糖類を濃硫酸で加水分解してオリゴ糖(オリゴマー)に分解し、さらに希硫酸で加水分解して単糖類に分解する方法が利用されている(例えば、非特許文献2参照)。

産業上の利用分野


本発明は、汚泥の栄養分回収方法、藻類の培養方法、および藻類培養システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
多糖類を含む汚泥を、200℃より高く230℃以下の温度で10分乃至30分間、熱水処理した後、その処理物から固体成分の一部または全部を回収し、回収した固体成分に対して糖化を行うことを特徴とする汚泥の栄養分回収方法。

【請求項2】
前記熱水処理による汚泥の可溶化率が20乃至35%となるよう、前記熱水処理を行うことを特徴とする請求項1記載の汚泥の栄養分回収方法。

【請求項3】
酸または酵素で加水分解することにより、前記糖化を行うことを特徴とする請求項1または2記載の汚泥の栄養分回収方法。

【請求項4】
前記汚泥は下水汚泥から成り、その下水汚泥を処理する下水処理場から発生する熱を利用して、前記熱水処理を行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の汚泥の栄養分回収方法。

【請求項5】
多糖類を含む汚泥を熱水処理した後、その処理物から固体成分の一部または全部を回収し、回収した固体成分に対して糖化を行い、前記糖化後の液体を使用して、藻類の培養を行うことを特徴とする藻類の培養方法。

【請求項6】
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の汚泥の栄養分回収方法により得られる前記糖化後の液体を使用して、藻類の培養を行うことを特徴とする藻類の培養方法。

【請求項7】
前記藻類は従属栄養性藻類であることを特徴とする請求項5または6記載の藻類の培養方法。

【請求項8】
前記熱水処理後の処理物から液体成分の一部または全部を回収し、その液体成分を使用して藻類の培養を行うことを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の藻類の培養方法。

【請求項9】
多糖類を含む汚泥に対して熱水処理を行う熱水処理手段と、
前記熱水処理手段の処理物から固体成分の一部または全部を回収する固体回収手段と、
前記固体回収手段で回収した固体成分に対して糖化を行う糖化手段と、
前記糖化手段による糖化後の液体を使用して、藻類を培養可能に設けられた第一培養手段とを、
有することを特徴とする藻類培養システム。

【請求項10】
前記熱水処理手段の処理物から液体成分の一部または全部を回収する液体回収手段と、
前記液体回収手段で回収した液体成分を使用して、藻類を培養可能に設けられた第二培養手段とを、
有することを特徴とする請求項9記載の藻類培養システム。
産業区分
  • 処理操作
  • 微生物工業
  • 衛生設備
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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