特開 2024-124858 光合成微生物回収装置及び光合成微生物回収方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024124858

(43)【公開日】2024-09-13

(54)【発明の名称】光合成微生物回収装置及び光合成微生物回収方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/26 20060101AFI20240906BHJP

   C12N 1/02 20060101ALI20240906BHJP

   C12N 1/12 20060101ALI20240906BHJP

   C12M 1/00 20060101ALN20240906BHJP

【ＦＩ】

C12M1/26

C12N1/02

C12N1/12 C

C12M1/00 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023032809

(22)【出願日】2023-03-03

(71)【出願人】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100161425

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 鉄平

(74)【代理人】

【識別番号】100211052

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 大輔

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 淳志

【テーマコード（参考）】

4B029

4B065

【Ｆターム（参考）】

4B029AA09

4B029AA27

4B029BB04

4B029CC01

4B029GA08

4B029GB05

4B029GB10

4B029HA09

4B029HA10

4B065AA83X

4B065AA84X

4B065AA85X

4B065AC09

4B065BA30

4B065CA46

(57)【要約】

【課題】光合成微生物を効率的に回収する。
【解決手段】
一側面に係る光合成微生物回収装置は、供給口及び排出口を有し、その内部に分離室を形成する分離槽と、光合成微生物を含む液体を供給口を介して分離室に供給する供給管と、を備え、分離槽は、分離室内で浮上した光合成微生物を分離室の上部に案内するように傾斜する上部傾斜面を有し、排出口は、上部傾斜面に沿って浮上し、分離室の上部に集められた光合成微生物を分離槽から排出する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給口及び排出口を有し、その内部に分離室を形成する分離槽と、
光合成微生物を含む液体を前記供給口を介して前記分離室に供給する供給管と、
を備え、
前記分離槽は、前記分離室内で浮上した前記光合成微生物を前記分離室の上部に案内するように傾斜する上部傾斜面を有し、
前記排出口は、前記上部傾斜面に沿って浮上し、前記分離室の上部に集められた前記光合成微生物を前記分離槽から排出する、光合成微生物回収装置。

【請求項2】

前記分離室の上部に集められた前記光合成微生物と前記液体との界面の位置を検出する界面計を更に備える、請求項１に記載の光合成微生物回収装置。

【請求項3】

前記分離室内で前記液体に微細気泡を供給する散気装置を更に備える、請求項１又は２に記載の光合成微生物回収装置。

【請求項4】

前記分離槽は、前記供給口と前記分離室に連通する連通口との間で延在する導入路を更に形成し、
前記排出口は、前記連通口よりも上方に配置されている、請求項１又は２に記載の光合成微生物回収装置。

【請求項5】

前記供給口は、前記排出口よりも上方に配置されている、請求項１又は２に記載の光合成微生物回収装置。

【請求項6】

前記供給管から前記供給口に供給される前記液体の流量を計測する流量計を更に備える、請求項１又は２に記載の光合成微生物回収装置。

【請求項7】

供給口及び排出口を有し、その内部に分離室を形成する分離槽を有する光合成微生物回収装置を用いて光合成微生物を回収する光合成微生物回収方法であって、
前記供給口から分離室内に前記光合成微生物を含む液体を供給する工程と、
前記光合成微生物を案内するように傾斜する上部傾斜面に沿って前記光合成微生物を前記分離室の上部に浮上させる工程と、
前記供給口から前記分離室内に前記液体を追加供給して、前記上部傾斜面に沿って浮上し、前記分離室の上部に集められた前記光合成微生物を前記排出口から排出する工程と、
を含む、光合成微生物回収方法。

【請求項8】

前記分離室の上部に集められた前記光合成微生物と前記液体との界面の位置を検出する工程と、
前記界面の位置に基づいて、前記分離槽に追加供給される前記液体の量を決定する工程と、
を更に含む、請求項７に記載の光合成微生物回収方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光合成微生物回収装置及び光合成微生物回収方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、光合成によって増殖する光合成微生物が注目されている。光合成微生物の一種である藻類は、栄養分を含む液体中で細胞分裂を繰り返すことで増殖する微細な植物プランクトンである。藻類は、成長が早く、培養しやすいため、様々な産業で利用可能な有機性資源として有効活用が期待されている。例えば、藻類は、食品、薬品、吸着材又は油の原料として利用される。

【0003】

この種の光合成微生物を培養液から回収するための技術として、特許文献１に記載の装置が知られている。特許文献１には、藻類を破砕する超音波破砕装置と、破砕された藻類を含む藻類液を曝気する円筒形の曝気分離槽と、曝気により浮上した藻類を付着するトラップと、藻類が除去された培養液を曝気分離槽から排出する流出口とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１－３４０８４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の装置では、一定量の藻類を回収する度にトラップを交換する必要があるため、大量の藻類を回収する際には頻繁なトラップの交換が要求される。トラップの交換回数の増加は回収コストの増加に繋がるため、この装置で大量の藻類を回収することは困難である。大量の藻類を回収するために、水面に浮上した藻類をレーキ又はオイルフェンスで引き寄せてから吸引して回収することも考えられるが、この手法では人力での作業が要求され、回収の手間が大きい。

【0006】

そこで本開示は、光合成微生物を効率的に回収することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一側面に係る光合成微生物回収装置は、供給口及び排出口を有し、その内部に分離室を形成する分離槽と、光合成微生物を含む液体を供給口を介して分離室に供給する供給管と、を備え、分離槽は、分離室内で浮上した光合成微生物を分離室の上部に案内するように傾斜する上部傾斜面を有し、排出口は、上部傾斜面に沿って浮上し、分離室の上部に集められた光合成微生物を分離槽から排出する。

【0008】

一側面に係る光合成微生物回収装置では、分離室で浮上した光合成微生物は上部傾斜面に沿って移動し、分離室の上部に集められる。分離室の上部に集められた光合成微生物は、排出口から排出される。すなわち、この光合成微生物回収装置では、光合成微生物の浮力を利用して液体中の光合成微生物を分離室の上部に集めてから回収することができるので、光合成微生物を効率的に回収することができる。

【0009】

一側面では、供給口及び排出口を有し、その内部に分離室を形成する分離槽を有する光合成微生物回収装置を用いて光合成微生物を回収する光合成微生物回収方法が提供される。この光合成微生物回収方法は、供給口から分離室内に光合成微生物を含む液体を供給する工程と、光合成微生物を案内するように傾斜する上部傾斜面に沿って光合成微生物を分離室の上部に浮上させる工程と、供給口から分離室内に液体を追加供給して、上部傾斜面に沿って浮上し、分離室の上部に集められた光合成微生物を排出口から排出する工程と、を含む。

【0010】

本態様に係る光合成微生物回収方法では、光合成微生物は上部傾斜面に沿って浮上し、分離室の上部に集められる。分離室に液体が追加供給されることにより、分離室の上部に集められた光合成微生物は排出口から排出される。本態様に係る光合成微生物回収方法では、光合成微生物の浮力を利用して液体中の光合成微生物を分離室の上部に集めてから回収することができるので、光合成微生物を効率的に回収することができる。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、光合成微生物を効率的に回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施形態に係る回収装置を概略的に示す図である。

【図2】一実施形態に係る光合成微生物回収方法を示すフローチャートである。

【図3】光合成微生物回収方法の一工程を示す図である。

【図4】図３に続く工程を示す図である。

【図5】図４に続く工程を示す図である。

【図6】図５に続く工程を示す図である。

【図7】図６に続く工程を示す図である。

【図8】図７に続く工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［本開示の実施形態の概要］
最初に、本開示の実施形態の概要を説明する。

【0014】

（条項１） 本開示の一側面に係る光合成微生物回収装置は、供給口及び排出口を有し、その内部に分離室を形成する分離槽と、光合成微生物を含む液体を供給口を介して分離室に供給する供給管と、を備え、分離槽は、分離室内で浮上した光合成微生物を分離室の上部に案内するように傾斜する上部傾斜面を有し、排出口は、上部傾斜面に沿って浮上し、分離室の上部に集められた光合成微生物を分離槽から排出する。この光合成微生物回収装置では、分離室で浮上した光合成微生物は上部傾斜面に沿って移動し、分離室の上部に集められる。分離室の上部に集められた光合成微生物は、排出口から排出される。すなわち、この光合成微生物回収装置では、光合成微生物の浮力を利用して液体中の光合成微生物を分離室の上部に集めてから回収することができるので、光合成微生物を効率的に回収することができる。

【0015】

（条項２） 条項１に記載の光合成微生物回収装置は、分離室の上部に集められた光合成微生物と液体との界面の位置を検出する界面計を更に備えてもよい。分離室の上部に集められた光合成微生物と液体との界面の位置を検出することにより、光合成微生物を排出口から排出するために分離槽内に追加供給すべき液体の量を決定することができる。

【0016】

（条項３） 条項１又は２に記載の光合成微生物回収装置は、分離室内で液体に微細気泡を供給する散気装置を更に備えてもよい。散気装置から分離室の液体に微細気泡を供給することにより、分離槽内での光合成微生物の浮上を促進することができる。

【0017】

（条項４） 条項１～３の何れか一項に記載の光合成微生物回収装置において、分離槽は、供給口と分離室に連通する連通口との間で延在する導入路を更に形成し、排出口は、連通口よりも上方に配置されていてもよい。

【0018】

（条項５） 条項１～４の何れか一項に記載の光合成微生物回収装置において、供給口は、排出口よりも上方に配置されていてもよい。供給口が排出口よりも上方に配置された場合には、分離槽内に液体を追加で供給したときに、水頭圧差を利用して上部領域に集められた光合成微生物を排出口から押し出すことができる。したがって、ポンプ等の外部装置を使用することなく、光合成微生物を回収することができる。

【0019】

（条項６） 条項１～５の何れか一項に記載の光合成微生物回収装置は、供給管から供給口に供給される液体の流量を計測する流量計を更に備えていてもよい。流量計を用いることにより、分離槽への液体の供給量を取得することができる。

【0020】

（条項７） 一側面に係る光合成微生物回収方法では、供給口及び排出口を有し、その内部に分離室を形成する分離槽を有する光合成微生物回収装置を用いて光合成微生物を回収される。この光合成微生物回収方法は、供給口から分離室内に光合成微生物を含む液体を供給する工程と、光合成微生物を案内するように傾斜する上部傾斜面に沿って光合成微生物を分離室の上部に浮上させる工程と、供給口から分離室内に液体を追加供給して、上部傾斜面に沿って浮上し、分離室の上部に集められた光合成微生物を排出口から排出する工程と、を含む。この光合成微生物回収方法では、光合成微生物は上部傾斜面に沿って浮上し、分離室の上部に集められる。分離室に混合液体が追加供給されることにより、分離室の上部に集められた光合成微生物は排出口から排出される。本態様に係る光合成微生物回収方法では、光合成微生物の浮力を利用して液体中の光合成微生物を分離室の上部に集めてから回収することができるので、光合成微生物を効率的に回収することができる。

【0021】

（条項８） 条項７に記載の光合成微生物回収方法は、分離室の上部に集められた光合成微生物と液体との界面の位置を検出する工程と、界面の位置に基づいて、分離槽に追加供給される液体の量を決定する工程と、を更に含んでもよい。この光合成微生物回収方法では、光合成微生物を排出口から排出するために追加供給されるべき液体の量を決定することができる。

【0022】

［本開示の実施形態の例示］
以下、図面を参照しながら本開示の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において同一要素には同一符号が付され、重複する説明は省略される。図面は、理解の容易化のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率及び角度等は図面に記載のものに限定されない。以下の説明において「上」「下」の語は、重力方向を基準としている。

【0023】

図１は、一実施形態に係る回収装置１０を概略的に示す図である。回収装置１０は、培養液３から光合成微生物２を分離して回収する光合成微生物回収装置である。回収装置１０で回収される光合成微生物２は、例えば藻類である。藻類は、培養液３中で光合成を行って細胞分裂を繰り返すことで増殖する微細な植物プランクトンである。

【0024】

回収装置１０によって回収される藻類としては、緑藻(クロレラ、クラミドモナス、ヘマトコッカス、ボトリオコッカス、ドナリエラ)、トレボキシア藻(パラクロレラ)、プラシノ藻、シアノバクテリア(スピルリナ、アルスロステラ、シネココッカス、シネコキスティス、ノストック)、ハプト藻(プレウロクリシス)、珪藻(キートケロス)、真眼点藻鋼(ナンノクロロプシス)、及び、ユーグレナが例示される。例えば、スピルリナは、５００μｍ～６００μｍの長さを有する微細藻類であり、豊富な栄養素を含む食品の原料となる。

【0025】

図１に示すように、光合成微生物２は、培養液３を収容する培養槽１内で培養される。培養液３は、光合成微生物２を培養するための栄養分を含む液体である。培養液３には、例えば窒素、リン、カリウム、その他のミネラル成分が含まれる。培養液３は、培地とも呼ばれる。

【0026】

培養槽１の上部は、太陽光を取り込むために開放されている。光合成微生物２は、培養液３中で光合成を行って細胞分裂を繰り返し、増殖する。培養液３中で光合成微生物２が増殖することにより、光合成微生物２及び培養液３を含む混合液４が培養槽１内に生成される。培養槽１内には、混合液４を汲み上げるポンプＰ１が設けられている。

【0027】

図１に示すように、回収装置１０は、分離槽１１及び供給管１２を備えている。分離槽１１は、混合液４に含まれる光合成微生物２を培養液３から分離する。分離槽１１は、導入管２１及び本体部２２を含んでいる。導入管２１は、上下方向に延在する導入路３１を画成する。導入管２１の上端には、供給口３３が形成されている。導入管２１の下端には、連通口３４が形成されている。導入路３１は、供給口３３と連通口３４との間で延在し、培養槽１からの混合液４を後述する分離室３２に導入する。

【0028】

本体部２２は、連通口３４を介して導入路３１に連通する分離室３２を画成する。分離室３２は、培養液３から光合成微生物２を分離するための空間である。分離室３２の容積は、導入路３１の容積よりも大きい。本体部２２には、排出口３５が形成されている。一実施形態では、排出口３５は、連通口３４よりも上方に配置され、供給口３３よりも下方に配置されている。

【0029】

供給管１２は、培養槽１内の混合液４を分離槽１１に供給する。供給管１２の一端は、培養槽１内に配置されたポンプＰ１に接続されている。供給管１２の他端は、分離槽１１の供給口３３に接続されている。供給管１２には、流量計Ｆ１及びバルブＶ１が設けられている。流量計Ｆ１は、供給管１２を流れる混合液４の流量を計測する。バルブＶ１が開放された状態でポンプＰ１が駆動されると、培養槽１内の混合液４が供給管１２を通って供給口３３から分離槽１１内に供給される。

【0030】

一実施形態では、回収装置１０は、排出管１３、オーバーフロー管１４、第１回収管１５及び第２回収管１６を更に備えている。排出管１３の一端は、排出口３５に接続されている。排出管１３の他端は、後述する濾過装置２５に接続されている。排出管１３には、バルブＶ２及びバルブＶ３が設けられている。バルブＶ２及びバルブＶ３が開放されると、分離室３２で分離された光合成微生物２が排出口３５から排出される。

【0031】

オーバーフロー管１４の一端は、導入路３１に連通するように導入管２１に接続されている。オーバーフロー管１４の一端は、実質的に排出口３５と同じ高さ位置で導入路３１に接続されている。オーバーフロー管１４の他端は、第２回収管１６に接続されている。オーバーフロー管１４には、流量計Ｆ２及びバルブＶ４が設けられている。流量計Ｆ２は、オーバーフロー管１４を流れる混合液４の流量を計測する。

【0032】

第１回収管１５の一端は、分離室３２に連通するように後述する分離槽１１の底部４１に接続されている。第１回収管１５の他端は、第２回収管１６に接続されている。第１回収管１５には、ポンプＰ２及びバルブＶ５が設けられている。バルブＶ５が開放された状態でポンプＰ２が駆動されると、分離槽１１内の混合液４が第１回収管１５及び第２回収管１６を通って培養槽１に戻される。

【0033】

第２回収管１６の一端は、バルブＶ２とバルブＶ３との間で排出管１３に接続されている。第２回収管１６の他端は、培養槽１内に配置されている。第２回収管１６には、バルブＶ６が設けられている。上記のように、第２回収管１６には、第２回収管１６の他端とバルブＶ３との間の位置においてオーバーフロー管１４及び第１回収管１５が接続されている。バルブＶ２，Ｖ６が開放され、バルブＶ３が閉鎖されると、分離槽１１の排出口３５から排出された混合液４が第２回収管１６を通って培養槽１に戻される。第２回収管１６は、供給管１２から分離槽１１内に混合液４を供給するときに、分離室３２の空気を抜くための通気路としても機能する。

【0034】

分離槽１１についてより詳細に説明する。分離槽１１の本体部２２は、下壁部３６、上壁部３７及び側壁部３８を有する。下壁部３６、上壁部３７及び側壁部３８は、分離室３２を画成する。下壁部３６は、底部４１、第１下部傾斜面４２及び第２下部傾斜面４３を含む。第１下部傾斜面４２は、導入管２１の下端と底部４１とを接続しており、底部４１に近づくにつれて下方に傾斜している。第２下部傾斜面４３は、底部４１と側壁部３８の下端とを接続しており、底部４１に近づくにつれて下方に傾斜している。すなわち、底部４１は、分離槽１１の最底部を構成している。

【0035】

上壁部３７は、上部傾斜面４４及び平坦面４５を含む。上部傾斜面４４は、導入管２１の下端と平坦面４５とを接続している。上部傾斜面４４は、平坦面４５に近づくにつれて上方に傾斜している。水平面に対する上部傾斜面４４の傾斜角θは、例えば３０°以上６０°以下である。平坦面４５は、上部傾斜面４４の上端から水平に延在し、側壁部３８の上端に接続されている。平坦面４５は、供給口３３よりも下方に配置されている。なお、上壁部３７は、平坦面４５を含まず、上部傾斜面４４の上端が側壁部３８の上端に接続されていてもよい。上部傾斜面４４の上端及び平坦面４５の直下には、上部領域４０が形成される。上部領域４０は、分離室３２の上部に位置する分離室３２の一部である。上部領域４０の容積は、分離室３２の容積よりも十分に小さい。

【0036】

分離室３２では、光合成微生物２の浮力によって混合液４中の光合成微生物２が浮上する。後述するように、分離室３２内で浮上した光合成微生物２は、上部傾斜面４４に沿って上方に移動し、分離室３２の上部領域４０に集められる。すなわち、上部傾斜面４４は、分離室３２で浮上した光合成微生物２を上部領域４０に案内する。上部傾斜面４４の傾斜角θを３０°以上６０°以下にすることにより、浮上する光合成微生物２を確実に上部傾斜面４４に沿って上部領域４０へ案内することができる。

【0037】

側壁部３８は、上下方向に延在し、第２下部傾斜面４３と平坦面４５とを接続している。側壁部３８の上部には、排出口３５が形成されている。排出口３５は、上部領域４０に集められた光合成微生物２を排出するために、上部領域４０に向けて開口している。なお、上述したように、供給口３３は、排出口３５よりも上方に配置されている。

【0038】

一実施形態では、回収装置１０は、散気装置２３及び界面計２４、濾過装置２５、受槽２６及び制御装置２７を更に備えている。散気装置２３は、分離室３２に配置されている。散気装置２３は、微細気泡を発生するマイクロバブル発生器又は加圧気泡発生器である。散気装置２３は、例えば不図示のブロアから空気を受け、分離室３２の混合液４に１０μｍ～５００μｍ程度の径を有する微細気泡を供給する。散気装置２３から供給される微細気泡は、分離室３２内の光合成微生物２に浮力を付与して光合成微生物２の浮上を促進する。

【0039】

界面計２４は、光学式又は超音波式の界面計である。界面計２４は、分離室３２に配置されており、分離室３２内で浮上して上部領域４０に集められた光合成微生物２と培養液３との界面の位置を検出する。

【0040】

濾過装置２５は、排出管１３から排出された光合成微生物２を含む培養液３を濾過して、光合成微生物２を回収する。例えば、濾過装置２５は、１５０メッシュ以上３００メッシュ以下のスクリーン（濾過金網）を有する。光合成微生物２を含む培養液３がスクリーンを通過するときに、光合成微生物２がスクリーンに捕捉され、回収される。受槽２６は、濾過装置２５で回収された光合成微生物２を貯留する。

【0041】

制御装置２７は、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、回収装置１０の全体の動作を制御する機能を有する。制御装置２７の記憶部には、制御装置２７で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムが格納されている。制御装置２７は、流量計Ｆ１，Ｆ２、ポンプＰ１，Ｐ２、バルブＶ１～Ｖ６、散気装置２３及び界面計２４と通信可能に接続されている。制御装置２７は、流量計Ｆ１，Ｆ２の計測値を受信すると共に、ポンプＰ１，Ｐ２及びバルブＶ１～Ｖ６に制御信号を送出して、ポンプＰ１，Ｐ２の動作、及び、バルブＶ１～Ｖ６の開閉状態を制御する。また、制御装置２７は、散気装置２３及び界面計２４に制御信号を送出して、散気装置２３及び界面計２４の動作を制御する。

【0042】

次に、図２～図７を参照して、一実施形態に係る光合成微生物回収方法について説明する。図２は、一実施形態に係る光合成微生物回収方法を示すフローチャートである。この光合成微生物回収方法は、回収装置１０の制御装置２７がポンプＰ１，Ｐ２、バルブＶ１～Ｖ６、散気装置２３及び界面計２４を制御することにより、実行される。後述する図３～７において、バルブを示す図形のうち黒塗りされている図形は閉じられているバルブを示しており、バルブを示す図形のうち白抜きされている図形は開かれているバルブを示している。

【0043】

一実施形態に係る光合成微生物回収方法では、図３に示すように、まずバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ４，Ｖ６が開放され、バルブＶ３，Ｖ５が閉鎖される。そして、ポンプＰ１が作動され、培養槽１内の光合成微生物２及び培養液３を含む混合液４が分離槽１１内に供給される（ステップＳＴ１）。混合液４の供給は、オーバーフロー管１４から混合液４が排出されるまで継続される。

【0044】

分離室３２が混合液４で満たされ、オーバーフロー管１４から混合液４が排出されると、バルブＶ１が閉鎖され、分離槽１１への混合液４の供給が停止される（ステップＳＴ２）。制御装置２７は、例えば流量計Ｆ２によってオーバーフロー管１４を混合液４が流れたことを検知したときに、バルブＶ１を閉鎖して混合液４の供給を停止する。このとき、オーバーフロー管１４は排出口３５と実質的に同じ高さ位置で導入路３１に接続されているので、導入路３１での混合液４の液面高さ、及び、分離室３２での混合液４の液面高さは、排出口３５の高さと同じになる。

【0045】

次に、図４に示すように、バルブＶ３が開放され、バルブＶ２，Ｖ４，Ｖ６が閉鎖される。そして、分離室３２で混合液４中の光合成微生物２を浮上させる（ステップＳＴ３）。光合成微生物２が十分な浮力を有する場合には、分離槽１１内で混合液４を所定時間だけ放置することで光合成微生物２が浮上する。一実施形態では、図４に示すように、散気装置２３を作動させて、分離室３２の混合液４に微細気泡５２が供給されてもよい。微細気泡５２は、混合液４中の光合成微生物２に付着し、光合成微生物２に浮力を与える。その結果、光合成微生物２の浮上が促進される。分離室３２で浮上した光合成微生物２は、上部傾斜面４４に沿って上方に移動し、上部領域４０に案内される。すなわち、分離室３２内で光合成微生物２が上部領域４０に高密度に集められる。上部傾斜面４４に沿って案内された光合成微生物２は、上部領域４０で集積され、集積層５０を形成する。

【0046】

次に、図５に示すように、界面計２４によって集積層５０の界面（光合成微生物２と培養液３との界面）の位置が検出される（ステップＳＴ４）。集積層５０の界面の位置は、例えば光の界面反射を検出することにより計測される。集積層５０の厚みが大きくなると、集積層５０の界面の位置は低くなる。したがって、集積層５０の界面の位置に基づいて集積層５０の厚みを求めることが可能である。

【0047】

次に、混合液４の追加供給量が決定される（ステップＳＴ５）。追加供給量は、上部領域４０に集められた光合成微生物２を排出口３５から排出するために分離槽１１内に供給される混合液４の量である。追加供給量は、集積層５０の界面の位置に基づいて決定される。例えば、集積層５０の界面の位置が低くなるほど、追加供給量は増加する。

【0048】

次に、図６に示すように、バルブＶ１が開放される。そして、ポンプＰ１が作動され、ステップＳＴ５で決定された追加供給量だけ分離槽１１内に混合液４が供給される（ステップＳＴ６）。このとき、混合液４への混合液４の供給量は流量計Ｆ１を用いて検出される。バルブＶ２，Ｖ４が閉鎖されているので、分離槽１１内に混合液４が追加供給されると、導入路３１での混合液４の液面高さは、分離室３２での混合液４の液面高さよりも高くなる。

【0049】

次に、図７に示すように、排出管１３のバルブＶ２が開放され、上部領域４０に集められた光合成微生物２（集積層５０）が分離槽１１から排出される（ステップＳＴ７）。すなわち、バルブＶ２が開放されると、水頭圧差により導入路３１の液面高さが排出口３５の高さまで低下し、追加供給量の分だけ分離室３２の培養液３が排出口３５に向けて押し出される。その結果、上部傾斜面４４に沿って浮上し、上部領域４０に集められた光合成微生物２が培養液３と共に排出口３５から排出される。排出口３５から排出された光合成微生物２及び培養液３は、排出管１３を通って濾過装置２５へ送られる。

【0050】

次に、排出された光合成微生物２を含む培養液３が濾過装置２５で濾過される（ステップＳＴ８）。培養液３が濾過装置２５のスクリーンを通過するときに、光合成微生物２がスクリーンに捕捉され、回収される。回収された光合成微生物２は、受槽２６に集められる。

【0051】

次に、図８に示すように、バルブＶ５が開放される。そして、ポンプＰ２が作動され、光合成微生物２を回収した後に分離槽１１内に残る培養液３が第１回収管１５を通って培養槽１に回収される（ステップＳＴ９）。ここで、第１回収管１５は底部４１に接続されているので、分離槽１１内の培養液３を残さずに培養槽１に戻すことができる。分離槽１１内の培養液３が全て回収されると一実施形態に係る光合成微生物回収方法を終了する。

【0052】

以上説明したように、一実施形態に係る回収装置１０では、分離室３２で浮上した光合成微生物２が上部傾斜面４４に沿って移動し、上部領域４０に案内される。そして、供給口３３から分離槽１１内に混合液４が追加供給されることにより、上部領域４０に集められた光合成微生物２が排出口３５に向けて押し出され、排出口３５から排出される。この回収装置１０では、光合成微生物２の浮力を利用して分離槽１１内の光合成微生物２を上部領域４０に集めてから、まとめて回収するので、光合成微生物２を効率的に回収することができる。また、この回収装置１０では、供給口３３が排出口３５よりも上方に配置されているので、水頭圧差を利用して上部領域４０に集められた光合成微生物２を排出口３５に押し出すことができる。したがって、ポンプ等の外部装置を使用せずに光合成微生物２を回収することができる。

【0053】

以上、種々の実施形態に係る回収装置１０及び光合成微生物回収方法について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。すなわち、上述した実施形態は例示説明を目的とするものであり、本発明の範囲を制限するものではないことに留意すべきである。

【0054】

例えば、上記実施形態では、供給口３３は、排出口３５よりも上方に配置されているが、供給口３３は、排出口３５よりも下方に配置されていてもよい。この場合には、ポンプを用いて供給口３３から混合液４を分離槽１１内に圧入することで、上部領域４０に集められた光合成微生物２を排出口３５に押し出してもよい。

【0055】

また、上記実施形態から培養液３中で培養された光合成微生物２を回収しているが、回収装置１０は、産業廃水に含まれる浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ）を除去するための回収装置であってもよい。なお、上述した種々の実施形態は、矛盾のない範囲で組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0056】

２…光合成微生物、３…培養液、１０…回収装置、１１…分離槽、１２…供給管、１３…排出管、２３…散気装置、２４…界面計、２５…濾過装置、３１…導入路、３２…分離室、３３…供給口、３４…連通口、３５…排出口、４０…上部領域、４４…上部傾斜面、Ｆ１，Ｆ２…流量計。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】