(57)【要約】【課題】イオン交換膜の劣化を抑制した微生物燃料電池を提供する。【解決手段】微生物燃料電池１が、汚染水２ａ中の第一微生物３２が付着するアノード電極３０と、大気２ｂに接するカソード電極４０と、アノード電極３０とカソード電極４０との間に配置されたアニオン交換膜２０とを備える。さらに、カソード電極４０とアノード電極３０とは外部で電気的に接続されている。しかも、カソード電極４０には、カソード電極４０において酸素還元反応を促進する触媒として機能し、かつ大気２ｂ中に存在する第二微生物４２が付着する。【選択図】図２
2020009593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染水中の第一微生物が付着するアノード電極と、
大気に接するカソード電極と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に配置されたアニオン交換膜と、
を備え、
前記カソード電極と前記アノード電極とは外部で電気的に接続されており、
前記カソード電極には、前記カソード電極において酸素還元反応を促進する触媒として機能し、かつ大気中に存在する第二微生物が付着する、
微生物燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の微生物燃料電池であって、
前記カソード電極は、カーボンクロスに炭素材料を塗布したものであり、
前記炭素材料は、前記酸素還元反応を促進する触媒として機能する、
微生物燃料電池。
【請求項３】
請求項２に記載の微生物燃料電池であって、
前記炭素材料が、活性炭、カーボンブラックまたは粉末黒鉛である、
微生物燃料電池。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の微生物燃料電池と、前記汚染水が流れる流路とを有する発電装置であって、
複数の前記微生物燃料電池が、前記流路の内部に配置されており、
互いに隣接する前記微生物燃料電池が有する前記アノード電極どうしの距離が、前記流路の幅よりも狭い、
発電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の発電装置であって、
前記微生物燃料電池が、２つの前記カソード電極の外側に、２つの前記アノード電極を有し、
２つの前記アノード電極が、互いに平行である、
発電装置。
【請求項６】
請求項４に記載の発電装置であって、
前記微生物燃料電池が、前記カソード電極の外側に、前記アノード電極を有し、
前記アノード電極が円筒状である、
発電装置。
【請求項７】
下水が流入する下水流入口と、
前記下水を揚水する揚水部と、
曝気槽に接続され、前記揚水部から前記下水を受ける請求項１ないし３のいずれか一項に記載の微生物燃料電池と、
前記微生物燃料電池から前記下水を受ける沈澱池と、
前記沈澱池から前記下水を受けて消毒を行う消毒部と、
前記消毒部に接続され、前記下水が放流される下水放流口と、
を備えた下水処理システム。
【請求項８】
下水が流入する下水流入口と、
前記下水を揚水する揚水部と、
曝気槽に接続され、前記揚水部から前記下水を受ける請求項４ないし６のいずれか一項に記載の発電装置と、
前記発電装置から前記下水を受ける沈澱池と、
前記沈澱池から前記下水を受けて消毒を行う消毒部と、
前記消毒部に接続され、前記下水が放流される下水放流口と、
を備えた下水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、正極材および負極材の間に、プロトンＨ＋が透過するカチオン交換膜を配置した微生物燃料電池が知られている（例えば、特許文献１の[0017]参照）。なお、正極材は大気に接しており、負極材は有機物を含有した水（例えば汚水）に接している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０６５８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１のようなカチオン交換膜を用いた微生物燃料電池によれば、負極材に接する汚水から正極材に向かって、カチオン交換膜を通って、イオンが移動する。このため、汚水に含まれる多様なイオン（プロトンＨ＋に限らない）が、カチオン交換膜を通るため、カチオン交換膜が劣化しやすい。
【０００５】
そこで、本発明は、イオン交換膜の劣化を抑制した微生物燃料電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる微生物燃料電池は、汚染水中の第一微生物が付着するアノード電極と、大気に接するカソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に配置されたアニオン交換膜とを備え、前記カソード電極と前記アノード電極とは外部で電気的に接続されており、前記カソード電極には、前記カソード電極において酸素還元反応を促進する触媒として機能し、かつ大気中に存在する第二微生物が付着するように構成される。
【０００７】
上記のように構成された微生物燃料電池によれば、アノード電極には、汚染水中の第一微生物が付着する。カソード電極は、大気に接する。アニオン交換膜は、前記アノード電極と前記カソード電極との間に配置されている。前記カソード電極と前記アノード電極とは外部で電気的に接続されている。前記カソード電極には、前記カソード電極において酸素還元反応を促進する触媒として機能し、かつ大気中に存在する第二微生物が付着する。
【０００８】
なお、本発明にかかる微生物燃料電池は、前記カソード電極が、カーボンクロスに炭素材料を塗布したものであり、前記炭素材料が、前記酸素還元反応を促進する触媒として機能するようにしてもよい。
【０００９】
なお、本発明にかかる微生物燃料電池は、前記炭素材料が、活性炭、カーボンブラックまたは粉末黒鉛であるようにしてもよい。
【００１０】
本発明にかかる発電装置は、本発明にかかる微生物燃料電池と、前記汚染水が流れる流路とを有する発電装置であって、複数の前記微生物燃料電池が、前記流路の内部に配置されており、互いに隣接する前記微生物燃料電池が有する前記アノード電極どうしの距離が、前記流路の幅よりも狭いように構成される。
【００１１】
上記のように構成された発電装置によれば、発電装置が、微生物燃料電池と流路とを有する。流路には前記汚染水が流れる。複数の前記微生物燃料電池が、前記流路の内部に配置されている。互いに隣接する前記微生物燃料電池が有する前記アノード電極どうしの距離が、前記流路の幅よりも狭い。
【００１２】
なお、本発明にかかる発電装置は、前記微生物燃料電池が、２つの前記カソード電極の外側に、２つの前記アノード電極を有し、２つの前記アノード電極が、互いに平行であるようにしてもよい。
【００１３】
なお、本発明にかかる発電装置は、前記微生物燃料電池が、前記カソード電極の外側に、前記アノード電極を有し、前記アノード電極が円筒状であるようにしてもよい。
【００１４】
本発明にかかる下水処理システムは、下水が流入する下水流入口と、前記下水を揚水する揚水部と、曝気槽に接続され、前記揚水部から前記下水を受ける本発明にかかる微生物燃料電池と、前記微生物燃料電池から前記下水を受ける沈澱池と、前記沈澱池から前記下水を受けて消毒を行う消毒部と、前記消毒部に接続され、前記下水が放流される下水放流口とを備えるように構成される。
【００１５】
上記のように構成された下水処理システムによれば、下水流入口には、下水が流入する。揚水部は、前記下水を揚水する。本発明にかかる微生物燃料電池は、曝気槽に接続され、前記揚水部から前記下水を受ける。沈澱池は、前記微生物燃料電池から前記下水を受ける。消毒部は、前記沈澱池から前記下水を受けて消毒を行う。下水放流口は、前記消毒部に接続され、前記下水が放流される。
【００１６】
本発明にかかる下水処理システムは、下水が流入する下水流入口と、前記下水を揚水する揚水部と、曝気槽に接続され、前記揚水部から前記下水を受ける本発明にかかる発電装置と、前記発電装置から前記下水を受ける沈澱池と、前記沈澱池から前記下水を受けて消毒を行う消毒部と、前記消毒部に接続され、前記下水が放流される下水放流口とを備えるように構成される。
【００１７】
上記のように構成された下水処理システムによれば、下水流入口には、下水が流入する。揚水部は、前記下水を揚水する。本発明にかかる発電装置は、曝気槽に接続され、前記揚水部から前記下水を受ける。沈澱池は、前記発電装置から前記下水を受ける。消毒部は、前記沈澱池から前記下水を受けて消毒を行う。下水放流口は、前記消毒部に接続され、前記下水が放流される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる微生物燃料電池１の構成を示す図である。
【図２】第一の実施形態にかかる微生物燃料電池１における化学反応を説明するための図である。
【図３】本発明の第二の実施形態にかかる微生物燃料電池１が、流路４に配置されている発電装置の構成を示す図である。
【図４】第二の実施形態にかかる微生物燃料電池１のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】本発明の第三の実施形態にかかる微生物燃料電池１が、流路４に配置されている発電装置の構成を示す図である。
【図６】第三の実施形態にかかる微生物燃料電池１のＶＩ−ＶＩ断面図（図６（ａ））および図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図（図６（ｂ））である。
【図７】第四の実施形態にかかる下水処理システム１００の構成を示す図である。
【図８】第四の実施形態にかかる下水処理システム１００において、第一沈殿池１０６を省略した場合の構成を示す図である。
【図９】アノード電極３０とカソード電極４０との間にアニオン交換膜２０を配置した場合と、カチオン交換膜を配置した場合とにおける、第一微生物３２を培養する日数と、微生物燃料電池１の単位体積(m3)あたりの産生する電力(W)との関係を示すグラフである。
【図１０】カソード電極４０が、カーボンクロスに活性炭を塗布したものである場合と、カーボンクロスに白金を塗布したものである場合とにおける、第一微生物３２を培養する日数と、微生物燃料電池１の単位体積(m3)あたりの産生する電力(W)との関係を示すグラフである。
【図１１】微生物燃料電池を汚染水に浸してから経過した時間（分）と、微生物燃料電池の単位体積(cm3)あたりの微生物燃料電池が産生する電流(μA)との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２０】
第一の実施形態
図１は、本発明の第一の実施形態にかかる微生物燃料電池１の構成を示す図である。図２は、第一の実施形態にかかる微生物燃料電池１における化学反応を説明するための図である。なお、図２においては、図示の便宜上、アニオン交換膜２０の厚みを大きく図示している。
【００２１】
第一の実施形態にかかる微生物燃料電池１は、汚染水容器１０、アニオン交換膜２０、アノード電極３０、カソード電極４０、集電板５０を備える。なお、微生物燃料電池１の外部には、接続部材５２が配置されている。
【００２２】
汚染水容器１０は、汚染水２ａを収容する。汚染水２ａは、有機物を多く含む、すなわち有機物により汚染された下水である。なお、汚染水２ａには、第一微生物３２が浮遊している。第一微生物３２は、汚染水２ａ中の有機物を分解して、電子を産生するものである。
【００２３】
アノード電極３０には、汚染水２ａ中の第一微生物３２が付着する。カソード電極４０は、大気２ｂに接する。アニオン交換膜２０は、アノード電極３０とカソード電極４０との間に配置されている。
【００２４】
集電板５０は、アノード電極３０およびカソード電極４０に接続されており、導電性の部材である。なお、微生物燃料電池１の外部に配置されている接続部材５２は、集電板５０を介して、カソード電極４０とアノード電極３０とを電気的に接続する。
【００２５】
大気２ｂ中には、第二微生物４２が存在する。第二微生物４２は、カソード電極４０において酸素還元反応を促進する触媒として機能する。カソード電極４０には、第二微生物４２が付着している。
【００２６】
次に、本発明の第一の実施形態の作用を説明する。
【００２７】
カソード電極４０に付着している第二微生物４２によって、酸素還元反応が促進される。なお、この酸素還元反応は、
H2O+2e−+1/2O2→2OH−
という反応である。
【００２８】
この酸素還元反応で生成されたＯＨ−イオンは、カソード電極４０から、アニオン交換膜２０を透過して、アノード電極３０に到達する。
【００２９】
すると、アノード電極３０に付着している第一微生物３２によって、有機物が分解されて、電子e−が産生される。
【００３０】
アノード電極３０において産生された電子e−は、集電板５０および接続部材５２を介して、カソード電極４０に与えられる。カソード電極４０に与えられた電子e−は、カソード電極４０における酸素還元反応に用いられる。
【００３１】
第一の実施形態によれば、アニオン交換膜２０を透過するのはＯＨ−イオンのみである。よって、汚染水２ａに含まれる多様なイオンがアニオン交換膜２０を透過しないので、汚染水２ａに含まれる多様なイオンが透過するカチオン交換膜に比べて、アニオン交換膜２０の劣化が抑制できる。
【００３２】
なお、アノード電極３０とカソード電極４０との間にアニオン交換膜２０を配置した場合は、カチオン交換膜を配置した場合に比べて、第一微生物３２を培養する日数が長いときの微生物燃料電池１の産生する電力が向上する。
【００３３】
図９は、アノード電極３０とカソード電極４０との間にアニオン交換膜２０を配置した場合と、カチオン交換膜を配置した場合とにおける、第一微生物３２を培養する日数と、微生物燃料電池１の単位体積(m3)あたりの産生する電力(W)との関係を示すグラフである。なお、図９の縦軸において、「MFC体積」とあるのは、微生物燃料電池（MFC : Microbial Fuel Cell）の体積を意味する。
【００３４】
図９を参照すると、第一微生物３２を培養する日数が５０日程度以上から、アノード電極３０とカソード電極４０との間にアニオン交換膜２０を配置した場合は、カチオン交換膜を配置した場合に比べて、微生物燃料電池１の産生する電力が向上することが分かる。
【００３５】
なお、カソード電極４０は、カーボンクロスに活性炭を塗布したものであってもよい。ただし、この活性炭は、先に説明した酸素還元反応を促進する触媒として機能する。
【００３６】
図１０は、カソード電極４０が、カーボンクロスに活性炭を塗布したものである場合と、カーボンクロスに白金を塗布したものである場合とにおける、第一微生物３２を培養する日数と、微生物燃料電池１の単位体積(m3)あたりの産生する電力(W)との関係を示すグラフである。なお、図１０の縦軸において、「MFC体積」とあるのは、微生物燃料電池（MFC : Microbial Fuel Cell）の体積を意味する（図９と同様）。
【００３７】
図１０を参照すると、第一微生物３２を培養する日数が４日程度以上から、カソード電極４０が、カーボンクロスに活性炭を塗布したものである場合は、カーボンクロスに白金を塗布したものである場合に比べて、微生物燃料電池１の産生する電力が向上することが分かる。
【００３８】
なお、活性炭にかえて、カーボンブラックまたは粉末黒鉛を、カーボンクロスに塗布してもよい。すなわち、炭素材料（例えば、活性炭、カーボンブラックまたは粉末黒鉛）をカーボンクロスに塗布するようにしてもよい。
【００３９】
第二の実施形態
第二の実施形態にかかる微生物燃料電池１は、２つのカソード電極４０の外側に、互いに平行な２つのアノード電極３０を有する点が第一の実施形態にかかる微生物燃料電池１と異なる。
【００４０】
図３は、本発明の第二の実施形態にかかる微生物燃料電池１が、流路４に配置されている発電装置の構成を示す図である。図４は、第二の実施形態にかかる微生物燃料電池１のＩＶ−ＩＶ断面図である。ただし、ＩＶ−ＩＶがどの部分を示しているかは、図３を参照されたい。ただし、集電板５０および接続部材５２は図示省略する。
【００４１】
第二の実施形態にかかる微生物燃料電池１は、空気室１１、空気取り入れ口１２、アニオン交換膜２０、アノード電極３０、カソード電極４０、集電板５０を備える。
【００４２】
アニオン交換膜２０、アノード電極３０、カソード電極４０、集電板５０および接続部材５２は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００４３】
ただし、第二の実施形態にかかる微生物燃料電池１においては、アニオン交換膜２０、アノード電極３０およびカソード電極４０が２つずつ設けられている。
【００４４】
図４を参照して、２つのカソード電極４０の外側に、２つのアノード電極３０が設けられている。２つのアノード電極３０が、互いに平行である。
【００４５】
図４を参照して、左側（右側）のアノード電極３０と左側（右側）のカソード電極４０との間に、左側（右側）のアニオン交換膜２０が配置されている。左側および右側のカソード電極４０の間には、大気２ｂが収容されている空気室１１が配置されている。空気室１１の上部には、空気取り入れ口１２が開口しており、大気２ｂを空気室１１内に取り入れるようにしている。
【００４６】
図３を参照して、流路４には、汚染水２ａが流れている。流路４の内部には、複数の微生物燃料電池１が配置されている。流路４および複数の微生物燃料電池１が発電装置を構成する。
【００４７】
互いに隣接する微生物燃料電池１どうしの距離（すなわち、微生物燃料電池１において最も外側に配置されているアノード電極３０どうしの距離）Ｄ１は、流路４の幅Ｗよりも狭い。
【００４８】
なお、図３を参照して、流路４の最も上流側に位置する微生物燃料電池１は流路４の下側に接し、それに隣接する微生物燃料電池１は流路４の上側に接し、さらにそれに隣接する微生物燃料電池１は流路４の下側に接している。このように、第二の実施形態にかかる微生物燃料電池１は、流路４との隙間が、上下に互い違いになるように配置されている。
【００４９】
次に、本発明の第二の実施形態の動作を説明する。
【００５０】
図３を参照して、流路４の上流側（左側）から汚染水２ａが比較的、低速で流入する（流れＦ１）。流れＦ１は、最も上流側（左側）に配置された微生物燃料電池１と流路４の側壁との間で絞られて、やや速い流れＦ２となる。やや速い流れＦ２は、互いに隣接する微生物燃料電池１どうしの間（幅はＤ１である）で、さらに絞られて、速い流れＦ３となり、互いに隣接する微生物燃料電池１どうしの間を流れる。
【００５１】
これにより、微生物燃料電池１の最も外側に配置されているアノード電極３０は、速い流れＦ３の汚染水２ａにさらされる。
【００５２】
その後、速い流れＦ３は、最も下流側（右側）に配置された微生物燃料電池１と流路４の側壁との間に至って減速し、やや速い流れＦ４となり、さらに下流で低速な流れＦ５となる。
【００５３】
第二の実施形態によれば、微生物燃料電池１の最も外側に配置されているアノード電極３０は、速い流れＦ３の汚染水２ａにさらされるので、流れの無い汚染水２ａにアノード電極３０がさらされている場合よりも、汚染水２ａ中の有機物がアノード電極３０に拡散しやすいため、微生物燃料電池１の産生する電流の大きさが増大する。
【００５４】
図１１は、微生物燃料電池を汚染水に浸してから経過した時間（分）と、微生物燃料電池の単位体積(cm3)あたりの微生物燃料電池が産生する電流(μA)との関係を示すグラフである。
【００５５】
ただし、図１１においては、経過時間によって、汚染水の流速を変更している。例えば、経過時間が１５〜２５分程度では、流速が2cm/sである。
【００５６】
図１１を参照すると、汚染水の流速が大きくなるにつれて、単位体積あたりの微生物燃料電池が産生する電流が大きくなっていることが分かる。
【００５７】
第三の実施形態
第三の実施形態にかかる微生物燃料電池１は、円筒状のカソード電極４０の外側に、円筒状のアノード電極３０を有する点が第二の実施形態にかかる微生物燃料電池１と異なる。
【００５８】
図５は、本発明の第三の実施形態にかかる微生物燃料電池１が、流路４に配置されている発電装置の構成を示す図である。図６は、第三の実施形態にかかる微生物燃料電池１のＶＩ−ＶＩ断面図（図６（ａ））および図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図（図６（ｂ））である。ただし、ＶＩ−ＶＩがどの部分を示しているかは、図５を参照されたい。ただし、集電板５０および接続部材５２は図示省略する。
【００５９】
第三の実施形態にかかる微生物燃料電池１は、空気室１１、空気取り入れ口１２、アニオン交換膜２０、アノード電極３０、カソード電極４０、集電板５０を備える。
【００６０】
アニオン交換膜２０、アノード電極３０、カソード電極４０、集電板５０および接続部材５２は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００６１】
図６を参照して、第三の実施形態にかかる微生物燃料電池１は、円筒状のカソード電極４０の外側に、アノード電極３０を有している。アノード電極３０は円筒状である。アノード電極３０とカソード電極４０との間に、円筒状のアニオン交換膜２０が配置されている。カソード電極４０の内側には、大気２ｂが収容されている空気室１１が配置されている。空気室１１の上部には、空気取り入れ口１２が開口しており、大気２ｂを空気室１１内に取り入れるようにしている。
【００６２】
図５を参照して、流路４には、汚染水２ａが流れている。流路４の内部には、複数の微生物燃料電池１が配置されている。流路４および複数の微生物燃料電池１が発電装置を構成する。
【００６３】
互いに隣接する微生物燃料電池１どうしの距離（すなわち、微生物燃料電池１において最も外側に配置されているアノード電極３０どうしの距離）Ｄ２は、流路４の幅Ｗよりも狭い。
【００６４】
次に、本発明の第三の実施形態の動作を説明する。
【００６５】
図５を参照して、流路４の上流側（左側）から汚染水２ａが比較的、低速で流入する（流れＦ１）。流れＦ１は、互いに隣接する微生物燃料電池１どうしの間（幅はＤ２である）で、絞られて、速い流れＦ６となり、互いに隣接する微生物燃料電池１どうしの間を流れる。
【００６６】
これにより、微生物燃料電池１の最も外側に配置されているアノード電極３０は、速い流れＦ３の汚染水２ａにさらされる。
【００６７】
その後、速い流れＦ６は、下流で低速な流れＦ５となる。
【００６８】
第三の実施形態によれば、微生物燃料電池１の最も外側に配置されているアノード電極３０は、速い流れＦ３の汚染水２ａにさらされるので、流れの無い汚染水２ａにアノード電極３０がさらされている場合よりも、汚染水２ａ中の有機物がアノード電極３０に拡散しやすいため、微生物燃料電池１の産生する電流の大きさが増大する。
【００６９】
第四の実施形態
第四の実施形態は、第二の実施形態にかかる発電装置（微生物燃料電池１および流路４）（図３および図４参照）を備えた下水処理システム１００である。
【００７０】
ただし、下水処理システム１００は、第三の実施形態にかかる発電装置（微生物燃料電池１および流路４）（図５および図６参照）を備えてもよい。下水処理システム１００は、一つ以上の微生物燃料電池１を備えていれば、第二または第三の実施形態にかかる発電装置を備えていなくてもよい。
【００７１】
図７は、第四の実施形態にかかる下水処理システム１００の構成を示す図である。下水処理システム１００は、下水流入路１０３、下水流入口１０１、揚水部１０２、揚水ポンプ１０４、接続路１０５、第一沈澱池１０６、接続路１０７、発電装置（微生物燃料電池１および流路４）、曝気槽１０８、接続路１０９、第二沈澱池１１０、接続路１１１、塩素消毒部１１２、下水放流口１１４、下水放流路１１５を備える。
【００７２】
発電装置（微生物燃料電池１および流路４）は、曝気槽１０８に接続され、揚水部１０２から、接続路１０５、第一沈澱池１０６および接続路１０７を介して、下水を受ける。ただし、発電装置（微生物燃料電池１および流路４）にかえて、微生物燃料電池１を設けるようにしてもよい。例えば、流路４に一個だけ微生物燃料電池１を設けるか、または流路４に複数の微生物燃料電池１を設けるが、第二および第三の実施形態以外の態様で配置してもよい。
【００７３】
発電装置（微生物燃料電池１および流路４）は、第二の実施形態（図３および図４参照）と同様であり、説明を省略する。
【００７４】
下水流入口１０１から、下水が流入する。この下水は、下水流入路１０３から供給される。揚水部１０２は、揚水ポンプ１０４を有しており、下水を揚水する。接続路１０５は、揚水部１０２と第一沈澱池１０６とを接続する水路である。第一沈殿池１０６は、揚水部１０２から下水を受ける。接続路１０７は、第一沈澱池１０６と流路４とを接続する水路である。曝気槽１０８は、流路４の下流側に接続されている。接続路１０９は、曝気槽１０８と第二沈澱池１１０とを接続する水路である。
【００７５】
第二沈澱池１１０は、発電装置（または微生物燃料電池１）から下水を受ける。接続路１１１は、第二沈澱池１１０と塩素消毒部１１２とを接続する水路である。塩素消毒部１１２は、第二沈澱池１１０から下水を受けて塩素消毒を行う。下水放流口１１４は、塩素消毒部１１２に接続され、下水が放流される。この下水は、下水放流路１１５から放流される。
【００７６】
次に、本発明の第四の実施形態の動作を説明する。
【００７７】
下水流入口１０１から流入した下水は、揚水部１０２、接続路１０５、第一沈澱池１０６および接続路１０７を介して、発電装置（微生物燃料電池１および流路４）に与えられる。発電装置は発電を行う。
【００７８】
発電装置からの下水は、接続路１０９、第二沈澱池１１０、接続路１１１および塩素消毒部１１２を介して、下水放流口１１４から放流される。
【００７９】
第四の実施形態によれば、発電装置（または微生物燃料電池１）を、下水処理システム１００に組み込むことができる。
【００８０】
ただし、第一沈殿池１０６は省略することができる。図８は、第四の実施形態にかかる下水処理システム１００において、第一沈殿池１０６を省略した場合の構成を示す図である。この場合、接続路１０５および第一沈澱池１０６が無く、接続路１０７が揚水部１０２と流路４とを接続する。
【符号の説明】
【００８１】
２ａ  汚染水
２ｂ  大気
４  流路
Ｗ  流路４の幅
Ｄ１、Ｄ２  互いに隣接する微生物燃料電池１どうしの距離
１  微生物燃料電池
２０  アニオン交換膜
３０  アノード電極
３２  第一微生物
４０  カソード電極
４２  第二微生物
５０  集電板
５２  接続部材
１００  下水処理システム
１０１  下水流入口
１０２  揚水部
１０４  揚水ポンプ
１０６  第一沈澱池
１０８  曝気槽
１１０  第二沈澱池
１１２  塩素消毒部
１１４  下水放流口
【図１】
2020009593.tif 000003
【図２】
2020009593.tif 000004
【図３】
2020009593.tif 000005
【図４】
2020009593.tif 000006
【図５】
2020009593.tif 000007
【図６】
2020009593.tif 000008
【図７】
2020009593.tif 000009
【図８】
2020009593.tif 000010
【図９】
2020009593.tif 000011
【図１０】
2020009593.tif 000012
【図１１】
2020009593.tif 000013