(57)【要約】【課題】今まで大量に廃棄されていた焼却灰・石炭灰・都市鉱山を資源化すると共に、これらを利用して再生可能エネルギーを製造する。【解決手段】焼却灰または石炭灰または無機系廃棄物１６から金属、レアアース、リンのうち少なくとも１種とセラミック成分２２とを分離する分離装置１０と、分離したセラミック成分２２を微粉化し、当該微粉化セラミックを基材として焼成することによって藻類に養分を供給する多数の藻類培養担体１７を製造する藻類培養担体製造装置１１と、上記多数の藻類培養担体１７に藻類の胞子または種子または幼体を付着させた状態で藻類培養水域１３に配置し、光合成作用によって多糖類を形成する藻類１８を培養する藻類培養装置２１と、培養した藻類１８を回収する回収装置１５と、を備えることを特徴とするエネルギー資源循環システムである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却灰または石炭灰または無機系廃棄物から金属、レアアース、リンのうち少なくとも１種とセラミック成分とを分離する分離装置と、分離したセラミック成分を微粉化し、当該微粉化セラミックを基材として焼成することによって藻類に養分を供給する多数の藻類培養担体を製造する藻類培養担体製造装置と、上記多数の藻類培養担体に藻類の胞子または種子または幼体を付着させた状態で藻類培養水域に配置し、光合成作用によって多糖類を形成する藻類を培養する藻類培養装置と、培養した藻類を回収する回収装置と、を備えることを特徴とするエネルギー資源循環システム。
【請求項２】
請求項１記載の資源エネルギー循環システムにおいて、前記回収した藻類をバイオ燃料原料化し、このバイオ燃料原料から燃料を製造する燃料製造装置をさらに設けたことを特徴とするエネルギー資源循環システム。
【請求項３】
請求項１記載のエネルギー資源循環システムにおいて、前記多数の藻類培養担体を配置する海域はフェンスで包囲されていることを特徴とするエネルギー資源循環システム。
【請求項４】
請求項１記載のエネルギー資源循環システムにおいて、前記焼却灰または石炭灰または無機系廃棄物の原料から金属、レアアース、リンの少なくとも１種を高度に分離する手段として１５００℃以上の還元雰囲気を利用して原料を還元する溶融炉を使用することを特徴とするエネルギー資源循環システム。
【請求項５】
請求項１または４記載のエネルギー資源循環システムにおいて、前記焼却灰または石炭灰または無機系廃棄物から分離された金属またはレアアースまたはリンを濃縮・精錬することにより資源化する濃縮精錬装置をさらに備えることを特徴とするエネルギー資源循環システム。
【請求項６】
請求項４記載のエネルギー資源循環システムにおいて、前記焼却灰または石炭灰または無機系廃棄物から金属、レアアース、リンの内少なくとも一種を分離した後のセラミック成分が発泡スラグであることを特徴とするエネルギー資源循環システム。
【請求項７】
請求項１記載のエネルギー資源循環システムにおいて、前記藻類培養担体が藻類を培養する際の養分として鉄またはリンの少なくとも一方を含有することを特徴とするエネルギー資源循環システム。
【請求項８】
請求項７記載のエネルギー資源循環システムにおいて、前記藻類培養担体は藻類の養分と微粉化セラミックとを混合した後に焼成して製造されていることを特徴とするエネルギー資源循環システム。
【請求項９】
請求項７記載のエネルギー資源循環システムにおいて、前記藻類培養担体は微粉化セラミックを焼成して焼結体とし、この焼結体に藻類の養分を溶解した溶液が含浸されていることを特徴とするエネルギー資源循環システム。
【請求項１０】
請求項２記載のエネルギー資源循環システムにおいて、前記燃料製造装置は、
前記回収した藻類をバイオ燃料原料化し、このバイオ燃料原料から発酵によってエタノール水溶液を製造する発酵装置と、
発酵後のエタノール水溶液を超音波蒸留または霧化分離してエタノール水溶液を微粒化してエタノール水溶液から水を分離してエタノール濃度が９０％以上になるまで濃縮する濃縮装置と、
このエタノール濃度が９０％以上のエタノール水溶液に脱水剤を作用させて脱水する操作およびこのエタノール水溶液を水分選択性透過膜に挿通して脱水する操作の少なくとも一方の操作を実施してエタノール水溶液のエタノール濃度を９９．５％以上にする脱水装置とから成ることを特徴とするエネルギー資源循環システム。
【請求項１１】
請求項１０記載のエネルギー資源循環システムにおいて、前記発酵装置から排出された発酵液を濾過して残る残渣としての汚泥を噴霧乾燥する汚泥乾燥装置をさらに設けたことを特徴とするエネルギー資源循環システム。
【請求項１２】
請求項１１記載のエネルギー資源循環システムにおいて、前記エタノール水溶液を製造する発酵装置または汚泥乾燥装置の熱源として、ごみ焼却場または火力発電所の排気または抽気蒸気の少なくとも一方が使用されていることを特徴とするエネルギー資源循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエネルギー資源循環システムに係り、特に資源及び廃熱等を有効に循環させて再利用を可能にするエネルギー資源循環システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
持続可能な低炭素社会を形成するためには、限りある資源・エネルギーをリサイクルし循環させる必要があるが、これらの資源およびエネルギーのリサイクルを同時に達成するシステムはまだ実現していない。
【０００３】
金属および無機成分等を有効に回収する方法として、特許文献１には高温還元溶融炉を使用して焼却灰から金属類を高度に分離し、セラミック成分を主とする発泡スラグを短時間で製造する方法が開示されている。
【０００４】
一方、特許文献２には無害化した焼却灰・石炭灰などの産業廃棄物、砂、貝殻粉砕物、藻類などの無機質材料と硬化材と藻類培養養分とを含む原料を混合した混合物成形体に成形し、養生することによって、水に浮遊可能な藻類培養浮遊担体を大量に製造する方法が記載されている。さらに特許文献３には外洋で海藻を養殖培養し、光合成によって海藻の藻体内に炭酸ガスを固定化し、この藻体からエタノールを製造する方法が記載されている。
【０００５】
図３は特許文献３に記載されている海藻の培養方法の概要を示す。
【０００６】
図３において海藻は海藻保持器具１に付着された状態で養殖される。海藻保持器具１はネット２を介して浮力体３に固定され、平常時には養殖水域である海面７上に浮遊する。また海藻保持器具１は係留索４を介して海底６に配置したアンカー５に接続され、アンカー５によって海面７上の所定位置に固定される。上記海藻保持器具１は養殖中には海面７上に浮遊するように制御される。一方、嵐などの荒天の際には、浮力調節装置８によって浮力体３，３の浮力が低減される結果、海藻保持器具１は海中に沈降するように位置制御される。
【０００７】
上記海藻の培養方法において、リン・窒素などの栄養分が豊富な深層水湧水域で不足する養分である鉄を散布することによって藻類を海洋で大規模に培養する試みが過去になされた。しかしながら、散布した鉄が急速に拡散してほとんどが藻類の増殖に寄与しない上に、さらに有害藻類の増殖が懸念されることなどの問題が指摘され、上記海藻の培養方法は実用化には至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１１６２８８号公報
【特許文献２】特開２０００−２４５２７８号公報
【特許文献３】特開２００８−２７１９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
また、大部分の石炭火力発電所や都市ごみ焼却施設では大量の石炭灰や焼却灰や廃熱が排出されるが、焼却灰は放熱後に一般に隣接地または遠隔地に搬送されて埋め立て処分されているために有功に再利用はされていない現状である。さらに焼却灰等に含有される貴金属、重金属、リン等の成分も再利用されずにそのまま埋め立て処分される例が多い。また大量の廃熱もそのまま大気中に放出されるのみであるために処理設備における熱収支が悪化している。もとより、熱源として消費される化石燃料は長期的には枯渇や不足が危惧されており、上記の大量の廃熱や石炭灰・焼却灰を有効に再利用できるシステムの構築が望まれている。
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された発泡スラグの製造方法及び特許文献２に記載された藻類培養担体の製造方法のみでは資源・エネルギーを循環させることは不可能であり、副生・回収される金属資源や廃熱を有効に再利用することが困難であるという問題点が指摘されていた。
【００１１】
また特許文献３に記載された海藻栽培方法では養分の継続的な供給ができない。
【００１２】
藻類の養分のうち特にリンは枯渇が危惧されている資源であり、主な産出国である米国・中国では輸出が規制されている。したがって資源・エネルギーを安定的に循環させるシステムを構築するためには、国外のリン鉱山からの産出に依存しない供給先を確保することが必要である。
【００１３】
さらに藻類、特に微細藻類を開放系の水域で培養する場合は意図しない別種の藻類の増殖、いわゆるコンタミネーション（汚染、コンタミ）が発生し易く、資源・エネルギーを安定的に循環させるシステムには成り得ないという問題点もあった。
【００１４】
本発明は、従来大量に廃棄・埋立処分されていた焼却灰・石炭灰・無機系廃棄物から金属・レアアース・リンなどを高度に分離して資源化し、これらを分離されたセラミック成分を基材として藻類培養浮遊担体を製造し、この担体を海洋に散布することによってコンタミを防止しつつ目的とする有用な藻類を培養し、この藻類からエタノールなどの燃料を効率的に製造することにより、資源・エネルギーを効果的に循環させることが可能なエネルギー資源循環システムを実現することを目的とする。
【００１５】
また、今後供給が不足すると予想されているリンを回収し、環境浄化にも貢献することが可能なエネルギー資源循環システムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明に係るエネルギー資源循環システムは、焼却灰または石炭灰または無機系廃棄物から金属、レアアース、リンのうち少なくとも１種とセラミック成分とを分離する分離装置と、分離したセラミック成分を微粉化し、当該微粉化セラミックを基材として焼成することによって藻類に養分を供給する多数の藻類培養担体を製造する藻類培養担体製造装置と、上記多数の藻類培養担体に藻類の胞子または種子または幼体を付着させた状態で藻類培養水域（海洋等）に配置し、光合成作用によって多糖類を形成する藻類を培養する藻類培養装置と、培養した藻類を回収する回収装置と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
上記エネルギー資源循環システムにおいて、焼却炉または石炭火力発電所から排出された焼却灰または石炭灰または無機系廃棄物は分離装置によって金属、レアアース、リンが分離され、再資源化成分として有効に再利用される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るエネルギー資源循環システムによれば、焼却灰・石炭灰・無機系廃棄物から分離されたセラミック成分が藻類培養浮遊担体の構成材料として利用され、この担体を海洋に散布することによってコンタミを防止しつつ目的とする有用な藻類を培養し、この藻類からエタノールなどの燃料となる多糖類が効率的に製造されるために、資源・エネルギーを効果的に循環させることが可能なエネルギー資源循環システムが実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るエネルギー資源循環システムの一実施例を示す構成図。
【図２】本発明に係るエネルギー資源循環システムにおける藻類培養装置での藻類の培養操作を示す断面図。
【図３】従来の藻類培養装置の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に本発明に係るエネルギー資源循環システムの実施形態について、以下に示す実施例及び図面を参照してより具体的に説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は本発明に係るエネルギー資源循環システムの一実施例を示す構成図であり、図２は図１における藻類培養装置での藻類の培養操作を示す断面図である。
【００２２】
すなわち、本実施例に係るエネルギー資源循環システムは、ごみ焼却場または石炭火力発電所９から排出された焼却灰または石炭灰または無機系廃棄物１６から金属、レアアース、リンのうち少なくとも１種とセラミック成分２２とを分離する分離装置１０としての溶融炉と、分離したセラミック成分２２を微粉化し、当該微粉化セラミックを基材として焼成することによって藻類に養分を供給する多数の藻類培養担体１７を製造する藻類培養担体製造装置１１と、上記多数の藻類培養担体１７に藻類の胞子または種子または幼体を付着させた状態で海洋や湖沼などの藻類培養水域１３に配置し、光合成作用によって多糖類を形成する藻類１８を培養する藻類培養装置２１と、培養した藻類１８を回収する回収装置１５とを備えて構成される。
【００２３】
また、上記多数の藻類培養担体１７から成る藻類培養装置２１を配置した藻類培養水域１３には、当該藻類培養水域１３を囲むようにフェンス１４が配置されている。さらに、ごみ焼却場または石炭火力発電所９、分離装置としての溶融炉１０、藻類培養担体製造装置１２、エタノール製造装置１２が相互に隣接するように設置された陸上と、藻類培養装置２１を配置した藻類培養水域１３との間には、両施設を連絡するように回収装置１５としての輸送・回収船１５が配置されている。
【００２４】
上記のように構成された本実施例に係るエネルギー資源循環システムにおいて、ごみ焼却場または石炭火力発電所９からは大量の焼却灰または石炭灰１６などが排出される。従来、ごみ焼却場または石炭火力発電所９から廃棄された無機系廃棄物１６は、一般に埋立処分場に埋立てられている。廃棄された無機系廃棄物１６には高濃度のレアアース、リン等の資源が含有されており、特に埋立処分された未回収の金属資源等は都市鉱山とも呼ばれており、何らかの再利用の方途が検討されている。
【００２５】
本実施例に係るエネルギー資源循環システムにおいては、上記の焼却灰または石炭灰または無機系廃棄物１６は溶融炉１０によって高度に金属・レアアース・リン等が分離される。
【００２６】
金属・レアアース・リン等を分離された焼却灰または石炭灰または無機系廃棄物１６はシリカやアルミナを主成分とするセラミック成分２２であり、このセラミック成分２２を微粉化することにより藻類培養担体１７の原料となる。当該微粉化セラミック成分２２は軽量化材や発泡剤を混合して焼成することによって海洋などの藻類培養水域１３の水面７上に浮遊できるように内部に中空部や独立気泡を有する多孔質体を形成する。
【００２７】
当該多孔質体に藻類の養分を内包させた藻類培養担体１７に藻類の胞子または種子または幼体を付着させた状態で、藻類培養水域１３に散布して藻類培養装置２１が構成される。そして、大気中および水中に含まれる二酸化炭素（ＣＯ２）を吸収し、太陽光１９の作用を受けて炭酸同化（光合成）作用によって目的とする多糖類を含む藻類１８が培養される。藻類培養担体１７は逸散しないように、また目的外の藻類等が藻類培養水域１３に侵入しないようフェンス１４によって包囲されている。
【００２８】
図２は上記藻類培養装置での藻類の培養操作を示す断面図である。
【００２９】
多数の藻類培養担体１７が藻類培養水域１３の海面（水面）７上に浮遊し、藻類培養担体１７に予め含侵されていた藻類成長用の養分が藻類の種子や胞子に供給されるので、貧栄養な深海域でも藻類１８の培養が可能である。
【００３０】
藻類１８は太陽光１９とＣＯ２ガス２０を利用して当初海水中に向かって下向きに成長するが、ある程度成長すると太陽光１９の照射方向に転向して成長し、海面（水面）７を這うように成長する。
【００３１】
増殖した藻類１８は、回収装置としての輸送・回収船１５によって定期的に回収され、藻類培養担体１７に付着したまま回収され、陸上部のエタノール製造装置１２に輸送される。エタノール製造装置１２に輸送された藻類１８はベルトプレス、フィルタープレス等の脱水機によって脱水される。
【００３２】
培養された藻類１８には炭水化物が蓄積され、当該炭水化物は油または多糖類である。このうち、多糖類は糖化することによってエタノール発酵が可能になる。
【００３３】
糖化処理には高温高圧水または酵素の少なくともいずれか一方を使用する。糖化に必要な時間は１日〜２日であり、藻類を回収した輸送・回収船１５内で上記糖化処理を完了させることも可能である。糖化された藻類は陸揚げされ、エタノール製造装置１２に搬送される。特に、糖化処理に要する時間が輸送時間よりも短い場合には、アルコール発酵の一部または全部を輸送・回収船１５内で実施することも可能である。
【００３４】
アルコール発酵後に生成したエタノール水溶液は濾過によって固形分が除去された後、超音波脱水法や霧化分離法を使用して、水分が分離され高濃度のエタノールに濃縮される。濾過された固形分は高含水率を有する汚泥であるが、不飽和脂肪酸や必須アミノ酸、リン酸などの有用成分が含まれる。したがって栄養食品、肥料、飼料等として有効利用するために、汚泥をさらに脱水・乾燥する。
【００３５】
本実施例に係るエネルギー資源循環システムにおいては、従来廃棄されていたごみ焼却灰・石炭灰・無機系廃棄物１６を資源としてリサイクルができ、また再生可能エネルギーであるバイオエタノールを製造することができ、資源・エネルギー循環社会を実現することが可能になる。また、藻類１８は胞子・種子または幼体を担体に付着させた上で培養しているので優勢種となり、コンタミを抑制できる。したがって、目的とする藻類を安定して培養することができる。
【００３６】
（実施例２）
実施例２に係るエネルギー資源循環システムは、実施例１に係る資源循環システムに加えて、前記焼却灰または石炭灰または無機系廃棄物１６の原料から金属・レアアース・リン２３の少なくとも１種を高度に分離する分離装置（溶融炉）１０として外熱電気ヒーター式グラファイト坩堝を採用して１，５００℃以上の還元雰囲気を利用して原料を還元する溶融炉を備え、さらに分離された金属またはレアアースまたはリン２３を濃縮・精錬することにより資源化する濃縮精錬装置をさらに備えると共に、前記焼却灰または石炭灰または無機系廃棄物１６から金属・レアアース・リン２３の内少なくとも一種を分離した後のセラミック成分が発泡スラグであることを特徴とするエネルギー資源循環システムである。
【００３７】
上記資源循環システムにおいては、焼却灰・石炭灰・無機系廃棄物１６からセラミック以外の成分である金属・レアアース・リン２３等が分離される一方、セラミック成分２２は発泡スラグとして分離される。
【００３８】
上記資源循環システムによれば、焼却灰・石炭灰・無機系廃棄物１６から高度に分離された金属・レアアース・リン２３等は濃縮されているので、さらに高度に精製することによって資源として有効利用できる。一方、発泡スラグは容易に微粉化し均質なセラミックパウダーが得られるので、このセラミックパウダーを原料として焼成することによって均質な藻類培養担体１７を効率的に製造することができる。
【００３９】
（実施例３）
実施例３に係るエネルギー資源循環システムは、実施例１に係る資源循環システムに加えて、前記藻類培養担体１７が藻類１８を培養する際の養分として鉄またはリンの少なくとも一方を含有する一方、前記藻類培養担体１７は藻類１８の養分と微粉化セラミックとを混合した後に焼成して製造されているか、または前記藻類培養担体１７は微粉化セラミックを焼成して焼結体とし、しかる後に、この焼結体に藻類の養分を溶解した溶液が含浸されていることを特徴とするエネルギー資源循環システムである。
【００４０】
すなわち、藻類培養担体１７に含有させる養分として、少なくとも鉄及びリンの一方を含む藻類培養担体１７を製造する。そして、この藻類培養担体１７に養分を含有させる方法としては、基材原料であるセラミックパウダーに養分を混合して焼成する方法およびセラミックパウダーを焼成して得られた多孔性焼結体を、養分を含んだ溶液に浸漬する方法のうち、いずれかの一方、あるいは両方を組み合わせて含有させる。
【００４１】
上記資源循環システムにおいては、藻類の増殖に合わせて、藻類培養担体１７から過不足無く養分が藻類に供給される。ここで藻類培養担体１７の製造時に、藻類用の養分とセラミックパウダーとを混合した後に焼成することにより、藻類培養担体１７からの養分の溶出速度を制御することができる。一方、藻類培養担体１７を、微粉化セラミックを焼成して多孔質性焼結体として調製し、得られた多孔質性焼結体を養分の水溶液に浸漬すると、養分が多孔質焼結体の空隙部に保持される。この養分は藻類培養担体周囲の水に直接接触し、その溶出速度が速くなるため藻類を高速度で培養できる。
【００４２】
富栄養化水域もしくは深層水湧水域等、リンや窒素が豊富に存在する培養水域では鉄などの不足する養分のみを藻類培養担体１７から供給することによって藻類を高速度で培養することができる。
【００４３】
上記資源循環システムによれば、浮遊性の藻類培養担体１７から継続的に藻類１８に養分を供給することができ、貧栄養な水域であっても効率的な藻類培養が可能となる。また富栄養水域もしくは深層水湧水域等、リンや窒素が豊富に存在する培養水域では、不足する養分のみを供給する藻類培養によってリンを回収する。これにより、富栄養化を解消し環境浄化にも貢献することができる。
【００４４】
（実施例４）
実施例４に係るエネルギー資源循環システムは、実施例１に係る資源循環システムに加えて、前記燃料製造装置は前記回収した藻類１８をバイオ燃料原料化し、このバイオ燃料原料から発酵によってエタノール水溶液を製造する発酵装置と、発酵後のエタノール水溶液を超音波蒸留または霧化分離してエタノール水溶液を微粒化してエタノール水溶液から水を分離してエタノール濃度が９０％以上になるまで濃縮する濃縮装置と、このエタノール濃度が９０％以上のエタノール水溶液に脱水剤を作用させて脱水する操作およびこのエタノール水溶液を水分選択性透過膜に挿通して脱水する操作の少なくとも一方の操作を実施してエタノール水溶液のエタノール濃度を９９．５％以上にする脱水装置とから成ることを特徴とする。
【００４５】
すなわち、エタノール発酵液に含まれるエタノール水溶液から水分を分離して濃縮する工程に超音波蒸留または噴霧分離による微粒化によって濃縮し、エタノール濃度を９０％以上まで高める。それ以上の濃度を有するエタノールが必要な場合には、さらにモレキュラーシーブ（分子篩）または水選択透過性膜を用いてエタノール水溶液から水分を分離することにより、エタノール水溶液のエタノール濃度を９９．５％程度まで高めることが可能である。
【００４６】
一方、必要に応じ熱回収部に多段フラッシュ蒸留、多重効用蒸留、ヒートポンプ、蒸気圧縮装置等の熱回収装置を設置することが好ましい。また、エタノール水溶液の昇温や蒸留蒸発に熱が必要な場合は、石炭火力発電所９やごみ焼却場の排気および抽気蒸気の少なくとも一方を使用する。
【００４７】
上記資源循環システムにおいては、藻類１８は含水率が９０％程度と高いために発酵後のエタノール水溶液のエタノール濃度は、僅かに１〜３％程度であり、トウモロコシやサトウキビを発酵材料とした場合の７％程度に比較すると、水分分離（アルコール濃縮）に大量の熱エネルギーが必要となることが予想される。
【００４８】
しかしながら、本実施例のように発酵液を超音波蒸留または噴霧分離による微粒化を行うことにより、水溶液を蒸発させることなく、微粒化することによって水分を分離することが可能でありエタノールを効率的に濃縮することが可能である。エタノール濃度が９０％以上までは霧化分離が可能である。それ以上の濃度まで脱水濃縮が必要な場合は、脱水材であるモレキュラーシーブや水選択性透過膜を使用した脱水濃縮が有効である。
【００４９】
多段フラッシュ蒸留、多重効用蒸留は圧力を順次低くすることによって蒸発温度を下げることによって蒸留を繰り返す。ヒートポンプ、蒸気圧縮装置は低温蒸気から高温気体（空気、蒸気）を作り、蒸留や加温に使用する。さらに、エタノール溶液の昇温や蒸留蒸発に熱が必要な場合には石炭火力発電所９やごみ焼却場の排気および抽気蒸気の少なくとも一方を使用することにより、熱収支を大幅に改善できエネルギー性をさらに高めることができる。
【００５０】
従来の膜分離法に準拠したエタノール分離操作においては、発酵後のエタノール濃度が１０％のアルコール水溶液から無水エタノールを１リットルだけ製造するために必要な熱エネルギー量は４．６ＭＪであった。
【００５１】
これに対して、本実施例に係る資源循環システムによれば、超音波を照射して発酵液を微細粒子化して水分の蒸発を促進する超音波蒸留法やエタノール水溶液を微粒化させて水分の蒸発を促進する霧化分離法を用いることにより、相変化の前提となる気化熱が大幅に減少し、エタノール製造時に大幅なエネルギー化が達成される。具体的には、１リットルの無水エタノールを製造するためのエネルギーは０．７ＭＪと低く、従来方式の約１／６に劇的に低減できる。
【００５２】
また、培養されたばかりの海藻は含水率が約９０％と高く、発酵後のエタノール濃度は２．４％となるが、この場合でも１リットルの無水エタノールを製造するために必要な熱エネルギーは３ＭＪ程度である。
【００５３】
さらに藻類培養担体の製造、藻類培養・回収、エタノール製造までの全工程を含めてのエネルギー収支（ＥＰＲ：Ｅｎｅｒｇｙ  Ｐａｙｂａｃｋ  Ｒａｔｉｏ：製造されたエネルギー／消費エネルギー）は、各工程を独立して設置するような従来の方式では約１２％であったが、本実施例に係るエネルギー資源循環システムによれば、約１２０％となり、消費エネルギー（投入エネルギー）以上のエネルギーを取り出すことができる。
【００５４】
（実施例５）
実施例５に係るエネルギー資源循環システムは、実施例４に係る資源循環システムに加えて、前記発酵装置から排出された発酵液を濾過して残る残渣としての汚泥を噴霧乾燥する汚泥乾燥装置をさらに設ける一方、前記エタノール水溶液を製造する発酵装置または汚泥乾燥装置の熱源として、ごみ焼却場９または火力発電所の排気または抽気蒸気の少なくとも一方が使用されていることを特徴とするエネルギー資源循環システムである。
【００５５】
上記資源循環システムにおいて、エタノール製造工程からは大量の排水が発生するが、エタノール製造装置１２の発酵装置から取り出された発酵液は、まずセラミック製フィルターや樹脂製膜などの濾材で濾過されアルコール水溶液と固形分とが分離される。次に汚泥として排出された固形分は汚泥乾燥装置としての噴霧乾燥機によって噴霧乾燥される。この場合の乾燥熱源としては発電所９やごみ焼却場の排気や抽気蒸気があり、これらの一方または両方が使用される。
【００５６】
従来の汚泥処理工程では、脱水機および乾燥機が共に必要であった。これに対して、本実施例に係る資源循環システムによれば、噴霧乾燥機のみであるために設備構成が簡素となり、しかも噴霧乾燥機は従来の伝熱式乾燥機と比較してスケールが殆ど発生しないので汚泥乾燥装置の保守管理が極めて容易である。
【符号の説明】
【００５７】
１  海藻保持器具
２  ネット
３  浮力体
４  係留索
５  アンカー
６  海底
７  海面（水面）
８  浮力調節装置
９  ごみ焼却場または石炭火力発電所
１０  分離装置（溶融炉）
１１  藻類培養担体製造装置
１２  エタノール製造装置
１３  藻類培養水域
１４  フェンス
１５  回収装置（輸送・回収船）
１６  焼却灰または石炭灰などの無機系廃棄物または熱
１７  藻類培養担体
１８  藻類
１９  太陽光
２０  ＣＯ２ガス
２１  藻類培養装置
２２  セラミック成分
【図１】
2013146192.tif 000003
【図２】
2013146192.tif 000004
【図３】
2013146192.tif 000005