微生物のモジュール方式の連続生産
開放でそして連続するシステム内で微生物の成長のための工程であって、自然の、多様なそして異種な微生物群体が自律的に反応し、そして変化する環境に適応する生息環境を前記システム内で創る手段によってさらに特徴付けられる工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（背景）
おおよそ半世紀の間、ヨーロッパおよびアメリカ合衆国の両方で広範な研究が大量の微生物（ｍｉｃｒｏ−ｏｒｇａｎｉｓｍｓ）の成長への可能性に関して行われてきた（また、‘微生物（ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｏｒｇａｎｉｓｍｓ）’も参照）（直接構成素はメートルトン）。このような大量の微生物（例えば、藻）の成長の研究に二つの重要な疑問は、再生可能なバイオ燃料のように、第一に廃棄流の処理手順において生物的組成体として藻の利用が可能かどうか、第二に新しい生産物を作る供給原料として培養された微生物を使用することが可能かどうかであった。藻のような成長する微生物が大きいスケールで廃棄流（例えば、廃水）を効率的に処理しそして再生可能なバイオ燃料のような新しい製品のための大量の供給原料を十分に生産する能力をもつことが理論的および実用的両方で結論的に証明されてきた。
【０００２】
主な挑戦は微生物の生産、一般には特に藻およびバイオマスにおける効率的そして経済的な工程を発見することに残っている。この挑戦の主な必要条件はこれらの微生物を収穫することを含む最適化された接種と生産である。
【０００３】
本発明は、いわゆる複合適用システム（ｃｏｍｐｌｅｘ ａｄａｐｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍｓ（ＣＡＳ））アプローチを使用しそして実用的に作業可能な技術工学的に開放されそして連続的なシステムにＣＡＳ原理を移すことにより、それにより成長する微生物のための自然環境（生息環境）の模擬装置を創ることは上記の挑戦に合致する。本発明の工程に従って、自然の微生物群体は変化する模擬環境にダイナミックに適応する。本発明の工程内で群体の組成体は自律的に変化しそしてそれに応じて群体は変化する模擬環境条件にそれ自身適応する。自律的適応と局所的反応は群体の自己有機体化となる。結果として、最適の生息環境は、自然のそして多種な微生物群体がバイオマスの最適生産になるように自律的に反応しそして適応する本発明によって創られる。古典の単一の培養技術と反対に、自然のそして多様な群体を使用する本発明はもっと適した生息環境を可能とし、言い換えれば改良されたバイオマス生産となる。さらに、本発明の工程は異なる群体が微生物のモジュール方式の連続生産となる工程内の異なる位置で創られるようにする。
【０００４】
本発明の工程の第一の実施態様に従って、最適生息環境は自然の微生物群体が自律的に反応し適応できるように模擬される。成長受容槽において環境条件に最も合致するこれらの微生物が繁栄する。単一の培養技術と反対に、本発明の工程は多様な自然群体を採用し、その結果、微生物の生産はもっと安定することとなる（例えば、バイオマス生産の見地から）。
【０００５】
選択された微生物が閉じた施設で単一培養として成長する従来の藻培養が殆ど全ての変数が大変狭くそして固く固定されている（しばしば生産性の関数として）とは反対に、本発明は模擬の自然環境（生息環境）を創りそしてどこで、どのようにそれで微生物自身に模擬した自然環境に群体として成長しそして適応するかを選択させる。本発明に従って、与えられた時間でシステム内のある位置を集団化に失敗した微生物はさらに下流に運ばれ、そこで適当な集団化箇所に出合ったりあるいはやがては不必要として処分される。もし時間的に最終箇所で最初の与えられた位置の環境条件が変化したならば、微生物はその空間的な位置を再び集団化する。従って、システムの形状を含む本発明および工程の形状は本発明の全工程内の種々の位置で同時に異なる群体を存在させる。
【０００６】
現在、微細藻培養工程は今までの閉じた循環バッチシステムからなっている（例えば、光反応器、高速藻池）が、本発明の工程の他の実施態様に従って、開放したそして連続したシステムを目指している。この観点で、本発明は、従来の技術が‘終点’に制約されているが、連続を意味すると理解される。本発明の水流処理システムは連続的に維持された水流を通して周囲環境に開放されている。さらに、本発明の工程の横断する性質に従って、微生物の水中の栄養分との間の境界面は、同時に収穫された後のシステムを再種付けの必要性を避けながら、連続的に再生される。さらに、古典的な縦型のシステムに対しては、流路の入口を含む水の流路に接種の連続的な存在がある。
【０００７】
本発明のさらなる実施態様に従って、本発明の工程は、人工土台および成長媒体（廃水）と微生物群体との間の相互反応の表面を増加するように土台に付着した微生物群体を通してあるいは近くに流れをつくるよう廃水の流れに位置する人工土台を採用する。
【０００８】
本発明の工程の結果として、規模と世界的応用を促進するその場所の微生物群体が採用される。現在の藻の培養技術と反対に、本発明は、自然の微生物群体が変化する環境に活動的に対応できる変化する模擬環境（例えば、季節的、栄養組成体）を認める。
【０００９】
従来の藻の培養技術において微生物が成長媒体に導入されるが、本発明においては、成長媒体は微生物群体に運ばれそして通過しそして横切りそして栄養豊富な水あるいは廃水は微生物の成長する場所で連続的に再生される。
【００１０】
さらに、収穫手順は付着した微生物が成長する人工土台を導入することにより大変便利になることが分かった。人工土台が取り付けられる切り離せる荷台を引き出すことにより、微生物は容易に効率よく成長媒体（これは廃水のような水）から分離できる。
【００１１】
本発明のラインにおいて、人工土台の接種は模擬生息環境で確かに活動力に影響することがさらに驚くべきことに発見された。本発明のこれらの人工土台はＣＡＳの工程を強め、そしてシステム内の群体間の相互の相互反応工程を強めると同様にシステム内の領域の種（しゅ）のプールと群体との間の相互作用をさせる。
【００１２】
微生物の生産は、特に、藻は従来の技術において廃水処理に焦点をあて広範囲に記述されている。微生物の自然の生息環境を模擬したモジュール方式の連続方法のバイオマス成長のための従来の方法は技術として認められないし本発明の工程の詳細をもたなくそしてその結果の利点は先行技術により開示されていないしあるいは提案されていない。
【００１３】
（発明の概要）
本発明は微生物の成長とバイオマスの改善された生産を目指しており、そこでは付着した微生物の群体は制御されそして直進する方式の連続水流において成長される。
【００１４】
本発明の他の実施態様に従って、本発明の工程は、人工土台および成長媒体（廃水）と微生物群体との間の相互反応の表面を増加するように土台に付着した微生物の群体を通してあるいは近くに流れをつくるよう廃水の流れに横断的に位置しそして微生物群体が成長する群体のため最適の生息環境となる人工土台を望ましくは採用する。
【００１５】
（発明の詳細説明）
本発明は付着した微生物群体が制御されそして直進する方式で連続する廃水において成長するバイオマスの生産を目指している。
【００１６】
（生物的工程と自然の群体の利用）
本発明の工程に従って、廃水を含む水中で自然に発生する微生物群体が成長する。水流は廃水の場合、これは水のシステム（自然あるいは人工）において発生する全ての微生物が培養されるバイオマスにおいて原理的に観察されることを意味している。本発明において培養される微生物群体は野生の微生物群体の全ての自然の活性をともなう自然で、多様でそして異質の群体である。この観点で、本発明は、一種培養あるいは多種培養いずれにおいても注意深く選択された微生物の菌株が培養される技術とは異なる。
【００１７】
本発明に従って、模擬複合適用システム（ＣＡＳ）はモジュラー連続方式で創られる。本発明の目的に対して、ＣＡＳとして働く群落は変化する環境条件に自律的に適応する能力をもつことが理解される。これらの環境変化は、制限されないが、温度、流速、種々な物質の濃度、光度と光の周波数、季節の変化、・・・における変化を含んでいる。群体の適応はいかなる環境変化に対しても群体による見掛けには直接応答である。この応答は、制限されないが、優越性、多様性、生産性、総括化学組成、・・・の点から群体の変化となる。群体の応答は、全ての個々の種および／あるいは群体を造っている個々の微生物の複合した統計上の変化（例えば、死亡、誕生、入植、移住、・・・）の結果である。このように、群体は、いかなる要求される人の干渉なしに新しい環境条件に‘これらができるだけ最善に’適合することと言える。考慮される成功的な適応の一つの可能な尺度は微生物の個々の細胞の生存能力であるが、多くの他の尺度が異なる目的のために工夫される。
【００１８】
本発明に従って、申請者は微生物の生産のためのモジュラー化した連続方式のＣＡＳを成功裡に実証し模擬した。特に二つの重要な観点で、ＣＡＳの万能の生物学的原理がさらに詳細を図示する本発明に従って効果的に模擬された：
【００１９】
第一に、廃水は微生物群体を確保している人工土台を通過するので、廃水の化学組成はこれらの微生物群体によって変化する。これは微生物群体がさらに下流で低濃度の水中の一定の物質を使い尽くすからである。この結果、環境条件は水流の流路に沿って連続する空間位置で異なる。微生物群体はＣＡＳシステムであるので、各空間位置で成長する微生物群体はその特別な空間位置の特定環境条件に最適に適合する群体である。局所的に適合する微生物群体は活動的に自己有機体化される。それ故、微生物群体は種々な観点、例えば、多様性、優越性、・・・で種々な空間位置で変わる。一つの微生物群落が次と異なる二つの空間位置の間の距離は固定されないで変化できる。各対の空間位置に対し相違があることは事実である。空間位置間の微生物群体間の相違は変数および／あるいはパラメーターの同じ環境配置を含む必要はない。例えば、群落ＡとＢ間で相違は‘多様性’であり、一方、群落ＢとＣの間で相違は本発明に従って微生物のモジュール方式の連続生産を反映する‘生産性’である。
【００２０】
ＣＡＳの生物学的原理が本発明に従って十分に模擬される第二の重要な観点は、本発明の人工土台に侵入しそして集団化する微生物群体の連続する選択を必要とすることである。既に上述したように、領域内で自然に発生する全ての微生物は培養されるバイオマスで観察される。自然の微生物群体で発生する全ての微生物は集団化に適した新しい生息環境に到達するいくつかの分散の形をもつ。到着で生息環境が適合していれば成功裡に微生物によって集団化される。それ故、いずれの生息環境も、理論的最適生息環境にある程度同等で、接種原としてさらに関係する“集団化した粒子”によって連続的に衝突される。これらの接種原は種子、胞子、嚢胞、細胞の凝集、・・・の形を取ることができそしてこれら自身の力（例えば、飛翔する昆虫）で活発にあるいはベクトルの手段（例えば、空気、風、水、動物に付着して、・・・）によって受け身で到達する。
【００２１】
廃水とともに新しい到着は微生物群体を新しい微生物に規則正しく‘回復’させそして与えられた環境条件により良く適合するためにこれらを微生物中に合体する。群体の組成物間の局部的な相互反応は適合する群体の自己有機体化に必須である。このような環境条件は時間を通して変化するので、付加される微生物（種（しゅ）あるいはグループ）は群体中に回復され、一方他は群体から失われる。結果として、人工土台で成長した微生物群体は廃水により種々な複合工程の小川を通って領域の群体と連続的に接触する。このような工程のいくつかの実施例（しかし制約されない）は分散、集団化、回復および死滅である。
【００２２】
微生物群体の適応は本発明の工程で発生しそして工程は連続的でそして一時的あるいは空間的に分離した手順や工程ではない。本発明の工程内で成長した微生物群体は局所的に発生する微生物群体から回復する。
【００２３】
本発明による自然の生息環境の人工土台（例えば、形式）による模擬を超えそしてそれ以上に、これらの人工土台、水の一般的な環境条件（例えば、栄養素）および領域（例えば、気候）、多くの付加的な環境変数に対する微生物群体の自然の適応は本発明において制御される。これらの付加的変数は微生物群体の活性的に管理する種々の性質の目的のために注意深く制御されそして調節される（例えば、物理的、化学的、生産性、組成体・・・）。例えば、光を調節することにより、藻のグループの組成及び優越性は変えられる。典型的な変数は、制約されないが、温度、光のスペクトル、流速そして流量、栄養素および微量成分濃度、溶存ガス：酸素、二酸化炭素等（図２１参照）である。
【００２４】
これらの付加的な変数の特別な設定、管理およびオンライン制御は生息環境に付加される一連の必要以上の範囲とみなされ、これに対し微生物群体は再びＣＡＳの原理により自律的に調整される。このように、我々は廃水中の人工土台に成長する微生物群体の‘調整’あるいは‘微調整’が微生物のモジュール方式の連続生産になるよう取り組んでいる。
【００２５】
（微生物群体）
本発明に従って、顕著に微生物からなるバイオマスは成長しあるいは培養される。本発明の目的に対して、微生物は全て微生物で、単独の細胞および多細胞の両方の有機体で、その最大の寸法は２ｍｍより小さいと理解される。しかしながら、自然の微生物群体は寸法が明らかに２ｍｍの範疇を超える、例えば、糸状藻、線虫類の多くの微生物を典型的にかくまっている。それ故および本発明の目的のため、我々は、用語‘微生物群体’がこれらの群体内あるいは周辺に自然に発生する全てのより大きい微生物を含んでいると理解されることを明白に記述している。これは制約されないが、例えば、糸状藻、線虫類、甲殻類、昆虫等を含んでいる。
【００２６】
本発明に従うバイオマスの成長は一般的に微生物群体および特に微生物のある種のグループからなる。‘グループ’の決定は分類学、生態学あるいは他の機能的分類に基づいている。
【００２７】
本発明により生産されるバイオマス一つの望ましい実施例は付着した微細物群体からなるバイオマスおよび藻のグループの珪藻植物門あるいは珪藻によって優越することからなるバイオマスである。
【００２８】
（水流）
廃水のような水流は連続流に存在するなんらかの化学組成体の集積がある。流れは液体およびガス相のいずれかである。組成体は微生物群体により必須的な成長栄養素として利用されあるいはそれらにより微生物群体の内部細胞あるいは基質のいずれかに化学物質を二次的に固定される。それ故、例えば、廃水は微生物群体の成長媒体の液体あるいはガス流であると理解される。本発明のいずれかの与えられた空間的位置でこの成長媒体の流れは成長のために要求される栄養素あるいは固定される組成物を連続的に補給する。
【００２９】
バイオマスの成長および廃水内のその存在はバイオマスがこの流れからある種の化合物を除去しそしてこのようにこれらの化合物の廃水を浄化すので、廃水の受益的効果をもっている。これらの化合物は硝酸塩あるいは毒性の金属のように危険であるかあるいは危険でない。
【００３０】
（人工的土台）
本発明に従えば、バイオマスの成長は付着した微生物群体のみが本発明の工程内で成長するような方法を目指している。これらの微生物群体は人工土台、望ましくは、これらの群体が自然に付着する（例えば、砂粒、植物、岩、・・・）自然の土台を模擬する容積のある空間の人工土台内におよび上に付着されそして成長される。理想的には、人工土台は微生物群体が最早付着しない自然の土台とは異なることとならない形状および形式のフラクタル（ｆｒａｃｔａｌ）あるいはフラクタルのような与えられた容積に対し最大の付着表面をもつ。
【００３１】
本発明に従って、土台は水流がシステムに横断的な形状である土台の上側を、横切り、そして通過するような方法で流れ内に設置される。伝統的に使用される土台の鍵となる問題点はバイオマスが土台で増加するため、システムが目詰りしそして水の通過が完全に塞がれる段階で平衡になり流れが止まることである。本発明の工程の流れは、我々の土台の性質のようなフラクタル土台の次の部分へ流れを連続させる広い開口がまたある土台の部分でバイオマスを増加するので維持される。実施例は土台を形成する一連のスクリーンを保持する荷台である。これらのスクリーンはフラクタル模様に穴が開けられている（いわゆるＳｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケット）。この模様は四つの正三角形に一つの三角形を分配している。中央の三角形は開放されており、三つの外の三角形は再びＳｅｒｐｉｅｎｓｋｉ模様に穴が開いている。これは理論的に無限に繰り返される。バイオマスはだんだん目詰まりする最も小さい穴のゾーンに定着することを始め、後により大きい穴のゾーンを目詰まりさせるが、しかし水流が継続するよう中央の開口は常にある。与えられた点で表面はある程度目詰まりし、そして流れによって起こされるスクリーンの障害物となる。障害物は計器によって測定されそして収穫の理想的時期の指標として利用される。土台をともなう荷台はそれから引き出し機により引き出される。この内部のフラクタル模様の形状が土台をともなう荷台を横断的配置にできるようにする。三角形の表面の他のフラクタル模様はそれから例えば四角形、六角形等、等しく選ばれる。技術としてよく理解されているように、フラクタル模様及び形式は表面（例えば、Ｋｏｃｈ曲線）の外側（外部）に見られる。他の形状は、フラクタル模様が一つの単一スクリーン（あるいは一つの面）に分布するだけではなく多くの連続するスクリーンに続いている。これは原理的に‘３次元フラクタロイド’あるいは容積的であり、一方、一つのスクリーン上の上記の模様は‘二次元フラクタロイド’あるいは平面と考えられる。図面から詳細な土台のフラクタルの性質および水を通過しそして横切らせる横断的位置づけは、さらに制約のない実施例で図示される。
【００３２】
本発明に従って、これらの人工土台は廃水が人工土台を通過するかあるいは近づきそして結果としてこれらに付着した微生物群体を通過するかあるいは近づく方法で廃水中に設置される。廃水の流れは注意深く制御されそして管理される。
【００３３】
本発明の方法は微生物群体を収穫するための手段からまたなる。望ましい微生物群体の収穫はまず引き出し器具の手段により廃水から人工土台を引き出すことからなる。本発明は引き出し器具が土台を保持する荷台を引き出すため使用され、システムのフラクタル形状を助ける前記土台は荷台に取り付けられている。これは人工土台を直接保持するかあるいは人工土台が廃水に挿入される前に取り付けられた荷台を保持するかのいずれかによりなされる。その代わりに、人工土台は廃水に既に挿入されている荷台上に設置される。引き出し器具は人工土台を収穫器具へ運ぶ。
【００３４】
付着した微生物群体はその後、収穫器具内の人工土台から分離される。この収穫器具内の分離された微生物群体は基本的原理の重力を利用して濃縮される。人工土台の引き出しと人工土台からバイオマスの分離の間必要以外の処理段階を付加する必要はない。この処理（例えば、処理液体への浸漬）はバイオます中のある種の化学化合物の濃度（例えば、油の濃度）を増加する傾向がある。これは２段階の収穫手段として適用される。バイオマス生産において使用される廃棄工程は縦方向の区域に沿った収穫のし過ぎの結果となると理解されるべきである。反対に、本発明はまず横断的にバイオマスを除去する土台をともなう荷台を引き出し、そしてそれから土台からのバイオマス除去は実際に掻き取り機あるいは同様のものを使用する。本発明の従って、収穫は、不注意な収穫し過ぎを減らすよう流れから特別な組み合わせの土台をともなう荷台の賢明な取り去りによって監視される。
【００３５】
（実施例）
本発明の実施態様の例は次のようである。
【００３６】
付着した微細藻は伝統的な廃水処理施設から排出された家庭廃水の連続する流れに場所がある灌木の茂みに成長する。廃水は灌木の茂みを通過するので、成長する藻は廃水中の例えば、硝酸塩およびリン酸塩の濃度を活発に減少させる。藻の収穫は藻が水の噴射により茂みから吹き飛ばされる水洗機によりなされる。茂みから分離の後、藻は水洗機の底に沈澱（これは重力）しそしてそこからさらなる工程がとられる。二段階の収穫工程の中間の段階は、例えば、栄養素の貧弱な成長媒体内に茂みを浸漬することとなる。
【００３７】
（一つの可能な工程の実施態様、微生物群体の成長による廃水の処理）
流水は一次あるいは二次処理段階からなるいろんな水浄化システムから由来する。流水は家庭、工業及び農業廃水に由来する。理想的な状況では、この流水は、操作の地域で排水路に通常排出されるように要求される環境基準を完全に遵守している。最悪でも本発明は汚染源から直接来る未処理の水でさえ操作する。
【００３８】
廃水は本発明の工程によって次に処理される。本発明の工程が伝統的な処理水を通常排出している廃水処施設の後に位置づけられているならば、本発明の処理は‘第三次水処理段階’と言われる。第三次処理の目的に対して、廃水は一つあるいはそれ以上の 受容槽からなる循環システムを通してポンプで入れられる。受容槽は今後‘成長受容槽’と呼び、これらは色んな形式あるいは形状をとることができそして大気に対して開放されたり、閉じたりあるいは部分的に閉じることができ、そして自然のあるいは人間の手になる水路に開いたり、閉じたりあるいは部分的に開いたりできる。これらは環境および要求に依存し深いかあるいは浅い。これらの形状の一つの簡単な例は高速藻池システムに一般に使用されていると同等の走路である。
【００３９】
一つの状況で、水は前述の第二次処理段階から来る排水路から第三次処理のための付加的な循環システムに、標準的な市販で利用できる遠心あるいは蠕動ポンプの手段によりポンプで取り込まれる。この第三次システムは輸送されるその前の処理段階に付帯するかあるいは独立している。水がシステムを通してポンプで入れられた後、水は前記排水路に排水されるかあるいは直接水路に戻し排水される。拡張により、第三次処理手順の全部あるいは一部に処理水を全部あるいは一部を再循環することはまた可能である。これはより短い時間あるいはより長い時間なされる。これは一時的な隙間を橋渡しする目的のために定常にあるいは非定常になされ、別の方法で廃水の連続流は本発明前の廃水処理施設からきている。
【００４０】
廃水の第三次処理は付着した微生物の群体の成長媒体として第三次循環システム内に廃水を採用することからなる。一つの実施態様において、これらは有力な藻バイオマスからなる。廃水は余分な付加的化学組成体（例えば、微量の成分）を加えあるいはなしで使用されるか、あるいは廃水は他の手段（例えば、紫外線照射、マイクロ波、超濾過）により付加的に修正されるかあるいは事前処理される。
【００４１】
本発明を通す循環の後、処理廃水はバイオマスの成長の結果、一部の栄養負荷（硝酸塩、リン酸塩、珪酸塩）および他の組成体は与えられない。これは水浄化装置の所有者に要求される環境基準、例えば水のより低い栄養素あるいは毒性負荷によく合致させることができる。
【００４２】
微生物群落の一部は藻からなり、藻は有機体を光合成しそして植物性と考えられる。植物性バイオマスの成長は重要な生産に当てはまる。重要な生産は太陽に依存するエネルギーが光合成の工程によりバイオマスに変換される自然の工程である。この工程のため、基本的構築ブロックあるいは栄養素が有機体によって要求され、これらはこの場合の廃水中に成長媒体として存在する栄養素である。
【００４３】
ここで議論する第三次処理は連続する水流内で成長する微生物からなる。廃水は微生物のために必要な栄養素を運ぶ輸送媒体である。単純に成長すること（すなわち繁殖すること）によりこれらの微生物は廃水中の栄養素を取り入れそしてかくして排水中のこれらの栄養素の濃縮物を使い尽くす。この重要な生産の工程を通じて水は過剰な栄養素を取り去る。栄養素の使い尽くしに加え、微生物群体は微生物群体の細胞内部あるいは基質内に有害な化合物を潜在的に固定するかあるいは分解する。
【００４４】
重要な生産の工程はまた実質的な量の酸素を放出し、水柱の酸素の濃度を増大する。これは生存のための呼吸に依存する全ての水生の有機体（例えば魚）にとって有益であり、そして水質を決定するために一般的に測定される重要なパラメーターである（例えば化学的酸素要求量ＣＯＤ、生物学的酸素要求量ＢＯＤ）。
【００４５】
最初に記述したように、本発明に従って、連続する廃水は微生物のバイオマスが自然の条件のもとで成長する自然の土台の模擬体（すなわち、例えば、区域の河川及び運河で見られる）である人工土台を横切りそして通過する。人工土台は成長受容槽内に直接設置されるかあるいは成長受容槽にそれから設置されるある種の荷台に取り付けられる。
【００４６】
人工土台は廃水がそれらを通過するかおよび／あるいは非常に近づかなければならない方法で設置される。結果として廃水は人工土台に成長する微生物群体と非常に近くで接触する。ここの鍵となる問題は成長媒体と微生物群体間の相互反応界面を混合することである。人工土台は水流によって取り除かれないような方式で循環システム内に設置される。人工土台はＰＶＣ、ポリカーボネイト、ガラスあるいは天然の有機材料（例えば、馬の毛）より造られる。微生物に適したいずれの他の材料もよく使用される。
【００４７】
理想的には、人工土台は形状および形式においてフラクタルあるいはフラクタル様（あるいはフラクタロイド）である。簡単な二次元平面は二次元（ｎ＝２）であるが、しかしそのフラクタルの性質がゼロ（ｎ＝２，０）であるようなフラクタロイドであると考えられる。ここで考える人工的土台は、ゼロ（１，０；２，０；３，０）あるいは０より大きく１より小さい付加的フラクタロイド次元をもつ性質において一，二，あるいは三次元の基本をもつ。主な目的は同時に廃水を通過する流れを最適化する一方、与えられた空間容積内で微生物の付着可能な面積を最大にすることである。
【００４８】
理想的には、人工土台は光合成活性照射（ＰＡＲ）が光合成する有機体が繁茂する土台の上部、周囲あるいは内部に到達するように完全に透明である。
【００４９】
人工土台は設置され、引き出し器具により取り去られそして循環システムの成長受容槽から交換される。この引き出し器具は手動、半自動あるいは完全自動のいずれかで操作される。人工土台はそれらの取っ手をもつかあるいはそれらが取り付けられている荷台の取っ手をもつかにより取り去られる。一つの可能な形式で成長受容槽は、握り手、取っ手あるいは他の付属器具をともなう輸送器具が受容槽から人工土台を集め、設置しあるいは交換するために動く細長い隆起部をもっている。他の形式では修復器具は独立的に成長受容槽から動きそして横切って動き、そして上部構造体から懸垂されるかあるいは床の上を直接動く（例えば、輪の構造）。
【００５０】
人工土台上の微生物バイオマスの成長は領域の水システムで自然に発生する微生物を顕著に完全なものとする。これらは、例えば、領域から流れているあるいは留まっている自然の新鮮な水から藻を構成する。本発明に従って、本発明の微生物群体の直接の成長は人工土台に付着して成長する微生物群体となる。これらの付着した微生物群体は微生物の連続モジュール生産を導く種々の必須の変数を管理することによりさらに微調整される。もしも、例えば、微生物群体内に優越し付着した藻のある種のグループ（例えば、黄緑色植物）を創ることを望むならは、これは、制限されないが、温度、流速および光の周波数のような数多くの必須の変数の組み合わせを変えることによって達成できる。これは、制限されないが、群体の組成体、多様性、生産性あるいは化学組成体を変えるような種々な目的のためになされる。他の実施例は、希望する組成体の微生物群体の直接培養に有害なある種のグループの微生物の直接除去である。例えば、ある種の変数は希望する微生物を消費するある種の放牧体に対して悪条件となる。結論として、そしてCＡSの原理の結果として、微生物群体はこれらの放牧体の減少した固体数を示す。
【００５１】
微生物群体が成長する人工土台を引き出すとき、これらは収穫器具に運ばれる。この器具内で微生物群体は人工土台から分離される。一つの実施例は水噴射を使用して行われることである。分離の後、人工土台は再使用のための付加的な予備処理ありあるいはなしでそれから再循環される。分離した微生物群体は、もし希望するならば、収集受容槽が用意される底に沈澱する（これは重力）ことにより収穫器具にまず濃縮される。残留した洗浄水あるいは上澄みは傾瀉、抜き取りあるいは他の手段で廃棄される。収穫した微生物群体は収穫機械から採り上げられそしてそれから希望する最終製品に従うさらなる工程にのせられる。
【００５２】
動物、植物および微生物を含む最初の未処理形態の収穫物のこの形は固有でありそしてそれ故 動物かあるいは植物か紛らわしく言われることはない。この発明により生まれた第一の最終製品は水質浄化工程である。
【００５３】
収穫された微生物バイオマスは希望する付加的な最終製品に基づきさらに工程にのせられる。これは粉末、錠剤あるいは他の形の乾燥製品（‘藍藻類’として市場製品として提供されているものと同等）あるいは液体の形で販売されている。さらに市販されている関心のある製品はこれから市場に出されるバイオマスから抽出される。
【００５４】
例えば、微生物バイオマスに存在する藻はオメガ３型（例えば、ＥＰＡ、ＤＨＡ）のポリ不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）に富んでいる。これらの製品は抽出されそして食品補助剤として販売されるだろう。藻はアスタキサンチンのような色素剤にまた富んでいて、また抽出され食品（人間、動物）、食品補助剤、食品添加物、医薬品および化粧品として販売される。目標とする市場は人間の食品補助剤および水生そして陸生動物両方の餌である。微小藻から抽出された油は植物性と考えられそしてそれ故、菜食主義者ダイエットのためのオメガ３油の受入可能な原料である。他の市場の関心のある製品がまた抽出されそして販売される。
【００５５】
付け加えると、微生物バイオマスは再生可能な重要なエネルギー源として利用できる。微生物バイオマスは標準的な技術で電気あるいはバイオガスに変換される。例えば、熱分解あるいは熱化学変換の工程で液体油（あるいはバイオ油）にまた変換できる。油はまたバイオマスから抽出できる。この形の油は通常ＰＰＯ（ｐｕｒｅ ｐｌａｎｔ ｏｉｌ）：純粋な植物油あるいはＰｓＰＯ（Ｐｓｅｕｄｏ Ｐｌａｎｔ Ｏｉｌ）：擬似植物油として知られている。我々はこれを藻油としている。
【００５６】
これは燃焼あるいは潤滑のための液体燃料として、主に石油及びその誘導製品の代替としてまた直接使用される。あるいは藻油は処理されそしてバイオジーゼル、バイオガスおよびバイオエタノールを含むバイオ燃料に変換される。例えば、これはエステル交換反応の工程を通してなされる。他のバイオマスの応用はバイオマス化学肥料あるいは石油化学製品に代わる化学工程用最終製品のための生の材料供給原材料として目論まれている。
【００５７】
（基本的番号付き説明図面）
本発明の工学的部分の図面。
【００５８】
図１：成長受容槽を通す成長媒体の連続流。
１：付随する光源、人工的あるいは自然。
１ａ：付随する光源。
２：微生物ための成長媒体に供給する流入水源、例えば廃水。
２ａ：流入水。
３：種々の手段で添加される栄養源（例えば、付加する炭素源として二酸化炭素）。
３ａ：付加する栄養素。
４：流出水、本発明による工程後の排水。
５：Ｔ０、時間０、本発明の新たな開始あるいは新たに挿入される人工土台（９）の新たな開始時間の開始点。
６：Ｔ１、時間１、人工土台（９）に成長した微生物を収穫する最初の時間点。
７：流出水（４）のいろんなさらなる応用、例えば、（７ａ）工業用水、成長する魚、軟体動物あるいは他の生存する有機体、・・・。
８：（５）と（６）の間の人工土台（９）上の微生物の集団化および次の成長の工程。
９：人工土台、人工土台は成長媒体に完全にあるいは部分的に浸漬され、その上に微生物が付着されそして増殖するいろんな基板である。成長受容槽から全体をあるいは土台が固定される‘荷台器具’の手段（例えば、金属枠）により切り離される人工土台。
１０：人工土台上側あるいは横切って流れる連続水流。
１１：成長受容槽。成長媒体が流れそして微生物が成長するいろんな受容槽。
【００５９】
図２：微生物の自然でそして種々の群体による人工土台の接種。
１２：領域の種（しゅ）のプール。その領域の自然の群体において発生しそして成長受容槽に理論的に入る与えられた領域内の全ての微生物（自然のあるいは人工的援助の両方）。
１３：連続種の雨。領域の種のプールからの種の成長受容槽に連続的に到着。
１４：人工土台を成功的に集団化しそしてこれらの環境により自然に選択された微生物の群体。これらの群体は環境条件の変化に対してこれらの種の組成体をさらに適応させる能力を本質的に保有している。
【００６０】
図３：微生物群体の組成体を調整するための環境変数の制御
１５：（８）と同じ工程で、その間、群体の組成体、生産性、多様性を活動的に調整するための種々の環境変数を付加的に管理する。結果のでる工程は微生物の制御された成長を含む。
１６：（１５）に対する要求と一致して成長受容槽内の環境変数を実際に管理するめに採用される全てのおよびいずれかの手段あるいは器具。
【００６１】
図４：微生物群体の空間位置。
１７：Ｐ０空間位置０。これは成長媒体として機能する流入水の理論的な入口の最初の箇所である。
１８：Ｐ１空間箇所１。これは微生物の群体が人工土台を成功的に集団化しそして成熟した群体を発達させる成長受容槽の理論的第一箇所である。これらの空間位置は個々の成長受容槽で慎重に発生するとして描かれているがしかしこれはいくつかの人工土台を含む一つの単一の大型成長受容槽内であるいは一つの単一人工土台内でさえ見つけることがまたできることが強調される。
１９：ＰＮ成長媒体の流れ内の与えられたいずれかの次の空間箇所。全ての箇所Ｎは微生物群体が前記で定義した変数に関して箇所Ｎ−１と箇所Ｎ＋１の群体が本質的に異なる空間位置と考えられる。これらは、制限されないが、：種の組成体、多様性、優勢性あるいは化学組成体の濃度である。上記に定義する二つの空間箇所の間の物理的距離は各対の位置に対して異なる。
２０：空間箇所０の群体。
２１：空間箇所１の群体。
２２：空間箇所Ｎの群体。
【００６２】
図５：群体を統合する工程そして変化する条件および／あるいは要求に応えるフィードバック、ショートカットそして速い出口の応用を図示する。
２３：位置Ｎ。空間位置１（１７）でスタートする成長受容槽内の水流のいずれかの与えられた位置。
２４：位置Ｎ＋１２。図は空間位置（２３）と（２４）の間の１２離れた群体を図示している。空間位置は離れた成長受容槽で発生することを描いているが、しかしこれらの位置は一つの成長受容槽内あるいは一つの人工土台内でさえまた発生することは明らかである。
２５：与えられた一連の群体の、しかし制限されないが、多様性、優越性、組成体、化学特性の濃度・・・のような特性で人工土台上および空間位置Ｎで成長する微生物群体。
２６：空間位置Ｎ＋１での微生物群体は空間位置ＮとＮ＋２での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
２７：空間位置Ｎ＋２での微生物群体は空間位置Ｎ＋１とＮ＋３での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
２８：空間位置Ｎ＋３での微生物群体は空間位置Ｎ＋２とＮ＋４での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
２９：空間位置Ｎ＋４での微生物群体は空間位置Ｎ＋３とＮ＋５での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３０：空間位置Ｎ＋５での微生物群体は空間位置Ｎ＋４とＮ＋６での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３１：空間位置Ｎ＋６での微生物群体は空間位置Ｎ＋５とＮ＋７での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３２：空間位置Ｎ＋７での微生物群体は空間位置Ｎ＋６とＮ＋８での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３３：空間位置Ｎ＋８での微生物群体は空間位置Ｎ＋７とＮ＋９での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３４：空間位置Ｎ＋９での微生物群体は空間位置Ｎ＋８とＮ＋１０での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３５：空間位置Ｎ＋１０での微生物群体は空間位置Ｎ＋９とＮ＋１１での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３６：空間位置Ｎ＋１１での微生物群体は空間位置Ｎ＋１０での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３７：後の空間位置から前の空間位置への成長媒体のフィードバックの一つの可能な実施例。このフィードバックループは位置Ｎ＋９（３４）から出て位置Ｎ＋１の群落に成長媒体を供給する。この実施例は反対方向のフィードバックを示しているが、しかしフィードバックが成長媒体の通常の流れに従うこともまた理解される。
３８：前の空間位置から後の隣接していない空間位置への成長媒体の流れのショートカットの一つの可能な実施例。このショートカットループは空間位置Ｎ＋５（３０）から空間位置Ｎ＋１０の群体（３５）に成長媒体を供給する。
３９：成長媒体が流出液として排出される通常の出口位置。
４０：成長媒体を流出液として成長媒体の通常の排出出口（３９）より他の位置から抜き出すあるいは排出する速い出口の一つの実施例。
【００６３】
図６：人工土台の引き出しを図示する図面。
４１：微生物群体が成長しそしてそれが収穫される群体の発育の時期に到達した人工土台。
４２：連続水流が引き出し手順の間、停止される必要はない。
５３：取り出し器具。人工土台は引き出し器具の手段により成長受容槽より引き出される。
４３：人工土台は人工土台が取り付けられている荷台の取っ手をもつかあるいは直接人工土台の取っ手をもつことにより人工土台を引き出す。
４４：置き換え器具。置き換え器具は新しい人工土台を運ぶ。この置き換え器具は引き出し器具と同じであるが、しかし独立した器具であることもまたできる。両方の器具は単一の機械の造作であるけれども、そのような必要はない。
４５：置き換え器具は連続流れを中止することなく成長受容槽内に人工土台を挿入する。
４６：新しいあるいは循環人工土台。この人工土台は事前処理される。
４７：微生物群体の二段階の収穫手順。ある種の微生物組成体の生産を最大にするために、バイオマスを最終収穫の前に付加処理することが可能である。
４７ｂ：人工土台をともなう荷台は処理受容槽（４９）に運搬され設置される。この運搬は時を得て、すなわちどのような損傷のある工程もその成長媒体からバイオマスを引き出す結果として発生する前に行う必要がある。
４７ｃ：荷台は成長媒体と異なるあるいは異ならない他の液体媒体（例えば、化学組成体）に浸漬される。処理媒体は流れる液体あるいは開放システムである必要はない。
４７ｄ：代わりに一段階の収穫手順がバイオマスが収穫機械で予備処理なしで工程に直接入り、そして事前処理なしになされる。
４８：微生物の実際の収穫工程。微生物群体は人工土台から分離される。これは全群体を除去する一つの単一の段階でおきるか、あるいは群体（すなわちある種のグループ）またはバイオマス（すなわちある種の化学組成体）の特殊な部分の除去を取り扱うそれぞれの分離段階でおきる。これらの分離段階は種々な生物学的、物理的あるいは化学的分離技術を包含する。
４９：処理受容槽。成長受容槽と同様かあるいは異なるこの受容槽内でバイオマスは短い期間あるいは長い時間、典型的に数時間から数日間処理される。
５０：希望する処理の後、人工土台になお付着するバイオマスをともなう荷台は引き出し器具（５３）によって引き出される。
５１：人工土台をともなう荷台は収穫器具（５２）に運搬されそしてその内に設置される。この運搬は時を得て、すなわちどのような損傷のある工程もその成長媒体からバイオマスを引き出す結果として発生する前に行う必要がある。
５２：収穫器具は人工土台から微生物のバイオマスを分離する。また（４８）を参照。
【００６４】
図７：人工土台から微生物群体を分離する詳細図式。
５４：収穫器具あるいは機械。
５５：微生物群体をともなって成長した人工荷台は引き出し器具の手段によって収穫器具に運ばれる。
５６：人工荷台は収穫器具内に挿入される。
５７：人工土台からバイオマスの除去後、収穫液体（もし使用されたら）は排出される。
５８：もし使用されたら、収穫液体は集められる。
５９：収穫液体は排出される。
６０：収穫液体は、例えば、収穫器具に循環される。
６１：微生物群体のバイオマスは人工土台から分離される。
６２：バイオマスは重力で底に沈澱する。
６３：分離の後、人工荷台は収穫機械から引き出される。これは引き出し器具によりなされる。
６４：人工荷台は成長受容槽へ拒絶されるかあるいは戻される。
６５：分離されたバイオマスは沈澱の後、収穫機械から取り出される。
６６：分離後のバイオマス。
６７：バイオマスはさらに工程にはいる。
【００６５】
図８：本発明の一つの可能な実施態様。養魚施設からの排水の浄化および浄化した水と養魚施設で成長したバイオマスの両方の循環。
６８：魚の飼料の工程にはいるバイオマス。
６９：排出する流出液。
７０：二次処理流体として流出液を利用。
７１：魚の養殖施設で魚の成長に流出液を利用。
７２：魚の養殖施設。
７３：廃水は魚の養殖施設から排出される。
７４：魚の養殖施設の廃水は本発明の流入水としての利用に集められる。
【００６６】
図９：本発明の一つの可能な実施態様。家庭廃水のための廃水処理施設からの流出水の微生物群体による三次処理。
７５：種々な最終製品の工程への微生物。
７６：家庭廃水からの廃水処理施設。
７７：７６の流出水は集められそして本発明の流入水として利用される。
【００６７】
（一つの可能な実施態様の原型の図面）
図１０：廃水が流れる配管をともなう三層の原型。人工土台は配管内に位置される。
【００６８】
図１１：廃水が上部から底に流れる多層多段構造。層は人工土台によって形成される。
【００６９】
図１２：廃水が流れる配管をともなう傾斜しそして多層の原型。人工土台は配管内に位置される。
【００７０】
図１３：配管システムを連結する詳細図面。
【００７１】
図１４：配管システム内の人工土台の位置付けの詳細図面。
【００７２】
図１５：廃水流を動かすため重力を利用する多段成長受容槽をもつ原型。人工土台は幅広い成長受容槽内の流れ内に位置付けられる。
【００７３】
図１６：この図面は、成長受容槽内の人工土台を通過するあるいは接近する水を導く廃水の主流、流れ、下側流れおよび乱流の重要な役割を図式的に描写する。
【００７４】
図１７：ＣＡＳ機構のモジュール化および応用を図示する一つの実施態様の例。各システム自身、例えば、平行する形状の一つあるいはそれ以上の副システムからなる。
７８：通常目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための通常の環境形状。
７９：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ａ。
８０：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｂ。
８１：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｃ。
８２：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ａ。
８３：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｂ。
８４：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｃ。
８５：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ａ。
８６：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ｂ。
８７：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ｃ。
【００７５】
図１８：ＣＡＳ機構のモジュール化および応用を図示する一つの実施態様の例。この実施態様は数多くの人工土台が一つのシステム内に設置され、一方次の一連の異なる人工土台が前のシステムの下流に位置する次のシステムに位置付けられることが上記と異なる。
８８：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ａ。
８９：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ｂ。位置ＡとＢは一つの単独のシステム内に適合している。一つの単独のシステム内に二つの組の人工土台から成立。
９０：一つのシステム内の一連の隣接して位置付けられた人工土台からなる位置Ｃ。位置Ｃで局所の相互反応は自己有機体化の成果となる操作である。
９１：通常目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための通常の環境形状。
９２：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ａ。
９３：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｂ。
９４：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｃ。
９５：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ａ。
９６：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｂ。
９７：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｃ。この群体は成長する副群体が相互に反応する一連の土台に広がって分布する。
９８：矢印は上流の群体ＡとＢおよび下流の群体Ｃとの間の相互反応を象徴する。群体ＡとＢの性質は、ＣＡＳに従って適応しそしてその結果として特別に目標とする性質を示す群体Ｃに影響する。
【００７６】
図１９：
９９：Ｓｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケットのフラクタル模様（またＳｉｅｒｐｉｎｓｋｉとも翻訳される）。
【００７７】
図２０：
１００：単純化したＳｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケット模様。
１０１：人工土台を通過する最大の流れの象徴化。
１０２：人工土台を通過し、土台の小さい開口を通過する小さい流れの象徴化。
【００７８】
図２１：システム内の選択された必須環境パラメーターによりモジュール化された野生の混合培養の制御された藻の成長の実施例。これらの群体は望ましい微生物（例えば、珪藻植物門）の種組成体（例えば、フラギラリア属）からなる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】成長受容槽を通す成長媒体の連続流を説明する説明図である。
【図２】微生物の自然でそして種々の群体による人工土台の接種を説明する説明図である。
【図３ａ】微生物群体の組成体を調整するための環境変数の制御を説明する説明図である。
【図３ｂ】微生物群体の組成体を調整するための環境変数の制御を説明する説明図である。
【図４】微生物群体の空間位置を説明する説明図である。
【図５】群体を統合する工程そして変化する条件および／あるいは要求に応えるフィードバック、ショートカットそして速い出口の応用を図示する説明図である。
【図６】人工土台の引き出しを図示する図面を説明する説明図である。
【図７】人工土台から微生物群体を分離する詳細図式を説明する説明図である。
【図８】本発明の一つの可能な実施態様。養魚施設からの排水の浄化および浄化した水と養魚施設で成長したバイオマスの両方の循環を説明する説明図である。
【図９】本発明の一つの可能な実施態様であり、家庭廃水のための廃水処理施設からの流出水の微生物群体による三次処理を説明する説明図である。
【図１０】廃水が流れる配管をともなう三層の原型を説明する説明図である。
【図１１】廃水が上部から底に流れる多層多段構造を説明する説明図である。
【図１２】廃水が流れる配管をともなう傾斜しそして多層の原型を説明する説明図である。
【図１３】配管システムを連結する詳細図面である。
【図１４】配管システム内の人工土台の位置付けの詳細図面を説明する説明図である。
【図１５】廃水流を動かすため重力を利用する多段成長受容槽をもつ原型を説明する説明図である。
【図１６】この図面は、成長受容槽内の人工土台を通過するあるいは接近する水を導く廃水の主流、流れ、下側流れおよび乱流の重要な役割を図式的に描写する図である。
【図１７】ＣＡＳ機構のモジュール化および応用を図示する一つの実施態様の例を説明する説明図である。
【図１８】ＣＡＳ機構のモジュール化および応用を図示する一つの実施態様を説明する説明図である。
【図１９】Ｓｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケットのフラクタル模様などを説明する説明図である。
【図２０】単純化したＳｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケット模様などを説明する説明図である。
【図２１】システム内の選択された必須環境パラメーターによりモジュール化された野生の混合培養の制御された藻の成長の実施例を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１：付随する光源、人工的あるいは自然。
１ａ：付随する光源。
２：微生物ための成長媒体に供給する流入水源。
２ａ：流入水。
３：種々の手段で添加される栄養源。
３ａ：付加する栄養素。
４：流出水、本発明による工程後の排水。
５：Ｔ０、時間０、本発明の新たな開始あるいは新たに挿入される人工土台（９）の新たな開始時間の開始点。
６：Ｔ１、時間１、人工土台（９）に成長した微生物を収穫する最初の時間点。
７：流出水（４）のいろんなさらなる応用。
８：（５）と（６）の間の人工土台（９）上の微生物の集団化および次の成長の工程。
９：人工土台、人工土台は成長媒体に完全にあるいは部分的に浸漬され、その上に微生物が付着されそして増殖するいろんな基板。
１０：人工土台上側あるいは横切って流れる連続水流。
１１：成長受容槽。
１２：領域の種（しゅ）のプール。
１３：連続種の雨。
１４：人工土台を成功的に集団化しそしてこれらの環境により自然に選択された微生物の群体。
１５：（８）と同じ工程で、その間、群体の組成体、生産性、多様性を活動的に調整するための種々の環境変数を付加的に管理する工程。
１６：（１５）に対する要求と一致して成長受容槽内の環境変数を実際に管理するめに採用される全てのおよびいずれかの手段あるいは器具。
１７：Ｐ０空間位置０。
１８：Ｐ１空間箇所１。
１９：ＰＮ成長媒体の流れ内の与えられたいずれかの次の空間箇所。
２０：空間箇所０の群体。
２１：空間箇所１の群体。
２２：空間箇所Ｎの群体。
２３：位置Ｎ。
２４：位置Ｎ＋１２。
２５：与えられた一連の群体の、しかし制限されないが、多様性、優越性、組成体、化学特性の濃度・・・のような特性で人工土台上および空間位置Ｎで成長する微生物群体。
２６：空間位置Ｎ＋１での微生物群体は空間位置ＮとＮ＋２での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
２７：空間位置Ｎ＋２での微生物群体は空間位置Ｎ＋１とＮ＋３での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
２８：空間位置Ｎ＋３での微生物群体は空間位置Ｎ＋２とＮ＋４での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
２９：空間位置Ｎ＋４での微生物群体は空間位置Ｎ＋３とＮ＋５での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３０：空間位置Ｎ＋５での微生物群体は空間位置Ｎ＋４とＮ＋６での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３１：空間位置Ｎ＋６での微生物群体は空間位置Ｎ＋５とＮ＋７での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３２：空間位置Ｎ＋７での微生物群体は空間位置Ｎ＋６とＮ＋８での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３３：空間位置Ｎ＋８での微生物群体は空間位置Ｎ＋７とＮ＋９での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３４：空間位置Ｎ＋９での微生物群体は空間位置Ｎ＋８とＮ＋１０での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３５：空間位置Ｎ＋１０での微生物群体は空間位置Ｎ＋９とＮ＋１１での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３６：空間位置Ｎ＋１１での微生物群体は空間位置Ｎ＋１０での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３７：後の空間位置から前の空間位置への成長媒体のフィードバックの一つの可能な実施例。
３８：前の空間位置から後の隣接していない空間位置への成長媒体の流れのショートカットの一つの可能な実施例。
３９：成長媒体が流出液として排出される通常の出口位置。
４０：成長媒体を流出液として成長媒体の通常の排出出口（３９）より他の位置から抜き出すあるいは排出する速い出口の一つの実施例。
４１：微生物群体が成長しそしてそれが収穫される群体の発育の時期に到達した人工土台。
４２：連続水流が引き出し手順の間、停止される必要はない。
４３：人工土台は人工土台が取り付けられている荷台の取っ手をもつかあるいは直接人工土台の取っ手をもつことにより人工土台を引き出す。
４４：置き換え器具。
４５：置き換え器具は連続流れを中止することなく成長受容槽内に人工土台を挿入する。
４６：新しいあるいは循環人工土台。
４７：微生物群体の二段階の収穫手順。
４７ｂ：人工土台をともなう荷台は処理受容槽（４９）に運搬され設置される。
４７ｃ：荷台は成長媒体と異なるあるいは異ならない他の液体媒体（例えば、化学組成体）に浸漬される。
４７ｄ：代わりに一段階の収穫手順がバイオマスが収穫機械で予備処理なしで工程に直接入り、そして事前処理なしになされる。
４８：微生物の実際の収穫工程。
４９：処理受容槽。
５０：希望する処理の後、人工土台になお付着するバイオマスをともなう荷台は引き出し器具（５３）によって引き出される。
５１：人工土台をともなう荷台は収穫器具（５２）に運搬されそしてその内に設置される。
５２：収穫器具は人工土台から微生物のバイオマスを分離する。また（４８）を参照。
５３：取り出し器具。
５４：収穫器具あるいは機械。
５５：微生物群体をともなって成長した人工荷台は引き出し器具の手段によって収穫器具に運ばれる。
５６：人工荷台は収穫器具内に挿入される。
５７：人工土台からバイオマスの除去後、収穫液体（もし使用されたら）は排出される。
５８：もし使用されたら、収穫液体は集められる。
５９：収穫液体は排出される。
６０：収穫液体は、例えば、収穫器具に循環される。
６１：微生物群体のバイオマスは人工土台から分離される。
６２：バイオマスは重力で底に沈澱する。
６３：分離の後、人工荷台は収穫機械から引き出される。これは引き出し器具によりなされる。
６４：人工荷台は成長受容槽へ拒絶されるかあるいは戻される。
６５：分離されたバイオマスは沈澱の後、収穫機械から取り出される。
６６：分離後のバイオマス。
６７：バイオマスはさらに工程にはいる。
６８：魚の飼料の工程にはいるバイオマス。
６９：排出する流出液。
７０：二次処理流体として流出液を利用。
７１：魚の養殖施設で魚の成長に流出液を利用。
７２：魚の養殖施設。
７３：廃水は魚の養殖施設から排出される。
７４：魚の養殖施設の廃水は本発明の流入水としての利用に集められる。
７５：種々な最終製品の工程への微生物。
７６：家庭廃水からの廃水処理施設。
７７：７６の流出水は集められそして本発明の流入水として利用される。
７８：通常目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための通常の環境形状。
７９：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ａ。
８０：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｂ。
８１：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｃ。
８２：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ａ。
８３：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｂ。
８４：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｃ。
８５：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ａ。
８６：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ｂ。
８７：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ｃ。
８８：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ａ。
８９：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ｂ。
９０：一つのシステム内の一連の隣接して位置付けられた人工土台からなる位置Ｃ。
９１：通常目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための通常の環境形状。
９２：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ａ。
９３：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｂ。
９４：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｃ。
９５：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ａ。
９６：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｂ。
９７：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｃ。
９８：矢印は上流の群体ＡとＢおよび下流の群体Ｃとの間の相互反応を象徴する。
９９：Ｓｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケットのフラクタル模様（またＳｉｅｒｐｉｎｓｋｉとも翻訳される）。
１００：単純化したＳｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケット模様。
１０１：人工土台を通過する最大の流れの象徴化。
１０２：人工土台を通過し、土台の小さい開口を通過する小さい流れの象徴化。
【技術分野】
【０００１】
（背景）
おおよそ半世紀の間、ヨーロッパおよびアメリカ合衆国の両方で広範な研究が大量の微生物（ｍｉｃｒｏ−ｏｒｇａｎｉｓｍｓ）の成長への可能性に関して行われてきた（また、‘微生物（ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｏｒｇａｎｉｓｍｓ）’も参照）（直接構成素はメートルトン）。このような大量の微生物（例えば、藻）の成長の研究に二つの重要な疑問は、再生可能なバイオ燃料のように、第一に廃棄流の処理手順において生物的組成体として藻の利用が可能かどうか、第二に新しい生産物を作る供給原料として培養された微生物を使用することが可能かどうかであった。藻のような成長する微生物が大きいスケールで廃棄流（例えば、廃水）を効率的に処理しそして再生可能なバイオ燃料のような新しい製品のための大量の供給原料を十分に生産する能力をもつことが理論的および実用的両方で結論的に証明されてきた。
【０００２】
主な挑戦は微生物の生産、一般には特に藻およびバイオマスにおける効率的そして経済的な工程を発見することに残っている。この挑戦の主な必要条件はこれらの微生物を収穫することを含む最適化された接種と生産である。
【０００３】
本発明は、いわゆる複合適用システム（ｃｏｍｐｌｅｘ ａｄａｐｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍｓ（ＣＡＳ））アプローチを使用しそして実用的に作業可能な技術工学的に開放されそして連続的なシステムにＣＡＳ原理を移すことにより、それにより成長する微生物のための自然環境（生息環境）の模擬装置を創ることは上記の挑戦に合致する。本発明の工程に従って、自然の微生物群体は変化する模擬環境にダイナミックに適応する。本発明の工程内で群体の組成体は自律的に変化しそしてそれに応じて群体は変化する模擬環境条件にそれ自身適応する。自律的適応と局所的反応は群体の自己有機体化となる。結果として、最適の生息環境は、自然のそして多種な微生物群体がバイオマスの最適生産になるように自律的に反応しそして適応する本発明によって創られる。古典の単一の培養技術と反対に、自然のそして多様な群体を使用する本発明はもっと適した生息環境を可能とし、言い換えれば改良されたバイオマス生産となる。さらに、本発明の工程は異なる群体が微生物のモジュール方式の連続生産となる工程内の異なる位置で創られるようにする。
【０００４】
本発明の工程の第一の実施態様に従って、最適生息環境は自然の微生物群体が自律的に反応し適応できるように模擬される。成長受容槽において環境条件に最も合致するこれらの微生物が繁栄する。単一の培養技術と反対に、本発明の工程は多様な自然群体を採用し、その結果、微生物の生産はもっと安定することとなる（例えば、バイオマス生産の見地から）。
【０００５】
選択された微生物が閉じた施設で単一培養として成長する従来の藻培養が殆ど全ての変数が大変狭くそして固く固定されている（しばしば生産性の関数として）とは反対に、本発明は模擬の自然環境（生息環境）を創りそしてどこで、どのようにそれで微生物自身に模擬した自然環境に群体として成長しそして適応するかを選択させる。本発明に従って、与えられた時間でシステム内のある位置を集団化に失敗した微生物はさらに下流に運ばれ、そこで適当な集団化箇所に出合ったりあるいはやがては不必要として処分される。もし時間的に最終箇所で最初の与えられた位置の環境条件が変化したならば、微生物はその空間的な位置を再び集団化する。従って、システムの形状を含む本発明および工程の形状は本発明の全工程内の種々の位置で同時に異なる群体を存在させる。
【０００６】
現在、微細藻培養工程は今までの閉じた循環バッチシステムからなっている（例えば、光反応器、高速藻池）が、本発明の工程の他の実施態様に従って、開放したそして連続したシステムを目指している。この観点で、本発明は、従来の技術が‘終点’に制約されているが、連続を意味すると理解される。本発明の水流処理システムは連続的に維持された水流を通して周囲環境に開放されている。さらに、本発明の工程の横断する性質に従って、微生物の水中の栄養分との間の境界面は、同時に収穫された後のシステムを再種付けの必要性を避けながら、連続的に再生される。さらに、古典的な縦型のシステムに対しては、流路の入口を含む水の流路に接種の連続的な存在がある。
【０００７】
本発明のさらなる実施態様に従って、本発明の工程は、人工土台および成長媒体（廃水）と微生物群体との間の相互反応の表面を増加するように土台に付着した微生物群体を通してあるいは近くに流れをつくるよう廃水の流れに位置する人工土台を採用する。
【０００８】
本発明の工程の結果として、規模と世界的応用を促進するその場所の微生物群体が採用される。現在の藻の培養技術と反対に、本発明は、自然の微生物群体が変化する環境に活動的に対応できる変化する模擬環境（例えば、季節的、栄養組成体）を認める。
【０００９】
従来の藻の培養技術において微生物が成長媒体に導入されるが、本発明においては、成長媒体は微生物群体に運ばれそして通過しそして横切りそして栄養豊富な水あるいは廃水は微生物の成長する場所で連続的に再生される。
【００１０】
さらに、収穫手順は付着した微生物が成長する人工土台を導入することにより大変便利になることが分かった。人工土台が取り付けられる切り離せる荷台を引き出すことにより、微生物は容易に効率よく成長媒体（これは廃水のような水）から分離できる。
【００１１】
本発明のラインにおいて、人工土台の接種は模擬生息環境で確かに活動力に影響することがさらに驚くべきことに発見された。本発明のこれらの人工土台はＣＡＳの工程を強め、そしてシステム内の群体間の相互の相互反応工程を強めると同様にシステム内の領域の種（しゅ）のプールと群体との間の相互作用をさせる。
【００１２】
微生物の生産は、特に、藻は従来の技術において廃水処理に焦点をあて広範囲に記述されている。微生物の自然の生息環境を模擬したモジュール方式の連続方法のバイオマス成長のための従来の方法は技術として認められないし本発明の工程の詳細をもたなくそしてその結果の利点は先行技術により開示されていないしあるいは提案されていない。
【００１３】
（発明の概要）
本発明は微生物の成長とバイオマスの改善された生産を目指しており、そこでは付着した微生物の群体は制御されそして直進する方式の連続水流において成長される。
【００１４】
本発明の他の実施態様に従って、本発明の工程は、人工土台および成長媒体（廃水）と微生物群体との間の相互反応の表面を増加するように土台に付着した微生物の群体を通してあるいは近くに流れをつくるよう廃水の流れに横断的に位置しそして微生物群体が成長する群体のため最適の生息環境となる人工土台を望ましくは採用する。
【００１５】
（発明の詳細説明）
本発明は付着した微生物群体が制御されそして直進する方式で連続する廃水において成長するバイオマスの生産を目指している。
【００１６】
（生物的工程と自然の群体の利用）
本発明の工程に従って、廃水を含む水中で自然に発生する微生物群体が成長する。水流は廃水の場合、これは水のシステム（自然あるいは人工）において発生する全ての微生物が培養されるバイオマスにおいて原理的に観察されることを意味している。本発明において培養される微生物群体は野生の微生物群体の全ての自然の活性をともなう自然で、多様でそして異質の群体である。この観点で、本発明は、一種培養あるいは多種培養いずれにおいても注意深く選択された微生物の菌株が培養される技術とは異なる。
【００１７】
本発明に従って、模擬複合適用システム（ＣＡＳ）はモジュラー連続方式で創られる。本発明の目的に対して、ＣＡＳとして働く群落は変化する環境条件に自律的に適応する能力をもつことが理解される。これらの環境変化は、制限されないが、温度、流速、種々な物質の濃度、光度と光の周波数、季節の変化、・・・における変化を含んでいる。群体の適応はいかなる環境変化に対しても群体による見掛けには直接応答である。この応答は、制限されないが、優越性、多様性、生産性、総括化学組成、・・・の点から群体の変化となる。群体の応答は、全ての個々の種および／あるいは群体を造っている個々の微生物の複合した統計上の変化（例えば、死亡、誕生、入植、移住、・・・）の結果である。このように、群体は、いかなる要求される人の干渉なしに新しい環境条件に‘これらができるだけ最善に’適合することと言える。考慮される成功的な適応の一つの可能な尺度は微生物の個々の細胞の生存能力であるが、多くの他の尺度が異なる目的のために工夫される。
【００１８】
本発明に従って、申請者は微生物の生産のためのモジュラー化した連続方式のＣＡＳを成功裡に実証し模擬した。特に二つの重要な観点で、ＣＡＳの万能の生物学的原理がさらに詳細を図示する本発明に従って効果的に模擬された：
【００１９】
第一に、廃水は微生物群体を確保している人工土台を通過するので、廃水の化学組成はこれらの微生物群体によって変化する。これは微生物群体がさらに下流で低濃度の水中の一定の物質を使い尽くすからである。この結果、環境条件は水流の流路に沿って連続する空間位置で異なる。微生物群体はＣＡＳシステムであるので、各空間位置で成長する微生物群体はその特別な空間位置の特定環境条件に最適に適合する群体である。局所的に適合する微生物群体は活動的に自己有機体化される。それ故、微生物群体は種々な観点、例えば、多様性、優越性、・・・で種々な空間位置で変わる。一つの微生物群落が次と異なる二つの空間位置の間の距離は固定されないで変化できる。各対の空間位置に対し相違があることは事実である。空間位置間の微生物群体間の相違は変数および／あるいはパラメーターの同じ環境配置を含む必要はない。例えば、群落ＡとＢ間で相違は‘多様性’であり、一方、群落ＢとＣの間で相違は本発明に従って微生物のモジュール方式の連続生産を反映する‘生産性’である。
【００２０】
ＣＡＳの生物学的原理が本発明に従って十分に模擬される第二の重要な観点は、本発明の人工土台に侵入しそして集団化する微生物群体の連続する選択を必要とすることである。既に上述したように、領域内で自然に発生する全ての微生物は培養されるバイオマスで観察される。自然の微生物群体で発生する全ての微生物は集団化に適した新しい生息環境に到達するいくつかの分散の形をもつ。到着で生息環境が適合していれば成功裡に微生物によって集団化される。それ故、いずれの生息環境も、理論的最適生息環境にある程度同等で、接種原としてさらに関係する“集団化した粒子”によって連続的に衝突される。これらの接種原は種子、胞子、嚢胞、細胞の凝集、・・・の形を取ることができそしてこれら自身の力（例えば、飛翔する昆虫）で活発にあるいはベクトルの手段（例えば、空気、風、水、動物に付着して、・・・）によって受け身で到達する。
【００２１】
廃水とともに新しい到着は微生物群体を新しい微生物に規則正しく‘回復’させそして与えられた環境条件により良く適合するためにこれらを微生物中に合体する。群体の組成物間の局部的な相互反応は適合する群体の自己有機体化に必須である。このような環境条件は時間を通して変化するので、付加される微生物（種（しゅ）あるいはグループ）は群体中に回復され、一方他は群体から失われる。結果として、人工土台で成長した微生物群体は廃水により種々な複合工程の小川を通って領域の群体と連続的に接触する。このような工程のいくつかの実施例（しかし制約されない）は分散、集団化、回復および死滅である。
【００２２】
微生物群体の適応は本発明の工程で発生しそして工程は連続的でそして一時的あるいは空間的に分離した手順や工程ではない。本発明の工程内で成長した微生物群体は局所的に発生する微生物群体から回復する。
【００２３】
本発明による自然の生息環境の人工土台（例えば、形式）による模擬を超えそしてそれ以上に、これらの人工土台、水の一般的な環境条件（例えば、栄養素）および領域（例えば、気候）、多くの付加的な環境変数に対する微生物群体の自然の適応は本発明において制御される。これらの付加的変数は微生物群体の活性的に管理する種々の性質の目的のために注意深く制御されそして調節される（例えば、物理的、化学的、生産性、組成体・・・）。例えば、光を調節することにより、藻のグループの組成及び優越性は変えられる。典型的な変数は、制約されないが、温度、光のスペクトル、流速そして流量、栄養素および微量成分濃度、溶存ガス：酸素、二酸化炭素等（図２１参照）である。
【００２４】
これらの付加的な変数の特別な設定、管理およびオンライン制御は生息環境に付加される一連の必要以上の範囲とみなされ、これに対し微生物群体は再びＣＡＳの原理により自律的に調整される。このように、我々は廃水中の人工土台に成長する微生物群体の‘調整’あるいは‘微調整’が微生物のモジュール方式の連続生産になるよう取り組んでいる。
【００２５】
（微生物群体）
本発明に従って、顕著に微生物からなるバイオマスは成長しあるいは培養される。本発明の目的に対して、微生物は全て微生物で、単独の細胞および多細胞の両方の有機体で、その最大の寸法は２ｍｍより小さいと理解される。しかしながら、自然の微生物群体は寸法が明らかに２ｍｍの範疇を超える、例えば、糸状藻、線虫類の多くの微生物を典型的にかくまっている。それ故および本発明の目的のため、我々は、用語‘微生物群体’がこれらの群体内あるいは周辺に自然に発生する全てのより大きい微生物を含んでいると理解されることを明白に記述している。これは制約されないが、例えば、糸状藻、線虫類、甲殻類、昆虫等を含んでいる。
【００２６】
本発明に従うバイオマスの成長は一般的に微生物群体および特に微生物のある種のグループからなる。‘グループ’の決定は分類学、生態学あるいは他の機能的分類に基づいている。
【００２７】
本発明により生産されるバイオマス一つの望ましい実施例は付着した微細物群体からなるバイオマスおよび藻のグループの珪藻植物門あるいは珪藻によって優越することからなるバイオマスである。
【００２８】
（水流）
廃水のような水流は連続流に存在するなんらかの化学組成体の集積がある。流れは液体およびガス相のいずれかである。組成体は微生物群体により必須的な成長栄養素として利用されあるいはそれらにより微生物群体の内部細胞あるいは基質のいずれかに化学物質を二次的に固定される。それ故、例えば、廃水は微生物群体の成長媒体の液体あるいはガス流であると理解される。本発明のいずれかの与えられた空間的位置でこの成長媒体の流れは成長のために要求される栄養素あるいは固定される組成物を連続的に補給する。
【００２９】
バイオマスの成長および廃水内のその存在はバイオマスがこの流れからある種の化合物を除去しそしてこのようにこれらの化合物の廃水を浄化すので、廃水の受益的効果をもっている。これらの化合物は硝酸塩あるいは毒性の金属のように危険であるかあるいは危険でない。
【００３０】
（人工的土台）
本発明に従えば、バイオマスの成長は付着した微生物群体のみが本発明の工程内で成長するような方法を目指している。これらの微生物群体は人工土台、望ましくは、これらの群体が自然に付着する（例えば、砂粒、植物、岩、・・・）自然の土台を模擬する容積のある空間の人工土台内におよび上に付着されそして成長される。理想的には、人工土台は微生物群体が最早付着しない自然の土台とは異なることとならない形状および形式のフラクタル（ｆｒａｃｔａｌ）あるいはフラクタルのような与えられた容積に対し最大の付着表面をもつ。
【００３１】
本発明に従って、土台は水流がシステムに横断的な形状である土台の上側を、横切り、そして通過するような方法で流れ内に設置される。伝統的に使用される土台の鍵となる問題点はバイオマスが土台で増加するため、システムが目詰りしそして水の通過が完全に塞がれる段階で平衡になり流れが止まることである。本発明の工程の流れは、我々の土台の性質のようなフラクタル土台の次の部分へ流れを連続させる広い開口がまたある土台の部分でバイオマスを増加するので維持される。実施例は土台を形成する一連のスクリーンを保持する荷台である。これらのスクリーンはフラクタル模様に穴が開けられている（いわゆるＳｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケット）。この模様は四つの正三角形に一つの三角形を分配している。中央の三角形は開放されており、三つの外の三角形は再びＳｅｒｐｉｅｎｓｋｉ模様に穴が開いている。これは理論的に無限に繰り返される。バイオマスはだんだん目詰まりする最も小さい穴のゾーンに定着することを始め、後により大きい穴のゾーンを目詰まりさせるが、しかし水流が継続するよう中央の開口は常にある。与えられた点で表面はある程度目詰まりし、そして流れによって起こされるスクリーンの障害物となる。障害物は計器によって測定されそして収穫の理想的時期の指標として利用される。土台をともなう荷台はそれから引き出し機により引き出される。この内部のフラクタル模様の形状が土台をともなう荷台を横断的配置にできるようにする。三角形の表面の他のフラクタル模様はそれから例えば四角形、六角形等、等しく選ばれる。技術としてよく理解されているように、フラクタル模様及び形式は表面（例えば、Ｋｏｃｈ曲線）の外側（外部）に見られる。他の形状は、フラクタル模様が一つの単一スクリーン（あるいは一つの面）に分布するだけではなく多くの連続するスクリーンに続いている。これは原理的に‘３次元フラクタロイド’あるいは容積的であり、一方、一つのスクリーン上の上記の模様は‘二次元フラクタロイド’あるいは平面と考えられる。図面から詳細な土台のフラクタルの性質および水を通過しそして横切らせる横断的位置づけは、さらに制約のない実施例で図示される。
【００３２】
本発明に従って、これらの人工土台は廃水が人工土台を通過するかあるいは近づきそして結果としてこれらに付着した微生物群体を通過するかあるいは近づく方法で廃水中に設置される。廃水の流れは注意深く制御されそして管理される。
【００３３】
本発明の方法は微生物群体を収穫するための手段からまたなる。望ましい微生物群体の収穫はまず引き出し器具の手段により廃水から人工土台を引き出すことからなる。本発明は引き出し器具が土台を保持する荷台を引き出すため使用され、システムのフラクタル形状を助ける前記土台は荷台に取り付けられている。これは人工土台を直接保持するかあるいは人工土台が廃水に挿入される前に取り付けられた荷台を保持するかのいずれかによりなされる。その代わりに、人工土台は廃水に既に挿入されている荷台上に設置される。引き出し器具は人工土台を収穫器具へ運ぶ。
【００３４】
付着した微生物群体はその後、収穫器具内の人工土台から分離される。この収穫器具内の分離された微生物群体は基本的原理の重力を利用して濃縮される。人工土台の引き出しと人工土台からバイオマスの分離の間必要以外の処理段階を付加する必要はない。この処理（例えば、処理液体への浸漬）はバイオます中のある種の化学化合物の濃度（例えば、油の濃度）を増加する傾向がある。これは２段階の収穫手段として適用される。バイオマス生産において使用される廃棄工程は縦方向の区域に沿った収穫のし過ぎの結果となると理解されるべきである。反対に、本発明はまず横断的にバイオマスを除去する土台をともなう荷台を引き出し、そしてそれから土台からのバイオマス除去は実際に掻き取り機あるいは同様のものを使用する。本発明の従って、収穫は、不注意な収穫し過ぎを減らすよう流れから特別な組み合わせの土台をともなう荷台の賢明な取り去りによって監視される。
【００３５】
（実施例）
本発明の実施態様の例は次のようである。
【００３６】
付着した微細藻は伝統的な廃水処理施設から排出された家庭廃水の連続する流れに場所がある灌木の茂みに成長する。廃水は灌木の茂みを通過するので、成長する藻は廃水中の例えば、硝酸塩およびリン酸塩の濃度を活発に減少させる。藻の収穫は藻が水の噴射により茂みから吹き飛ばされる水洗機によりなされる。茂みから分離の後、藻は水洗機の底に沈澱（これは重力）しそしてそこからさらなる工程がとられる。二段階の収穫工程の中間の段階は、例えば、栄養素の貧弱な成長媒体内に茂みを浸漬することとなる。
【００３７】
（一つの可能な工程の実施態様、微生物群体の成長による廃水の処理）
流水は一次あるいは二次処理段階からなるいろんな水浄化システムから由来する。流水は家庭、工業及び農業廃水に由来する。理想的な状況では、この流水は、操作の地域で排水路に通常排出されるように要求される環境基準を完全に遵守している。最悪でも本発明は汚染源から直接来る未処理の水でさえ操作する。
【００３８】
廃水は本発明の工程によって次に処理される。本発明の工程が伝統的な処理水を通常排出している廃水処施設の後に位置づけられているならば、本発明の処理は‘第三次水処理段階’と言われる。第三次処理の目的に対して、廃水は一つあるいはそれ以上の 受容槽からなる循環システムを通してポンプで入れられる。受容槽は今後‘成長受容槽’と呼び、これらは色んな形式あるいは形状をとることができそして大気に対して開放されたり、閉じたりあるいは部分的に閉じることができ、そして自然のあるいは人間の手になる水路に開いたり、閉じたりあるいは部分的に開いたりできる。これらは環境および要求に依存し深いかあるいは浅い。これらの形状の一つの簡単な例は高速藻池システムに一般に使用されていると同等の走路である。
【００３９】
一つの状況で、水は前述の第二次処理段階から来る排水路から第三次処理のための付加的な循環システムに、標準的な市販で利用できる遠心あるいは蠕動ポンプの手段によりポンプで取り込まれる。この第三次システムは輸送されるその前の処理段階に付帯するかあるいは独立している。水がシステムを通してポンプで入れられた後、水は前記排水路に排水されるかあるいは直接水路に戻し排水される。拡張により、第三次処理手順の全部あるいは一部に処理水を全部あるいは一部を再循環することはまた可能である。これはより短い時間あるいはより長い時間なされる。これは一時的な隙間を橋渡しする目的のために定常にあるいは非定常になされ、別の方法で廃水の連続流は本発明前の廃水処理施設からきている。
【００４０】
廃水の第三次処理は付着した微生物の群体の成長媒体として第三次循環システム内に廃水を採用することからなる。一つの実施態様において、これらは有力な藻バイオマスからなる。廃水は余分な付加的化学組成体（例えば、微量の成分）を加えあるいはなしで使用されるか、あるいは廃水は他の手段（例えば、紫外線照射、マイクロ波、超濾過）により付加的に修正されるかあるいは事前処理される。
【００４１】
本発明を通す循環の後、処理廃水はバイオマスの成長の結果、一部の栄養負荷（硝酸塩、リン酸塩、珪酸塩）および他の組成体は与えられない。これは水浄化装置の所有者に要求される環境基準、例えば水のより低い栄養素あるいは毒性負荷によく合致させることができる。
【００４２】
微生物群落の一部は藻からなり、藻は有機体を光合成しそして植物性と考えられる。植物性バイオマスの成長は重要な生産に当てはまる。重要な生産は太陽に依存するエネルギーが光合成の工程によりバイオマスに変換される自然の工程である。この工程のため、基本的構築ブロックあるいは栄養素が有機体によって要求され、これらはこの場合の廃水中に成長媒体として存在する栄養素である。
【００４３】
ここで議論する第三次処理は連続する水流内で成長する微生物からなる。廃水は微生物のために必要な栄養素を運ぶ輸送媒体である。単純に成長すること（すなわち繁殖すること）によりこれらの微生物は廃水中の栄養素を取り入れそしてかくして排水中のこれらの栄養素の濃縮物を使い尽くす。この重要な生産の工程を通じて水は過剰な栄養素を取り去る。栄養素の使い尽くしに加え、微生物群体は微生物群体の細胞内部あるいは基質内に有害な化合物を潜在的に固定するかあるいは分解する。
【００４４】
重要な生産の工程はまた実質的な量の酸素を放出し、水柱の酸素の濃度を増大する。これは生存のための呼吸に依存する全ての水生の有機体（例えば魚）にとって有益であり、そして水質を決定するために一般的に測定される重要なパラメーターである（例えば化学的酸素要求量ＣＯＤ、生物学的酸素要求量ＢＯＤ）。
【００４５】
最初に記述したように、本発明に従って、連続する廃水は微生物のバイオマスが自然の条件のもとで成長する自然の土台の模擬体（すなわち、例えば、区域の河川及び運河で見られる）である人工土台を横切りそして通過する。人工土台は成長受容槽内に直接設置されるかあるいは成長受容槽にそれから設置されるある種の荷台に取り付けられる。
【００４６】
人工土台は廃水がそれらを通過するかおよび／あるいは非常に近づかなければならない方法で設置される。結果として廃水は人工土台に成長する微生物群体と非常に近くで接触する。ここの鍵となる問題は成長媒体と微生物群体間の相互反応界面を混合することである。人工土台は水流によって取り除かれないような方式で循環システム内に設置される。人工土台はＰＶＣ、ポリカーボネイト、ガラスあるいは天然の有機材料（例えば、馬の毛）より造られる。微生物に適したいずれの他の材料もよく使用される。
【００４７】
理想的には、人工土台は形状および形式においてフラクタルあるいはフラクタル様（あるいはフラクタロイド）である。簡単な二次元平面は二次元（ｎ＝２）であるが、しかしそのフラクタルの性質がゼロ（ｎ＝２，０）であるようなフラクタロイドであると考えられる。ここで考える人工的土台は、ゼロ（１，０；２，０；３，０）あるいは０より大きく１より小さい付加的フラクタロイド次元をもつ性質において一，二，あるいは三次元の基本をもつ。主な目的は同時に廃水を通過する流れを最適化する一方、与えられた空間容積内で微生物の付着可能な面積を最大にすることである。
【００４８】
理想的には、人工土台は光合成活性照射（ＰＡＲ）が光合成する有機体が繁茂する土台の上部、周囲あるいは内部に到達するように完全に透明である。
【００４９】
人工土台は設置され、引き出し器具により取り去られそして循環システムの成長受容槽から交換される。この引き出し器具は手動、半自動あるいは完全自動のいずれかで操作される。人工土台はそれらの取っ手をもつかあるいはそれらが取り付けられている荷台の取っ手をもつかにより取り去られる。一つの可能な形式で成長受容槽は、握り手、取っ手あるいは他の付属器具をともなう輸送器具が受容槽から人工土台を集め、設置しあるいは交換するために動く細長い隆起部をもっている。他の形式では修復器具は独立的に成長受容槽から動きそして横切って動き、そして上部構造体から懸垂されるかあるいは床の上を直接動く（例えば、輪の構造）。
【００５０】
人工土台上の微生物バイオマスの成長は領域の水システムで自然に発生する微生物を顕著に完全なものとする。これらは、例えば、領域から流れているあるいは留まっている自然の新鮮な水から藻を構成する。本発明に従って、本発明の微生物群体の直接の成長は人工土台に付着して成長する微生物群体となる。これらの付着した微生物群体は微生物の連続モジュール生産を導く種々の必須の変数を管理することによりさらに微調整される。もしも、例えば、微生物群体内に優越し付着した藻のある種のグループ（例えば、黄緑色植物）を創ることを望むならは、これは、制限されないが、温度、流速および光の周波数のような数多くの必須の変数の組み合わせを変えることによって達成できる。これは、制限されないが、群体の組成体、多様性、生産性あるいは化学組成体を変えるような種々な目的のためになされる。他の実施例は、希望する組成体の微生物群体の直接培養に有害なある種のグループの微生物の直接除去である。例えば、ある種の変数は希望する微生物を消費するある種の放牧体に対して悪条件となる。結論として、そしてCＡSの原理の結果として、微生物群体はこれらの放牧体の減少した固体数を示す。
【００５１】
微生物群体が成長する人工土台を引き出すとき、これらは収穫器具に運ばれる。この器具内で微生物群体は人工土台から分離される。一つの実施例は水噴射を使用して行われることである。分離の後、人工土台は再使用のための付加的な予備処理ありあるいはなしでそれから再循環される。分離した微生物群体は、もし希望するならば、収集受容槽が用意される底に沈澱する（これは重力）ことにより収穫器具にまず濃縮される。残留した洗浄水あるいは上澄みは傾瀉、抜き取りあるいは他の手段で廃棄される。収穫した微生物群体は収穫機械から採り上げられそしてそれから希望する最終製品に従うさらなる工程にのせられる。
【００５２】
動物、植物および微生物を含む最初の未処理形態の収穫物のこの形は固有でありそしてそれ故 動物かあるいは植物か紛らわしく言われることはない。この発明により生まれた第一の最終製品は水質浄化工程である。
【００５３】
収穫された微生物バイオマスは希望する付加的な最終製品に基づきさらに工程にのせられる。これは粉末、錠剤あるいは他の形の乾燥製品（‘藍藻類’として市場製品として提供されているものと同等）あるいは液体の形で販売されている。さらに市販されている関心のある製品はこれから市場に出されるバイオマスから抽出される。
【００５４】
例えば、微生物バイオマスに存在する藻はオメガ３型（例えば、ＥＰＡ、ＤＨＡ）のポリ不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）に富んでいる。これらの製品は抽出されそして食品補助剤として販売されるだろう。藻はアスタキサンチンのような色素剤にまた富んでいて、また抽出され食品（人間、動物）、食品補助剤、食品添加物、医薬品および化粧品として販売される。目標とする市場は人間の食品補助剤および水生そして陸生動物両方の餌である。微小藻から抽出された油は植物性と考えられそしてそれ故、菜食主義者ダイエットのためのオメガ３油の受入可能な原料である。他の市場の関心のある製品がまた抽出されそして販売される。
【００５５】
付け加えると、微生物バイオマスは再生可能な重要なエネルギー源として利用できる。微生物バイオマスは標準的な技術で電気あるいはバイオガスに変換される。例えば、熱分解あるいは熱化学変換の工程で液体油（あるいはバイオ油）にまた変換できる。油はまたバイオマスから抽出できる。この形の油は通常ＰＰＯ（ｐｕｒｅ ｐｌａｎｔ ｏｉｌ）：純粋な植物油あるいはＰｓＰＯ（Ｐｓｅｕｄｏ Ｐｌａｎｔ Ｏｉｌ）：擬似植物油として知られている。我々はこれを藻油としている。
【００５６】
これは燃焼あるいは潤滑のための液体燃料として、主に石油及びその誘導製品の代替としてまた直接使用される。あるいは藻油は処理されそしてバイオジーゼル、バイオガスおよびバイオエタノールを含むバイオ燃料に変換される。例えば、これはエステル交換反応の工程を通してなされる。他のバイオマスの応用はバイオマス化学肥料あるいは石油化学製品に代わる化学工程用最終製品のための生の材料供給原材料として目論まれている。
【００５７】
（基本的番号付き説明図面）
本発明の工学的部分の図面。
【００５８】
図１：成長受容槽を通す成長媒体の連続流。
１：付随する光源、人工的あるいは自然。
１ａ：付随する光源。
２：微生物ための成長媒体に供給する流入水源、例えば廃水。
２ａ：流入水。
３：種々の手段で添加される栄養源（例えば、付加する炭素源として二酸化炭素）。
３ａ：付加する栄養素。
４：流出水、本発明による工程後の排水。
５：Ｔ０、時間０、本発明の新たな開始あるいは新たに挿入される人工土台（９）の新たな開始時間の開始点。
６：Ｔ１、時間１、人工土台（９）に成長した微生物を収穫する最初の時間点。
７：流出水（４）のいろんなさらなる応用、例えば、（７ａ）工業用水、成長する魚、軟体動物あるいは他の生存する有機体、・・・。
８：（５）と（６）の間の人工土台（９）上の微生物の集団化および次の成長の工程。
９：人工土台、人工土台は成長媒体に完全にあるいは部分的に浸漬され、その上に微生物が付着されそして増殖するいろんな基板である。成長受容槽から全体をあるいは土台が固定される‘荷台器具’の手段（例えば、金属枠）により切り離される人工土台。
１０：人工土台上側あるいは横切って流れる連続水流。
１１：成長受容槽。成長媒体が流れそして微生物が成長するいろんな受容槽。
【００５９】
図２：微生物の自然でそして種々の群体による人工土台の接種。
１２：領域の種（しゅ）のプール。その領域の自然の群体において発生しそして成長受容槽に理論的に入る与えられた領域内の全ての微生物（自然のあるいは人工的援助の両方）。
１３：連続種の雨。領域の種のプールからの種の成長受容槽に連続的に到着。
１４：人工土台を成功的に集団化しそしてこれらの環境により自然に選択された微生物の群体。これらの群体は環境条件の変化に対してこれらの種の組成体をさらに適応させる能力を本質的に保有している。
【００６０】
図３：微生物群体の組成体を調整するための環境変数の制御
１５：（８）と同じ工程で、その間、群体の組成体、生産性、多様性を活動的に調整するための種々の環境変数を付加的に管理する。結果のでる工程は微生物の制御された成長を含む。
１６：（１５）に対する要求と一致して成長受容槽内の環境変数を実際に管理するめに採用される全てのおよびいずれかの手段あるいは器具。
【００６１】
図４：微生物群体の空間位置。
１７：Ｐ０空間位置０。これは成長媒体として機能する流入水の理論的な入口の最初の箇所である。
１８：Ｐ１空間箇所１。これは微生物の群体が人工土台を成功的に集団化しそして成熟した群体を発達させる成長受容槽の理論的第一箇所である。これらの空間位置は個々の成長受容槽で慎重に発生するとして描かれているがしかしこれはいくつかの人工土台を含む一つの単一の大型成長受容槽内であるいは一つの単一人工土台内でさえ見つけることがまたできることが強調される。
１９：ＰＮ成長媒体の流れ内の与えられたいずれかの次の空間箇所。全ての箇所Ｎは微生物群体が前記で定義した変数に関して箇所Ｎ−１と箇所Ｎ＋１の群体が本質的に異なる空間位置と考えられる。これらは、制限されないが、：種の組成体、多様性、優勢性あるいは化学組成体の濃度である。上記に定義する二つの空間箇所の間の物理的距離は各対の位置に対して異なる。
２０：空間箇所０の群体。
２１：空間箇所１の群体。
２２：空間箇所Ｎの群体。
【００６２】
図５：群体を統合する工程そして変化する条件および／あるいは要求に応えるフィードバック、ショートカットそして速い出口の応用を図示する。
２３：位置Ｎ。空間位置１（１７）でスタートする成長受容槽内の水流のいずれかの与えられた位置。
２４：位置Ｎ＋１２。図は空間位置（２３）と（２４）の間の１２離れた群体を図示している。空間位置は離れた成長受容槽で発生することを描いているが、しかしこれらの位置は一つの成長受容槽内あるいは一つの人工土台内でさえまた発生することは明らかである。
２５：与えられた一連の群体の、しかし制限されないが、多様性、優越性、組成体、化学特性の濃度・・・のような特性で人工土台上および空間位置Ｎで成長する微生物群体。
２６：空間位置Ｎ＋１での微生物群体は空間位置ＮとＮ＋２での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
２７：空間位置Ｎ＋２での微生物群体は空間位置Ｎ＋１とＮ＋３での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
２８：空間位置Ｎ＋３での微生物群体は空間位置Ｎ＋２とＮ＋４での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
２９：空間位置Ｎ＋４での微生物群体は空間位置Ｎ＋３とＮ＋５での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３０：空間位置Ｎ＋５での微生物群体は空間位置Ｎ＋４とＮ＋６での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３１：空間位置Ｎ＋６での微生物群体は空間位置Ｎ＋５とＮ＋７での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３２：空間位置Ｎ＋７での微生物群体は空間位置Ｎ＋６とＮ＋８での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３３：空間位置Ｎ＋８での微生物群体は空間位置Ｎ＋７とＮ＋９での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３４：空間位置Ｎ＋９での微生物群体は空間位置Ｎ＋８とＮ＋１０での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３５：空間位置Ｎ＋１０での微生物群体は空間位置Ｎ＋９とＮ＋１１での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３６：空間位置Ｎ＋１１での微生物群体は空間位置Ｎ＋１０での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３７：後の空間位置から前の空間位置への成長媒体のフィードバックの一つの可能な実施例。このフィードバックループは位置Ｎ＋９（３４）から出て位置Ｎ＋１の群落に成長媒体を供給する。この実施例は反対方向のフィードバックを示しているが、しかしフィードバックが成長媒体の通常の流れに従うこともまた理解される。
３８：前の空間位置から後の隣接していない空間位置への成長媒体の流れのショートカットの一つの可能な実施例。このショートカットループは空間位置Ｎ＋５（３０）から空間位置Ｎ＋１０の群体（３５）に成長媒体を供給する。
３９：成長媒体が流出液として排出される通常の出口位置。
４０：成長媒体を流出液として成長媒体の通常の排出出口（３９）より他の位置から抜き出すあるいは排出する速い出口の一つの実施例。
【００６３】
図６：人工土台の引き出しを図示する図面。
４１：微生物群体が成長しそしてそれが収穫される群体の発育の時期に到達した人工土台。
４２：連続水流が引き出し手順の間、停止される必要はない。
５３：取り出し器具。人工土台は引き出し器具の手段により成長受容槽より引き出される。
４３：人工土台は人工土台が取り付けられている荷台の取っ手をもつかあるいは直接人工土台の取っ手をもつことにより人工土台を引き出す。
４４：置き換え器具。置き換え器具は新しい人工土台を運ぶ。この置き換え器具は引き出し器具と同じであるが、しかし独立した器具であることもまたできる。両方の器具は単一の機械の造作であるけれども、そのような必要はない。
４５：置き換え器具は連続流れを中止することなく成長受容槽内に人工土台を挿入する。
４６：新しいあるいは循環人工土台。この人工土台は事前処理される。
４７：微生物群体の二段階の収穫手順。ある種の微生物組成体の生産を最大にするために、バイオマスを最終収穫の前に付加処理することが可能である。
４７ｂ：人工土台をともなう荷台は処理受容槽（４９）に運搬され設置される。この運搬は時を得て、すなわちどのような損傷のある工程もその成長媒体からバイオマスを引き出す結果として発生する前に行う必要がある。
４７ｃ：荷台は成長媒体と異なるあるいは異ならない他の液体媒体（例えば、化学組成体）に浸漬される。処理媒体は流れる液体あるいは開放システムである必要はない。
４７ｄ：代わりに一段階の収穫手順がバイオマスが収穫機械で予備処理なしで工程に直接入り、そして事前処理なしになされる。
４８：微生物の実際の収穫工程。微生物群体は人工土台から分離される。これは全群体を除去する一つの単一の段階でおきるか、あるいは群体（すなわちある種のグループ）またはバイオマス（すなわちある種の化学組成体）の特殊な部分の除去を取り扱うそれぞれの分離段階でおきる。これらの分離段階は種々な生物学的、物理的あるいは化学的分離技術を包含する。
４９：処理受容槽。成長受容槽と同様かあるいは異なるこの受容槽内でバイオマスは短い期間あるいは長い時間、典型的に数時間から数日間処理される。
５０：希望する処理の後、人工土台になお付着するバイオマスをともなう荷台は引き出し器具（５３）によって引き出される。
５１：人工土台をともなう荷台は収穫器具（５２）に運搬されそしてその内に設置される。この運搬は時を得て、すなわちどのような損傷のある工程もその成長媒体からバイオマスを引き出す結果として発生する前に行う必要がある。
５２：収穫器具は人工土台から微生物のバイオマスを分離する。また（４８）を参照。
【００６４】
図７：人工土台から微生物群体を分離する詳細図式。
５４：収穫器具あるいは機械。
５５：微生物群体をともなって成長した人工荷台は引き出し器具の手段によって収穫器具に運ばれる。
５６：人工荷台は収穫器具内に挿入される。
５７：人工土台からバイオマスの除去後、収穫液体（もし使用されたら）は排出される。
５８：もし使用されたら、収穫液体は集められる。
５９：収穫液体は排出される。
６０：収穫液体は、例えば、収穫器具に循環される。
６１：微生物群体のバイオマスは人工土台から分離される。
６２：バイオマスは重力で底に沈澱する。
６３：分離の後、人工荷台は収穫機械から引き出される。これは引き出し器具によりなされる。
６４：人工荷台は成長受容槽へ拒絶されるかあるいは戻される。
６５：分離されたバイオマスは沈澱の後、収穫機械から取り出される。
６６：分離後のバイオマス。
６７：バイオマスはさらに工程にはいる。
【００６５】
図８：本発明の一つの可能な実施態様。養魚施設からの排水の浄化および浄化した水と養魚施設で成長したバイオマスの両方の循環。
６８：魚の飼料の工程にはいるバイオマス。
６９：排出する流出液。
７０：二次処理流体として流出液を利用。
７１：魚の養殖施設で魚の成長に流出液を利用。
７２：魚の養殖施設。
７３：廃水は魚の養殖施設から排出される。
７４：魚の養殖施設の廃水は本発明の流入水としての利用に集められる。
【００６６】
図９：本発明の一つの可能な実施態様。家庭廃水のための廃水処理施設からの流出水の微生物群体による三次処理。
７５：種々な最終製品の工程への微生物。
７６：家庭廃水からの廃水処理施設。
７７：７６の流出水は集められそして本発明の流入水として利用される。
【００６７】
（一つの可能な実施態様の原型の図面）
図１０：廃水が流れる配管をともなう三層の原型。人工土台は配管内に位置される。
【００６８】
図１１：廃水が上部から底に流れる多層多段構造。層は人工土台によって形成される。
【００６９】
図１２：廃水が流れる配管をともなう傾斜しそして多層の原型。人工土台は配管内に位置される。
【００７０】
図１３：配管システムを連結する詳細図面。
【００７１】
図１４：配管システム内の人工土台の位置付けの詳細図面。
【００７２】
図１５：廃水流を動かすため重力を利用する多段成長受容槽をもつ原型。人工土台は幅広い成長受容槽内の流れ内に位置付けられる。
【００７３】
図１６：この図面は、成長受容槽内の人工土台を通過するあるいは接近する水を導く廃水の主流、流れ、下側流れおよび乱流の重要な役割を図式的に描写する。
【００７４】
図１７：ＣＡＳ機構のモジュール化および応用を図示する一つの実施態様の例。各システム自身、例えば、平行する形状の一つあるいはそれ以上の副システムからなる。
７８：通常目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための通常の環境形状。
７９：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ａ。
８０：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｂ。
８１：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｃ。
８２：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ａ。
８３：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｂ。
８４：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｃ。
８５：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ａ。
８６：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ｂ。
８７：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ｃ。
【００７５】
図１８：ＣＡＳ機構のモジュール化および応用を図示する一つの実施態様の例。この実施態様は数多くの人工土台が一つのシステム内に設置され、一方次の一連の異なる人工土台が前のシステムの下流に位置する次のシステムに位置付けられることが上記と異なる。
８８：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ａ。
８９：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ｂ。位置ＡとＢは一つの単独のシステム内に適合している。一つの単独のシステム内に二つの組の人工土台から成立。
９０：一つのシステム内の一連の隣接して位置付けられた人工土台からなる位置Ｃ。位置Ｃで局所の相互反応は自己有機体化の成果となる操作である。
９１：通常目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための通常の環境形状。
９２：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ａ。
９３：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｂ。
９４：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｃ。
９５：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ａ。
９６：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｂ。
９７：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｃ。この群体は成長する副群体が相互に反応する一連の土台に広がって分布する。
９８：矢印は上流の群体ＡとＢおよび下流の群体Ｃとの間の相互反応を象徴する。群体ＡとＢの性質は、ＣＡＳに従って適応しそしてその結果として特別に目標とする性質を示す群体Ｃに影響する。
【００７６】
図１９：
９９：Ｓｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケットのフラクタル模様（またＳｉｅｒｐｉｎｓｋｉとも翻訳される）。
【００７７】
図２０：
１００：単純化したＳｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケット模様。
１０１：人工土台を通過する最大の流れの象徴化。
１０２：人工土台を通過し、土台の小さい開口を通過する小さい流れの象徴化。
【００７８】
図２１：システム内の選択された必須環境パラメーターによりモジュール化された野生の混合培養の制御された藻の成長の実施例。これらの群体は望ましい微生物（例えば、珪藻植物門）の種組成体（例えば、フラギラリア属）からなる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】成長受容槽を通す成長媒体の連続流を説明する説明図である。
【図２】微生物の自然でそして種々の群体による人工土台の接種を説明する説明図である。
【図３ａ】微生物群体の組成体を調整するための環境変数の制御を説明する説明図である。
【図３ｂ】微生物群体の組成体を調整するための環境変数の制御を説明する説明図である。
【図４】微生物群体の空間位置を説明する説明図である。
【図５】群体を統合する工程そして変化する条件および／あるいは要求に応えるフィードバック、ショートカットそして速い出口の応用を図示する説明図である。
【図６】人工土台の引き出しを図示する図面を説明する説明図である。
【図７】人工土台から微生物群体を分離する詳細図式を説明する説明図である。
【図８】本発明の一つの可能な実施態様。養魚施設からの排水の浄化および浄化した水と養魚施設で成長したバイオマスの両方の循環を説明する説明図である。
【図９】本発明の一つの可能な実施態様であり、家庭廃水のための廃水処理施設からの流出水の微生物群体による三次処理を説明する説明図である。
【図１０】廃水が流れる配管をともなう三層の原型を説明する説明図である。
【図１１】廃水が上部から底に流れる多層多段構造を説明する説明図である。
【図１２】廃水が流れる配管をともなう傾斜しそして多層の原型を説明する説明図である。
【図１３】配管システムを連結する詳細図面である。
【図１４】配管システム内の人工土台の位置付けの詳細図面を説明する説明図である。
【図１５】廃水流を動かすため重力を利用する多段成長受容槽をもつ原型を説明する説明図である。
【図１６】この図面は、成長受容槽内の人工土台を通過するあるいは接近する水を導く廃水の主流、流れ、下側流れおよび乱流の重要な役割を図式的に描写する図である。
【図１７】ＣＡＳ機構のモジュール化および応用を図示する一つの実施態様の例を説明する説明図である。
【図１８】ＣＡＳ機構のモジュール化および応用を図示する一つの実施態様を説明する説明図である。
【図１９】Ｓｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケットのフラクタル模様などを説明する説明図である。
【図２０】単純化したＳｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケット模様などを説明する説明図である。
【図２１】システム内の選択された必須環境パラメーターによりモジュール化された野生の混合培養の制御された藻の成長の実施例を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１：付随する光源、人工的あるいは自然。
１ａ：付随する光源。
２：微生物ための成長媒体に供給する流入水源。
２ａ：流入水。
３：種々の手段で添加される栄養源。
３ａ：付加する栄養素。
４：流出水、本発明による工程後の排水。
５：Ｔ０、時間０、本発明の新たな開始あるいは新たに挿入される人工土台（９）の新たな開始時間の開始点。
６：Ｔ１、時間１、人工土台（９）に成長した微生物を収穫する最初の時間点。
７：流出水（４）のいろんなさらなる応用。
８：（５）と（６）の間の人工土台（９）上の微生物の集団化および次の成長の工程。
９：人工土台、人工土台は成長媒体に完全にあるいは部分的に浸漬され、その上に微生物が付着されそして増殖するいろんな基板。
１０：人工土台上側あるいは横切って流れる連続水流。
１１：成長受容槽。
１２：領域の種（しゅ）のプール。
１３：連続種の雨。
１４：人工土台を成功的に集団化しそしてこれらの環境により自然に選択された微生物の群体。
１５：（８）と同じ工程で、その間、群体の組成体、生産性、多様性を活動的に調整するための種々の環境変数を付加的に管理する工程。
１６：（１５）に対する要求と一致して成長受容槽内の環境変数を実際に管理するめに採用される全てのおよびいずれかの手段あるいは器具。
１７：Ｐ０空間位置０。
１８：Ｐ１空間箇所１。
１９：ＰＮ成長媒体の流れ内の与えられたいずれかの次の空間箇所。
２０：空間箇所０の群体。
２１：空間箇所１の群体。
２２：空間箇所Ｎの群体。
２３：位置Ｎ。
２４：位置Ｎ＋１２。
２５：与えられた一連の群体の、しかし制限されないが、多様性、優越性、組成体、化学特性の濃度・・・のような特性で人工土台上および空間位置Ｎで成長する微生物群体。
２６：空間位置Ｎ＋１での微生物群体は空間位置ＮとＮ＋２での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
２７：空間位置Ｎ＋２での微生物群体は空間位置Ｎ＋１とＮ＋３での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
２８：空間位置Ｎ＋３での微生物群体は空間位置Ｎ＋２とＮ＋４での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
２９：空間位置Ｎ＋４での微生物群体は空間位置Ｎ＋３とＮ＋５での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３０：空間位置Ｎ＋５での微生物群体は空間位置Ｎ＋４とＮ＋６での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３１：空間位置Ｎ＋６での微生物群体は空間位置Ｎ＋５とＮ＋７での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３２：空間位置Ｎ＋７での微生物群体は空間位置Ｎ＋６とＮ＋８での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３３：空間位置Ｎ＋８での微生物群体は空間位置Ｎ＋７とＮ＋９での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３４：空間位置Ｎ＋９での微生物群体は空間位置Ｎ＋８とＮ＋１０での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３５：空間位置Ｎ＋１０での微生物群体は空間位置Ｎ＋９とＮ＋１１での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３６：空間位置Ｎ＋１１での微生物群体は空間位置Ｎ＋１０での群体と少なくとも一つの関係する変数で異なる。
３７：後の空間位置から前の空間位置への成長媒体のフィードバックの一つの可能な実施例。
３８：前の空間位置から後の隣接していない空間位置への成長媒体の流れのショートカットの一つの可能な実施例。
３９：成長媒体が流出液として排出される通常の出口位置。
４０：成長媒体を流出液として成長媒体の通常の排出出口（３９）より他の位置から抜き出すあるいは排出する速い出口の一つの実施例。
４１：微生物群体が成長しそしてそれが収穫される群体の発育の時期に到達した人工土台。
４２：連続水流が引き出し手順の間、停止される必要はない。
４３：人工土台は人工土台が取り付けられている荷台の取っ手をもつかあるいは直接人工土台の取っ手をもつことにより人工土台を引き出す。
４４：置き換え器具。
４５：置き換え器具は連続流れを中止することなく成長受容槽内に人工土台を挿入する。
４６：新しいあるいは循環人工土台。
４７：微生物群体の二段階の収穫手順。
４７ｂ：人工土台をともなう荷台は処理受容槽（４９）に運搬され設置される。
４７ｃ：荷台は成長媒体と異なるあるいは異ならない他の液体媒体（例えば、化学組成体）に浸漬される。
４７ｄ：代わりに一段階の収穫手順がバイオマスが収穫機械で予備処理なしで工程に直接入り、そして事前処理なしになされる。
４８：微生物の実際の収穫工程。
４９：処理受容槽。
５０：希望する処理の後、人工土台になお付着するバイオマスをともなう荷台は引き出し器具（５３）によって引き出される。
５１：人工土台をともなう荷台は収穫器具（５２）に運搬されそしてその内に設置される。
５２：収穫器具は人工土台から微生物のバイオマスを分離する。また（４８）を参照。
５３：取り出し器具。
５４：収穫器具あるいは機械。
５５：微生物群体をともなって成長した人工荷台は引き出し器具の手段によって収穫器具に運ばれる。
５６：人工荷台は収穫器具内に挿入される。
５７：人工土台からバイオマスの除去後、収穫液体（もし使用されたら）は排出される。
５８：もし使用されたら、収穫液体は集められる。
５９：収穫液体は排出される。
６０：収穫液体は、例えば、収穫器具に循環される。
６１：微生物群体のバイオマスは人工土台から分離される。
６２：バイオマスは重力で底に沈澱する。
６３：分離の後、人工荷台は収穫機械から引き出される。これは引き出し器具によりなされる。
６４：人工荷台は成長受容槽へ拒絶されるかあるいは戻される。
６５：分離されたバイオマスは沈澱の後、収穫機械から取り出される。
６６：分離後のバイオマス。
６７：バイオマスはさらに工程にはいる。
６８：魚の飼料の工程にはいるバイオマス。
６９：排出する流出液。
７０：二次処理流体として流出液を利用。
７１：魚の養殖施設で魚の成長に流出液を利用。
７２：魚の養殖施設。
７３：廃水は魚の養殖施設から排出される。
７４：魚の養殖施設の廃水は本発明の流入水としての利用に集められる。
７５：種々な最終製品の工程への微生物。
７６：家庭廃水からの廃水処理施設。
７７：７６の流出水は集められそして本発明の流入水として利用される。
７８：通常目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための通常の環境形状。
７９：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ａ。
８０：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｂ。
８１：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｃ。
８２：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ａ。
８３：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｂ。
８４：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｃ。
８５：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ａ。
８６：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ｂ。
８７：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ｃ。
８８：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ａ。
８９：局所の相互反応が自己有機体化の成果となる操作をされる位置Ｂ。
９０：一つのシステム内の一連の隣接して位置付けられた人工土台からなる位置Ｃ。
９１：通常目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための通常の環境形状。
９２：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ａ。
９３：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｂ。
９４：もっと特別に目標とする群体内にＣＡＳを自己有機体化するための特別な生産性を考慮した特別な環境副形状Ｃ。
９５：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ａ。
９６：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｂ。
９７：目標とする性質をもつ特別の群体の成果Ｃ。
９８：矢印は上流の群体ＡとＢおよび下流の群体Ｃとの間の相互反応を象徴する。
９９：Ｓｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケットのフラクタル模様（またＳｉｅｒｐｉｎｓｋｉとも翻訳される）。
１００：単純化したＳｅｒｐｉｅｎｓｋｉガスケット模様。
１０１：人工土台を通過する最大の流れの象徴化。
１０２：人工土台を通過し、土台の小さい開口を通過する小さい流れの象徴化。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開放でそして連続するシステム内で微生物の成長のための工程であって、自然の、多様なそして異種な微生物群体が自律的に反応し、自己有機体化しそして変化する環境に適応する生息環境を前記システム内で創る手段によってさらに特徴付けられる工程。
【請求項２】
前記手段が付着した微生物群体が人工土台の上に成長することによって提供される少なくとも一つの前記土台を含む請求項１に従う工程。
【請求項３】
流体の流れがシステム内で連続的に維持されていることを特徴とする請求項１、２に従う工程。
【請求項４】
前記流体が廃水の流れである請求項１から３に従う工程。
【請求項５】
人工土台が水流の流れにおいて人工土台そして土台に付着した微生物群体を通すかあるいは近づくよう流れを位置付けられることをさらに特徴とする請求項２に従う工程。
【請求項６】
微生物群体がシステム内の異なる位置に別々に存在することを特徴とする請求項１から５に従う工程。
【請求項７】
一つあるいはそれ以上の環境変数がシステム内の個々のおよび全部の位置において微生物群体の少なくとも一つの特性を管理するために制御される請求項１から６に従う工程。
【請求項８】
請求項１から７に定義した工程の段階からなる微生物生産のための工程であって、土台を支持する荷台を引き出すための引き出し器具の手段によって微生物群体を収穫する段階をさらに含む工程。
【請求項９】
請求項１から８に定義した工程の段階を含むバイオマス生産のための工程。
【請求項１０】
微生物および／あるいはバイオマスの生産に使用するための引き出し器具であって、前記器具は人工土台が取り付けられる荷台を含むことを特徴とする収穫器具に人工土台を運搬する手段をもつ引き出し器具。
【請求項１】
開放でそして連続するシステム内で微生物の成長のための工程であって、自然の、多様なそして異種な微生物群体が自律的に反応し、自己有機体化しそして変化する環境に適応する生息環境を前記システム内で創る手段によってさらに特徴付けられる工程。
【請求項２】
前記手段が付着した微生物群体が人工土台の上に成長することによって提供される少なくとも一つの前記土台を含む請求項１に従う工程。
【請求項３】
流体の流れがシステム内で連続的に維持されていることを特徴とする請求項１、２に従う工程。
【請求項４】
前記流体が廃水の流れである請求項１から３に従う工程。
【請求項５】
人工土台が水流の流れにおいて人工土台そして土台に付着した微生物群体を通すかあるいは近づくよう流れを位置付けられることをさらに特徴とする請求項２に従う工程。
【請求項６】
微生物群体がシステム内の異なる位置に別々に存在することを特徴とする請求項１から５に従う工程。
【請求項７】
一つあるいはそれ以上の環境変数がシステム内の個々のおよび全部の位置において微生物群体の少なくとも一つの特性を管理するために制御される請求項１から６に従う工程。
【請求項８】
請求項１から７に定義した工程の段階からなる微生物生産のための工程であって、土台を支持する荷台を引き出すための引き出し器具の手段によって微生物群体を収穫する段階をさらに含む工程。
【請求項９】
請求項１から８に定義した工程の段階を含むバイオマス生産のための工程。
【請求項１０】
微生物および／あるいはバイオマスの生産に使用するための引き出し器具であって、前記器具は人工土台が取り付けられる荷台を含むことを特徴とする収穫器具に人工土台を運搬する手段をもつ引き出し器具。
【図１】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公表番号】特表２００９−５２９３４１（Ｐ２００９−５２９３４１Ａ）
【公表日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５８７２３（Ｐ２００８−５５８７２３）
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／００２２９０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１０４５６４
【国際公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【出願人】（５０８２７８４９１）エスビーエイイー インダストリーズ エヌブイ (1)
【氏名又は名称原語表記】ＳＢＡＥ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ ＮＶ
【住所又は居所原語表記】Ｏｏｓｔｍｏｅｒ ２２Ａ，Ｂ−９９５０ Ｗａａｒｓｃｈｏｏｔ （ＢＥ）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／００２２９０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１０４５６４
【国際公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【出願人】（５０８２７８４９１）エスビーエイイー インダストリーズ エヌブイ (1)
【氏名又は名称原語表記】ＳＢＡＥ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ ＮＶ
【住所又は居所原語表記】Ｏｏｓｔｍｏｅｒ ２２Ａ，Ｂ−９９５０ Ｗａａｒｓｃｈｏｏｔ （ＢＥ）
【Ｆターム（参考）】
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