用于培养藻类和/或微生物以处理排放物的设备和生物外墙
阅读：488发布：2020-06-08
专利汇可以提供用于培养藻类和/或微生物以处理排放物的设备和生物外墙专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及处理排放物和/或，例如，使得 建筑物 外墙能产生通过光合作用获得的 生物 化学一次 能源 的设备。本发明更具体而言涉及这样的设备，其包括：用于在 水 性培养基中培养藻类和/或 微生物 的容器；藻类和/或微生物培养物供应装置；将排放物注入到所述藻类和/或微生物的装置，所述排放物来自建筑物；调节藻类和/或微生物培养物 温度 的装置；从建筑物回收排放物和将该排放物注入到藻类和/或微生物培养物中的排放物回收装置；和任选地用于促进藻类和/或微生物培养物生长的光照系统。本发明的装置可以用于产生 生物 燃料 、有机分子、化合物和蛋白。因而获得的 生物燃料 可以由油质 生物质 组成，例如可以直接用于热电厂或可以通过高温分解转化为 煤 或生物石油的生物质。本发明还使得可能实施整合到在建或现有的现代或旧建筑物的外墙的新生物外墙和 生物反应器 。，下面是用于培养藻类和/或微生物以处理排放物的设备和生物外墙专利的具体信息内容。
1.处理排放物和/或产生生物质的设备，其包含：
-用于在水性培养基中培养藻类和/或微生物的容器，
-提供所述藻类和/或微生物培养物的装置，
-将排放物注入到所述藻类和/或微生物培养物中的装置，所述排放物来自建筑物，-调节所述藻类和/或微生物培养物温度的装置，
-任选地有利于藻类和/或微生物培养的光照，和
-回收从建筑物排出的所述排放物的装置，从而将所述排放物注入到所述藻类和/或微生物培养物中，
其中，用于培养所述藻类和/或微生物的所述容器位于两个表面之间，即，构成双层外板的建筑物表面与外表面之间，
其中，所述设备还包括加热所述藻类和/或微生物培养物的装置，所述加热所述藻类和/或微生物培养物的装置是从建筑物回收热能的装置，
其中，所述设备还包括冷却所述藻类和/或微生物培养物的装置，所述冷却所述藻类和/或微生物培养物的装置是从建筑物回收冷能的装置，
其中，所述从建筑物回收热能的装置和所述从建筑物回收冷能的装置是所述建筑物的同一双层外板，所述双层外板由所述建筑物表面和所述外表面限定。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述排放物是气体排放物或液体排放物。
3.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述容器是透光的容器，培养在其中的藻类对所述光敏感，并且进一步包括发光或背光装置。
4.如权利要求1或2所述的设备，其中所述藻类和/或微生物培养容器为选自以下的形式：圆筒、扁管、沿其长度起皱的管、中空板、球体、立方体、具有圆边的直角平行六面体、螺旋体或袋。
5.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备还包括支撑藻类和/或微生物培养容器的加固结构，所述加固结构能够固定在所述建筑物上。
6.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备还包含至少一个通道，所述通道能作为所述藻类和/或微生物培养容器的支撑物或作为维护人员通向所述藻类和/或微生物培养容器的装置。
7.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述生物质是能够转化为煤或生物石油的生物质。
8.如权利要求1或2所述的设备，其中所述设备整合到建筑物的结构中或附着于所述建筑物。
9.如权利要求1或2所述的设备，其中所述建筑物是工业建筑物和/或办公室和/或住宅和/或农业建筑物和/或混合用途的建筑物。
10.如权利要求1或2所述的设备，其中所述设备还包括回收通过藻类和/或微生物培养而形成的生物质的装置。
11.如权利要求1或2所述的设备，其中所述设备还包括从所述藻类培养容器排水的系统。
12.如权利要求1或2所述的设备，其中所述设备还包括一个或多个下述控制和调节藻类培养的装置：控制藻类和/或微生物供应的装置、控制注入待处理的排放物的装置、控制温度的装置、控制pH的装置和控制所述藻类和/或微生物光照系统的装置。
13.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述培养容器的倾角在0°至90°之间。
用于培养藻类和/或微生物以处理排放物的设备和生物外
墙
发明领域
[0001] 本发明涉及用于处理排放物和/或例如，使得建筑物外墙(building frontage)能产生通过光合作用获得的一次生物化学能源的设备。本发明的设备能够用于产生生物燃料、有机分子、化合物和蛋白。
[0009] 不幸的是，这些系统非常昂贵，难以实施，特别是在现有建筑物中，需要复杂的维护，其本身代价较高，并且使用诸如过滤器产生其他污染物质。对于利用植物的系统，也存在植物的更新和维护问题，这是复杂的并需要大量劳动且难以自动化。
[0010] 因此，确实需要能克服现有技术的这些缺点、不利和障碍的系统。
[0011] 发明概述
[0012] 本发明特别设计为应对上述需求和现有技术的不利。本发明更具体而言涉及设备，其包括：
[0013] -用于在水性培养基(aqueous medium)中培养藻类和/或微生物的容器，[0014] -藻类和/或微生物培养物供应装置，
[0015] -将排放物注入到所述藻类和/或微生物培养物中的装置，其中所述排放物来自建筑物，
[0016] -调节藻类培养物温度的装置，
[0017] -连接排放物来源的建筑物与所述注入装置的装置，后者的功能是将来自所述建筑物的排放物引导到注入装置，和
[0018] -任选地用于促进藻类和/或微生物培养物生长的光照系统。
[0019] 本发明还意图展示该设备如何用于处理排放物和/或产生生物质。
[0020] 根据本发明，“建筑物”是指用于容纳人、动物或物品的任何结构。例如，其可以是工地(construction)、工业建筑物和/或办公室和/或住宅和/或农业建筑物，例如住宅、建筑物，热电厂和/或地下工程结构，例如，用于车辆交通和/或铁路交通的地下基础设施，例如高速公路隧道(motorway tunnel)、地下铁路隧道、停车场、隧道、地下公路网、混凝土面下的区域(area under slabs)、转变为人或动物或培养物栖息地或待用于工业或贮藏目的的洞穴或岩穴。
[0021] 根据本发明，排放物可以是例如气体排放物或液体排放物。
[0022] 根据本发明，“液体排放物”是指仅一种排放物或液体排放物的混合物。例如，其可以是来自建筑物的污染的液体和/或溶液。液体排放物可以因人类使用而污染。例如，其可以是来自盥洗室的废水，含有污染物和污染物质的液体，所述污染物例如诸如铅，镍的金属，所述污染物质诸如硝酸盐和盐。
[0023] 本发明尤其允许再处理污染的液体排放物，例如上文所述的那些，例如，具有金属、盐、化学物质以及例如可能从建筑物排放的其他污染物质的排放物。
[0024] 根据本发明，液体排放物或液体排放物混合物的处理可以由以下组成，例如，排除，换而言之，从液体排放物提取至少一种污染物质，污染物，例如诸如铅、镍的金属，硝酸盐，盐和任何污染物质。例如，其可以由以下组成：使液体排放物脱盐和/或使处理的液体更新。可以根据选择的藻类和/或微生物进行处理。根据本发明，可以根据待处理排放物的所需处理选择藻类和/或微生物。
[0025] 在本文中，“气体排放物”是指一种气体排放物或气体排放物的混合物。其可以是来自建筑物的任何污浊空气或来自建筑物的任何污浊空气混合物。气体排放物可以是以下引起的污浊空气：人类使用，建筑物或建筑物环境中的车辆交通，所述建筑物如一个停车场或数个停车场，所述建筑物周围环境如隧道、地下公路网、混凝土面下的区域，工业生产，来自建筑物加热源的空气，尤其是柴油和汽油。根据本发明，气体排放物可以是包含例如CO2、二氧化氮或污浊空气的气体，这些气体由人类使用、建筑物(停车场)中的车辆交通、铁路交通或建筑物环境(隧道、地下公路网、混凝土面下的区域)、工业生产导致的。
[0027] 根据本发明，排放气体的处理可以由以下组成，例如，排除，换而言之，从CO2和/或NO2提取气体排放物。方便的是，藻类能将CO2和/或NO2转化成氧，氧例如能够更新建筑物的空气或或可被驱散。它们可以是上文提到的那些气体之外的气体，并且也可以由这些气体中存在的微粒和尘埃组成。所述处理可以是所选的藻类和/或微生物的功能。同样，可以根据待处理的排放物来选择藻类和/或微生物。
[0028] 根据本发明，为了从一个或多个建筑物和/或从一个或多个地下工程工厂回收排放物，以注入藻类培养物中，可以使将排放物注入到藻类和/或微生物培养物中的装置与回收所述待处理的排放物的装置相连，所述地下工程工厂例如用于车辆交通和铁路交通的地下基础设施，例如高速公路隧道、地铁隧道。方便的是，本发明允许通过使本发明所用的上述装置与建筑物连接来处理建筑物的污浊空气或污染的液体。
[0029] 根据本发明，回收所述排放物的装置可以选自建筑物的鼓风机、抽吸泵、通风回路、空气调节系统、空气过滤系统。可以使用能回收待处理的排放物的任何装置。该回收装置例如可以是运输来自例如一个建筑物或数个建筑物，例如一个或多个热电厂或类似于上文提到的那些建筑物的任何其它建筑物的排放物的管道。当然，为了使排放物与正在培养的藻类和/或微生物接触，使该回收装置与注入装置连接，所述藻类和/或微生物被设计成代谢排放物中的污染物质和/或不需要的成分，进而消除它们，所述污染物质和/或不需要的成分例如为气体成分，例如CO2和/或NO2。
[0030] 根据本发明，用于培养藻类和/或微生物的容器可以是本领域技术人员已知的任何容器。例如所述容器的形式可以选自管、圆筒、扁管、沿其长度和宽度起皱的管、中空板、球体、立方体、长方体(parallelepiped rectangle)、螺旋体、具有圆边的长方体、无锐边的中空形或袋。在建筑学领域的词汇表中，术语“管”还涵盖所有可能的结构，只要是中空的就行。优选地，根据本发明，所述中空形没有锐边。同样，在本文中，“管”是指可以容纳藻类和/或微生物培养物的任何形式的容器，包括管或中空的板。例如，它可以是非常小的袋，例如乙烯四氟乙烯(ETFE)袋；例如，平行六面体形状的、优选具有圆边的玻璃外形，玻璃外形中的中空板优选用于培养藻类和/或微生物。该容器实际上形成了培养藻类和/或微生物的反应器。因此，可以使用适于培养藻类的任何形状。
[0031] 优选地，用于培养藻类和/或微生物的容器形状是具有圆边的中空长方体，例如具有内边和可能的外边的中空板，其是圆的或者是管。有利的是，培养装置没有锐边。实际上，边的不存在防止藻类和/或微生物积累和/或结垢，而这在带锐边的容器中在由这些边所形成的凹处层面可观察到。
[0032] 根据本发明，所述容器应该优选透光的容器。例如，其可以是玻璃外形的容器、聚碳酸酯或树脂玻璃管。容器自然具有内壁。当培养的藻类或微生物需要光来生长和/或处理排放物时，特别优选透光的容器，并且所述光是自然光。
[0033] 根据本发明，容器的厚度，即容器的壁可以为5cm-60cm，优选15-20cm。事实上，能确保填充了培养基和藻类和/或微生物的容器结实的任何厚度均可以。本领域技术人员容易确定该厚度。
[0034] 根据本发明，容器的高度例如可以为1-10m，优选2-8.5m。事实上，可以使用任何高度，只要它是可构成的。
[0035] 根据本发明，当容器横向时，容器的长度例如可以等于建筑物的长度和/或等于建筑物的宽度，例如100米。
[0036] 方便的是，当容器横向时，其可以例如作为盘绕物或螺旋物置于建筑物周围和/或建筑物之上。
[0037] 当容器在横向或倾斜时，其可以置于建筑物的顶部。顶部坡度可以控制容器的倾斜度。
[0038] 根据本发明，容器可以包括可以安置或嵌入灯和/或背照灯(back-light)的加固物。例如，容器可以被成形为横截面为肾形的碗状，灯可被嵌入肾形碗的凹处。可以设计多个凹处或起伏来容纳人工光照系统，由此为培养的藻类和/或微生物提供其生长和/或处理排放物所需要的光。它还可以是人工光照系统。
[0039] 根据本发明，当培养容器是管或中空板时，所述管或中空板由于与以上提到的那些相同的原因也是透光的，因为藻类和微生物对光是敏感的。这有利地允许藻类和/或微生物得益于天然和/或人工光，进行新陈代谢，尤其是光合作用，尤其为了处理排放物。如以上所提到的，容器可以例如是管或玻璃板、管或聚碳酸酯树脂玻璃板或适于实施本发明的任何其它材料。
[0040] 根据本发明，当它是管时，该管的外径可以例如是20-100cm，优选40-80cm。例如，厚度可以是上文提到的那些。
[0041] 根据本发明，例如，管的高度可以为1-10m，优选2-8.5m。通常应用的高度与上面提到的容器上的高度相同。
[0042] 根据本发明，例如，诸如管或板的容器可以是多层的。例如，其从外向内可以同轴地包括外层、中层和内层，并且还包括光照或背照光系统(back-lighting system)。例如，当环境无法提供足够的光或用户希望刺激藻类和/或微生物培养物时，所述背照光由于以上陈述原因为培养物照明。
[0043] 层是指两个容器，例如，同轴即彼此以容器的轴向放置的管或板之间产生的空间，例如管或板，其是平行的并在容器之间留有空间，例如管或板。同轴的是指容器，例如管或板。同轴的是指一个或多个容器，例如置于一个或多个其它管中的管或板。
[0044] 层因此由诸如管和/或板的容器的壁区分。容器的构造即其所用的形状和所用的材料可以相似或不同。同轴容器之间的间距产生由容器的壁界定的空间。该空间依赖于同轴放置的每一个容器的直径，优选纵向。
[0045] 优选地，与培养基接触的培养容器表面是抑制或防止任何污垢的表面，尤其是抑制或防止藻类和/或微生物在该表面上结垢。例如，其可以是先前用抗结垢化学产品处理的表面。
[0046] 容器例如可以是竖直的、水平的或倾斜的容器。例如，容器可以倾斜0-90°。优选地，容器应该是竖直的或水平的容器。例如，其可以是管或中空板或上面提到的任何其它形状，竖直的或非竖直的，例如，容器，例如管或其它容器的倾斜度可以是竖直的或水平的，例如，0-90°。
[0047] 根据本发明，促进藻类和微生物培养的光照系统是指例如从光照源发出的诸如日光或人工光的自然光照，以产生足够培养藻类和/或微生物的日光或波长。
[0048] 根据本发明，光照源可以是独立于藻类和/或微生物培养物的来源，从而外添加或取代太阳的自然光照。根据本发明，例如，可以通过一个或多个荧光灯管、发光二极管(LED)、通过一个或多个石英卤素灯来进行光照。优选地，通过所选的光波长在430-660nm，优选等于430nm或660nm的一个或多个荧光灯管、发光二极管、通过一个或多个石英卤素灯来进行光照。所述光照可以是装饰性的和/或依赖藻类和/或微生物及其生长和/或处理排放物的需要。
[0049] 光照源可以置于同轴布置的容器所产生的空间中，例如，管和/或中空板。其还可以置于和/或附着于另一表面，例如建筑物外墙和/或来自建筑物本身的表面。例如，当使用两个容器时，例如，同轴放置的管或板，一个放置在外面，另一个放置在里面，背光可以置于里面的容器中，或置于外面的容器和里面的容器所产生的空间中，以便保护培养基的光照。
[0050] 根据本发明，例如，藻类可以选自绿藻纲(Chlorophyceae)、小球藻属(Chlorella)、缺刻缘绿藻(Parietochloris incise)、硅藻属(Diatoms)、双眉藻(Amphora sp.)、菱形藻(Nitzchia sp.)、角毛藻(Chaetoceros sp.)、金藻纲(Chrysophyceae)(金褐藻)。实际上，方便的是，根据本发明，任何类型的藻类都是合适的，只要其为了本发明的目的能够被培养并且能够处理排放物。方便的是，其可以是能产生生物柴油的一种微藻或微藻混合物。
[0051] 根据本发明，所述微生物可以选自例如，细菌、酵母、真菌。方便的是，根据本发明，可以使用任何类型的微生物，只要其为了本发明的目的能够被培养并且能够处理排放物。优选地，所述微生物应是细菌。优选地，所述细菌应是蓝细菌(蓝绿藻)。优选地，所述蓝细菌应该选自盘状螺旋蓝细菌(Spirulina platensis)、色球藻目管孢藻属(Chroococcales Chamaesiphon)、色球藻目粘杆藻属(Chroococcales Gloeabacter)、色球藻目聚球藻属(Chroococcales Synechococcus)、色球藻目薄甲藻属(Chroococcales Glocothece)、色球藻目蓝杆藻属(Chroococcales Cyanothece)、色球藻目粘球藻属(Chroococcales Gloecocapsa)、色球藻目集胞藻(Chroococcales Synechoexstis)、宽球藻目皮果藻属(Pleurocapsales Dermocarpa)、宽球藻目酒球藻属(Pleurocapsales Xenococccus)、宽球藻目小皮果蓝藻属(Pleurocapsales Dermocarpella)、宽球藻目粘囊藻属(Pleurocapsales Myxosarcina)、宽球藻目拟色球藻属(Pleurocapsales Chroococcidiopsis)、颤藻目螺旋藻属(Oscillatoriales Spirulina)、颤藻目节旋藻属(Oscillatoriales Arthrospira)、颤藻目颤藻属(Oscillatoriales Oscillatoria)、颤藻目鞘丝藻属(Oscillatoriales Lyngbya)、颤藻目假鱼腥藻属(Oscillatoriales Pseudanabaena)、颤藻目斯塔尔氏蓝藻属(Oscillatoriales Starria)、颤藻目发毛针藻属(Oscillatoriales Crinalium)、颤藻目微鞘藻属(Oscillatoriales Microcoleus)、念珠 藻目 鱼 腥藻 属(Nostocales Anabaena)、念珠 藻目 束丝 藻属 (Nostocales Aphanizomenon)、念珠藻目节球藻属(Nostocales Nodularia)、念珠藻目柱孢藻属(Nostocales Cylindrospermum)、念珠藻目、念珠藻目伪枝藻属(Nostocales Scyytonema)、念珠藻目眉藻属(Nostocales Calothrix)、真枝藻目拟绿胶蓝细菌属(Stigonematales Chlorogloecopsis)、真枝藻目飞氏藻属(Stigonematales Fischerella)、真枝藻目真枝藻属(Stigonematales Stigonema)、真枝藻目Geitleria(Stigonematales Geitleria)、原绿藻科纲原绿藻属(Plochloraceae Prochloron)。
[0052] 利用本领域技术人员已知的任何合适的方式均可以实现藻类和/或微生物的培养。根据本发明，优选地，可以根据一种藻类或多种藻类来选择培养基，以促进最佳培养，优选地并促进以上所有藻类的最佳代谢，用于处理排放物，例如，气体排放物。可以在培养过程中对藻类施压，以便提高它们处理气体或液体排放物的功效。根据本发明，优选地，可以根据一种微生物或多种微生物来选择培养基，以促进最佳培养，优选地并促进以上所有微生物的最佳代谢，用于处理排放物，例如，气体排放物。可以在培养过程中对微生物施压，以便提高它们处理气体或液体排放物的功效。
[0053] 很多培养基都可以从互联网和专门的工厂获得。根据本发明，优选在水性培养基中培养。例如，可以借助化学分子产生压力。本领域技术人员应当了解这些技术和分子。
[0054] 根据本发明，例如，藻类和/或微生物培养物的供应装置可以由自动泵、调节藻类供应的装置和供给贮存器(supply reservoir)组成。可以使用确保藻类培养的任何其它合适的装置。所有这些装置都是本领域技术人员确保藻类和/或微生物连续培养而常规使用的那些装置。
[0055] 根据本发明，例如，调节藻类和/或微生物培养物温度的装置可以由恒温器或用于控制温度和反应以防温度发生不必要的改变的任何其它合适的装置组成。
[0056] 根据本发明，本发明的设备还可以包括控制培养容器周围温度的装置。这些控制装置可以与加热和/或冷却装置连接。
[0057] 根据本发明，用于加热藻类和/或微生物培养物的装置可以选自，例如，用于从建筑物回收热能的装置、用于回收外部热能的装置、用于回收太阳热能的装置、用于回收热能(calorific energy)的装置。
[0058] 例如，用于回收外部热能的装置可以由热泵组成；用于从建筑物回收热能的装置可以由双层外板(double skin)组成，所述双层外板包括置于建筑物外墙前面的外饰面(exterior covering)。
[0059] 根据本发明，用于冷却藻类或微生物培养物的装置可以选自，例如，从建筑物回收冷能的装置、回收外部冷能的装置、制冷装置，例如，空气调节装置。例如，回收外部冷能的装置可以由热泵组成。回收外部冷能和/或从建筑物回收冷能的装置可以由以下组成，例如，包含置于建筑物外墙前面的外饰面的双层外板。
[0060] 根据本发明，冷却和加热装置可以是相同的，例如，双层外板。
[0061] 根据本发明，双层外板或双层墙(double wall)的外饰面可以是透明的，并且可以包括气孔(air vent)，所述双层外板优选固定在建筑物外墙上并与之平行。所述双层外板的外饰面可以由以下组成，例如，玻璃表面、ETFE表面、由木制品并抛光、木制品和钢、金属、不锈钢、镀锌钢、尼龙或碳筛形成的表面。培养藻类和/或微生物的容器可以方便地置于所述建筑物外墙和所述外饰面之间。气孔允许双层外板或双层壁的外饰面和建筑物外墙之间的空间通风。
[0062] 根据本发明，所述双层外板的外饰面优选是防水的，优选地，为了保护培养藻类的容器免于温度变动，所述外饰面能限制来自外部的空气通过和/或气流，尤其在冬天。
[0063] 根据本发明，所述双层壁或双层外板可以方便地在建筑物周围形成气腔(air cavity)和/或限制建筑物散发的热能和/或冷能，因此，所述装置能利用建筑物散发的热能和/或冷能加热和/或冷却藻类和/或微生物培养物。
[0064] 方便的是，所述双层外板还允许储存来自建筑物的热能，以便提高建筑物的热惯性(calorific inertia)，并调节培养温度。
[0065] 方便的是，本发明使得从建筑物回收热能和/或冷能，用于培养藻类和/或微生物，并且同时，由于藻类和/或微生物的培养而用于处理例如由所述建筑物产生的排放物成为可能。
[0066] 根据本发明，所述设备还可以由用于从培养的藻类回收所形成的生物质的装置组成。
[0067] 根据本发明，所述设备还可以包括培养藻类和/或微生物的容器的排水系统。该系统能全面净化本发明的容器和/或装置。如果需要，所述系统还可以允许回收所形成的生物质，以便其可以如上述被再利用。
[0068] 根据本发明，所述设备还可以由一个或数个控制和调节藻类和/或微生物培养的装置组成，如下：控制藻类供应的装置、控制注入待处理的排放物的装置、控制温度的装置、控制pH的装置、控制藻类光照系统的装置。这些装置可以由以下组成，例如，当前用于培养藻类和/或微生物，更普遍用于培养微生物的那些装置。
[0069] 根据本发明，方便的是，为了便于优化藻类和/或微生物的培养和/或排放物的处理，所述设备可以由计算机操纵。例如，所述计算机与培养藻类和/或微生物的容器上的恒温器相连，和与经安装构成本发明的设备的不同控制装置相连。
[0070] 根据本发明，本发明的设备可以连续运行，也可以间断运行。其可以日夜不间断地运行。因此，可以一直维持藻类和/或微生物的光照系统，以便使得处理排放物的培养物保持活性。
[0071] 根据本发明，方便的是，建筑物的外墙可以是栏杆(railing)。例如，栏杆可允许个体沿着设备行走、保养和维护所述设备。
[0072] 例如，栏杆可以由金属或玻璃组成。例如，其可以由金属制品和钢、金属、不锈钢、镀锌钢、尼龙或碳筛、金属棒和/或金属制品和ETFE膜组成。
[0073] 根据本发明，所述设备还可以包括加固结构，以支撑培养藻类和/或微生物的容器，例如，所述培养藻类和/或微生物的容器可以由培养藻类和微生物的管构成，所述加固装置可以固定在建筑物上。该加固结构可以固定在建筑物上、自我支撑或固定在双层外板的外饰面上。如果培养藻类的容器置于建筑物外墙上，则外墙可以支撑该容器。
[0074] 根据本发明，所述设备还可以包括至少一个通道，所述通道可用于支撑培养藻类和/或微生物的容器和/或用于支撑维护人员通向培养藻类和/或微生物的容器的装置。
[0075] 因此，根据本发明，方便的是，可以形成建筑物的真正的生物外墙，该生物外墙不仅允许处理由建筑物散发出的污染空气、隔离所述建筑物、从所述建筑物回收热能用于培养藻类和/或微生物，而且还允许产生可再利用的生物质，尤其是用在制药领域和食品加工领域中的生物燃料。例如，所述生物质可以是化合物和蛋白。
[0076] 根据本发明，方便的是，实际上可以回收并再利用由藻类和/或微生物培养所产生的生物质，尤其是作为生物燃料、化合物或药物化合物。
[0077] 所述生物质能产生油质微生物。
[0078] 根据本发明，利用本领域技术人员已知的技术可以将所述生物质转化成煤或生物石油。
[0079] 根据本发明，所述生物质可直接用于发电。例如，还可以通过管道将所述生物质运输至建筑物，例如处理厂。例如，还可以利用本领域技术人员已知的技术通过榨油或高温分解处理将所述生物质转化产生煤或生物石油。
[0080] 根据本发明，方便的是，所述设备可被整合到建筑物结构中或加到建筑物上。
[0081] 因此，本发明使得建筑物外墙产生利用光合作用获得的一次生化能源，尤其是生物燃料成为可能。
[0082] 方便的是，本发明使得利用气候、化学和结构条件在外墙中或沿外墙整合生化过程成为可能，这允许建筑物外墙在两个同时使用的系统之间致力于共生状态，一个系统再利用另一个系统的排放物以便产生其需要的能源。
[0083] 方便的是，可以跨越所有的建筑物表面、建筑物饰面、外墙或顶部、地下工程实施本发明，所述地下工程例如，用于车辆和铁路交通的地下结构，例如新建的或现有的高速公路隧道或地下铁路隧道。例如，表面可以是建筑物较少被利用的部分，例如建筑物的外饰面或任何其它表面或表面或建筑物的内表面。所选的用于安置本发明设备的表面优选从其基础设施的大规模开发利用的表面、高配制、易发生辐射、热发射和从建筑物的化学供应获益的表面。例如，所述表面可以是混凝土表面、抛光表面、由防水复合物和覆层(cladding)组成的表面或光电表面。最佳条件是培养所选藻类的条件。
[0084] 将表面覆盖限制到地面，本发明可以安装在任何地方，甚至可安装在人口密集的城市环境。其还可以在改造或翻新操作中应用到现有建筑物外墙上。因此，其响应于当前的办公楼改造运动，使得它们符合新的环境标准和需要。
[0085] 从建筑物的角度看，本发明可以方便地融入当前生态气候建筑物的进展。与传统的光电能源外墙相比，本发明具有能在任何方向运行的优势。
[0086] 培养藻类和/或微生物的容器可以是生物反应器。其可以安装在上文限定的那些表面上。例如，生物反应器可以位于建筑物外墙上和/或建筑物外墙前，并且可以通过外置通道来产生效果。
[0087] -方便的是，所述通道能保护藻类和/或微生物的培养免于夏天里的日光过热，[0088] -竖直的或水平的生物反应器提供额外的遮阳作用，
[0089] -双层外饰面的抛光表面的限制可以有利地避免夏天的过热，并且其还可以与用于照明房屋的表面兼容，并使所述设备不受约束，
[0090] -建筑物的惯性可以通过外墙上含水的管和/或中空板来调节热量过热而进一步改善。这些水管和/或中空板能调节藻类和/或微生物培养的温度以及参与供应藻类和/或微生物培养物。
[0091] 培养容器本身可以被认为是水容器，因此，也参与热量过热的调节。
[0092] 例如，本发明的设备还可以包括增强生物反应器热防护的装置。
[0093] 本发明的目的还有培养藻类和/或微生物的容器或诸如以上限定的生物反应器；该设备可被整合到通风的双层外墙中。该双层外墙是以下限定的双层外板。
[0094] 例如，所述生物反应器可被容纳在两个表面之间。例如，表面可以是诸如建筑物表面的“内表面”和外表面，换而言之，除了内表面之外的诸如外饰面的表面，这两个表面限定了双层外板。
[0095] 双层外板的优点如下：
[0096] -与本发明的优点相同，以及：
[0097] -温室效应，在冬天具有免费的热量增益(calorific gain)，-在夏天通过打通双层外板产生凉爽且通风的空间，
[0098] -直接回收通过过程回收的由建筑物的饰面所驱散的能量，
[0100] 双层外板的外饰面或外表面可以由以下组成，例如：
[0101] -开放的或滑动的或固定的窗户，
[0102] -水平的、竖直的或倾斜的允许光穿过的玻璃百页窗(glassjalousie)，[0103] -具有一体的通风设备的乙烯四氟乙烯(ETFE)充气式表面，
[0105] 方便的是，双层壁或双层外板可以产生允许回收过量的热量或能量的动态外墙(parietodynamic frontage)，该过量的热量或能量利用例如HP(热泵)再转化成冷能和/或热能。冬天，所述系统可用可逆热泵逆转。
[0106] 根据本发明，培养藻类和/或微生物的容器也可以置于建筑物内。
[0107] 建筑物可以是，例如，被设计成使其流通和能量消耗最小化的建筑物。
[0108] 互惠的概念是全球性的，包括全部建筑物。
[0109] 例如，外墙至外墙的通风可允许使用双外墙的空间和水团(water mass)提供的惯性对空气进行预处理或热循环。方便的是，例如，在夏天，双外墙或双层外板可以是开放大于50％的外墙：来自装置和通道的遮蔽(shade)可以限制日光增益(solar gain)，并因此调节空气。在冬天，双外墙可以是封闭的双层外板，从而允许在建筑物周围形成隔离的气腔。
[0110] 通过本发明可实现的多个目标之一是获得这样的建筑物，其：
[0111] -从储存水的角度、从遮阳和双外墙隔离空间的效果考虑，要尽量被动，[0112] -能源自主，实际上过量生产
[0113] 本发明使以下成为可能，例如：
[0114] -摆脱污染，因为生物反应器可以将二氧化碳和二氧化氮转化为氧，并例如，从硝酸盐去除铅和镍和/或使液体排放物脱盐。
[0115] -培养油质微生物以从诸如蛋白和化合物的有机材料产生能量。
[0116] 因而由本发明产生的生物质所能量产生的效率，在相同的培养表面下，比传统耕作生产等量的生物燃料的效率高130倍，在1-3天的短周期就可以收获，但对于田地耕作需要数个月。
[0117] 例如，本发明还可以产生各种感兴趣的副产品，例如，可用在制药领域中的蛋白和有机材料成分。
[0118] 本发明还可以甚至在消耗能源原材料的地方产生它们，因此，
[0119] -避免了与运输相关的任何负载损耗，
[0120] -不断地再利用燃烧废物。
[0121] 它还能再利用与能量产生有关的CO2排放物。
[0122] 此外，它可以从燃烧废物产生能量，直到其被释放进大气中。
[0123] 本发明能优化现有技术已知的生物反应器的产量和生产率，例如，来自西班牙Biopetroleo BASF的生物反应器、来自法国Samash的生物反应器、来自美国Greenfuel、Shell/Petrosun和Valcent的生物反应器、来自以色列Alguatech的生物反应器、来自新西兰Aquafl ow bionomic corporation的生物反应器，其同时供在前面的外墙表面、基础设施使用，并且在双外墙的情况下，供温度空间使用，由双外墙随意预冷或预热，并再利用热量损失和来自建筑物的气体排放物。
[0124] 本发明还有助于建筑物的热调节，从而使双外墙具有农业适合性(没有考虑净表面积)，其中定义净表面积的原则被禁止实现标准双外墙，因为它们被考虑进净表面积计算中，并且因此，它们可能不可接受地降低净表面积/总使用面积比的表面性能。
[0125] 它还有助于建筑物的热调节，通过将水团引入双外墙产生能“消除”由气候因素或与建筑物昼夜变化有关的因素导致的能量峰的高惯性。
[0127] 图1示出了本发明的实施方案。图A示出了本发明的设备的俯视图，特别是外墙(F)、置于建筑物(Bat)外墙和护栏(GC)之间的管T1。该管包含培养基(M)。图1B示出通过栓接固定在通道(C)上的外墙(F)和护栏(GC)的前视图。图C示出建筑物的横断面图，在该图上示出建筑物外墙(F)具有交替的玻璃板(glass panel)(VI)和隔热复合体(CI)、通道(C)，并且管T1通过角撑架(A)固定在主框架(primary framework)(O)的通道(C)上。
[0128] 图2示出了本发明的实施方案。图2A示出了本发明的设备的俯视图，特别是外墙(F)，置于建筑物(Bat)外墙和双层外板(DP)的外围护结构(external envelope)之间的管(T1)。该管包含培养基(M)。图2B示出外墙(F)和通过外立柱(external upright)(XE)和外横梁(external crossmember)(YE)支撑的双层外板(DP)的外围护结构的玻璃板(VE)的前视图。图2C示出建筑物的横断面图，在该图上示出建筑物外墙(F)具有交替的玻璃板(VI)和隔热复合体(CI)、通道(C)，管(T1)通过角撑架(A)固定在主框架(O)的通道(C)上。该管位于双层外板(DP)后面。
[0129] 图3示出了本发明的实施方案。图3A示出了本发明的设备的俯视图，特别是外墙(F)，置于建筑物(Bat)外墙和由乙烯四氟乙烯膜组成的外围护结构之间的管T1。该管包含培养基(M)。图3B示出外墙(F)和由外立柱(XE)支撑的乙烯四氟乙烯膜(ME)的前视图。图3C示出建筑物的横断面图，在该图上示出建筑物外墙(F)具有交替的玻璃板(VI)和隔热复合体(CI)、通道(C)，管(T1)通过角撑架固定在主框架(O)的通道(C)上。
[0130] 图4示出了本发明的实施方案。图A示出了本发明的设备的俯视图，特别是外墙(F)，置于建筑物外墙(Bat)和双层外板(DP)的外围护结构之间以及建筑物内部的管T1。该管包含培养基(M)。图4B示出外墙(F)和通过外立柱(XE)和横梁(TE)支撑的双层外板(DP)的外围护结构的玻璃板(VE)的前视图。图C示出建筑物的横断面图，在该图上示出建筑物外墙(F)和通过主框架(O)固定在建筑物(Bat)上的顶部(TO)，管(T1)通过角撑架(A)固定在平台(D)上。该管位于双层外板(DP)后面，顶部(TO)下面和建筑物(Bat)外面。
[0131] 图5示出了本发明的实施方案。图5A示出了本发明的设备的俯视图，特别是外墙(F)，置于建筑物(Bat)外墙和双层外板(DP)的外围护结构之间的中空板(T2)。该板包含培养基(M)。图5B示出外墙(F)和通过外立柱(XE)支撑的双层外板(DP)的外围护结构的玻璃板(VE)的前视图。图5C示出建筑物的横断面图，在该图上示出建筑物外墙(F)具有交替的玻璃板(VI)和隔热复合体(CI)、通道，中空板T2通过角撑架固定在主框架(O)的通道上。该中空板以不同角度位于双层外板(DP)后面。
[0132] 图6示出了本发明的实施方案。图6A示出了本发明的设备的俯视图，特别是外墙(F)，置于建筑物(Bat)外墙和双层外板(DP)的外围护结构之间的管(T3)。该管包含培养基(M)。图6B示出外墙(F)和通过外立柱(XE)支撑的双层外板(DP)的外围护结构的玻璃板(VE)的前视图。图6C示出建筑物的横断面图，在该图上示出建筑物外墙(F)具有交替的玻璃板(VI)和隔热复合体(CI)、通道(C)，管(T3)通过角撑架固定在主体框架(O)的通道(C)上。该管位于双层外板(DP)的后面。它们由外管(T3ext)和内管(T3int)组成。
[0133] 图7示出了本发明的实施方案。图7A示出了本发明的设备的俯视图，其与图1A相同。图7B示出了前视图，其与图1B相同。图7C示出了建筑物的横断面图，其与图1C相同。图7D示出了位于外墙F和护栏(GC)之间的管T3。图7E示出了位于外墙F和乙烯四氟乙烯膜(ME)之间的管T3。图7F示出了位于外墙F和由玻璃百叶窗组成的外围护结构(PP)之间的管T3。图7G示出了位于外墙F和外围护结构(DP)之间的管T3。
[0134] 图8示出了本发明的实施方案。图8A示出了本发明的设备的俯视图，特别是外墙(F)，置于建筑物(Bat)外墙和双层外板(DP)的外围护结构之间的管(T4)。该管包含培养基(M)并抵靠双层外板(DP)而放置。图8B示出外墙(F)和通过外立柱(XE)支撑的双层外板(DP)的外围护结构的玻璃板(VE)的前视图。图8C示出建筑物的横断面图，在该图上示出建筑物外墙(F)、通道(C)，管T4通过角撑架(A)固定在主框架(O)的通道(C)上。该管位于双层外板(DP)的后面。图8D示出了位于建筑物的双层外板(DP)和外墙(F)之间的管(D4)。
[0135] 图9示出了本发明的实施方案。图9A示出了本发明的设备的俯视图，特别是外墙(F)，置于建筑物(Bat)外墙和双层外板(DP)的外围护结构之间的管(T4)。该管包含培养基(M)并抵靠外墙(F)而放置。图9B与图8B相同。图9C示出建筑物的横断面图，在该图上示出建筑物外墙(F)，管(T4)通过角撑架(A)固定在主框架(O)的通道(C)上。该管位于双层外板(DP)的后面。图9D示出了位于外墙(F)和护栏(GC)之间的管(T4)。图9G示出了位于外墙(F)和乙烯四氟乙烯膜(ME)之间的管(T4)。图9E示出了位于外墙(F)和由玻璃百叶窗组成的外围护结构(PP)之间的管(T4)。图9F示出了位于外墙(F)和外围护结构(DP)之间的管T4。
[0136] 图10A是显示具有培养支撑物(SC)的藻类培养物竖直管(T3)的照片。图10B示出了两个具有内管(Tint)、中间管(Ti)和外管(Text)的多层管的两个横截面图。图10C示出了设备的不同实施方案，即不同倾斜度，图10D示出了管的不同高度，图10E示出了包括互相同轴的内管(T3int)和外管(T3ext)的管(T3)的透视图。
[0137] 图11A是表示从正上方观察的建筑物(Bat)及其外墙(F)的示意图，并显示双层外板(DP)的外围护结构。图11B示出了建筑物的分解轴测图，在该建筑物的外墙(F)前面和双层外板(DP)的外围护结构后面固定有管(T1)。该建筑物装备有由顶部支撑和安装在顶部(TO)下的竖直管。
[0138] 图12是示出用本发明处理气体排放物的实例的总图。
[0139] 图13示出了本发明不同实例实施方案。
[0140] 图13A示出了不同的双层外墙和护栏，即这样一种，其中双层外墙是具有金属立柱(XE)和垫片(J)的双层玻璃外墙(VE)，具有金属立柱(XE)和ETFE膜(ME)的双层外墙。具有金属立柱(M1)和垫片(J)的玻璃护栏(V1)，由金属棒形成的护栏。
[0142] 根据以示例方式给出的附图，本领域技术人员还会清楚其他益处。实施例
[0143] 实施例1：置于建筑物外墙上的本发明的设备
[0144] 现给出本发明的实施方案的描述。所用的设备在图1示意性地示出。
[0145] 所用的藻类培养物是小球藻。将其培养在被称为Walnes培养基(Walnes medium)的水性培养基中，即10升培养基中含680g硝酸钠(NaNO3)、200g磷酸二氢钠、400g乙二胺四乙酸钠盐(Na2EDTA)、20g硼酸(H3BO3)、40ml的500ml溶液，所述500ml溶液含有30.5g溴化钾(KBr)、6.5g氯化锶(SrCl2，6H2O)、0.25g氯化铝溶液(AlCl3，6H2O)、0.1g氯化铷(RbCl)、0.05g氯化锂(LiCl，H2O)、0.025g碘化钾(KI)，以及800ml的10升溶液，该10升溶液含有
213.2g六水合氯化铁(FeCl3，6H2O)、15.0g一水合硫酸锰(MnSO4，H2O)、2.5g硫酸锌(ZnSO4)、
2.0g五水合硫酸铜(CuSO4，5H2O)、0.26g七水合硫酸钴(CuSO4，7H2O)、0.14g二水合钼酸钠(Na2MO4，2H2O)和0.10g氟化钠(NaF)。
213.2g六水合氯化铁(FeCl3，6H2O)、15.0g一水合硫酸锰(MnSO4，H2O)、2.5g硫酸锌(ZnSO4)、
2.0g五水合硫酸铜(CuSO4，5H2O)、0.26g七水合硫酸钴(CuSO4，7H2O)、0.14g二水合钼酸钠(Na2MO4，2H2O)和0.10g氟化钠(NaF)。
[0146] 藻类培养物在20℃的上述培养基中产生。培养基的pH为7.3。
[0147] 向藻类培养物供给营养的装置是板(plate)本身，这使得可以同时培养藻类和向藻类供给营养。其还包含注入气体排放物的装置，该装置由位于形成管(T1)底部的模制品(moulded part)上的直径为2cm的孔组成，在该孔上用螺丝固定了用于将气体排放物按路线发送到藻类培养物中的管。
[0148] 在该管底部还包括直径为7cm的第二孔，在该第二孔上通过易弯曲的直径为5cm的聚乙烯管用螺丝固定了Lambda Preciflow(注册商标)供给泵。
[0149] 该板还包括位于该板的模制底部的与Lambda Preciflow(注册商标)泵连接的直径为7cm的第三孔，从而允许培养基的吸入。
[0151] 将来自Testo的pH计传感器浸入到培养基中，从而能监测pH值。
[0152] 将来自Prosensor公司的温度传感器浸入到培养基中。
[0153] 测量培养基中CO2浓度的传感器存在于培养基中。
[0154] 这些传感器连接于用于监测培养基中pH、CO2浓度和温度的变化的监测装置。
[0155] 每24小时，将50％体积的培养基泵出并储存在贮存器中，泵出的培养基包含藻类并且对应于生物质。同时将相同体积的新鲜培养基注入到培养容器中。因此，培养基得到更新以确保藻类的最优生长从而排放物的最佳处理。
[0156] 培养容器是图1中示出的管(T1)。该管(T1)由圆柱形的玻璃组成。
[0157] 该玻璃厚度为5cm，该管的高度为3.2m。管的直径为40cm。其包括50cm宽和50cm长的模制矩形块。该模制矩形块通过在底部和顶部即分别在3cm和320cm高度处用模制块束缚玻璃，而将玻璃固定。该板中含有的培养基的体积为约400升。
[0158] 将管(T1)设计在Saint Gobain夹层玻璃(laminated glass)中，并通过应用Matt Chem销售的A.X.P.1产品处理内表面和外表面从而避免诸如藻类的附着(防结垢)。将管保持在两个由中性材料即不锈钢制成的模制品之间。将该板以图7C(A)所示的角撑架形式置于PRS焊接重组型材上。其包与管竖直对准的阔孔，即直径为20cm，使得流体可以通过。在顶部，5cm厚和3cm宽的钢制元件环绕该板从而防止其泄露。角撑架(A)通过贯穿的钢棒(through steel rod)固定在主框架(O)上。
[0159] 通道(C)是通过贯穿的棒固定在主框架(O)上的装配式混凝土支架(fabricated concrete console)。
[0160] 通道(C)使得该板能够从外部固定。其是足够宽的，即最小为70cm，使得能够安装管，以及必要时负责管的维护和替换的人员能够通过。
[0161] 管(T1)可以借助于维护底座和在顶部引导所述管的轨道从角撑架(A)缩回。
[0162] 特别是，将管(T1)抵靠建筑物的外墙(F)平行放置。该外墙是在四边具有槽口(rebating)的帷幕或墙，其在混凝土板(slab)前面具有交替的Saint Gobain玻璃(VI)和不透明的隔热复合体(CI)，所述隔热复合体由厚度为10cm的楔入两块铝板之间的绝热体形成，从而确保建筑物的消防安全。从通过栓接固定到建筑物的混凝土主框架上的方钢型材产生携带帷幕-墙(curtain-wall)外墙的框架。立柱和横梁的外覆层(external cladding)是在具有5cm宽乘3cm深的横截面的管状铝型材中产生的。外部和内部之间的绝热体是由Alder公司出售的9mm宽的乙烯丙烯二烯单体(EPDM)的中间密封提供的。玻璃撑架(glazing bracket)(VI)的特征可以总结如下：10mm的外部坚韧的安全玻璃-14mm真空-12mm内部夹层安全玻璃，这些玻璃来自于Saint Gobain公司。
[0163] 这些外墙的遮阳作用由满足外部阳光切断功能的混凝土通道提供。竖直管也满足保护免受入射光辐射的作用。
[0164] 玻璃板置于外墙(F)前面的角撑架上(A)。调节通道(C)的大小从而使得人员能够通过并站在管前方以在必要时提供管的维护和替换。通道的宽度最小为70cm。
[0165] 为了保护从外部提供管的维护的人员的通过，通过支柱将最低高度为1m的护栏(C)固定在通道上。由50mm乘12mm的平的铁栏杆(iron rail)形成的扶手通过支柱固定在立柱上。
[0166] 供应培养基的泵位于建筑物地下室中的技术室。
[0167] 泵出培养基的泵位于建筑物地下室中的技术室。
[0169] 提取器置于从建筑物(Bat)排出气体排放物的管子上。其使得排放物能够在直径为2cm的导管中按路线发送到培养容器的鼓风机。该鼓风机与监测装置连接，从而使得根据培养基中CO2的浓度增加或减少排放物的流量成为可能。
[0170] 从而从建筑物回收CO2，以将其注入到本发明的设备中。
[0171] 在上述培养基中培养藻类，并通过将培养基泵入贮存器而回收生物质。
[0172] 意外地是，本发明人发现，板或培养容器在建筑物外墙前面的排列使得可能将建筑物外墙与外部空气隔离并增加其能效。
[0173] 在太阳的存在下和/或在用二极管光照下，通过将气体排放物引入到包含藻类的培养基中而添加CO2和NO2，使得可能在通过藻类产生有机质和放出氧气的同时再利用CO2和NO2。这种再利用是由藻类通过生物合成途径天然地进行的。该排放物还加热藻类培养基。
[0174] 意外地是，本发明人发现当容器位于建筑物外墙前面时，培养物的平均温度更稳定。因此，气体排放物的产品回收率(production)和纯化回收率(purification yield)也是出众的。
[0175] 因此，该实施例清楚地证明，本发明的设备使得可能同时使建筑物隔热和再利用从建筑物放出并用本发明的设备处理的气体排放物。
[0176] 实施例2：产生生物质的置于建筑物外墙的本发明的设备
[0177] 在本实施例中，实施例1中所述的设备用于产生生物质。
[0178] 在这种情况下，将提取器置于将气体排放物排放到邻近建筑物(Bat)的热电站的管上。
[0179] 从而从建筑物的外部来源回收CO2以将其注入到本发明的设备中。
[0180] 通过这样添加CO2，藻类生长得更快速。
[0181] 实施例3：置于具有玻璃双层外板的建筑物外墙的本发明的设备
[0182] 图2示出置于建筑物外墙(F)和像玻璃的超外墙(glazed overfrontage)之间的实施例1的设备，建筑物外墙成为内围护结构，而后者形成外围护结构(DP)。
[0183] 图2A是俯视图，2B是前视图，2C是横断面图。
[0184] 藻类、培养物和培养条件与实施例1中的那些相同。
[0185] 在本实施例中，培养容器是竖直管(T1)。该管是直径为40cm的玻璃管。管的大小是3.20m，如图2所示。
[0186] 发射630nm波长的电化学发光二极管(E)通过栓接固定在建筑物外墙上。这些二极管的发光通过定时器控制，其允许在夜间光照。
[0187] 外围护结构(DP)是在四面具有槽口的帷幕或墙。帷幕墙外墙的钢承载框架是由钢制成的20cm深和5cm宽的方型材产生的，通过栓接固定在预制的混凝土通道(C)上。通道与实施例1中的通道相同。
[0188] 立柱和横梁的外覆层是在5cm宽乘3cm深的管状铝型材中产生的。外部和内部之间的绝热体是由Alder公司出售的9mm宽的乙烯丙烯二烯单体(EPDM)的中间密封提供的。玻璃(VI)的特征可以总结如下：10mm的外部坚韧的安全玻璃-14mm真空-12mm内部夹层安全玻璃，这些玻璃来自于Saint Gobain公司。
[0189] 玻璃管(T1)置于建筑物外墙(F)前面的角撑架上(A)。角撑架(A)与实施例1中的角撑架相同。调节通道(C)的大小从而使得人员能够通过并站在管前方以在必要时维护和替换管。通道的宽度最小为70cm。
[0190] 维护管的人员通过内围护结构和像玻璃的外围护结构(DP)之间的双层外板内部。
[0191] 包含双层外板的本实施例实施方案在图11B中示意地示出，该图示出其中存在本设备的具有外围护结构(DB)和间隔(ES)的建筑物(Bat)的俯视图。
[0192] 由于当双层外板内部容纳空气时建筑物是通风的，双层外板本身保持与建筑物内部空间接近的温度，就绝热而言，双层外板显出极好的结果。
[0193] 这使得为培养容器所在的空间划界成为可能。因此，本发明意外地证明，该双层外板还限定了这样的空间，在所述空间中，温度通过建筑物的热贡献而受到调节。这种围护结构还将培养容器与外部空气隔离从而调节藻类培养条件。
[0194] 在太阳的存在下和/或在用二极管光照下，通过将气体排放物引入到包含藻类的培养基中而添加CO2和NO2，使得可能在通过藻类产生有机质和放出氧气的同时再利用CO2和NO2。这种再利用是由藻类通过生物合成途径天然地进行的。
[0195] 生物质的回收和培养基的更新是和实施例1所表明的一样实现。
[0196] 当实施本实施例时，本发明人意外地发现，当容器位于建筑物的外墙(F)和双层外板(DP)的外围护结构之间时，培养物的平均温度更加稳定。生物质的产品回收率和气体排放物的纯化也比全区域型设备更出众。
[0197] 因此，该实施例清楚地证明，本发明的设备使得可能同时使建筑物隔离和回收从建筑物放出并用本发明的设备处理的气体排放物。
[0198] 实施例3：置于具有乙烯四氟乙烯ETFE膜的建筑物外墙的本发明的设备[0199] 此处描述了本发明的实施方案。图3示出置于建筑物外墙(F)和ETFE膜之间的实施例的设备，而建筑物外墙成为内围护结构，而后者形成外围护结构。培养基、藻类、培养条件、建筑物和外墙与实施例1中的那些相同。图3A是俯视图，3B是前视图，3C是横断面图。
[0200] 在本实施例中，培养容器是竖直管(T1)。该管是直径为40cm的玻璃管。管的大小为3.20m，如图2所示。
[0201] 通过用钢制成并栓接在一起的立柱(XE)和横梁(YE)产生的结构将ETFE膜的外围护结构栓接到通道(C)的混凝土板凸出部分。ETFE膜通过在其四面上夹紧膜的模具压板(clamping cap)固定到承载结构上。模具压板从5cm宽乘3cm深的管状铝型材产生。外部和内部之间的绝热体是由Alder公司出售的9mm宽的乙烯丙烯二烯单体(EPDM)的中间密封提供的。通道与实施例1中的通道相同。
[0202] 玻璃管(T1)置于建筑物外墙(F)前面的角撑架上(A)。角撑架(A)与实施例1中的角撑架相同。调节通道(C)的大小从而使得人员能够通过并站在管前方以在必要时维护和替换管。通道的宽度最小为70cm。维护管的人员通过外围护结构和ETFE膜(ME)之间的双层外板内部。
[0203] 如本实施例所证明的，ETFE膜也可以使建筑物隔热并将培养物与外界空气隔离。
[0204] 实施例4：位于建筑物顶部的本发明的设备
[0205] 描述了本发明的实施方案。所用的设备在图4中示意性地示出。
[0206] 培养基、藻类、培养条件、建筑物和外墙与实施例1中的那些相同。
[0207] 在本实施例中，通过将管栓接到建筑物的上一楼层(last floor)的混凝土板上而固定。通过钢梁将管在顶部固定一起。
[0208] 玻璃顶部(TO)强化建筑物的绝热并将培养管与外界空气隔离。
[0209] 实施例5：具有固定到建筑物外墙的的板容器的设备
[0210] 此处描述了本发明的实施方案。所用的设备在图5中示例性地示出。培养基、藻类、培养条件、建筑物和外墙与实施例1中的那些相同。
[0211] 在本实施例中，培养容器是竖直中空板(T2)。该中空板由具有圆角的5cm厚的平行玻璃组成，所述平行玻璃由将两个板连接在一起的玻璃型材制成。板的玻璃型材部分深度为20cm，宽度为90cm。其高度为3.20m。
[0212] 中空板(T2)放置在100cm宽和30cm深的模制矩形块上。该块通过在底部和顶部即分别在30cm和320cm高度处用模制块束缚玻璃，而将玻璃固定。该板中含有的培养基的体积为约500升。
[0213] 在本实施例中，当培养容器抵靠外墙放置时，其以与实施例1中相同的方式固定。
[0214] 实施例6：具有固定到建筑物外墙的圆形容器的设备
[0215] 此处描述了本发明的实施方案。所用的设备在图6中示例性地示出。培养基、藻类、培养条件、建筑物和外墙与实施例1中的那些相同。
[0216] 在本实施例中，培养容器是竖直管(T3)。如图10B所示，该管是包括5cm厚的聚碳酸酯外管(T3ext)、5cm厚的中间玻璃管(T3int)和5cm厚的由玻璃制成的内管(T1)的多层管。
[0217] 图6中管的高度为3.20m，像玻璃的外管直径为50cm，内管直径为10cm。管(T3)放置在60cm平方的模制方块上。该块通过在底部和顶部即分别在3cm和320cm高度处用模制块束缚玻璃，而将玻璃固定。该板中含有的培养基的体积为约400升。
[0218] 内管(T1)包括发射630nm波长的电化学发光二极管(C)。
[0219] 借助于自动定时系统，该管在夜间被这些二极管自动照明。
[0220] 培养基位于内管的外表面和中间管的内表面之间。
[0221] 在本实施例中，当培养容器抵靠外墙放置时，其以与实施例1中相同的方式固定。
[0222] 实施例7：通过置于具有双层外板的建筑物外墙的本发明的设备，产生和转化生物质
[0223] 本实施例所用的培养条件和培养基与实施例6中的相同。
[0224] 在本实施例中，从建筑物的通风回路回收还包含CO2和NO2的气体排放物。其被按路线发送到为高度为2m、直径为80cm的一组多层竖直管。如图6所示，管包括聚碳酸酯外管、玻璃中间管和玻璃内管以及在管的顶部和底部的方形基座。
[0225] 多层管在中间管和内管之间包括与实施例1中相同的培养基和小球藻藻类。通过易弯曲的聚乙烯管将气体排放物通过管的底部末端注入到培养基中。多层管在内管中包括发射波长为660nm的光的发光二极管。借助于自动定时系统，该管在夜间被这些二极管自动照明。
[0226] 如实施例1所示，管置于建筑物外墙的前面。
[0227] 包含培养基的供给贮存器通过位于容器底部的孔与多层管相连。排水泵以塑料管通过位于管底部的孔也与容器相连。如前述实施例1所指示，组件(assembly)独立地连接到管，从而允许培养基排出和更新。
[0228] 如上文实施例2中所述，通过培养基中的气体排放物添加CO2和NO2。
[0229] 在太阳的存在下和/或在用二极管光照下，含有藻类的管通过藻类产生有机质和放出氧气。物质的这种产生是由所述藻类通过光和作用进行的。通过每四天将75％的培养基泵到存储容器中，即100升容器，而回收产生的有机质。
[0230] 然后使泵出的培养基进行转化步骤，在该转化步骤中提取出甘油三酯。然后用甲醇使这些甘油三酯进行酯交换反应。获得的产物是对应于生物柴油的单甲酯。
[0231] 在另一实施方案中，从培养基中分离藻类并冷加压以回收更大量甘油三酯从而产生生物柴油。
[0232] 在另一实施方案，将泵出的培养基按路线发送到生物质热电站，其在这里消耗以产生能量。
[0233] 在本实施例的另一实施方案中，使培养基在50℃-500℃的温度进行高温分解从而使得烃类被回收，烃类可用作生物燃料。图6示出该实施例的图表。
[0234] 如上述实施例和本实施例所证明的，设备在任何建筑物外墙前面的排列使得培养容器周围的温度能够受到调节并使建筑物隔热。这是由于本发明人意外地发现建筑物的外墙对周围空气具有热贡献，而其使得可能调节藻类的培养温度。此外，这种调节还允许气体排放物的纯化和生物质的产生。
[0235] 因此，本实施例清楚地表明，本设备在建筑物外墙上的使用使得可能在再利用建筑物的气体排放物并使建筑物隔热的同时通过藻类产生有机质。本发明使得可能产生建筑物和培养设备之间的能量桥。
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