JP3672455B2 - 異常水質検出装置 - Google Patents
異常水質検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3672455B2 JP3672455B2 JP13424099A JP13424099A JP3672455B2 JP 3672455 B2 JP3672455 B2 JP 3672455B2 JP 13424099 A JP13424099 A JP 13424099A JP 13424099 A JP13424099 A JP 13424099A JP 3672455 B2 JP3672455 B2 JP 3672455B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water quality
- inlet
- quality detection
- abnormal water
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水場や下水処理場等に流入する被処理水の水質異常を検出する異常水質検出装置に係り、とりわけ、微生物膜を備え被処理水に対する微生物膜の反応から被処理水の水質異常を検出する異常水質検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浄水場は、河川水を取水、処理して、飲料水等を供給しているが、有害物質が河川水中に混入する等して通常の処理では除去できないような水質異常が検出されると、取水停止という非常事態に至る。
【０００３】
同様に、下水処理場は流入下水を活性汚泥処理しているが、流入下水への有害物質の混入等による水質異常は、処理の量や精度等に大きく影響する。
【０００４】
このため、浄水場や下水処理場では、流入水の水質を事前に検出するか、遅くとも流入水の流入時までに検出する必要がある。
【０００５】
従来は、流入水が導入される水槽に魚類を飼育し、当該魚類の行動の変化あるいは致死等の状態を観察することによって、流入水の水質異常を検出していた。さらに、魚類観察者の負荷を低減するために、画像処理を利用して魚類を自動監視する装置も提供されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような異常水質検出方法では、魚類が異常水質の流入水により異常行動を起こすまでに、あるいは死亡するまでに時間がかかるため、結果として異常水質の検出にも長時間がかかっている。また、魚類飼育用の水槽及び監視用装置は比較的大型であり、構造も複雑である。
【０００７】
さらに、魚類の種々の行動には、当該魚類の種別に基づく性質の他、個々の魚類の健康状態や水槽の周囲の環境等による影響も反映され得る。従って、異常水質の判別が困難で、結果的に異常検出の感度が低くなったり、異常水質の誤検出を生じることもある。
【０００８】
本件発明者らは、本件発明に至る過程において、鉄バクテリアを保持する微生物膜と電極装置とを用いることによって、流入水の異常水質を、短時間に正確かつ高感度に検出することができることを知見した。しかしながら、流入水を微生物膜に噴流（直交する水流）として直接衝突させると、電極装置から得られる測定値の変動やふらつきが大きく、検出測定が困難であることも知見した。
【０００９】
本発明は、このような点を考慮してなされたのであり、浄水場や下水処理場等への流入水の異常水質を、短時間に正確かつ高感度に検出することができると共に、当該検出測定を安定に持続できるような異常水質検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、導入口を有する測定槽と、導入口に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、測定槽内に、導入管から導入口を経て測定槽内に導入される被測定液の流れ方向に対して略平行に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、微生物膜に接続された電極装置と、を備え、導入管は、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を供給するための気体供給器に接続されていると共に、酸溶液を導入するための酸供給配管に接続されており、酸溶液は、ＰＨ４以下に調整した溶液であることを特徴とする異常水質検出装置である。
【００１１】
本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、微生物膜が被測定液の流れ方向に対して略平行に設けられているため、当該検出測定を安定に持続することができる。また、本発明によれば、ＰＨ４以下の強酸溶液によって、異常水質検出測定の継続により導入管及び測定槽内部に徐々に付着体積する汚濁物質を除去することができる。これは、特に有機性のものには効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜への付着物も除去される。このため、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。このような酸洗浄は、鉄バクテリアがＰＨ４以下の強酸性溶液中でも活性を維持できるという特異な性質に基づくものである。
【００１２】
本発明は、内部側が大径の略円錐状に形成された導入口を有する測定槽と、導入口の小径側の端部に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、測定槽内に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、微生物膜に接続された電極装置と、を備えたことを特徴とする異常水質検出装置である。
【００１３】
本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、被測定液が円錐状の導入管を経て緩やかな流速で微生物膜に接触するため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【００１４】
本発明は、導入口を有する測定槽と、導入口に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、測定槽内に、導入口から２ｍｍ以上離れた位置に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、微生物膜に接続された電極装置と、を備え、導入管は、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を供給するための気体供給器に接続されていると共に、酸溶液を導入するための酸供給配管に接続されており、酸溶液は、ＰＨ４以下に調整した溶液であることを特徴とする異常水質検出装置である。
【００１５】
本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、被測定液の導入口と微生物膜とが２ｍｍ以上離れているため、当該検出測定を安定に持続することができる。また、本発明によれば、ＰＨ４以下の強酸溶液によって、異常水質検出測定の継続により導入管及び測定槽内部に徐々に付着体積する汚濁物質を除去することができる。これは、特に有機性のものには効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜への付着物も除去される。このため、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。このような酸洗浄は、鉄バクテリアがＰＨ４以下の強酸性溶液中でも活性を維持できるという特異な性質に基づくものである。
【００１６】
本発明は、導入口を有する測定槽と、導入口に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、測定槽内に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、微生物膜に接続された電極装置と、導入口と微生物膜との間に設けられた液流妨害部と、を備えたことを特徴とする異常水質検出装置である。
【００１７】
本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、液流妨害部によって被測定液が直接微生物膜と衝突することが防止されるため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施の形態による異常水質検出装置を示す構成概略図であり、図２は、測定槽部分の拡大図である。図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施の形態の異常水質検出装置２０は、浄水場や下水処理場への流入水などの被測定液が導入される導入口１１と、被測定液が排出される排出口１２と、を有する測定槽１０を備えている。測定槽１０は、温度調整器５内に設けられて、所望の温度に調整可能となっている。
【００２０】
導入口１１には導入管１が接続され、排出口１２には排出管２が接続されている。導入管１には、被測定液を供給するための被測定液供給ポンプ１ｐが設けられている。
【００２１】
図２に示すように、測定槽１０内には、導入管１から導入口１１を経て測定槽１０内に導入される被測定液の流れ方向Ａに対して略平行に、酸素を利用して第１鉄を第２鉄に変えることができる鉄バクテリアを保持する微生物膜４が設けられている。微生物膜４は、着脱ホルダ４ｈを介して、測定槽１０に着脱可能に固定されている。
【００２２】
本実施の形態で微生物膜４に保持される鉄バクテリアは、Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓである。
【００２３】
本実施の形態の導入管１には、第１鉄含有溶液とＰＨ調整用緩衝液との混合試薬溶液を導入するための試薬配管１ｔが接続している。試薬配管１ｔは、試薬供給ポンプ１ｑを介して試薬タンク７に接続されている。
【００２４】
また本実施の形態の導入管１は、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を導入管１に供給する気体供給器１４にも接続されている。
【００２５】
微生物膜４には、電極装置３が接続されている。電極装置３は、図２に示すように、微生物膜４の測定槽１０内部側と逆側に重ねられた気体透過性膜３２と、気体透過性膜３２に当接する検出電極３３とを有している。検出電極３３は、支持柱３８によって保持されている。支持柱３８の周囲には、検出電極３３の周囲で気体透過性膜３２に当接する内部液を収容するための内部室３５が、溶存酸素電極３６によって区画形成されている。また、支持柱３８の外周には、対極３４が設けられている。
【００２６】
電極装置３の検出電極３３及び対極３４には、電線３３ａ、３４ａを介して、電極装置３の出力を増幅、変換すると共に、被測定液の異常水質を判別する変換演算手段１３が接続されている。
【００２７】
次に、このような構成よりなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２８】
本実施の形態では、被測定液供給ポンプ１ｐにより送液された被測定液が、試薬タンク７から試薬供給ポンプ１ｑにより試薬配管１ｔを介して送られてくる第１鉄含有溶液とＰＨ調整用緩衝液との混合溶液と、導入管１内で混合される。この混合液は、その後、気体供給管１４から供給される気体によって溶存酸素濃度が飽和され、さらに導入管１を通って導入口１１から測定槽１０内に流入する。
【００２９】
まず、有害物質が混入していない被測定液が単独で測定槽１０内に流入した場合について説明する。この場合、当該被測定液が微生物膜４に接すると、被測定液中の溶存酸素濃度に対応した酸素が気体透過性膜３２を透過して溶存酸素電極３６の内部液中を拡散するため、検出電極３３と対極３４との間に電流が流れる。
【００３０】
例えば、被測定液中の溶存酸素濃度を空気により飽和させた場合の測定では、図３のａ部に示したような電流が流れる。この場合、微生物膜４の鉄バクテリアによる酸素消費は極めて僅かである。
【００３１】
次に、有害物質が混入していない被測定液が、第１鉄含有溶液及びＰＨ調整用緩衝液の混合液と混合されて測定槽１０内に流入した場合について説明する。この場合、微生物膜４の鉄バクテリアが、溶存酸素を利用して第１鉄を第２鉄に酸化するため、気体透過性膜３２を透過する酸素が減少する。この化学反応式は以下のようになる。
【００３２】
Ｆｅ２＋（第１鉄）＋０２（酸素） → Ｆｅ３＋（第２鉄）
この場合、検出電極３３と対極３４との間に流れる電流は、図３のｂ部のようになる。
【００３３】
この測定例は、微生物膜４に保持される鉄バクテリアがＴｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓの場合の結果であるが、鉄バクテリアとしては、前記化学式の働きを持つすべての微生物が本発明に適用できる。もっとも、本件発明者らは、入手の容易性と多くの実験における取り扱いの容易性から、Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ、Ｇａｌｌｉｏｎｅｌｌａ ｆｅｒｒｕｇｉｎｅａ、Ｌｅｐｔｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ、Ｌｅｐｔｏｔｈｒｉｘ、Ｓｐｈａｅｒｏｔｉｌｕｓがより適していることを確認している。
【００３４】
さて、図３のａ部の電流とｂ部の電流との差が、異常水質のない被測定液を測定した場合の、微生物膜４の鉄バクテリアによる、鉄の酸化における酸素消費量に対応している。ただし、鉄バクテリアの活性すなわち鉄の酸化量は、温度の影響によっても変化する可能性があるため、測定槽１０は、温度調整器５によって、鉄バクテリアの活性が安定するような温度に維持されることが望ましい。
【００３５】
また、図３のａ部の電流値は、被測定液中の溶存酸素濃度によっても変化する。このため、測定槽１０に被測定液を供給する前に、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を気体供給器１４から供給して、常に被測定液を飽和溶存酸素濃度にすることが望ましい。ここで飽和溶存酸素濃度は液温度により変化するため、この点においても、温度調節器５によって測定槽１０を一定の温度に維持することは重要である。
【００３６】
次に、被測定液中にシアン、フェノール、農薬等の有害物質が混入した場合について説明する。この場合、鉄バクテリアは活性低下を生じたり死亡したりするため、酸素消費量は少なくなる。例えば、シアン濃度０．１ｍｇ／Ｌの場合には、図３のｃ部のような電流が流れる。この時の酸素消費量の変化は、有害物質の濃度と相関があり、シアン濃度０．０５ｍｇ／Ｌでは図３のｄ部のようになる。
【００３７】
従って、（ａ部の電流値−ｂ部の電流値）と、（ａ部の電流値−ｃ部の電流値）または（ａ部の電流値−ｄ部の電流値）との比較、あるいは（ｃ部の電流値−ｂ部の電流値）と、（ｄ部の電流値−ｂ部の電流値）との比較から、異常水質を検出することが可能となる。例えば、変換演算手段１３によって、異常水質の検出結果を自動的に警報、ガイダンス等の態様で出力することが可能である。
【００３８】
ここで本件発明者は、被測定液と第１鉄含有溶液及びＰＨ調整用緩衝液との混合液を微生物膜４の至近距離から微生物膜４の膜面に噴流（直交する水流）として衝突させた場合、短時間で検出電極３３の測定値が変化することを確認した。具体的には、混合液を測定槽１０に導入した場合、始めは図３のｂ部のような低い電流が流れるが、数時間で電流値が上昇し始める。また、指示値のふらつきも大きく、測定が困難である。
【００３９】
本実施の形態では、図２に示すように、被測定液と第１鉄含有溶液及びＰＨ調整用緩衝液との混合液が、微生物膜４の膜面に対し平行流、または平行に近い水流として流入するようになっているため、前述のような測定値の変動、ふらつきがなく、安定した測定が長期間持続できる。
【００４０】
以上のように、本実施の形態によれば、微生物膜４の鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽１０内に導入される被測定液の異常水質を、短時間に高感度で正確に検出することができる。
【００４１】
また本実施の形態によれば、微生物膜４が被測定液の流れ方向に対して略平行に設けられているため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【００４２】
また本実施の形態によれば、気体供給器１４から空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体が導入管１に供給されるため、被測定液を常に飽和溶存酸素濃度にすることができ、水質検出測定の精度が向上する。
【００４３】
また本実施の形態によれば、温度調整器５によって測定槽１０が温度調整されるため、鉄バクテリアの活性が安定し、水質検出測定の精度が向上する。
【００４４】
また本実施の形態によれば、微生物膜４が着脱ホルダ４ｈを介して着脱可能に測定槽１０に取付けられているため、取付けの際に微生物膜４がよじれたり、破けたり、気泡が残留するなどして、測定の精度を低下させる要因となることが防止される。また、微生物膜４の交換が容易に行える。
【００４５】
なお、長期間未使用状態にあった微生物膜４を使用すると、測定が安定するまでに長時間を要したり、安定な測定が困難な場合がある。本件発明者らは、微生物膜４（が保持する鉄バクテリア）を凍結乾燥処理することによって、数ヶ月という長期間保管した後でも、短時間で安定な測定が可能な状態になることを確認した。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施の形態の異常水質検出装置について図４を用いて説明する。図４は、第２の実施の形態の異常水質検出装置の構成概略図である。
【００４７】
図４に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、導入管１に、酸溶液を導入するための酸供給配管１ａが接続され、酸供給配管１ａは、酸供給ポンプ１ｒを介して酸タンク８に接続されている他は、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第２の実施の形態において、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４８】
酸溶液は、ＰＨ４以下に調整された硫酸または塩酸等の強酸溶液となっている。
【００４９】
本実施の形態では、図４に示すように、被測定液と第１鉄含有溶液とＰＨ調整用緩衝液の混合溶液が送液される導入管１に、酸溶タンク８から強酸溶液を供給することができるようになっている。
【００５０】
本実施の形態では、酸供給配管１ａに、酸溶液を１時間に１回乃至１週間に１回の頻度で供給するような第１酸供給制御装置１ｄと、酸溶液を１５分以上連続供給するような第２酸供給制御装置１ｃとが設けられ、これにより定期的な強酸溶液の定量の導入が実現されている。
【００５１】
異常水質検出測定は、前述の第１の実施の形態の異常水質検出装置２０と略同様に行われる。
【００５２】
異常水質検出測定を継続すると、被測定液中の汚濁物質が導入管１及び測定槽１０内部に徐々に付着堆積してくる。また、試薬溶液中の第１鉄の一部が第２鉄に酸化されて析出するが、これも導入管１及び測定槽１０内部に徐々に付着堆積してくる。これらは、導入管１の閉塞や、水質検出測定の感度低下につながり得る。
【００５３】
本実施の形態の異常水質検出装置２０は、これらの問題を解消するものであり、定期的に酸タンク８から強酸溶液を導入管１に供給し、導入管１内や測定槽１０内に付着堆積している汚濁物質および第２鉄を除去、排出する「酸洗浄」を行う。強酸溶液による汚濁物質の除去は、有機性のものには特に効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜４への付着物も除去され、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。
【００５４】
なお、このような酸洗浄は、鉄バクテリアがＰＨ４以下の強酸性溶液中でも活性を維持できるという特異な性質に基づくものである。他のタイプの微生物膜では、このような酸洗浄は実施不可能である。
【００５５】
次に、本発明の第３の実施の形態の異常水質検出装置について図５を用いて説明する。図５は、第３の実施の形態の異常水質検出装置の測定槽部分の構成概略図である。
【００５６】
図５に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、導入管１が螺旋状に形成されている他は、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第３の実施の形態において、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５７】
本実施の形態によれば、被測定液が螺旋状の導入管１を介して測定槽１０内に導入されるため、被測定液は微生物膜４に対して極めて穏やかに接触する。このため、水質検出測定が安定する。
【００５８】
次に、本発明の第４の実施の形態の異常水質検出装置について図６を用いて説明する。図６は、第４の実施の形態の異常水質検出装置の測定槽部分の構成概略図である。
【００５９】
図６に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、導入口１１が測定槽１０の底部に内部側を大径にした略円錐状に形成され、小径側の端部で導入管１１に接続されている。この場合、微生物膜４は、導入口１１を経て測定槽１０内に導入される被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに配置されている。
【００６０】
その他の構成は、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第４の実施の形態において、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６１】
本実施の形態では、導入口１１の形状は、軸を含んで軸方向に平行な断面の頂角が１２０度以上の円錐状である。
【００６２】
本実施の形態によれば、微生物膜４が被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに設けられているが、被測定液が略円錐状の導入口１１を介して測定槽１０内に導入されるため、被測定液が微生物膜４に対して極めて緩やかな流速で接する。このため、水質検出測定が安定する。
【００６３】
次に、本発明の第５の実施の形態の異常水質検出装置について図７を用いて説明する。図７は、第５の実施の形態の異常水質検出装置の測定槽部分の構成概略図である。
【００６４】
図７に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、微生物膜４が導入口１１を経て測定槽１０内に導入される被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに、導入口から２ｍｍ以上離れた位置に設けられている他は、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第５の実施の形態において、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６５】
本実施の形態によれば、微生物膜４が被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに設けられているが、被測定液の導入口と微生物膜とが２ｍｍ以上離れているため、当該検出測定を安定に持続することができる。ここで「２ｍｍ」という距離は、本件発明者が多くの実験結果に基づいて知見した値であるが、この値は正確には流入する溶液の流速に影響されるため、流速に合わせて更に余裕を持たせることが好ましい。
【００６６】
次に、本発明の第６の実施の形態の異常水質検出装置について図８を用いて説明する。図８は、第６の実施の形態の異常水質検出装置の測定槽部分の構成概略図である。
【００６７】
図８に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、導入口１１と微生物膜４との間に液流妨害部１７が設けられている他は、図７に示す第５の実施の形態と同様の構成である。第６の実施の形態において、図７に示す第５の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６８】
本実施の形態によれば、微生物膜４が被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに設けられているが、液流妨害部１７によって被測定液が直接微生物膜４と衝突することが防止されるため、水質検出測定を安定に持続することができる。
【００６９】
なお、被測定液の微生物膜４への接触状態を制御するために、測定槽１０の内部に被測定液を攪拌するための攪拌装置を設けることも有効である。
【００７０】
以上説明したように、本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、微生物膜が被測定液の流れ方向に対して略平行に設けられているため、当該検出測定を安定に持続することができる。また、本発明によれば、ＰＨ４以下の強酸溶液によって、異常水質検出測定の継続により導入管及び測定槽内部に徐々に付着体積する汚濁物質を除去することができる。これは、特に有機性のものには効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜への付着物も除去される。このため、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。
【００７１】
あるいは本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、被測定液が円錐状の購入管を経て緩やかな流速で微生物膜に接触するため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【００７２】
あるいは本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、被測定液の導入口と微生物膜とが２ｍｍ以上離れているため、当該検出測定を安定に持続することができる。また、本発明によれば、ＰＨ４以下の強酸溶液によって、異常水質検出測定の継続により導入管及び測定槽内部に徐々に付着体積する汚濁物質を除去することができる。これは、特に有機性のものには効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜への付着物も除去される。このため、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。
【００７３】
あるいは本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、液流妨害部によって被測定液が直接微生物膜と衝突することが防止されるため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による異常水質検出装置の第１の実施の形態を示す構成概略図。
【図２】図１の測定槽部分を示す構成概略図。
【図３】図１の電極装置が検出する電流値を示す図。
【図４】本発明による異常水質検出装置の第２の実施の形態を示す構成概略図。
【図５】本発明による異常水質検出装置の第３の実施の形態の測定槽部分を示す構成概略図。
【図６】本発明による異常水質検出装置の第４の実施の形態の測定槽部分を示す構成概略図。
【図７】本発明による異常水質検出装置の第５の実施の形態の測定槽部分を示す構成概略図。
【図８】本発明による異常水質検出装置の第６の実施の形態の測定槽部分を示す構成概略図。
【符号の説明】
１ 導入管
１ａ 酸供給配管
１ｔ 試薬配管
１ｐ 被測定液供給ポンプ
１ｑ 試薬供給ポンプ
１ｒ 酸供給ポンプ
２ 排出管
３ 電極装置
４ 微生物膜
４ｈ 着脱ホルダ
５ 温度調整器
７ 試薬タンク
８ 酸タンク
１０ 測定槽
１１ 導入口
１２ 排出口
１３ 変換演算手段
１４ 気体供給器
１７ 液流妨害部
２０ 異常水質検出装置
３２ 気体透過性膜
３３ 検出電極
３４ 対極
３５ 内部室
３６ 溶存酸素電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水場や下水処理場等に流入する被処理水の水質異常を検出する異常水質検出装置に係り、とりわけ、微生物膜を備え被処理水に対する微生物膜の反応から被処理水の水質異常を検出する異常水質検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浄水場は、河川水を取水、処理して、飲料水等を供給しているが、有害物質が河川水中に混入する等して通常の処理では除去できないような水質異常が検出されると、取水停止という非常事態に至る。
【０００３】
同様に、下水処理場は流入下水を活性汚泥処理しているが、流入下水への有害物質の混入等による水質異常は、処理の量や精度等に大きく影響する。
【０００４】
このため、浄水場や下水処理場では、流入水の水質を事前に検出するか、遅くとも流入水の流入時までに検出する必要がある。
【０００５】
従来は、流入水が導入される水槽に魚類を飼育し、当該魚類の行動の変化あるいは致死等の状態を観察することによって、流入水の水質異常を検出していた。さらに、魚類観察者の負荷を低減するために、画像処理を利用して魚類を自動監視する装置も提供されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような異常水質検出方法では、魚類が異常水質の流入水により異常行動を起こすまでに、あるいは死亡するまでに時間がかかるため、結果として異常水質の検出にも長時間がかかっている。また、魚類飼育用の水槽及び監視用装置は比較的大型であり、構造も複雑である。
【０００７】
さらに、魚類の種々の行動には、当該魚類の種別に基づく性質の他、個々の魚類の健康状態や水槽の周囲の環境等による影響も反映され得る。従って、異常水質の判別が困難で、結果的に異常検出の感度が低くなったり、異常水質の誤検出を生じることもある。
【０００８】
本件発明者らは、本件発明に至る過程において、鉄バクテリアを保持する微生物膜と電極装置とを用いることによって、流入水の異常水質を、短時間に正確かつ高感度に検出することができることを知見した。しかしながら、流入水を微生物膜に噴流（直交する水流）として直接衝突させると、電極装置から得られる測定値の変動やふらつきが大きく、検出測定が困難であることも知見した。
【０００９】
本発明は、このような点を考慮してなされたのであり、浄水場や下水処理場等への流入水の異常水質を、短時間に正確かつ高感度に検出することができると共に、当該検出測定を安定に持続できるような異常水質検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、導入口を有する測定槽と、導入口に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、測定槽内に、導入管から導入口を経て測定槽内に導入される被測定液の流れ方向に対して略平行に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、微生物膜に接続された電極装置と、を備え、導入管は、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を供給するための気体供給器に接続されていると共に、酸溶液を導入するための酸供給配管に接続されており、酸溶液は、ＰＨ４以下に調整した溶液であることを特徴とする異常水質検出装置である。
【００１１】
本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、微生物膜が被測定液の流れ方向に対して略平行に設けられているため、当該検出測定を安定に持続することができる。また、本発明によれば、ＰＨ４以下の強酸溶液によって、異常水質検出測定の継続により導入管及び測定槽内部に徐々に付着体積する汚濁物質を除去することができる。これは、特に有機性のものには効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜への付着物も除去される。このため、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。このような酸洗浄は、鉄バクテリアがＰＨ４以下の強酸性溶液中でも活性を維持できるという特異な性質に基づくものである。
【００１２】
本発明は、内部側が大径の略円錐状に形成された導入口を有する測定槽と、導入口の小径側の端部に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、測定槽内に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、微生物膜に接続された電極装置と、を備えたことを特徴とする異常水質検出装置である。
【００１３】
本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、被測定液が円錐状の導入管を経て緩やかな流速で微生物膜に接触するため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【００１４】
本発明は、導入口を有する測定槽と、導入口に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、測定槽内に、導入口から２ｍｍ以上離れた位置に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、微生物膜に接続された電極装置と、を備え、導入管は、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を供給するための気体供給器に接続されていると共に、酸溶液を導入するための酸供給配管に接続されており、酸溶液は、ＰＨ４以下に調整した溶液であることを特徴とする異常水質検出装置である。
【００１５】
本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、被測定液の導入口と微生物膜とが２ｍｍ以上離れているため、当該検出測定を安定に持続することができる。また、本発明によれば、ＰＨ４以下の強酸溶液によって、異常水質検出測定の継続により導入管及び測定槽内部に徐々に付着体積する汚濁物質を除去することができる。これは、特に有機性のものには効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜への付着物も除去される。このため、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。このような酸洗浄は、鉄バクテリアがＰＨ４以下の強酸性溶液中でも活性を維持できるという特異な性質に基づくものである。
【００１６】
本発明は、導入口を有する測定槽と、導入口に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、測定槽内に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、微生物膜に接続された電極装置と、導入口と微生物膜との間に設けられた液流妨害部と、を備えたことを特徴とする異常水質検出装置である。
【００１７】
本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、液流妨害部によって被測定液が直接微生物膜と衝突することが防止されるため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施の形態による異常水質検出装置を示す構成概略図であり、図２は、測定槽部分の拡大図である。図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施の形態の異常水質検出装置２０は、浄水場や下水処理場への流入水などの被測定液が導入される導入口１１と、被測定液が排出される排出口１２と、を有する測定槽１０を備えている。測定槽１０は、温度調整器５内に設けられて、所望の温度に調整可能となっている。
【００２０】
導入口１１には導入管１が接続され、排出口１２には排出管２が接続されている。導入管１には、被測定液を供給するための被測定液供給ポンプ１ｐが設けられている。
【００２１】
図２に示すように、測定槽１０内には、導入管１から導入口１１を経て測定槽１０内に導入される被測定液の流れ方向Ａに対して略平行に、酸素を利用して第１鉄を第２鉄に変えることができる鉄バクテリアを保持する微生物膜４が設けられている。微生物膜４は、着脱ホルダ４ｈを介して、測定槽１０に着脱可能に固定されている。
【００２２】
本実施の形態で微生物膜４に保持される鉄バクテリアは、Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓである。
【００２３】
本実施の形態の導入管１には、第１鉄含有溶液とＰＨ調整用緩衝液との混合試薬溶液を導入するための試薬配管１ｔが接続している。試薬配管１ｔは、試薬供給ポンプ１ｑを介して試薬タンク７に接続されている。
【００２４】
また本実施の形態の導入管１は、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を導入管１に供給する気体供給器１４にも接続されている。
【００２５】
微生物膜４には、電極装置３が接続されている。電極装置３は、図２に示すように、微生物膜４の測定槽１０内部側と逆側に重ねられた気体透過性膜３２と、気体透過性膜３２に当接する検出電極３３とを有している。検出電極３３は、支持柱３８によって保持されている。支持柱３８の周囲には、検出電極３３の周囲で気体透過性膜３２に当接する内部液を収容するための内部室３５が、溶存酸素電極３６によって区画形成されている。また、支持柱３８の外周には、対極３４が設けられている。
【００２６】
電極装置３の検出電極３３及び対極３４には、電線３３ａ、３４ａを介して、電極装置３の出力を増幅、変換すると共に、被測定液の異常水質を判別する変換演算手段１３が接続されている。
【００２７】
次に、このような構成よりなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２８】
本実施の形態では、被測定液供給ポンプ１ｐにより送液された被測定液が、試薬タンク７から試薬供給ポンプ１ｑにより試薬配管１ｔを介して送られてくる第１鉄含有溶液とＰＨ調整用緩衝液との混合溶液と、導入管１内で混合される。この混合液は、その後、気体供給管１４から供給される気体によって溶存酸素濃度が飽和され、さらに導入管１を通って導入口１１から測定槽１０内に流入する。
【００２９】
まず、有害物質が混入していない被測定液が単独で測定槽１０内に流入した場合について説明する。この場合、当該被測定液が微生物膜４に接すると、被測定液中の溶存酸素濃度に対応した酸素が気体透過性膜３２を透過して溶存酸素電極３６の内部液中を拡散するため、検出電極３３と対極３４との間に電流が流れる。
【００３０】
例えば、被測定液中の溶存酸素濃度を空気により飽和させた場合の測定では、図３のａ部に示したような電流が流れる。この場合、微生物膜４の鉄バクテリアによる酸素消費は極めて僅かである。
【００３１】
次に、有害物質が混入していない被測定液が、第１鉄含有溶液及びＰＨ調整用緩衝液の混合液と混合されて測定槽１０内に流入した場合について説明する。この場合、微生物膜４の鉄バクテリアが、溶存酸素を利用して第１鉄を第２鉄に酸化するため、気体透過性膜３２を透過する酸素が減少する。この化学反応式は以下のようになる。
【００３２】
Ｆｅ２＋（第１鉄）＋０２（酸素） → Ｆｅ３＋（第２鉄）
この場合、検出電極３３と対極３４との間に流れる電流は、図３のｂ部のようになる。
【００３３】
この測定例は、微生物膜４に保持される鉄バクテリアがＴｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓの場合の結果であるが、鉄バクテリアとしては、前記化学式の働きを持つすべての微生物が本発明に適用できる。もっとも、本件発明者らは、入手の容易性と多くの実験における取り扱いの容易性から、Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ、Ｇａｌｌｉｏｎｅｌｌａ ｆｅｒｒｕｇｉｎｅａ、Ｌｅｐｔｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ、Ｌｅｐｔｏｔｈｒｉｘ、Ｓｐｈａｅｒｏｔｉｌｕｓがより適していることを確認している。
【００３４】
さて、図３のａ部の電流とｂ部の電流との差が、異常水質のない被測定液を測定した場合の、微生物膜４の鉄バクテリアによる、鉄の酸化における酸素消費量に対応している。ただし、鉄バクテリアの活性すなわち鉄の酸化量は、温度の影響によっても変化する可能性があるため、測定槽１０は、温度調整器５によって、鉄バクテリアの活性が安定するような温度に維持されることが望ましい。
【００３５】
また、図３のａ部の電流値は、被測定液中の溶存酸素濃度によっても変化する。このため、測定槽１０に被測定液を供給する前に、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を気体供給器１４から供給して、常に被測定液を飽和溶存酸素濃度にすることが望ましい。ここで飽和溶存酸素濃度は液温度により変化するため、この点においても、温度調節器５によって測定槽１０を一定の温度に維持することは重要である。
【００３６】
次に、被測定液中にシアン、フェノール、農薬等の有害物質が混入した場合について説明する。この場合、鉄バクテリアは活性低下を生じたり死亡したりするため、酸素消費量は少なくなる。例えば、シアン濃度０．１ｍｇ／Ｌの場合には、図３のｃ部のような電流が流れる。この時の酸素消費量の変化は、有害物質の濃度と相関があり、シアン濃度０．０５ｍｇ／Ｌでは図３のｄ部のようになる。
【００３７】
従って、（ａ部の電流値−ｂ部の電流値）と、（ａ部の電流値−ｃ部の電流値）または（ａ部の電流値−ｄ部の電流値）との比較、あるいは（ｃ部の電流値−ｂ部の電流値）と、（ｄ部の電流値−ｂ部の電流値）との比較から、異常水質を検出することが可能となる。例えば、変換演算手段１３によって、異常水質の検出結果を自動的に警報、ガイダンス等の態様で出力することが可能である。
【００３８】
ここで本件発明者は、被測定液と第１鉄含有溶液及びＰＨ調整用緩衝液との混合液を微生物膜４の至近距離から微生物膜４の膜面に噴流（直交する水流）として衝突させた場合、短時間で検出電極３３の測定値が変化することを確認した。具体的には、混合液を測定槽１０に導入した場合、始めは図３のｂ部のような低い電流が流れるが、数時間で電流値が上昇し始める。また、指示値のふらつきも大きく、測定が困難である。
【００３９】
本実施の形態では、図２に示すように、被測定液と第１鉄含有溶液及びＰＨ調整用緩衝液との混合液が、微生物膜４の膜面に対し平行流、または平行に近い水流として流入するようになっているため、前述のような測定値の変動、ふらつきがなく、安定した測定が長期間持続できる。
【００４０】
以上のように、本実施の形態によれば、微生物膜４の鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽１０内に導入される被測定液の異常水質を、短時間に高感度で正確に検出することができる。
【００４１】
また本実施の形態によれば、微生物膜４が被測定液の流れ方向に対して略平行に設けられているため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【００４２】
また本実施の形態によれば、気体供給器１４から空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体が導入管１に供給されるため、被測定液を常に飽和溶存酸素濃度にすることができ、水質検出測定の精度が向上する。
【００４３】
また本実施の形態によれば、温度調整器５によって測定槽１０が温度調整されるため、鉄バクテリアの活性が安定し、水質検出測定の精度が向上する。
【００４４】
また本実施の形態によれば、微生物膜４が着脱ホルダ４ｈを介して着脱可能に測定槽１０に取付けられているため、取付けの際に微生物膜４がよじれたり、破けたり、気泡が残留するなどして、測定の精度を低下させる要因となることが防止される。また、微生物膜４の交換が容易に行える。
【００４５】
なお、長期間未使用状態にあった微生物膜４を使用すると、測定が安定するまでに長時間を要したり、安定な測定が困難な場合がある。本件発明者らは、微生物膜４（が保持する鉄バクテリア）を凍結乾燥処理することによって、数ヶ月という長期間保管した後でも、短時間で安定な測定が可能な状態になることを確認した。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施の形態の異常水質検出装置について図４を用いて説明する。図４は、第２の実施の形態の異常水質検出装置の構成概略図である。
【００４７】
図４に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、導入管１に、酸溶液を導入するための酸供給配管１ａが接続され、酸供給配管１ａは、酸供給ポンプ１ｒを介して酸タンク８に接続されている他は、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第２の実施の形態において、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４８】
酸溶液は、ＰＨ４以下に調整された硫酸または塩酸等の強酸溶液となっている。
【００４９】
本実施の形態では、図４に示すように、被測定液と第１鉄含有溶液とＰＨ調整用緩衝液の混合溶液が送液される導入管１に、酸溶タンク８から強酸溶液を供給することができるようになっている。
【００５０】
本実施の形態では、酸供給配管１ａに、酸溶液を１時間に１回乃至１週間に１回の頻度で供給するような第１酸供給制御装置１ｄと、酸溶液を１５分以上連続供給するような第２酸供給制御装置１ｃとが設けられ、これにより定期的な強酸溶液の定量の導入が実現されている。
【００５１】
異常水質検出測定は、前述の第１の実施の形態の異常水質検出装置２０と略同様に行われる。
【００５２】
異常水質検出測定を継続すると、被測定液中の汚濁物質が導入管１及び測定槽１０内部に徐々に付着堆積してくる。また、試薬溶液中の第１鉄の一部が第２鉄に酸化されて析出するが、これも導入管１及び測定槽１０内部に徐々に付着堆積してくる。これらは、導入管１の閉塞や、水質検出測定の感度低下につながり得る。
【００５３】
本実施の形態の異常水質検出装置２０は、これらの問題を解消するものであり、定期的に酸タンク８から強酸溶液を導入管１に供給し、導入管１内や測定槽１０内に付着堆積している汚濁物質および第２鉄を除去、排出する「酸洗浄」を行う。強酸溶液による汚濁物質の除去は、有機性のものには特に効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜４への付着物も除去され、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。
【００５４】
なお、このような酸洗浄は、鉄バクテリアがＰＨ４以下の強酸性溶液中でも活性を維持できるという特異な性質に基づくものである。他のタイプの微生物膜では、このような酸洗浄は実施不可能である。
【００５５】
次に、本発明の第３の実施の形態の異常水質検出装置について図５を用いて説明する。図５は、第３の実施の形態の異常水質検出装置の測定槽部分の構成概略図である。
【００５６】
図５に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、導入管１が螺旋状に形成されている他は、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第３の実施の形態において、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５７】
本実施の形態によれば、被測定液が螺旋状の導入管１を介して測定槽１０内に導入されるため、被測定液は微生物膜４に対して極めて穏やかに接触する。このため、水質検出測定が安定する。
【００５８】
次に、本発明の第４の実施の形態の異常水質検出装置について図６を用いて説明する。図６は、第４の実施の形態の異常水質検出装置の測定槽部分の構成概略図である。
【００５９】
図６に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、導入口１１が測定槽１０の底部に内部側を大径にした略円錐状に形成され、小径側の端部で導入管１１に接続されている。この場合、微生物膜４は、導入口１１を経て測定槽１０内に導入される被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに配置されている。
【００６０】
その他の構成は、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第４の実施の形態において、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６１】
本実施の形態では、導入口１１の形状は、軸を含んで軸方向に平行な断面の頂角が１２０度以上の円錐状である。
【００６２】
本実施の形態によれば、微生物膜４が被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに設けられているが、被測定液が略円錐状の導入口１１を介して測定槽１０内に導入されるため、被測定液が微生物膜４に対して極めて緩やかな流速で接する。このため、水質検出測定が安定する。
【００６３】
次に、本発明の第５の実施の形態の異常水質検出装置について図７を用いて説明する。図７は、第５の実施の形態の異常水質検出装置の測定槽部分の構成概略図である。
【００６４】
図７に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、微生物膜４が導入口１１を経て測定槽１０内に導入される被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに、導入口から２ｍｍ以上離れた位置に設けられている他は、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第５の実施の形態において、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６５】
本実施の形態によれば、微生物膜４が被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに設けられているが、被測定液の導入口と微生物膜とが２ｍｍ以上離れているため、当該検出測定を安定に持続することができる。ここで「２ｍｍ」という距離は、本件発明者が多くの実験結果に基づいて知見した値であるが、この値は正確には流入する溶液の流速に影響されるため、流速に合わせて更に余裕を持たせることが好ましい。
【００６６】
次に、本発明の第６の実施の形態の異常水質検出装置について図８を用いて説明する。図８は、第６の実施の形態の異常水質検出装置の測定槽部分の構成概略図である。
【００６７】
図８に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、導入口１１と微生物膜４との間に液流妨害部１７が設けられている他は、図７に示す第５の実施の形態と同様の構成である。第６の実施の形態において、図７に示す第５の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６８】
本実施の形態によれば、微生物膜４が被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに設けられているが、液流妨害部１７によって被測定液が直接微生物膜４と衝突することが防止されるため、水質検出測定を安定に持続することができる。
【００６９】
なお、被測定液の微生物膜４への接触状態を制御するために、測定槽１０の内部に被測定液を攪拌するための攪拌装置を設けることも有効である。
【００７０】
以上説明したように、本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、微生物膜が被測定液の流れ方向に対して略平行に設けられているため、当該検出測定を安定に持続することができる。また、本発明によれば、ＰＨ４以下の強酸溶液によって、異常水質検出測定の継続により導入管及び測定槽内部に徐々に付着体積する汚濁物質を除去することができる。これは、特に有機性のものには効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜への付着物も除去される。このため、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。
【００７１】
あるいは本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、被測定液が円錐状の購入管を経て緩やかな流速で微生物膜に接触するため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【００７２】
あるいは本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、被測定液の導入口と微生物膜とが２ｍｍ以上離れているため、当該検出測定を安定に持続することができる。また、本発明によれば、ＰＨ４以下の強酸溶液によって、異常水質検出測定の継続により導入管及び測定槽内部に徐々に付着体積する汚濁物質を除去することができる。これは、特に有機性のものには効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜への付着物も除去される。このため、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。
【００７３】
あるいは本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、液流妨害部によって被測定液が直接微生物膜と衝突することが防止されるため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による異常水質検出装置の第１の実施の形態を示す構成概略図。
【図２】図１の測定槽部分を示す構成概略図。
【図３】図１の電極装置が検出する電流値を示す図。
【図４】本発明による異常水質検出装置の第２の実施の形態を示す構成概略図。
【図５】本発明による異常水質検出装置の第３の実施の形態の測定槽部分を示す構成概略図。
【図６】本発明による異常水質検出装置の第４の実施の形態の測定槽部分を示す構成概略図。
【図７】本発明による異常水質検出装置の第５の実施の形態の測定槽部分を示す構成概略図。
【図８】本発明による異常水質検出装置の第６の実施の形態の測定槽部分を示す構成概略図。
【符号の説明】
１ 導入管
１ａ 酸供給配管
１ｔ 試薬配管
１ｐ 被測定液供給ポンプ
１ｑ 試薬供給ポンプ
１ｒ 酸供給ポンプ
２ 排出管
３ 電極装置
４ 微生物膜
４ｈ 着脱ホルダ
５ 温度調整器
７ 試薬タンク
８ 酸タンク
１０ 測定槽
１１ 導入口
１２ 排出口
１３ 変換演算手段
１４ 気体供給器
１７ 液流妨害部
２０ 異常水質検出装置
３２ 気体透過性膜
３３ 検出電極
３４ 対極
３５ 内部室
３６ 溶存酸素電極
Claims (12)
- 導入口を有する測定槽と、
導入口に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、
導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、
測定槽内に、導入管から導入口を経て測定槽内に導入される被測定液の流れ方向に対して略平行に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、
微生物膜に接続された電極装置と、
を備え、
導入管は、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を供給するための気体供給器に接続されていると共に、酸溶液を導入するための酸供給配管に接続されており、
酸溶液は、ＰＨ４以下に調整した溶液である
ことを特徴とする異常水質検出装置。 - 導入管は、螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の異常水質検出装置。
- 内部側が大径の略円錐状に形成された導入口を有する測定槽と、
導入口の小径側の端部に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、
導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、
測定槽内に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、
微生物膜に接続された電極装置と、
を備えたことを特徴とする異常水質検出装置。 - 導入口の形状は、軸を含んで軸方向に平行な断面の頂角が１２０度以上の円錐状であることを特徴とする請求項３に記載の異常水質検出装置。
- 導入口を有する測定槽と、
導入口に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、
導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、
測定槽内に、導入口から２ｍｍ以上離れた位置に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、
微生物膜に接続された電極装置と、
を備え、
導入管は、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を供給するための気体供給器に接続されていると共に、酸溶液を導入するための酸供給配管に接続されており、
酸溶液は、ＰＨ４以下に調整した溶液である
ことを特徴とする異常水質検出装置。 - 導入口を有する測定槽と、
導入口に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、
導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、
測定槽内に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、
微生物膜に接続された電極装置と、
導入口と微生物膜との間に設けられた液流妨害部と、
を備えたことを特徴とする異常水質検出装置。 - 導入管は、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を供給するための気体供給器に接続されていることを特徴とする請求項３、４及び６のいずれかに記載の異常水質検出装置。
- 導入管は、酸溶液を導入するための酸供給配管に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の異常水質検出装置。
- 酸溶液は、ＰＨ４以下に調整した溶液であることを特徴とする請求項８に記載の異常水質検出装置。
- 測定槽は、内部に導入される被測定液を攪拌するための攪拌装置を有していることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の異常水質検出装置。
- 微生物膜は、着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の異常水質検出装置。
- 測定槽は、温度調整器内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の異常水質検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13424099A JP3672455B2 (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 異常水質検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13424099A JP3672455B2 (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 異常水質検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000321233A JP2000321233A (ja) | 2000-11-24 |
| JP3672455B2 true JP3672455B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=15123693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13424099A Expired - Fee Related JP3672455B2 (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 異常水質検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3672455B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9810676B2 (en) * | 2015-01-12 | 2017-11-07 | Ecolab Usa Inc. | Apparatus for, system for and methods of maintaining sensor accuracy |
| CN110823963B (zh) * | 2018-08-09 | 2022-08-09 | 上海朴道水汇环保科技股份有限公司 | 一种tds检测方法及系统、终端 |
| CN110244014B (zh) * | 2019-07-15 | 2024-08-16 | 石家庄铁路职业技术学院 | 基于开源硬件的水质检测仪 |
-
1999
- 1999-05-14 JP JP13424099A patent/JP3672455B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000321233A (ja) | 2000-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4538060B2 (ja) | 異常水質検出装置 | |
| US5348664A (en) | Process for disinfecting water by controlling oxidation/reduction potential | |
| US9611160B2 (en) | Wastewater treatment apparatus and method | |
| JP4410264B2 (ja) | 異常水質検出装置及びその毒物応答感度予測方法 | |
| JP3672455B2 (ja) | 異常水質検出装置 | |
| JP2008286534A (ja) | バイオセンサ型異常水質検出装置 | |
| JP3721087B2 (ja) | バイオセンサ型異常水質検出装置 | |
| JP4175002B2 (ja) | 酸化・還元剤の注入量制御方法 | |
| JP4693912B2 (ja) | 異常水質検出装置 | |
| EP1397695A1 (en) | Self-cleaning probe system | |
| JP4988005B2 (ja) | 異常水質検出装置及び異常水質検出方法 | |
| KR100786883B1 (ko) | 침적형 용존산소 측정계의 센서세정기 | |
| JPH1137969A (ja) | 異常水質検出装置 | |
| JP4982106B2 (ja) | 水質検査システム | |
| KR101809021B1 (ko) | 전도도법 검출방식의 총유기탄소 측정 센서 및 이를 이용한 총유기탄소 검출 시스템 | |
| JP2003247967A (ja) | バイオセンサ型水質監視システム及び装置 | |
| JP2010204043A (ja) | 水質監視装置 | |
| JP2010071749A (ja) | 水質監視装置 | |
| JP3497806B2 (ja) | 水質監視装置 | |
| JP2018132479A (ja) | 配管部材、水質検査方法及び水処理装置 | |
| JP4227044B2 (ja) | 水質検出装置 | |
| JP2005249413A (ja) | 水質検出装置 | |
| JPS6230599A (ja) | 純水製造装置の前処理方法 | |
| KR100724707B1 (ko) | 염소/탈염소제 주입량 결정 방법과 제어장치 및 그를 이용한 하수 정화장치 | |
| JP7641655B1 (ja) | 生物の活性管理システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040707 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041124 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041228 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050408 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050419 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080428 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |