JPH09297132A - 微生物の呼吸速度計 - Google Patents
微生物の呼吸速度計Info
- Publication number
- JPH09297132A JPH09297132A JP11362996A JP11362996A JPH09297132A JP H09297132 A JPH09297132 A JP H09297132A JP 11362996 A JP11362996 A JP 11362996A JP 11362996 A JP11362996 A JP 11362996A JP H09297132 A JPH09297132 A JP H09297132A
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- Japan
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- oxygen
- oxygen concentration
- closed tank
- oxygen sensor
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- Activated Sludge Processes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 呼吸速度の計測と併行して酸素センサ検出値
を較正することができる微生物の呼吸速度計を提供す
る。 【解決手段】 ＢＯＤ基質を含む試料液の所定量を第１
の密閉槽１中に投入し、循環曝気を開始する。散気管６
から液中に吹き込まれた空気は、第１の密閉槽１の上部
から配管８を経て第２の密閉槽２中に吹き込まれ、空気
中に含まれていたＣＯ2 がＫＯＨ溶液に吸収される。酸
素センサ３の検出酸素濃度信号をデータ処理装置５に入
力し、初期酸素濃度値を演算し、記憶させる。所定時間
が経過してから再び酸素センサ３の酸素濃度信号をデー
タ処理装置に入力し、このときの酸素濃度値を演算す
る。この酸素濃度値と初期酸素濃度値との差から酸素消
費量を求め、微生物の呼吸速度を演算する。レベルセン
サ１４によって求まる閉ループ系の体積減少量を真値と
し、これに基づいて酸素センサ３の検出信号によって求
まる体積減少量を較正する。
を較正することができる微生物の呼吸速度計を提供す
る。 【解決手段】 ＢＯＤ基質を含む試料液の所定量を第１
の密閉槽１中に投入し、循環曝気を開始する。散気管６
から液中に吹き込まれた空気は、第１の密閉槽１の上部
から配管８を経て第２の密閉槽２中に吹き込まれ、空気
中に含まれていたＣＯ2 がＫＯＨ溶液に吸収される。酸
素センサ３の検出酸素濃度信号をデータ処理装置５に入
力し、初期酸素濃度値を演算し、記憶させる。所定時間
が経過してから再び酸素センサ３の酸素濃度信号をデー
タ処理装置に入力し、このときの酸素濃度値を演算す
る。この酸素濃度値と初期酸素濃度値との差から酸素消
費量を求め、微生物の呼吸速度を演算する。レベルセン
サ１４によって求まる閉ループ系の体積減少量を真値と
し、これに基づいて酸素センサ３の検出信号によって求
まる体積減少量を較正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＢＯＤ資化細菌、硝
化細菌など酸素を利用する微生物の消費酸素量を酸素セ
ンサで検出して微生物の呼吸速度を測定する呼吸速度計
に係り、特に酸素センサの検出信号から演算される呼吸
速度を較正する機構を備えた微生物の呼吸速度計に関す
る。
化細菌など酸素を利用する微生物の消費酸素量を酸素セ
ンサで検出して微生物の呼吸速度を測定する呼吸速度計
に係り、特に酸素センサの検出信号から演算される呼吸
速度を較正する機構を備えた微生物の呼吸速度計に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】微生物の呼吸速度を測定するための従来
装置の一例について図１（ｂ）を参照して説明する。
装置の一例について図１（ｂ）を参照して説明する。
【０００３】この測定装置は、第１の密閉槽（測定槽）
１、第２の密閉槽（ＣＯ2 吸収槽）２、酸素センサ３、
エアポンプ４、データ処理装置５等よりなる。第１の密
閉槽１には、散気管６と、試料の投入弁７とが設けられ
ている。第１の密閉槽１の上部の気体を第２の密閉槽２
のアルカリ溶液（例えばＫＯＨ溶液）に吹き込むように
配管８が設けられると共に、第２の密閉槽２の上部の気
体を散気管８に供給するように配管９が設けられてい
る。この配管９の途中に酸素センサ３及びエアポンプ４
が設けられている。図示はしないが、密閉槽１，２及び
配管８，９内の気体を新鮮な空気に置換しうるようにす
るために、配管８又は９に大気開放弁が設けられてい
る。
１、第２の密閉槽（ＣＯ2 吸収槽）２、酸素センサ３、
エアポンプ４、データ処理装置５等よりなる。第１の密
閉槽１には、散気管６と、試料の投入弁７とが設けられ
ている。第１の密閉槽１の上部の気体を第２の密閉槽２
のアルカリ溶液（例えばＫＯＨ溶液）に吹き込むように
配管８が設けられると共に、第２の密閉槽２の上部の気
体を散気管８に供給するように配管９が設けられてい
る。この配管９の途中に酸素センサ３及びエアポンプ４
が設けられている。図示はしないが、密閉槽１，２及び
配管８，９内の気体を新鮮な空気に置換しうるようにす
るために、配管８又は９に大気開放弁が設けられてい
る。
【０００４】試料中に含まれる微生物の呼吸速度を計測
するには、第１の密閉槽１中に活性汚泥を含む液を収容
しておき、第２の密閉槽２中にアルカリ溶液（この場合
ＫＯＨ溶液）を収容しておく。
するには、第１の密閉槽１中に活性汚泥を含む液を収容
しておき、第２の密閉槽２中にアルカリ溶液（この場合
ＫＯＨ溶液）を収容しておく。
【０００５】次いで、ＢＯＤ基質を含む試料液の所定量
を第１の密閉槽１中に試料投入弁７経由で導入する。こ
の試料投入弁７を閉鎖してからエアポンプ４で第１の密
閉槽１の液相に空気を送気し、循環曝気を開始する。散
気管６から液中に吹き込まれた空気は、第１の密閉槽１
の上部から配管８を経て第２の密閉槽２中に吹き込ま
れ、空気中に含まれていたＣＯ2 がＫＯＨ溶液に吸収さ
れる。ＫＯＨ溶液上に浮上した空気は、配管９を経て再
び第１の密閉槽１内の液中に吹き込まれる。この配管９
を通るときに、酸素センサ３によって空気中のＯ2 濃度
がセンシングされる。エアポンプ４の始動時のノイズ減
衰後に酸素センサ３の検出酸素濃度信号をデータ処理装
置５に入力し、初期酸素濃度値を演算し、記憶させる。
所定時間が経過してから再び酸素センサ３の酸素濃度信
号をデータ処理装置に入力し、このときの酸素濃度値を
演算する。この酸素濃度値と初期酸素濃度値との差から
酸素消費量を求め、微生物の呼吸速度を演算する。
を第１の密閉槽１中に試料投入弁７経由で導入する。こ
の試料投入弁７を閉鎖してからエアポンプ４で第１の密
閉槽１の液相に空気を送気し、循環曝気を開始する。散
気管６から液中に吹き込まれた空気は、第１の密閉槽１
の上部から配管８を経て第２の密閉槽２中に吹き込ま
れ、空気中に含まれていたＣＯ2 がＫＯＨ溶液に吸収さ
れる。ＫＯＨ溶液上に浮上した空気は、配管９を経て再
び第１の密閉槽１内の液中に吹き込まれる。この配管９
を通るときに、酸素センサ３によって空気中のＯ2 濃度
がセンシングされる。エアポンプ４の始動時のノイズ減
衰後に酸素センサ３の検出酸素濃度信号をデータ処理装
置５に入力し、初期酸素濃度値を演算し、記憶させる。
所定時間が経過してから再び酸素センサ３の酸素濃度信
号をデータ処理装置に入力し、このときの酸素濃度値を
演算する。この酸素濃度値と初期酸素濃度値との差から
酸素消費量を求め、微生物の呼吸速度を演算する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く閉ループを
循環する空気中の酸素濃度を酸素センサ３を用いて測定
し、この測定値から微生物の呼吸速度を求める呼吸速度
計においては、酸素センサ３の検出信号値を真値と対照
し真値となるように較正（キャリブレーション）する必
要がある。
循環する空気中の酸素濃度を酸素センサ３を用いて測定
し、この測定値から微生物の呼吸速度を求める呼吸速度
計においては、酸素センサ３の検出信号値を真値と対照
し真値となるように較正（キャリブレーション）する必
要がある。
【０００７】従来、この較正を行う場合、既知量のＢＯ
Ｄ基質を第１の密閉槽に投入して酸素消費量を酸素セン
サ３で計測すると共に、既知量のＢＯＤ基質による酸素
の理論消費量を求め、この理論酸素消費量を真値として
酸素センサ検出酸素濃度を較正しているが、実際の呼吸
速度計測を中断することになり、較正の頻度が少なくな
り、測定頻度が低下しがちであった。
Ｄ基質を第１の密閉槽に投入して酸素消費量を酸素セン
サ３で計測すると共に、既知量のＢＯＤ基質による酸素
の理論消費量を求め、この理論酸素消費量を真値として
酸素センサ検出酸素濃度を較正しているが、実際の呼吸
速度計測を中断することになり、較正の頻度が少なくな
り、測定頻度が低下しがちであった。
【０００８】本発明は、呼吸速度の計測と併行して酸素
センサ検出値を較正することができる微生物の呼吸速度
計を提供することを目的とする。
センサ検出値を較正することができる微生物の呼吸速度
計を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、活性を有する
汚泥とＢＯＤ基質含有水とを収容する第１の密閉槽と、
アルカリ溶液を収容した第２の密閉槽と、該第１の密閉
槽内の上部の気体を該第２の密閉槽内のアルカリ溶液中
に吹き込むと共に、該第２の密閉槽の上部の気体を該第
１の密閉槽内の汚泥混合液中に吹き込むための循環装置
と、該第１の密閉槽内の上部、該第２の密閉槽内の上部
及び該循環装置とで構成される閉ループ内の酸素濃度を
検出する酸素センサと、該閉ループ内の気体の体積又は
圧力を検出するための検出手段と、該酸素センサからの
出力信号の経時変化から前記第１の密閉槽内の微生物の
呼吸速度を演算する呼吸速度演算手段と、該酸素センサ
の出力信号の経時変化から求められる第１の酸素濃度変
化量と、前記体積又は圧力の検出手段からの出力信号の
経時変化から求められる第２の酸素濃度変化量との比率
を演算する較正比率の演算手段とを備えてなり、該較正
比率の演算手段からの較正比率を該呼吸速度演算手段に
入力して呼吸速度を較正するようにしたことを特徴とす
るものである。
汚泥とＢＯＤ基質含有水とを収容する第１の密閉槽と、
アルカリ溶液を収容した第２の密閉槽と、該第１の密閉
槽内の上部の気体を該第２の密閉槽内のアルカリ溶液中
に吹き込むと共に、該第２の密閉槽の上部の気体を該第
１の密閉槽内の汚泥混合液中に吹き込むための循環装置
と、該第１の密閉槽内の上部、該第２の密閉槽内の上部
及び該循環装置とで構成される閉ループ内の酸素濃度を
検出する酸素センサと、該閉ループ内の気体の体積又は
圧力を検出するための検出手段と、該酸素センサからの
出力信号の経時変化から前記第１の密閉槽内の微生物の
呼吸速度を演算する呼吸速度演算手段と、該酸素センサ
の出力信号の経時変化から求められる第１の酸素濃度変
化量と、前記体積又は圧力の検出手段からの出力信号の
経時変化から求められる第２の酸素濃度変化量との比率
を演算する較正比率の演算手段とを備えてなり、該較正
比率の演算手段からの較正比率を該呼吸速度演算手段に
入力して呼吸速度を較正するようにしたことを特徴とす
るものである。
【００１０】かかる本発明の微生物の呼吸速度計では、
酸素センサの酸素濃度検出値から求まる酸素消費量を、
閉ループ内の気体の体積又は圧力から求まる酸素消費量
によって較正するため、実際の呼吸速度測定と併行して
酸素センサ検出信号の較正を行える。
酸素センサの酸素濃度検出値から求まる酸素消費量を、
閉ループ内の気体の体積又は圧力から求まる酸素消費量
によって較正するため、実際の呼吸速度測定と併行して
酸素センサ検出信号の較正を行える。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１（ａ）は実施の形態に係る微
生物の呼吸速度計の系統図であり、配管９のうち第２の
密閉槽２のすぐ近傍の部分に気体体積変化量測定器１０
が配管１１を介して接続されている。この測定器１０
は、密閉容器１２と、該容器１２内に差し込まれた直管
１３と、該直管１３の下部に設けられた該直管１３内の
水位を測定するレベルセンサ１４とを備えている。この
直管１３の上端は大気に開放し、下端は容器１２内の水
に開放している。レベルセンサ１４の検出信号はデータ
処理装置５に入力されている。
生物の呼吸速度計の系統図であり、配管９のうち第２の
密閉槽２のすぐ近傍の部分に気体体積変化量測定器１０
が配管１１を介して接続されている。この測定器１０
は、密閉容器１２と、該容器１２内に差し込まれた直管
１３と、該直管１３の下部に設けられた該直管１３内の
水位を測定するレベルセンサ１４とを備えている。この
直管１３の上端は大気に開放し、下端は容器１２内の水
に開放している。レベルセンサ１４の検出信号はデータ
処理装置５に入力されている。
【００１２】この微生物の呼吸速度計のその他の構成は
図１（ｂ）と同一である。
図１（ｂ）と同一である。
【００１３】このように構成された微生物の呼吸速度計
においては、前記図１（ｂ）の場合と同様の手順により
微生物の呼吸速度を計測し、酸素センサ３の検出信号を
データ処理装置５に入力すると共に、さらに、レベルセ
ンサ１４の検出信号をデータ処理装置５に入力する。
においては、前記図１（ｂ）の場合と同様の手順により
微生物の呼吸速度を計測し、酸素センサ３の検出信号を
データ処理装置５に入力すると共に、さらに、レベルセ
ンサ１４の検出信号をデータ処理装置５に入力する。
【００１４】データ処理装置５では、レベルセンサ１４
によって求まる閉ループ系の体積減少量を真値とし、こ
れに基づいて酸素センサ３の検出信号によって求まる体
積減少量を較正する。
によって求まる閉ループ系の体積減少量を真値とし、こ
れに基づいて酸素センサ３の検出信号によって求まる体
積減少量を較正する。
【００１５】気体体積変化量測定器１０の検出値を用い
た酸素センサ３の較正は、定期的に行われる。
た酸素センサ３の較正は、定期的に行われる。
【００１６】較正の具体的計算法は次の通りである。
【００１７】酸素センサ３の初期出力値（初期酸素濃度
を示す出力電圧）をＥ1 とし、測定終了時の出力電圧を
Ｅ2 とする。酸素センサ３の出力電圧は、酸素濃度に直
線的に比例するものであり、従って微生物の呼吸によっ
て消費された酸素量は、この出力電圧Ｅ1 ，Ｅ2 の差に
対し一定の係数ｋを掛けた値となる。
を示す出力電圧）をＥ1 とし、測定終了時の出力電圧を
Ｅ2 とする。酸素センサ３の出力電圧は、酸素濃度に直
線的に比例するものであり、従って微生物の呼吸によっ
て消費された酸素量は、この出力電圧Ｅ1 ，Ｅ2 の差に
対し一定の係数ｋを掛けた値となる。
【００１８】従って、この酸素センサ３の出力電圧から
演算される酸素濃度変化ΔＣS （％）は、係数ｋを用い
て ΔＣS ＝ｋ（Ｅ1 −Ｅ2 ） と表わされる。
演算される酸素濃度変化ΔＣS （％）は、係数ｋを用い
て ΔＣS ＝ｋ（Ｅ1 −Ｅ2 ） と表わされる。
【００１９】一方、測定器１０のレベルセンサ１４の初
期検出水位と測定終了時の検出水位との差をΔＨ（ｃ
ｍ）とし、容器１２の水平断面積をＳ（ｃｍ2 ）とし、
閉ループ内の初期の気体体積をＱとすると、該レベルセ
ンサ１４の出力信号から演算される酸素濃度変化ＣL は
次のように表わされる。
期検出水位と測定終了時の検出水位との差をΔＨ（ｃ
ｍ）とし、容器１２の水平断面積をＳ（ｃｍ2 ）とし、
閉ループ内の初期の気体体積をＱとすると、該レベルセ
ンサ１４の出力信号から演算される酸素濃度変化ＣL は
次のように表わされる。
【００２０】ΔＣL ＝［（ΔＨ・Ｓ）／（Ｑ−ΔＨ・Ｓ
／２）］×１００ なお、この式の意味は、 ［（減少気体体積）／（閉ループ内の気体体積平均
値）］×１００ である。この式の分母には、測定開始時の体積Ｑと測定
終了時の体積Ｑ−ΔＨ・Ｓとの平均［Ｑ＋（Ｑ−ΔＨ・
Ｓ）］×１／２＝Ｑ−ΔＨ・Ｓ／２を用いている。
／２）］×１００ なお、この式の意味は、 ［（減少気体体積）／（閉ループ内の気体体積平均
値）］×１００ である。この式の分母には、測定開始時の体積Ｑと測定
終了時の体積Ｑ−ΔＨ・Ｓとの平均［Ｑ＋（Ｑ−ΔＨ・
Ｓ）］×１／２＝Ｑ−ΔＨ・Ｓ／２を用いている。
【００２１】なお、厳密には測定中の気相容積変化か
ら、酸素センサによる酸素濃度をそれぞれ対応する容積
から求める必要があるが、ここでは簡略法として気相容
積の中間値を用いて計算することとした。この方法であ
れば酸素センサの測定値にオフセットがあっても結果に
影響を与えない。また、液相中の溶存酸素濃度の変化は
気相中の酸素濃度に比べてごく僅かなので無視する。
ら、酸素センサによる酸素濃度をそれぞれ対応する容積
から求める必要があるが、ここでは簡略法として気相容
積の中間値を用いて計算することとした。この方法であ
れば酸素センサの測定値にオフセットがあっても結果に
影響を与えない。また、液相中の溶存酸素濃度の変化は
気相中の酸素濃度に比べてごく僅かなので無視する。
【００２２】このΔＣL を真値としてΔＣS を較正する
のであるが、そのためにはそれまでの係数ｋをｋ×（Δ
ＣL ／ΔＣS ）という新しい係数に置き換えれば良い。
のであるが、そのためにはそれまでの係数ｋをｋ×（Δ
ＣL ／ΔＣS ）という新しい係数に置き換えれば良い。
【００２３】このように、定期的に係数ｋを較正し、精
度の高い酸素消費量を求め、呼吸速度を高精度に測定す
ることが可能となる。なお、本発明では、測定対象試料
の各時点における呼吸速度を連続的に測定しているとき
に逐次較正を行うのが好ましい。
度の高い酸素消費量を求め、呼吸速度を高精度に測定す
ることが可能となる。なお、本発明では、測定対象試料
の各時点における呼吸速度を連続的に測定しているとき
に逐次較正を行うのが好ましい。
【００２４】上記実施の形態では閉ループ系の気体体積
変化を測定して酸素センサを較正しているが、閉ループ
系の気体圧力変化を測定して酸素センサを較正しても良
い。
変化を測定して酸素センサを較正しているが、閉ループ
系の気体圧力変化を測定して酸素センサを較正しても良
い。
【００２５】
【発明の効果】以上の通り、本発明によると、測定毎に
酸素センサの検出値の較正を行うことができ、常に精度
を保持できる。また、データ処理装置の演算ソフトに較
正の計算と係数の修正処理を組み込めば、自動的に較正
を行うことができるので、較正に特別の手間はかからな
い。従って、本発明によれば、ＢＯＤ資化細菌、硝化細
菌など酸素を利用する微生物の呼吸速度を高精度に測定
することができる。
酸素センサの検出値の較正を行うことができ、常に精度
を保持できる。また、データ処理装置の演算ソフトに較
正の計算と係数の修正処理を組み込めば、自動的に較正
を行うことができるので、較正に特別の手間はかからな
い。従って、本発明によれば、ＢＯＤ資化細菌、硝化細
菌など酸素を利用する微生物の呼吸速度を高精度に測定
することができる。
【図１】（ａ）図は実施の形態に係る微生物の呼吸速度
計の系統図である。（ｂ）図は従来例に係る微生物の呼
吸速度計の系統図である。
計の系統図である。（ｂ）図は従来例に係る微生物の呼
吸速度計の系統図である。
１ 第１の密閉槽（測定槽） ２ 第２の密閉槽（ＣＯ2 吸収槽） ３ 酸素センサ ４ エアポンプ ５ データ処理装置 ６ 散気管 ７ 試料投入弁 １０ 気体体積変化量測定器 １２ 容器 １３ 直管 １４ レベルセンサ
Claims (1)
- 【請求項１】 活性を有する活性汚泥とＢＯＤ基質含有
水とを収容する第１の密閉槽と、 アルカリ溶液を収容した第２の密閉槽と、 該第１の密閉槽内の上部の気体を該第２の密閉槽内のア
ルカリ溶液中に吹き込むと共に、該第２の密閉槽の上部
の気体を該第１の密閉槽内の汚泥混合液中に吹き込むた
めの循環装置と、 該第１の密閉槽内の上部、該第２の密閉槽内の上部及び
該循環装置とで構成される閉ループ内の酸素濃度を検出
する酸素センサと、 該閉ループ内の気体の体積又は圧力を検出するための検
出手段と、 該酸素センサからの出力信号の経時変化から前記第１の
密閉槽内の微生物の呼吸速度を演算する呼吸速度演算手
段と、 該酸素センサの出力信号の経時変化から求められる第１
の酸素濃度変化量と、前記体積又は圧力の検出手段から
の出力信号の経時変化から求められる第２の酸素濃度変
化量との比率を演算する較正比率の演算手段とを備えて
なり、該較正比率の演算手段からの較正比率を該呼吸速
度演算手段に入力して呼吸速度を較正するようにしたこ
とを特徴とする微生物の呼吸速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11362996A JPH09297132A (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 微生物の呼吸速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11362996A JPH09297132A (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 微生物の呼吸速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09297132A true JPH09297132A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14617080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11362996A Pending JPH09297132A (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 微生物の呼吸速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09297132A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086059A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-04-05 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 水中水生生物生産呼吸測定装置 |
| JP2008275605A (ja) * | 2007-04-04 | 2008-11-13 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 水中水生生物生産呼吸測定装置 |
-
1996
- 1996-05-08 JP JP11362996A patent/JPH09297132A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086059A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-04-05 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 水中水生生物生産呼吸測定装置 |
| JP2008275605A (ja) * | 2007-04-04 | 2008-11-13 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 水中水生生物生産呼吸測定装置 |
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