JPH1137969A - 異常水質検出装置 - Google Patents
異常水質検出装置Info
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- JPH1137969A JPH1137969A JP9198768A JP19876897A JPH1137969A JP H1137969 A JPH1137969 A JP H1137969A JP 9198768 A JP9198768 A JP 9198768A JP 19876897 A JP19876897 A JP 19876897A JP H1137969 A JPH1137969 A JP H1137969A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定液の異常水質を正確かつ確実に検出す
ることができる異常水質検出装置を提供する。 【解決手段】 異常水質検出装置はケース２６と、ケー
ス２６に設けられ鉄バクテリアを保持した微生物膜２１
とを有する検出電極部１を備えている。微生物膜２１に
は検出流路２７が接するように配置されている。この検
出流路２７には被測定液と、第１鉄含有液と、ＰＨ調整
用緩衝液との混合液が流入する。混合液は微生物膜２１
を通ってケース２６内に入り、ケース２６内に設けられ
た検出電極２３と対極２４との間で電流が流れる。混合
液が微生物膜２１を通る際、鉄バクテリアにより混合液
中の第１鉄が第２鉄に変換されて、検出電極２３と対極
２４との間の電流値が変化する。
ることができる異常水質検出装置を提供する。 【解決手段】 異常水質検出装置はケース２６と、ケー
ス２６に設けられ鉄バクテリアを保持した微生物膜２１
とを有する検出電極部１を備えている。微生物膜２１に
は検出流路２７が接するように配置されている。この検
出流路２７には被測定液と、第１鉄含有液と、ＰＨ調整
用緩衝液との混合液が流入する。混合液は微生物膜２１
を通ってケース２６内に入り、ケース２６内に設けられ
た検出電極２３と対極２４との間で電流が流れる。混合
液が微生物膜２１を通る際、鉄バクテリアにより混合液
中の第１鉄が第２鉄に変換されて、検出電極２３と対極
２４との間の電流値が変化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、浄水場または下水
処理場等に設置され、流入する被処理水の水質異常を検
出することができる異常水質検出装置に関する。
処理場等に設置され、流入する被処理水の水質異常を検
出することができる異常水質検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】浄水場では河川水を取水し、処理して飲
料水を供給している。この場合、通常の処理で除去でき
ない有害物質が河川水中に混入するなどの異常水質が発
生した際は、取水停止という非常事態を生じることがあ
る。同様に、下水処理場では流入下水を活性汚泥処理し
ているため、流入下水の有害物質の混入等の異常水質は
下水処理に大きく影響する。
料水を供給している。この場合、通常の処理で除去でき
ない有害物質が河川水中に混入するなどの異常水質が発
生した際は、取水停止という非常事態を生じることがあ
る。同様に、下水処理場では流入下水を活性汚泥処理し
ているため、流入下水の有害物質の混入等の異常水質は
下水処理に大きく影響する。
【０００３】このため、浄水場および下水処理場では流
入水の異常水質を事前に検出するか、または遅くとも流
入時点で検出する必要がある。従来は、浄水場および下
水処理場の入口に水槽を設けるとともにこの水槽に魚類
を飼育し、魚類の行動、致死等の状態を観察することに
より、流入水の異常水質を検出している。また、観察者
の負荷を低減するために、画像処理を利用して水槽中の
魚類の行動、状態を自動監視する装置も考えられてい
る。
入水の異常水質を事前に検出するか、または遅くとも流
入時点で検出する必要がある。従来は、浄水場および下
水処理場の入口に水槽を設けるとともにこの水槽に魚類
を飼育し、魚類の行動、致死等の状態を観察することに
より、流入水の異常水質を検出している。また、観察者
の負荷を低減するために、画像処理を利用して水槽中の
魚類の行動、状態を自動監視する装置も考えられてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで水槽中に飼育
された魚類が流入水により異常行動を起こしたり、死亡
するまでには時間がかかるため、水質異常の検出にも長
時間がかかることになる。また魚類飼育用の水槽および
監視用装置等は大型であり、構造も複雑となる。さらに
魚類の行動は健康状態、水槽の設置されている周囲の環
境により影響を受けることがあり、魚類の種類によって
も影響の受ける度合いが異なる。この結果、画像処理を
利用した自動監視装置による異常検出の感度は低くな
り、場合によっては、水質異常の誤検出を生じることも
ある。
された魚類が流入水により異常行動を起こしたり、死亡
するまでには時間がかかるため、水質異常の検出にも長
時間がかかることになる。また魚類飼育用の水槽および
監視用装置等は大型であり、構造も複雑となる。さらに
魚類の行動は健康状態、水槽の設置されている周囲の環
境により影響を受けることがあり、魚類の種類によって
も影響の受ける度合いが異なる。この結果、画像処理を
利用した自動監視装置による異常検出の感度は低くな
り、場合によっては、水質異常の誤検出を生じることも
ある。
【０００５】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、浄水場または下水処理場への流入水の異常
水質を短時間で、しかも正確かつ高感度に検出すること
ができる異常水質検出装置を提供することを目的とす
る。
ものであり、浄水場または下水処理場への流入水の異常
水質を短時間で、しかも正確かつ高感度に検出すること
ができる異常水質検出装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、その一面に鉄
バクテリアを保持した微生物膜が設けられるとともに内
部液を有するケースと、ケース内に配置された一対の電
極とを有する検出電極部と、ケースに隣接して設けられ
るとともに微生物膜に接する検出流路と、この検出流路
内に被測定液を供給する被測定液供給装置と、検出流路
内に第１鉄含有液を供給する第１鉄含有液供給装置と、
検出流路内にＰＨ調整用緩衝液を供給して検出電極部に
おける被測定液と第１鉄含有液とＰＨ調整用緩衝液との
混合液のＰＨを一定の値に定めるＰＨ調整用緩衝液供給
装置と、検出電極部の一対の電極間を流れる電流値を測
定して被測定液の異常水質を検出する演算部と、を備え
たことを特徴とする異常水質検出装置、およびその一面
に鉄バクテリアを保持した微生物膜が設けられるととも
に内部液を有するケースと、ケース内に配置された一対
の電極とを有する検出電極部と、ケースに隣接して設け
られるとともに微生物膜に接する検出流路と、この検出
流路内に被測定液を供給する被測定液供給装置と、検出
流路内に第１鉄含有液と、検出電極部における被測定液
と第１鉄含有液との混合液のＰＨを一定の値に定めるＰ
Ｈ調整用緩衝液を含有する試薬を供給する試薬供給装置
と、検出電極部の一対の電極間を流れる電流値を測定し
て被測定液の異常水質を検出する演算部と、を備えたこ
とを特徴とする異常水質検出装置である。
バクテリアを保持した微生物膜が設けられるとともに内
部液を有するケースと、ケース内に配置された一対の電
極とを有する検出電極部と、ケースに隣接して設けられ
るとともに微生物膜に接する検出流路と、この検出流路
内に被測定液を供給する被測定液供給装置と、検出流路
内に第１鉄含有液を供給する第１鉄含有液供給装置と、
検出流路内にＰＨ調整用緩衝液を供給して検出電極部に
おける被測定液と第１鉄含有液とＰＨ調整用緩衝液との
混合液のＰＨを一定の値に定めるＰＨ調整用緩衝液供給
装置と、検出電極部の一対の電極間を流れる電流値を測
定して被測定液の異常水質を検出する演算部と、を備え
たことを特徴とする異常水質検出装置、およびその一面
に鉄バクテリアを保持した微生物膜が設けられるととも
に内部液を有するケースと、ケース内に配置された一対
の電極とを有する検出電極部と、ケースに隣接して設け
られるとともに微生物膜に接する検出流路と、この検出
流路内に被測定液を供給する被測定液供給装置と、検出
流路内に第１鉄含有液と、検出電極部における被測定液
と第１鉄含有液との混合液のＰＨを一定の値に定めるＰ
Ｈ調整用緩衝液を含有する試薬を供給する試薬供給装置
と、検出電極部の一対の電極間を流れる電流値を測定し
て被測定液の異常水質を検出する演算部と、を備えたこ
とを特徴とする異常水質検出装置である。
【０００７】本発明によれば、被測定液と、第１鉄含有
液と、ＰＨ調整用緩衝液とが検出流路内で混合されて混
合液が得られる。この混合液は検出電極部の微生物膜を
通ってケース内に流入し、混合液中の酸素濃度に応じて
一対の電極間に電流が流れる。この場合、微生物膜の鉄
バクテリアによって混合液中の第１鉄が酸化され、被測
定液中に異常水質が生じた場合は鉄バクテリアの活性低
下が生じ、一対の電極間の電流値が変化する。この電流
値の変化は演算部により測定され、演算部によって被測
定液の異常水質が検出される。
液と、ＰＨ調整用緩衝液とが検出流路内で混合されて混
合液が得られる。この混合液は検出電極部の微生物膜を
通ってケース内に流入し、混合液中の酸素濃度に応じて
一対の電極間に電流が流れる。この場合、微生物膜の鉄
バクテリアによって混合液中の第１鉄が酸化され、被測
定液中に異常水質が生じた場合は鉄バクテリアの活性低
下が生じ、一対の電極間の電流値が変化する。この電流
値の変化は演算部により測定され、演算部によって被測
定液の異常水質が検出される。
【０００８】
【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。図１乃至図７は本発明によ
る異常水質検出装置の一実施の形態を示す図である。
施の形態について説明する。図１乃至図７は本発明によ
る異常水質検出装置の一実施の形態を示す図である。
【０００９】図１に示すように、異常水質検出装置は被
測定液中に電流を流して異常水質を検出する検出電極部
１と、この検出電極部１が液密状態で収納される収納槽
２とを備えている。
測定液中に電流を流して異常水質を検出する検出電極部
１と、この検出電極部１が液密状態で収納される収納槽
２とを備えている。
【００１０】このうち検出電極部１は、被測定液中の溶
存酸素を検出するもので、図２に示すように下方が開口
したケース２６と、ケース２６の下方開口に設けられ酸
素を利用して第１鉄を第２鉄に変換する鉄バクテリアを
保持した微生物膜２１と、微生物膜２１の内側に設けら
れた気体透過性膜２２と、ケース２６内に配置され下方
部に検出電極２３が取付けられた保持体２８とを有して
いる。またケース２６内には内部液２５が収納されてお
り、さらに保持体２８には対極２４が設けられ、この検
出電極２３と対極２４との間で電流が流れるようになっ
ている。
存酸素を検出するもので、図２に示すように下方が開口
したケース２６と、ケース２６の下方開口に設けられ酸
素を利用して第１鉄を第２鉄に変換する鉄バクテリアを
保持した微生物膜２１と、微生物膜２１の内側に設けら
れた気体透過性膜２２と、ケース２６内に配置され下方
部に検出電極２３が取付けられた保持体２８とを有して
いる。またケース２６内には内部液２５が収納されてお
り、さらに保持体２８には対極２４が設けられ、この検
出電極２３と対極２４との間で電流が流れるようになっ
ている。
【００１１】また保持体２８内部には、検出電極２３お
よび対極２４に各々接続されたリード線２３ａ，２４ａ
が設けられ、さらに収納槽２内には検出電極部１の微生
物膜２１に接する検出流路２７が形成されている。
よび対極２４に各々接続されたリード線２３ａ，２４ａ
が設けられ、さらに収納槽２内には検出電極部１の微生
物膜２１に接する検出流路２７が形成されている。
【００１２】また図１に示すように、収納槽２を囲むよ
うに温度調整器３が設けられ、この温度調整器３によっ
て検出電極部１の少なくとも微生物膜２１を含む部分
が、温度調整されるようになっている。また、検出電極
部１には被測定液を配管５を介して検出電極部１側の検
出流路２７へ供給する被測定液供給ポンプ６が接続され
ている。さらに配管５には第１鉄含有液が収容された第
１鉄含有液タンク７とＰＨ調整用緩衝液が収容された緩
衝液タンク８が各々配管９，１０を介して接続され、配
管９，１０に各々設けられた第１鉄含有液供給ポンプ１
１および緩衝液供給ポンプ１２によって第１鉄含有液タ
ンク７と緩衝液タンク８から第１鉄含有液とＰＨ調整用
緩衝液が検出電極部１側の検出流路２７へ供給されるよ
うになっている。また検出電極部１には、検出電極部１
の検出電極２３と対極２４からの電流値を増幅、変換す
るとともに、この電流値に基づいて被測定液の水質異常
を検出する演算部１３が接続されている。さらにまた、
被測定液供給ポンプ６と検出電極部１との間の配管５
に、配管５内の液体の酸素濃度を一定とするよう気体を
送り込む気体供給器１４が接続されている。
うに温度調整器３が設けられ、この温度調整器３によっ
て検出電極部１の少なくとも微生物膜２１を含む部分
が、温度調整されるようになっている。また、検出電極
部１には被測定液を配管５を介して検出電極部１側の検
出流路２７へ供給する被測定液供給ポンプ６が接続され
ている。さらに配管５には第１鉄含有液が収容された第
１鉄含有液タンク７とＰＨ調整用緩衝液が収容された緩
衝液タンク８が各々配管９，１０を介して接続され、配
管９，１０に各々設けられた第１鉄含有液供給ポンプ１
１および緩衝液供給ポンプ１２によって第１鉄含有液タ
ンク７と緩衝液タンク８から第１鉄含有液とＰＨ調整用
緩衝液が検出電極部１側の検出流路２７へ供給されるよ
うになっている。また検出電極部１には、検出電極部１
の検出電極２３と対極２４からの電流値を増幅、変換す
るとともに、この電流値に基づいて被測定液の水質異常
を検出する演算部１３が接続されている。さらにまた、
被測定液供給ポンプ６と検出電極部１との間の配管５
に、配管５内の液体の酸素濃度を一定とするよう気体を
送り込む気体供給器１４が接続されている。
【００１３】なお、図１および図２において、第１鉄含
有液タンク７と第１鉄含有液供給ポンプ１１とによって
第１鉄含有液供給装置が構成され、緩衝液タンク８と緩
衝液供給ポンプ１２とによってＰＨ調整用緩衝液供給装
置が構成されている。
有液タンク７と第１鉄含有液供給ポンプ１１とによって
第１鉄含有液供給装置が構成され、緩衝液タンク８と緩
衝液供給ポンプ１２とによってＰＨ調整用緩衝液供給装
置が構成されている。
【００１４】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について説明する。まず被測定液が被測定液供給
ポンプ６により配管５内に供給される。また第１鉄含有
液タンク７から第１鉄含有液供給ポンプ１１により、第
１鉄含有溶液が配管９内に送られ、また緩衝液タンク８
から緩衝液供給ポンプ１２によりＰＨ調整用緩衝液が配
管１０内に送られる。そして配管５内で被測定液と、第
１鉄含有液と、ＰＨ調整用緩衝液とが混合される。
の作用について説明する。まず被測定液が被測定液供給
ポンプ６により配管５内に供給される。また第１鉄含有
液タンク７から第１鉄含有液供給ポンプ１１により、第
１鉄含有溶液が配管９内に送られ、また緩衝液タンク８
から緩衝液供給ポンプ１２によりＰＨ調整用緩衝液が配
管１０内に送られる。そして配管５内で被測定液と、第
１鉄含有液と、ＰＨ調整用緩衝液とが混合される。
【００１５】ここで、まず検出流路２７に有害物質が混
入していない被測定液のみが流入して微生物膜２１に接
した場合を考える。この場合は、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２２を透過し、ケー
ス２６の内部液２５中を拡散した検出電極２３と対極２
４との間の内部液２５に電流が流れる。たとえば、気体
供給器１４から空気を供給して被測定液中の溶存酸素濃
度を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、この電流値は演算部１３で求められ
る。図３のａ部の場合は微生物膜２１の鉄バクテリアに
よる酸素消費は極めてわずかとなる。
入していない被測定液のみが流入して微生物膜２１に接
した場合を考える。この場合は、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２２を透過し、ケー
ス２６の内部液２５中を拡散した検出電極２３と対極２
４との間の内部液２５に電流が流れる。たとえば、気体
供給器１４から空気を供給して被測定液中の溶存酸素濃
度を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、この電流値は演算部１３で求められ
る。図３のａ部の場合は微生物膜２１の鉄バクテリアに
よる酸素消費は極めてわずかとなる。
【００１６】次に、第１鉄含有液と、ＰＨ調整用緩衝液
と、水質異常のない被測定液とからなる混合液を検出流
路２７に流入させる。この場合は、微生物膜２１の鉄バ
クテリアが溶存酸素を利用して下式のように第１鉄を第
２鉄に酸化するため、気体透過性膜２２を透過する酸素
が減少する。 この場合の測定例が図３のｂ部である。この測定例は、
微生物膜２１に保持する鉄バクテリアとしてチオバチル
スフェローオキシダンス（Thiobacillus ferrooxidans
）を使用した場合の結果である。鉄バクテリアとして
は、上式の働きを持つすべての微生物が本発明に適用で
きるが、入手の容易性と、本件発明者が行なった多くの
実験の結果からチオバチルスフェローオキシダンス（Th
iobacillusferrooxidans ）、ガリオネラフェルジニア
（Gallionella ferruginea）、レプトスピリリュームフ
ェロオキシダンス（Leptospirillum ferrooxidans ）、
レプトスリックス（Leptothrix）、スペロチルス（Spha
erotilus）がより適していることが判明している。
と、水質異常のない被測定液とからなる混合液を検出流
路２７に流入させる。この場合は、微生物膜２１の鉄バ
クテリアが溶存酸素を利用して下式のように第１鉄を第
２鉄に酸化するため、気体透過性膜２２を透過する酸素
が減少する。 この場合の測定例が図３のｂ部である。この測定例は、
微生物膜２１に保持する鉄バクテリアとしてチオバチル
スフェローオキシダンス（Thiobacillus ferrooxidans
）を使用した場合の結果である。鉄バクテリアとして
は、上式の働きを持つすべての微生物が本発明に適用で
きるが、入手の容易性と、本件発明者が行なった多くの
実験の結果からチオバチルスフェローオキシダンス（Th
iobacillusferrooxidans ）、ガリオネラフェルジニア
（Gallionella ferruginea）、レプトスピリリュームフ
ェロオキシダンス（Leptospirillum ferrooxidans ）、
レプトスリックス（Leptothrix）、スペロチルス（Spha
erotilus）がより適していることが判明している。
【００１７】以降の動作の説明では鉄バクテリアとして
Thiobacillus ferrooxidans を使用した場合を例として
説明する。図３においてａ部とｂ部との電流の差が、水
質異常のない被測定液を測定した場合の鉄バクテリアに
よる鉄の酸化における酸素消費量となる。この場合、温
度に応じて微生物膜２１の鉄バクテリアの活性、すなわ
ち鉄の酸化量が変化するため、図３のｂ部の値も影響さ
れるが、検出電極部１の微生物膜２１は温度調整器３に
より温度調整されているので鉄バクテリアの活性が安定
化される。また、図３に示すａ部の値も被測定液中の溶
存酸素濃度で変化することも考えられるが、被測定液が
検出電極部４に供給される直前に空気または酸素濃度を
一定に調整した気体が気体供給器１４から供給され、被
測定液を飽和溶存酸素濃度にすることができるので被測
定液中の溶存酸素濃度を一定に保つことができる。また
被測定液の飽和溶存酸素濃度は液温度により変化する
が、温度調節器３により微生物膜２１を温度調整するこ
とにより、被測定液の飽和溶存酸素濃度を一定に保つこ
とができる。
Thiobacillus ferrooxidans を使用した場合を例として
説明する。図３においてａ部とｂ部との電流の差が、水
質異常のない被測定液を測定した場合の鉄バクテリアに
よる鉄の酸化における酸素消費量となる。この場合、温
度に応じて微生物膜２１の鉄バクテリアの活性、すなわ
ち鉄の酸化量が変化するため、図３のｂ部の値も影響さ
れるが、検出電極部１の微生物膜２１は温度調整器３に
より温度調整されているので鉄バクテリアの活性が安定
化される。また、図３に示すａ部の値も被測定液中の溶
存酸素濃度で変化することも考えられるが、被測定液が
検出電極部４に供給される直前に空気または酸素濃度を
一定に調整した気体が気体供給器１４から供給され、被
測定液を飽和溶存酸素濃度にすることができるので被測
定液中の溶存酸素濃度を一定に保つことができる。また
被測定液の飽和溶存酸素濃度は液温度により変化する
が、温度調節器３により微生物膜２１を温度調整するこ
とにより、被測定液の飽和溶存酸素濃度を一定に保つこ
とができる。
【００１８】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考える。この
場合、被測定液と第１鉄含有液とＰＨ調整用緩衝液とか
らなる混合液が検出流路２７内に流入すると、微生物膜
２１の鉄バクテリアは活性低下を生じたり、死亡するた
め、酸素消費量は少なくなり、例えば、被測定液中のシ
アン濃度が０．１ｍｇ／Ｌの場合は図３のｃ部のような
電流が流れる。また混合液中の酸素消費量の変化は、有
害物質の濃度によって相関関係があり、被測定液中のシ
アン濃度が０．０５ｍｇ／Ｌでは図３のｄ部となる。こ
の場合は演算部１３によって、（ａ部−ｂ部）と、（ａ
部−ｃ部）または（ａ部−ｄ部）の比較、あるいは（ｃ
部−ｂ部）と、（ｄ部−ｂ部）の比較から水質異常が検
出可能となり、このようにして演算部１３により自動的
に水質異常が検出され、警報、ガイダンス等が演算部１
３から出力される。
農薬等の有害物質が混入した場合について考える。この
場合、被測定液と第１鉄含有液とＰＨ調整用緩衝液とか
らなる混合液が検出流路２７内に流入すると、微生物膜
２１の鉄バクテリアは活性低下を生じたり、死亡するた
め、酸素消費量は少なくなり、例えば、被測定液中のシ
アン濃度が０．１ｍｇ／Ｌの場合は図３のｃ部のような
電流が流れる。また混合液中の酸素消費量の変化は、有
害物質の濃度によって相関関係があり、被測定液中のシ
アン濃度が０．０５ｍｇ／Ｌでは図３のｄ部となる。こ
の場合は演算部１３によって、（ａ部−ｂ部）と、（ａ
部−ｃ部）または（ａ部−ｄ部）の比較、あるいは（ｃ
部−ｂ部）と、（ｄ部−ｂ部）の比較から水質異常が検
出可能となり、このようにして演算部１３により自動的
に水質異常が検出され、警報、ガイダンス等が演算部１
３から出力される。
【００１９】ここで、鉄バクテリアを保持した微生物膜
２１について説明する。微生物膜２１には常に一定量の
鉄バクテリアを保持しておく必要がある。本件発明者の
実験結果である図４に示すように、その保持量は５×１
０7 〜５×１０9 ｃｅｌｌｓが適している。なお、図４
では２×１０9 ｃｅｌｌまでしか示していないが、これ
以上５×１０9 まで電流差は徐々に低下するため、実質
的に５×１０9 ｃｅｌｌまで適用可能である。微生物膜
２１への鉄バクテリアの保持方法としては、所定量の鉄
バクテリアを含む溶液を、水は通すが鉄バクテリアは通
さない樹脂製の膜でろ過し、この膜に鉄バクテリアを付
着させる方法がある。図３はこの方法で製作した微生物
膜２１を用いた場合の測定例である。
２１について説明する。微生物膜２１には常に一定量の
鉄バクテリアを保持しておく必要がある。本件発明者の
実験結果である図４に示すように、その保持量は５×１
０7 〜５×１０9 ｃｅｌｌｓが適している。なお、図４
では２×１０9 ｃｅｌｌまでしか示していないが、これ
以上５×１０9 まで電流差は徐々に低下するため、実質
的に５×１０9 ｃｅｌｌまで適用可能である。微生物膜
２１への鉄バクテリアの保持方法としては、所定量の鉄
バクテリアを含む溶液を、水は通すが鉄バクテリアは通
さない樹脂製の膜でろ過し、この膜に鉄バクテリアを付
着させる方法がある。図３はこの方法で製作した微生物
膜２１を用いた場合の測定例である。
【００２０】また、微生物膜２１に鉄バクテリアをさら
に長期間安定に保持するには、ゲル状の固定化剤、例え
ばゲラルンガムを用いて鉄バクテリアを保持してもよ
い。しかし、微生物膜２１の肉厚が厚くなるほど応答時
間が遅くなり、シアンに対する応答も悪くなる。本件発
明者の実験では、図５に示すように微生物膜２１が肉厚
４ｍｍの場合シアン濃度１ｍｇ／Ｌに対しても応答がみ
られないことが判かっており、微生物膜２１の肉厚は４
ｍｍ以下が適している。
に長期間安定に保持するには、ゲル状の固定化剤、例え
ばゲラルンガムを用いて鉄バクテリアを保持してもよ
い。しかし、微生物膜２１の肉厚が厚くなるほど応答時
間が遅くなり、シアンに対する応答も悪くなる。本件発
明者の実験では、図５に示すように微生物膜２１が肉厚
４ｍｍの場合シアン濃度１ｍｇ／Ｌに対しても応答がみ
られないことが判かっており、微生物膜２１の肉厚は４
ｍｍ以下が適している。
【００２１】微生物膜２１の鉄バクテリアは第１鉄を第
２鉄に酸化するものであるが、本件発明者は、実験によ
り第１鉄として硫酸第１鉄、塩化第１鉄等の多くの第１
鉄塩を用いることかでき、このうち鉄バクテリアとして
Thiobacillus ferrooxidansを用いた場合には、硫酸第
１鉄が適していることを確認した。また、第１鉄塩の濃
度により測定値が影響されることも確認しており、微生
物膜２１に５×１０7〜５×１０9 ｃｅｌｌｓのThiobac
illus ferrooxidans を使用し、第１鉄として硫酸第１
鉄を使用した場合の実験結果の例を図６に示す。図６に
示すように、本発明に適用可能な硫酸第１鉄（ＦｅＳＯ
４・７Ｈ２Ｏ）濃度は０．１〜５ｇ／Ｌとなっている。
２鉄に酸化するものであるが、本件発明者は、実験によ
り第１鉄として硫酸第１鉄、塩化第１鉄等の多くの第１
鉄塩を用いることかでき、このうち鉄バクテリアとして
Thiobacillus ferrooxidansを用いた場合には、硫酸第
１鉄が適していることを確認した。また、第１鉄塩の濃
度により測定値が影響されることも確認しており、微生
物膜２１に５×１０7〜５×１０9 ｃｅｌｌｓのThiobac
illus ferrooxidans を使用し、第１鉄として硫酸第１
鉄を使用した場合の実験結果の例を図６に示す。図６に
示すように、本発明に適用可能な硫酸第１鉄（ＦｅＳＯ
４・７Ｈ２Ｏ）濃度は０．１〜５ｇ／Ｌとなっている。
【００２２】また、本件発明者は鉄バクテリアの活性が
溶液のＰＨに影響されることも確認しており、この結果
の例を図７に示す。図７に示すように、混合液のＰＨは
ＰＨ１〜７で適用できるが、ＰＨ調整用緩衝液により混
合液のＰＨを一定に維持する必要がある。
溶液のＰＨに影響されることも確認しており、この結果
の例を図７に示す。図７に示すように、混合液のＰＨは
ＰＨ１〜７で適用できるが、ＰＨ調整用緩衝液により混
合液のＰＨを一定に維持する必要がある。
【００２３】一般に第１鉄は空気中の酸素が溶解すると
酸化され第２鉄となるため、第１鉄含有液タンク７は気
密となっており、空気中の酸素の溶解を防ぐとともに、
既に第１鉄含有液中に存在している溶存酸素を除去する
ことで長期間の安定化が達成できる。この手段として、
第１鉄含有液タンク７に窒素ガスのように酸素を含まな
い気体を供給して第１鉄含有溶液をパージする手段７ａ
を設けてもよい。他の手段としては、亜硫酸ナトリウム
のような脱酸素剤を第１鉄含有液タンク７内の第１鉄含
有液に添加手段７ｂから添加しても同様の効果が得られ
る。
酸化され第２鉄となるため、第１鉄含有液タンク７は気
密となっており、空気中の酸素の溶解を防ぐとともに、
既に第１鉄含有液中に存在している溶存酸素を除去する
ことで長期間の安定化が達成できる。この手段として、
第１鉄含有液タンク７に窒素ガスのように酸素を含まな
い気体を供給して第１鉄含有溶液をパージする手段７ａ
を設けてもよい。他の手段としては、亜硫酸ナトリウム
のような脱酸素剤を第１鉄含有液タンク７内の第１鉄含
有液に添加手段７ｂから添加しても同様の効果が得られ
る。
【００２４】第１鉄の酸化はＰＨに影響され、ＰＨ８以
上では溶液中の溶存酸素により速やかに酸化されてしま
う。このため、第１鉄含有液はＰＨ８以下に維持する必
要があるが、さらに酸化を抑えるためには、ＰＨ５．５
以下とすることが効果的である。したがって、ＰＨ調整
用緩衝液としては、被測定液と、第１鉄含有液と、ＰＨ
調整用緩衝液との混合液がＰＨ５．５以下となるような
ＰＨ調整用緩衝液が用いられる。このような、ＰＨ調整
用緩衝液を使用することにより、第１鉄の酸化がほとん
ど抑制でき、正確な測定も可能となる。
上では溶液中の溶存酸素により速やかに酸化されてしま
う。このため、第１鉄含有液はＰＨ８以下に維持する必
要があるが、さらに酸化を抑えるためには、ＰＨ５．５
以下とすることが効果的である。したがって、ＰＨ調整
用緩衝液としては、被測定液と、第１鉄含有液と、ＰＨ
調整用緩衝液との混合液がＰＨ５．５以下となるような
ＰＨ調整用緩衝液が用いられる。このような、ＰＨ調整
用緩衝液を使用することにより、第１鉄の酸化がほとん
ど抑制でき、正確な測定も可能となる。
【００２５】また、長期間未使用の微生物膜２１を使用
すると、安定な測定が可能となるまでに長時間を要した
り、測定が不安定となったり、測定できないことがあ
る。本件発明者は、図示しない樹脂、金属、ガラス等の
容器に、微生物膜２１を第１鉄含有液に浸かる状態で収
容して１５℃以下の低温で保管した場合、この微生物膜
２１は短時間で測定可能となることを確認している。さ
らに、微生物膜２１を気体を含まないように密閉した場
合は、第１鉄の酸化が抑制でき、長期間の保管が可能と
なることを確認している。
すると、安定な測定が可能となるまでに長時間を要した
り、測定が不安定となったり、測定できないことがあ
る。本件発明者は、図示しない樹脂、金属、ガラス等の
容器に、微生物膜２１を第１鉄含有液に浸かる状態で収
容して１５℃以下の低温で保管した場合、この微生物膜
２１は短時間で測定可能となることを確認している。さ
らに、微生物膜２１を気体を含まないように密閉した場
合は、第１鉄の酸化が抑制でき、長期間の保管が可能と
なることを確認している。
【００２６】次に図８により本発明の他の実施の形態に
ついて説明する。図８に示す他の実施の形態は、第１鉄
含有液とＰＨ調整用緩衝液とを含有する試薬を収納する
試薬タンク８１を、配管５に配管８２を介して接続した
ものであり、他は図１乃至図７に示す実施の形態と略同
一である。
ついて説明する。図８に示す他の実施の形態は、第１鉄
含有液とＰＨ調整用緩衝液とを含有する試薬を収納する
試薬タンク８１を、配管５に配管８２を介して接続した
ものであり、他は図１乃至図７に示す実施の形態と略同
一である。
【００２７】図８において図１乃至図７に示す実施の形
態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略す
る。
態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略す
る。
【００２８】図８において、配管８２には試薬供給ポン
プ８３が取付けられており、試薬タンク８１内の試薬が
試薬供給ポンプ８３により配管８２中を送られ、配管５
内で被測定液と混合して混合液を作成する。配管５内の
混合液は検出電極部１側の検出流路２７に送られる。
プ８３が取付けられており、試薬タンク８１内の試薬が
試薬供給ポンプ８３により配管８２中を送られ、配管５
内で被測定液と混合して混合液を作成する。配管５内の
混合液は検出電極部１側の検出流路２７に送られる。
【００２９】図８に示す実施の形態によれば、試薬中の
第１鉄濃度は、図１乃至図７に示す実施の形態の場合と
同様に、硫酸第１鉄（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を用いた
場合、その濃度は０．１〜５ｇ／Ｌとなる。この際、第
１鉄は酸化されやすく、酸化を抑えるためには、混合液
のＰＨを５．５以下に調整することが効果的である。し
たがって、気密な試薬タンク８１を使用し、ＰＨ調整用
緩衝液として混合液のＰＨが５．５以下に調整できるも
のを使用することにより、第１鉄の酸化がほとんど抑制
できる。
第１鉄濃度は、図１乃至図７に示す実施の形態の場合と
同様に、硫酸第１鉄（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を用いた
場合、その濃度は０．１〜５ｇ／Ｌとなる。この際、第
１鉄は酸化されやすく、酸化を抑えるためには、混合液
のＰＨを５．５以下に調整することが効果的である。し
たがって、気密な試薬タンク８１を使用し、ＰＨ調整用
緩衝液として混合液のＰＨが５．５以下に調整できるも
のを使用することにより、第１鉄の酸化がほとんど抑制
できる。
【００３０】また、図８に示す実施の形態によれば一個
の試薬タンク８１と一台の試薬供給ポンプ８３での測定
が可能となる。
の試薬タンク８１と一台の試薬供給ポンプ８３での測定
が可能となる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、鉄バク
テリアの第１鉄の酸化作用を利用することにより、浄水
場、下水処理場の流入水の異常水質を短時間、高感度、
かつ正確に検出可能な異常水質検出装置を実現すること
ができる。
テリアの第１鉄の酸化作用を利用することにより、浄水
場、下水処理場の流入水の異常水質を短時間、高感度、
かつ正確に検出可能な異常水質検出装置を実現すること
ができる。
【図１】本発明による異常水質検出装置の概略構成図。
【図２】図１に示す異常水質検出装置の検出電極部を示
す拡大図。
す拡大図。
【図３】異常水質検出装置の作用を示す説明図。
【図４】検出電極部の微生物膜に保持された鉄バクテリ
ア保持量と、電流値との関係を示す説明図。
ア保持量と、電流値との関係を示す説明図。
【図５】検出電極部の微生物膜の肉厚による電流値に対
する影響を示す図。
する影響を示す図。
【図６】検出電極部の微生物膜の第１鉄濃度による電流
値に対する影響を示す図。
値に対する影響を示す図。
【図７】検出電極部の微生物膜のＰＨによる電流値に対
する影響を示す図。
する影響を示す図。
【図８】本発明による異常水質検出装置の他の実施の形
態を示す概略構成図。
態を示す概略構成図。
１ 検出電極部 ２ 収納槽 ３ 温度調節器 ５，９，１０，８２ 配管 ６ 被測定液供給ポンプ ７ 第１鉄含有液タンク ８ 緩衝液タンク １１ 第１鉄含有液供給ポンプ １２ 緩衝液供給ポンプ １３ 演算部 １４ 気体供給器 ２１ 微生物膜 ２２ 気体透過性膜 ２３ 検出電極 ２４ 対極 ２５ 内部液 ２６ ケース ２７ 検出流路 ８１ 試薬タンク ８３ 試薬供給ポンプ
フロントページの続き (72)発明者 林 巧 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 松 永 是 東京都府中市幸町２−40 Ｂ−506 (72)発明者 中 村 徳 幸 東京都小金井市中町２−24−31−20
Claims (9)
- 【請求項１】その一面に鉄バクテリアを保持した微生物
膜が設けられるとともに内部液を有するケースと、ケー
ス内に配置された一対の電極とを有する検出電極部と、 ケースに隣接して設けられるとともに微生物膜に接する
検出流路と、 この検出流路内に被測定液を供給する被測定液供給装置
と、 検出流路内に第１鉄含有液を供給する第１鉄含有液供給
装置と、 検出流路内にＰＨ調整用緩衝液を供給して、検出電極部
における被測定液と第１鉄含有液とＰＨ調整用緩衝液と
の混合液のＰＨを一定の値に定めるＰＨ調整用緩衝液供
給装置と、 検出電極部の一対の電極間を流れる電流値を測定して被
測定液の異常水質を検出する演算部と、を備えたことを
特徴とする異常水質検出装置。 - 【請求項２】微生物膜は鉄バクテリアとしてチオバルス
フェローオキシダンス、ガリオネラフェルジニア、レプ
トスピリリュームフェロオキシダンス、レプトスリック
ス、スペロチルスが用いられていることを特徴とする請
求項１記載の異常水質検出装置。 - 【請求項３】微生物膜はろ過膜と、鉄バクテリア含有溶
液をろ過することによりろ過膜に付着された鉄バクテリ
アとを有することを特徴とする請求項１記載の異常水質
検出装置。 - 【請求項４】微生物膜はゲル状の固定化剤で保持形成さ
れた鉄バクテリアを有することを特徴とする請求項１記
載の異常水質検出装置。 - 【請求項５】第１鉄含有液供給装置は、溶液中の酸素を
除去する手段を有することを特徴とする請求項１記載の
異常水質検出装置。 - 【請求項６】ＰＨ調整用緩衝液供給装置は、被測定液
と、第１鉄含有液と、ＰＨ調整用緩衝液との混合液のＰ
Ｈが１〜７となるようなＰＨ調整用緩衝液を供給するこ
とを特徴とする請求項１記載の異常水質検出装置。 - 【請求項７】検出電極部に、微生物膜近傍を一定の温度
に保つ温度調整器を設けたことを特徴とする請求項１記
載の異常水質検出装置。 - 【請求項８】検出流路に、被測定液と、第１鉄含有液
と、ＰＨ調整用緩衝液との混合液中の酸素濃度を一定に
するため気体を送り込む気体供給器と接続したことを特
徴とする請求項１記載の異常水質検出装置。 - 【請求項９】その一面に鉄バクテリアを保持した微生物
膜が設けられるとともに内部液を有するケースと、ケー
ス内に配置された一対の電極とを有する検出電極部と、 ケースに隣接して設けられるとともに微生物膜に接する
検出流路と、 この検出流路内に被測定液を供給する被測定液供給装置
と、 検出流路内に第１鉄含有液と、検出電極部における被測
定液と第１鉄含有液との混合液のＰＨを一定の値に定め
るＰＨ調整用緩衝液を含有する試薬を供給する試薬供給
装置と、 検出電極部の一対の電極間を流れる電流値を測定して被
測定液の異常水質を検出する演算部と、を備えたことを
特徴とする異常水質検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9198768A JPH1137969A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 異常水質検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9198768A JPH1137969A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 異常水質検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1137969A true JPH1137969A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16396617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9198768A Pending JPH1137969A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 異常水質検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1137969A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004357575A (ja) * | 2003-06-04 | 2004-12-24 | Daikin Ind Ltd | 微生物の循環式培養方法 |
| JP2006029941A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Toshiba Corp | 有害物質検出方法および装置 |
| JP2006242749A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Toshiba Corp | 水質計測用の前処理装置 |
| JP2006349551A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Toshiba Corp | バイオセンサ型異常水質監視装置 |
| JP2008035819A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Daikin Ind Ltd | プロモーターアッセイ方法に用いる容器、該容器を含むプレートおよびそれらを用いるプロモーターアッセイ方法 |
| KR101024036B1 (ko) | 2011-01-28 | 2011-03-22 | (주)청암휴엔텍 | 질산화 박테리아를 이용한 생태 독성 감지 시스템 |
| WO2023000503A1 (zh) * | 2021-07-19 | 2023-01-26 | 上海亨通海洋装备有限公司 | 水质检测仪的在线自检测控制系统 |
-
1997
- 1997-07-24 JP JP9198768A patent/JPH1137969A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004357575A (ja) * | 2003-06-04 | 2004-12-24 | Daikin Ind Ltd | 微生物の循環式培養方法 |
| JP2006029941A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Toshiba Corp | 有害物質検出方法および装置 |
| JP2006242749A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Toshiba Corp | 水質計測用の前処理装置 |
| JP2006349551A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Toshiba Corp | バイオセンサ型異常水質監視装置 |
| JP2008035819A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Daikin Ind Ltd | プロモーターアッセイ方法に用いる容器、該容器を含むプレートおよびそれらを用いるプロモーターアッセイ方法 |
| KR101024036B1 (ko) | 2011-01-28 | 2011-03-22 | (주)청암휴엔텍 | 질산화 박테리아를 이용한 생태 독성 감지 시스템 |
| WO2023000503A1 (zh) * | 2021-07-19 | 2023-01-26 | 上海亨通海洋装备有限公司 | 水质检测仪的在线自检测控制系统 |
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