JPS6031887A - 微生物相認識装置 - Google Patents
微生物相認識装置Info
- Publication number
- JPS6031887A JPS6031887A JP58140420A JP14042083A JPS6031887A JP S6031887 A JPS6031887 A JP S6031887A JP 58140420 A JP58140420 A JP 58140420A JP 14042083 A JP14042083 A JP 14042083A JP S6031887 A JPS6031887 A JP S6031887A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microorganism
- image
- floc
- microorganisms
- particle size
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は微生物相の出現種類及び出現数を自動的に検出
する微生物相認識装置に関する。
する微生物相認識装置に関する。
大量の微生物を利用する代表的な例として、生物学的下
水処理法が知られている。活性汚泥法は好気性微生物の
酸化分解作用を利用して下水中の有機物を処理する方法
である。プロセスは好気性状態に維持される曝気槽と、
微生物を重力沈降させる沈殿池とから構成される。この
プロセスの運転管理と、特に重要なことは沈降性の良好
な微生物を育成することである。これは、沈降性の悪い
微生物が出現すると、沈殿池から流出して処理水質を悪
化させるだけでなく、プロセス系内の４微生物量の低下
を招いて処理不能に陥らせるためである。
水処理法が知られている。活性汚泥法は好気性微生物の
酸化分解作用を利用して下水中の有機物を処理する方法
である。プロセスは好気性状態に維持される曝気槽と、
微生物を重力沈降させる沈殿池とから構成される。この
プロセスの運転管理と、特に重要なことは沈降性の良好
な微生物を育成することである。これは、沈降性の悪い
微生物が出現すると、沈殿池から流出して処理水質を悪
化させるだけでなく、プロセス系内の４微生物量の低下
を招いて処理不能に陥らせるためである。
ところで、一般に活性汚泥法でよく出現する微生物の種
類は５０種程度と云われている。これらの微生物群の総
称でおる活性汚泥を大別すると、２つのタイプの微生物
に分類できる。１つは凝集性の有るズーグレア（Ｚｏｏ
ｇｌｏｅａ）タイプの微生物で、良好なフロックを形成
するため沈降性に浸れている。他方は糸状性の微生物で
、フロック相互の接近を妨害し、沈降性及び圧密性に劣
っている。
類は５０種程度と云われている。これらの微生物群の総
称でおる活性汚泥を大別すると、２つのタイプの微生物
に分類できる。１つは凝集性の有るズーグレア（Ｚｏｏ
ｇｌｏｅａ）タイプの微生物で、良好なフロックを形成
するため沈降性に浸れている。他方は糸状性の微生物で
、フロック相互の接近を妨害し、沈降性及び圧密性に劣
っている。
この糸状性微生物が異常に増殖すると、バルキング状態
（汚泥膨化）を引き起こし、沈殿池での固液分離ができ
ず、活性汚泥が流出する。
（汚泥膨化）を引き起こし、沈殿池での固液分離ができ
ず、活性汚泥が流出する。
これらズーグレア性微生物及び糸状性微生物の増殖は、
曝気槽における有機物負荷（単位活性汚泥重量当シの有
機物質量）や曝気条件等によシ異なる。したがって、流
入条件が一日単位、あるいは季節等で大きく変化する下
水処理場では安定したフロックを形成する微生物相の維
持管理が大切である。そのためには、活性汚泥の状態を
把握することが必要となる。
曝気槽における有機物負荷（単位活性汚泥重量当シの有
機物質量）や曝気条件等によシ異なる。したがって、流
入条件が一日単位、あるいは季節等で大きく変化する下
水処理場では安定したフロックを形成する微生物相の維
持管理が大切である。そのためには、活性汚泥の状態を
把握することが必要となる。
活性汚泥の状態を把握するには通常光学顕微鏡が用いら
れている。顕微鏡像は多くの情報を含んでおシ、出現し
ている微生物の種類やその数を観察することによシ、活
性汚泥の状態を知ることができる。従来、微生物の種類
や数を測定するには顕微鏡像そのものを目視で観察する
か、あるいは写真撮影してその撮像結果を目視で観察す
る方法が採られている。しかし、この情報を読みとるに
は熟練を要しまた、微生物に詳しい熟練オペレータでも
長時間を費し、頻度高い観察が困難である。
れている。顕微鏡像は多くの情報を含んでおシ、出現し
ている微生物の種類やその数を観察することによシ、活
性汚泥の状態を知ることができる。従来、微生物の種類
や数を測定するには顕微鏡像そのものを目視で観察する
か、あるいは写真撮影してその撮像結果を目視で観察す
る方法が採られている。しかし、この情報を読みとるに
は熟練を要しまた、微生物に詳しい熟練オペレータでも
長時間を費し、頻度高い観察が困難である。
活性汚泥フロックの沈降性を左右する因としては、その
粒径分布がある。すなわち、フロック粒径が大きい時に
は、通常は沈降性が良い。しかし、粒径が大であっても
糸状菌が大量に繁植してみかけ上粒径が大きくみえる場
合には沈降性は逆に悪くなる。一方、フロック粒径が小
さい時には、沈降性は悪く、このため最終沈殿池で沈降
しきれず流出する。
粒径分布がある。すなわち、フロック粒径が大きい時に
は、通常は沈降性が良い。しかし、粒径が大であっても
糸状菌が大量に繁植してみかけ上粒径が大きくみえる場
合には沈降性は逆に悪くなる。一方、フロック粒径が小
さい時には、沈降性は悪く、このため最終沈殿池で沈降
しきれず流出する。
したがって、沈降し易いズーグレア性フロックの粒径を
正確にめることは、プロセスの維持管理上きわめて重安
である。−投に粒度分布をめる方法に、画像処理により
める方法が知られている。ところが、糸状菌が繁殖した
ときには、第１図に示すように汚泥フロックの粒径が見
かけよシ大きく測定されてしまう。すなわちズーグレア
性汚泥フロックをｚ１糸状菌をＦとしだとき、ズーグレ
ア性汚泥フロックＺの粒径はｄｚであるにもかかわらず
、繁殖した糸状菌のために、フロック径がｄ、と測定さ
れてしまう。この様に従来の画像処理技術では、糸状菌
が多い場合には、ズーグレア性汚泥フロックの粒径を正
確に測定できない欠点があった。
正確にめることは、プロセスの維持管理上きわめて重安
である。−投に粒度分布をめる方法に、画像処理により
める方法が知られている。ところが、糸状菌が繁殖した
ときには、第１図に示すように汚泥フロックの粒径が見
かけよシ大きく測定されてしまう。すなわちズーグレア
性汚泥フロックをｚ１糸状菌をＦとしだとき、ズーグレ
ア性汚泥フロックＺの粒径はｄｚであるにもかかわらず
、繁殖した糸状菌のために、フロック径がｄ、と測定さ
れてしまう。この様に従来の画像処理技術では、糸状菌
が多い場合には、ズーグレア性汚泥フロックの粒径を正
確に測定できない欠点があった。
本発明は、従来の問題点に対処して成されたもので、そ
の目的とするところは顕微鏡像の情報を短時間で解析し
、特に、ズーグレア性フロックの粒径及び粒径分布を正
確に、かつ自動的に検出する微生物相認識装置を提供す
ることにある。
の目的とするところは顕微鏡像の情報を短時間で解析し
、特に、ズーグレア性フロックの粒径及び粒径分布を正
確に、かつ自動的に検出する微生物相認識装置を提供す
ることにある。
本発明は、顕微鏡像を輝度情報に変換するとズーグレア
性微生物と糸状性微生物とで濃度ヒストグラムが相違し
、任意のスレジオルトレベルを設定することによりそれ
ぞれの微生物に対応した画素数を積分し、この画素数と
微生物数との間に相関関係を有することを実験的にめ、
ズーグレア性微生物と糸状性微生物との微生物相の状態
を自動的に検知できることを新たに見い出したことによ
る。
性微生物と糸状性微生物とで濃度ヒストグラムが相違し
、任意のスレジオルトレベルを設定することによりそれ
ぞれの微生物に対応した画素数を積分し、この画素数と
微生物数との間に相関関係を有することを実験的にめ、
ズーグレア性微生物と糸状性微生物との微生物相の状態
を自動的に検知できることを新たに見い出したことによ
る。
以下、実施例によシ本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明の一実施例である。像拡大装置２は光学
顕微鏡のように微生物相を拡大する。活性汚泥を含む検
液をプレパラート１上に一定量Ｖを採シ、光学顕微鏡２
の囮視野で検、鏡すると、第３図に示すコントラストの
ある原画像を作製できる。
顕微鏡のように微生物相を拡大する。活性汚泥を含む検
液をプレパラート１上に一定量Ｖを採シ、光学顕微鏡２
の囮視野で検、鏡すると、第３図に示すコントラストの
ある原画像を作製できる。
原画像は、明るい背景である液相部Ｂの中に、暗い部分
が存在する。暗い部分はフロック部Ｚと糸状性微生物部
Ｆである。ビジコンカメラ３は、原画像を輝度情報に変
換する順次走査型撮像装置である。ビジコンカメラ３に
よって得られた画像情報は、画像情報処理装置９によっ
て情報処理されて、ズーグレア性微生物（フロック）の
みの画像をＣＲＴ８に表示する。ここで、画像情報処理
装置９における信号処理の過程を以下に説明する。
が存在する。暗い部分はフロック部Ｚと糸状性微生物部
Ｆである。ビジコンカメラ３は、原画像を輝度情報に変
換する順次走査型撮像装置である。ビジコンカメラ３に
よって得られた画像情報は、画像情報処理装置９によっ
て情報処理されて、ズーグレア性微生物（フロック）の
みの画像をＣＲＴ８に表示する。ここで、画像情報処理
装置９における信号処理の過程を以下に説明する。
輝度情報処理回路４はビジコンカメラ３からの輝度情報
をＡ／Ｄ変換してディジタル信号に処理する。第４図は
、第３図のＡ−Ａ’線上を走査した場合の輝度情報処理
による輝度ヒストグラムである。第４図では、８ピツ）
（２５６目盛）に処理しておシ、液相部Ｂは高い値を
示し、フロック部Ｚは低値を示し、その中間に糸状性微
生物部Ｆが表示されている。判定回路５は、輝度ヒスト
グラムから輝度レベルの最大値８ｂと最低値Ｓｔを取り
出す輝度レベル判定回路である。最大値８ｂは液相部Ｂ
が対象となり、最小値ＳＬはフロック部Ｚが対象となり
、それぞれ平均値を用いる。設定回路６は、糸状性微生
物を検出する為の輝度レベルＳつを設定する回路である
。輝度レベル８つは、フロック部Ｚに対応する信号レベ
ルＳＬよシも高い値に選ぶ。例えば、Ｓ、を次式に従っ
て選ぶことができる。
をＡ／Ｄ変換してディジタル信号に処理する。第４図は
、第３図のＡ−Ａ’線上を走査した場合の輝度情報処理
による輝度ヒストグラムである。第４図では、８ピツ）
（２５６目盛）に処理しておシ、液相部Ｂは高い値を
示し、フロック部Ｚは低値を示し、その中間に糸状性微
生物部Ｆが表示されている。判定回路５は、輝度ヒスト
グラムから輝度レベルの最大値８ｂと最低値Ｓｔを取り
出す輝度レベル判定回路である。最大値８ｂは液相部Ｂ
が対象となり、最小値ＳＬはフロック部Ｚが対象となり
、それぞれ平均値を用いる。設定回路６は、糸状性微生
物を検出する為の輝度レベルＳつを設定する回路である
。輝度レベル８つは、フロック部Ｚに対応する信号レベ
ルＳＬよシも高い値に選ぶ。例えば、Ｓ、を次式に従っ
て選ぶことができる。
混＝Ｓｔ＋ａ・（Ｓｋ−８ｏ）・・・・旧・・（１）こ
こで、ａは定数であって、０．０５ないし０，３位の値
が好適である。第４図には、ａ＝０．２の時の例が示さ
れている。
こで、ａは定数であって、０．０５ないし０，３位の値
が好適である。第４図には、ａ＝０．２の時の例が示さ
れている。
次に、判別回路７は、輝度がＳ、より低い値を示す時に
は、その部分をフロック部と見なし、一方、輝度がＳヨ
よシ高い場合には、フロック部以外すなわち糸状性微生
物と液相部と見なす。この様に８．を選択することによ
シフ０ツク部のみの画素を抽出することができる。この
選択法に従って画素毎にフロック部とそれ以外の部分と
を判別する。
は、その部分をフロック部と見なし、一方、輝度がＳヨ
よシ高い場合には、フロック部以外すなわち糸状性微生
物と液相部と見なす。この様に８．を選択することによ
シフ０ツク部のみの画素を抽出することができる。この
選択法に従って画素毎にフロック部とそれ以外の部分と
を判別する。
具体的には以下の通シである。
第５図に示すような２５６Ｘ２５６の画素において蓋行
ｊ列の画素ａｌｌをもつ画像を例にとる。
ｊ列の画素ａｌｌをもつ画像を例にとる。
この各画素Ｓ目について、次式に従って、フロック部と
それ以外の部分とを判別する。
それ以外の部分とを判別する。
ここで、ｆＩＪ−１のときはフロック部を表し、一方ｆ
、、：Ｑのときはフロック部以外を表す。この操作が判
別回路７で実施され、得られた１出力信号が、画像とし
てＣｌ（Ｔ ８に表示される。第３図の画像を処理した
出力信号を第６図に示し、このときＡＡ’線での出力信
号を第７図に示す。この様にしてフロック部Ｚの部分の
みを表示することができる。
、、：Ｑのときはフロック部以外を表す。この操作が判
別回路７で実施され、得られた１出力信号が、画像とし
てＣｌ（Ｔ ８に表示される。第３図の画像を処理した
出力信号を第６図に示し、このときＡＡ’線での出力信
号を第７図に示す。この様にしてフロック部Ｚの部分の
みを表示することができる。
一旦、画像が第６図に示すように変換されてしまえば、
フロック部Ｚの粒径は、公知の従来技術で容易にめるこ
とができる。例えば、代表粒径の算出法としては、第８
図に示す一方向径ｄ、で代表する方法、第９図に示すよ
うに最長径をｄｌ、８、最短径をｄ 、１ｍとしたとき
の平均値ｄ１で代表する方法などがある。この場合の計
算式は次式である。
フロック部Ｚの粒径は、公知の従来技術で容易にめるこ
とができる。例えば、代表粒径の算出法としては、第８
図に示す一方向径ｄ、で代表する方法、第９図に示すよ
うに最長径をｄｌ、８、最短径をｄ 、１ｍとしたとき
の平均値ｄ１で代表する方法などがある。この場合の計
算式は次式である。
ｄ１＝（屯−＋ｄ−１−） ／２ ＝（４）また、第１
０図に示すように、フロック部２の面積Ａｘをめて、等
側面積をもつ円の直径ｄｃで代表する方法もある。
０図に示すように、フロック部２の面積Ａｘをめて、等
側面積をもつ円の直径ｄｃで代表する方法もある。
代表直径ｄｃの計算法は例えば次式である。
ｄｃ＝Ｖ’４・λ２／π ・・・・・・・・・（５）次
に、一般的な場合の例として、−画面内に複数個の活性
汚泥フロックがある場合の画像を第１１図に示し、この
時ＡＡ’線での輝度レベルの分布を第１２図に示す。前
述の信号処理法に従って、フロック部２とそれ以外の部
分とを判別表示した画像の図を第１３図に示し、この時
ＡＡ’線での出力信号値を第１４図に示す。
に、一般的な場合の例として、−画面内に複数個の活性
汚泥フロックがある場合の画像を第１１図に示し、この
時ＡＡ’線での輝度レベルの分布を第１２図に示す。前
述の信号処理法に従って、フロック部２とそれ以外の部
分とを判別表示した画像の図を第１３図に示し、この時
ＡＡ’線での出力信号値を第１４図に示す。
第１３図に示す様にフロック部のみが抽出できるので、
このフロック部の各々の代表粒径を精度よくめることが
できる。
このフロック部の各々の代表粒径を精度よくめることが
できる。
本発明によれば、活性汚泥フロックの画像にお（９）
いて、糸状性微生物を除いたフロック部の画素のみを抽
出表示できるので、活性汚泥フロックの粒径を精度よく
測定できる。
出表示できるので、活性汚泥フロックの粒径を精度よく
測定できる。
第１図は活性汚泥フロックの模式図、第２図は本発明の
実施例の構成を表す図、第３図から第７図までは本発明
の信号処理過程を表す図、第８図から第１０図までは、
代表径のめ方を示す図、第１１図から第１４図までは本
発明の信号処理過程を表す図である。 １・・・フレハラート、２・・・像拡大装置、３・・・
ビジコンカメラ、４・・・輝度情報処理回路、５・・・
判定回路、（１０） 第 Ｉ 口 活 ２０ も ３０ 躬４０ 躬 ５ 口 第 ６０ 第７１２］ 鵠 １１ 図 躬１２０ ５６ ２ ２８
実施例の構成を表す図、第３図から第７図までは本発明
の信号処理過程を表す図、第８図から第１０図までは、
代表径のめ方を示す図、第１１図から第１４図までは本
発明の信号処理過程を表す図である。 １・・・フレハラート、２・・・像拡大装置、３・・・
ビジコンカメラ、４・・・輝度情報処理回路、５・・・
判定回路、（１０） 第 Ｉ 口 活 ２０ も ３０ 躬４０ 躬 ５ 口 第 ６０ 第７１２］ 鵠 １１ 図 躬１２０ ５６ ２ ２８
Claims (1)
- １、微生物の代謝能力を利用し、有害物質の除去あるい
は有用物質の生産を行う微生物利用プロセスにおいて、
前記微生物の鏡像を輝度情報に変換し画素表示する際の
観察画素の輝度レベルが設定幅以外の場合に該観察画素
が非糸状性微生物に対応する画素であると判断すること
を特徴とする微生物相認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58140420A JPS6031887A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 微生物相認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58140420A JPS6031887A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 微生物相認識装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6031887A true JPS6031887A (ja) | 1985-02-18 |
Family
ID=15268294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58140420A Pending JPS6031887A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 微生物相認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6031887A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6429765A (en) * | 1987-07-27 | 1989-01-31 | Hitachi Ltd | Diagnosing device for number and activity of cells |
| JPH0533058A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼管の熱処理方法 |
| JP2005287337A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 糸状菌計量方法 |
-
1983
- 1983-07-28 JP JP58140420A patent/JPS6031887A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6429765A (en) * | 1987-07-27 | 1989-01-31 | Hitachi Ltd | Diagnosing device for number and activity of cells |
| JPH0533058A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼管の熱処理方法 |
| JP2005287337A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 糸状菌計量方法 |
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