JP2000206087A - 下排水中の硝化阻害物質の検出方法および検出装置 - Google Patents

下排水中の硝化阻害物質の検出方法および検出装置

Info

Publication number
JP2000206087A
JP2000206087A JP11005908A JP590899A JP2000206087A JP 2000206087 A JP2000206087 A JP 2000206087A JP 11005908 A JP11005908 A JP 11005908A JP 590899 A JP590899 A JP 590899A JP 2000206087 A JP2000206087 A JP 2000206087A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nitrite
oxidizing bacteria
immobilized
detecting
membrane
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.)
Withdrawn
Application number
JP11005908A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiharu Tanaka
良春 田中
Hiroshi Tada
弘 多田
Kazuyuki Taguchi
和之 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP11005908A priority Critical patent/JP2000206087A/ja
Publication of JP2000206087A publication Critical patent/JP2000206087A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】下水処理プロセスに流入する有害化学物質の検
出を、硝化細菌群の呼吸量阻害で行う方法が適用されて
いるが、硝化プロセスに関連するアンモニア酸化細菌と
亜硝酸酸化細菌のどちらが阻害を受けているのかが判ら
ず、有害物質の検出感度が悪いことなどの問題点があっ
た。本発明はこの課題を解決し、アンモニア酸化細菌と
亜硝酸酸化細菌のそれぞれの酸化プロセスの状況を検出
する方法および検出装置を提供することにある。 【解決手段】純粋培養したアンモニア酸化細菌を固定化
した膜、担体、または微生物センサと、純粋培養した亜
硝酸酸化細菌とを固定化した膜、担体、または微生物セ
ンサとを用い、この両者を並列又は直列に接続して装置
を構成して、水中の硝化阻害物質を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理場の流入
水および放流水中の有害化学物質で特に、硝化阻害物質
の検出方法と検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、工場や家庭において様々な化学物
質が利用され、これが雑排水とともに下水道に排出され
るようになってきた。特に流域の工場から排出される化
学物質の中には、活性汚泥生物にとって有害な化学物質
が含まれている場合があり、生物処理による水質浄化が
主たる処理手段である下水処理場の処理能力の低下を招
き、ひいては処理水放流域の生態系へ影響を及ぼすこと
から下水処理プロセスへ流入する有害化学物質を監視す
る装置が必要になってきている。
【0003】また、下水中のアンモニア性窒素は、主と
して、し尿、生活雑排水、工場排水等に由来する。活性
汚泥法等の好気性生物処理では、処理過程が進むと、有
機性窒素化合物である蛋白質あるいはその分解産物であ
るポリペプチド等は水中の微生物によって分解されてア
ンモニア性窒素を生成し、さらにアンモニア性窒素は溶
存酸素が存在する状態では硝化細菌と呼ばれる一群の微
生物の作用によって酸化され、亜硝酸性窒素を経て、硝
酸性窒素となる。
【0004】アンモニア性窒素は、水棲生物に与える影
響が大きいことや硝化により水域の溶存酸素の低下をも
たらす可能性があるために、できるだけ下水処理の際に
アンモニア性窒素を硝化し、硝酸塩として公共水域に放
流することが望ましい。
【0005】また、窒素は富栄養化の原因物質の一つで
あるため、可能な限り除去して放流する必要がある。下
水処理における窒素除去方法の一つに脱窒細菌を利用し
た生物学的窒素除去方法があるが、この窒素除去プロセ
スにおいても硝化は欠かせないプロセスであり、効率的
な硝化を行うためには、硝化の担い手である硝化細菌を
十分に増殖させて機能させなければならない。
【0006】下水処理施設で硝化を行うためには、一般
の従属栄養細菌に比べて増殖速度の遅い硝化細菌を十分
に保持できるかどうかが一つの鍵を握っている。また、
硝化細菌のバランスが崩れて亜硝酸酸化細菌数が減少す
ると、処理水中の亜硝酸性窒素濃度が高くなり、水処理
にも影響を及ぼすことがある。以上のような理由から、
硝化促進のみならず処理水質の安定化のためにも下水処
理場にとって硝化能力の維持はきわめて重要なことと考
えられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】下水処理プロセスに有
害化学物質が流入したとき、数多くの種類が存在する活
性汚泥微生物の中でも、最初に有害化学物質の影響を受
ける微生物は、硝化細菌であることが知られている。こ
のため、従来、欧米では硝化細菌群を固定化した担体と
酸素電極とを用いて、有害化学物質により硝化細菌群の
呼吸量が阻害された時の酸素消費量の減少を検出して有
害化学物質を検出する方法が採用されている(例えば、
欧州特許公開番号EP837947:発明の名称「TO
XICITY DETECTION(毒性検知
器)」)。
【0008】しかし、この方法は、硝化細菌群をまとめ
て固定化しているために、 (1) 硝化プロセスのうちのアンモニアを酸化して亜硝
酸を生成するプロセスに関るアンモニア酸化細菌が阻害
を受けているのか、あるいは亜硝酸を酸化して硝酸を生
成するプロセスに関る亜硝酸酸化細菌が阻害を受けてい
るのかの判定ができない。 (2) アンモニア酸化菌または亜硝酸酸化細菌のうち何
れか一方が有害化学物質による阻害を受けていても、呼
吸阻害を受けていない何れか一方の微生物群が優勢とな
り、その結果、測定系全体の酸素消費量はほとんど変化
せず、酸素消費量の減少として明確に有害物質の流入を
検出することができない場合があり、有害物質の検出感
度がきわめて悪い。 などの問題点があった。
【0009】本発明は、これらの問題点を解決するため
に、アンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌のそれぞれの
酸化プロセスの状況を検出する方法および検出装置を提
供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】一般に、硝化細菌とはア
ンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化するアンモニア酸
化細菌と亜硝酸性窒素を硝酸性窒素に酸化する亜硝酸酸
化細菌の総称である。上記の課題を解決し、硝化阻害が
どのアンモニア酸化プロセスで生じているのかを把握す
るために、本発明では、純粋培養したアンモニア酸化細
菌のみを固定化した膜または担体と、亜硝酸酸化細菌の
みを固定化した膜または担体とを用い、試料水がそれぞ
れの膜または担体を通過する前と後との試料水の溶存酸
素濃度または亜硝酸性窒素濃度を測定し、酸素消費量ま
たは亜硝酸性窒素の生成量および消費量を測定すること
により、水中の硝化阻害物質を検出することとする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を純粋培養したアン
モニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌を用い、それぞれを別
々に固定化して各々の微生物の呼吸活性を連続的に監視
できる測定装置を用いた実施例に基づき説明する。 〔実施例1〕アンモニア酸化細菌カラムと亜硝酸酸化細
菌カラムを並列回路で検出する装置の例を図1に示す。
【0012】この図において、カラム1は、純粋培養し
たアンモニア酸化細菌Nitrosomonas eu
ropaeaの培養液にシリカゲル粒子を24時間浸漬
し、アンモニア酸化細菌を吸着固定化し、ガラスカラム
に充填したものであり、また、カラム2は、純粋培養し
た亜硝酸酸化細菌Nitrobacterwinogr
adskyをカラム1と同様の方法で吸着固定化し、ガ
ラスカラムに充填したものである。これらのカラム1と
2は、酸素電極4〜7、熱交換器24〜25と共に恒温
槽3にセットされる。また、この装置は、上記の恒温槽
中の機器の他に、これらの機器に送液するための検水や
各種の試料液とポンプや弁から構成されている。
【0013】測定は、次の手順により行われる。まず、
送液ポンプ15と17により緩衝溶液11と13、送液
ポンプ14と16より純水9を流し、アンモニア酸化細
菌と亜硝酸酸化細菌の各微生物固定化カラム1と2の内
生呼吸レベルの溶存酸素濃度レベルをカラム1と2の流
入前後に設置された各酸素電極4と5、6と7で各々測
定する。次に電磁弁18と21を切り換えて、それぞれ
アンモニア標準液8、亜硝酸標準溶液12を流し、カラ
ム1と2の前後でのそれぞれの溶存酸素電極の電流値の
差をカラムの正常時の値(100%出力) として図示さ
れていない装置の記憶部に記憶させる。次に電磁弁1
9、20を切り換え、中空糸膜等で濁質を除去した検水
10を流し、この時、アンモニア酸化細菌を固定化した
カラム1、亜硝酸酸化細菌を固定化したカラム2の前後
での溶存酸素電極の電流値の差を連続的に測定する。こ
の測定値を上記の正常時の値と比較して、いづれかのカ
ラムあるいは両方のカラムの酸素消費量が減少した時に
は有害物質の流入と判定し、警報を発生する。 〔実施例2〕アンモニア酸化細菌センサと亜硝酸酸化細
菌センサを直列回路で検出する装置の例を図2に示す。
【0014】この図において、微生物センサ31は、純
粋培養したアンモニア酸化細菌Nitrosomona
s europaeaを微孔性高分子膜を用いて固定化
微生物膜を作製し、溶存酸素電極に装着したものであ
り、また、微生物センサ32は、同様に純粋培養した亜
硝酸酸化細菌Nitrobacter winogra
dskyを微孔性高分子膜を用いて固定化微生物膜を作
製し、溶存酸素電極に装着したものである。これらの微
生物センサ31と32は直列に接続され、熱交換器34
と共に恒温槽33にセットされる。また、この装置は、
上記の恒温槽中の機器の他に、これらの機器に送液する
ための検水や各種の試料液とポンプや弁から構成されて
いる。
【0015】測定は、次の手順により行われる。まず、
送液ポンプ38で緩衝液44を、送液ポンプ39より純
水43を流し、微生物センサ31、32の各々の内生呼
吸レベルを測定し、図示されていない装置の記憶部に記
憶させる。次に電磁弁37を切り換えてアンモニア標準
溶液41を流し、微生物センサ31の電流値を測定し、
正常時の呼吸活性として記憶させる。次に電磁弁36を
切り換えて亜硝酸標準溶液40を流し、微生物センサ3
2の電流値を測定し、正常時の呼吸活性として記憶させ
る。この後、電磁弁37を切り換えて検水42を流し連
続的に微生物センサ31、32の電流出力を測定する。
微生物センサ31および微生物センサ32あるいは何れ
か一方の電流出力が増加した場合に有害化学物質の流入
と判定し、警報を発生する。 〔実施例3〕アンモニア酸化細菌カラムと亜硝酸酸化細
菌カラムを直列回路で検出する装置の例を図3に示す。
【0016】この図において、カラム1は、純粋培養し
たアンモニア酸化細菌Nitrosomonas eu
ropaeaの培養液にシリカゲル粒子を24時間浸漬
し、アンモニア酸化細菌を吸着固定化し、ガラスカラム
に充填したものであり、また、カラム2は、純粋培養し
た亜硝酸酸化細菌Nitrobacter winog
radskyをカラム1と同様の方法で吸着固定化し、
ガラスカラムに充填したものである。これらのカラム1
と2は、酸素電極51〜53、熱交換器65と共に恒温
槽54にセットされる。また、この装置は、上記の恒温
槽中の機器の他に、これらの機器に送液するための検水
や各種の試料液とポンプや弁から構成されている。
【0017】測定は、次の手順により行われる。まず、
送液ポンプ57により連続的に緩衝液62、送液ポンプ
56により純水61を流し、アンモニア酸化細菌と亜硝
酸酸化細菌の各微生物固定化カラム1と2の内生呼吸レ
ベルの溶存酸素濃度レベルをカラム1と2の流入前後に
設置された各酸素消費量を酸素電極51、52、53で
測定する。次に電磁弁63を切り換えて、アンモニア標
準溶液59を流してカラム1の酸素消費量を酸素電極5
1と52で、電磁弁63を切り換えて亜硝酸標準溶液5
8を流し、カラム2の酸素消費量を酸素電極52と53
で測定し、それぞれのカラムの正常な酸化活性の酸素消
費レベルとして記憶した後、電磁弁64を切り換えて検
水60を連続的に流して酸素電極51、52、53によ
り酸素消費量を連続的に測定する。この時の測定値を正
常時の値と比較して、いづれかのカラムあるいは両方の
カラムの測定値が増加した時には有害化学物質の流入と
判定し、警報を発生する。
【0018】以上、酸素電極を用いた実施例を示すが、
亜硝酸性窒素の紫外部吸収に基づく波長230nm付近
の紫外吸光度を溶存酸素の替わりに測定することによっ
ても測定が可能である。
【0019】
【発明の効果】純粋培養したアンモニア酸化細菌と亜硝
酸酸化細菌を用い、それぞれを別々に固定化して各々の
微生物の呼吸活性を連続的に監視できる装置構成とした
ので、有害化学物質による硝化阻害をアンモニア酸化阻
害および亜硝酸酸化阻害の両面から監視することが可能
となり、流域工場の化学物質の下水への放出の規制が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の測定装置の構成例を示す模
式図
【図2】本発明の実施例2の測定装置の構成と動作を説
明する模式図
【図3】本発明の実施例3の測定装置の構成と動作を説
明する模式図
【符号の説明】
1 : カラム(アンモニア酸化細菌固
定) 2 : カラム(亜硝酸酸化細菌固定) 31 : 微生物センサ(アンモニア酸化
細菌固定) 32 : 微生物センサ(亜硝酸酸化細菌
固定) 3、33、54 : 恒温槽 24〜25、34 : 熱交換器 4〜7、51〜53: 酸素電極 9、43、61 : 純水 10、42、60 : 検水 8、41、59 : アンモニア標準液 12、40、58 : 亜硝酸標準溶液 11、44、62 : 緩衝液 14〜17、38〜39、56〜57: 送液ポンプ 22〜23、35、55: エアポンプ 18〜21、36〜37、63〜64: 電磁弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 27/327 G01N 33/18 F 33/18 G01N 27/30 355 //(C12N 11/14 C12R 1:01) (C12Q 1/00 C12R 1:01) (72)発明者 田口 和之 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 4B033 NA01 NA12 NB12 NB24 NB62 NB63 NB70 NC04 ND05 4B063 QA01 QQ18 QQ89 QQ98 QR75 QR83 QR84 QS28 QX05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アンモニア酸化細菌を固定化した膜または
    担体および亜硝酸酸化細菌を固定化した膜または担体を
    用い、前記のそれぞれの膜または担体の通過前と通過後
    の試料水の溶存酸素濃度または亜硝酸性窒素濃度を測定
    し、酸素消費量または亜硝酸性窒素の生成量および消費
    量を測定することにより、水中の硝化阻害物質を検出す
    ることを特徴とする下排水中の硝化阻害物質の検出方
    法。
  2. 【請求項2】アンモニア酸化細菌を固定化した膜と溶存
    酸素電極とで構成された微生物センサと亜硝酸酸化細菌
    を固定化した膜と溶存酸素電極とで構成された微生物セ
    ンサとを用いてそれぞれの微生物センサの電流値を測定
    し、その電流出力の増加から水中の硝化阻害物質を検出
    することを特徴とする下排水中の硝化阻害物質の検出方
    法。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載のアンモニア酸化
    細菌がNitrosomonas属、亜硝酸酸化細菌が
    Nitrobacter属であることを特徴とする下排
    水中の硝化阻害物質の検出方法。
  4. 【請求項4】請求項1、2または3に記載のアンモニア
    酸化細菌を固定化した膜、担体、または微生物センサ
    と、亜硝酸酸化細菌とを固定化した膜、担体、または微
    生物センサとを並列に接続してなり、前記のそれぞれの
    膜または担体、微生物センサの通過前と通過後の試料水
    の溶存酸素濃度または亜硝酸性窒素濃度を測定し、酸素
    消費量または亜硝酸性窒素の生成量および消費量を測定
    することにより、水中の硝化阻害物質を検出することを
    特徴とする下排水中の硝化阻害物質の検出装置。
  5. 【請求項5】請求項1、2または3に記載のアンモニア
    酸化細菌を固定化した膜、担体、または微生物センサ
    と、亜硝酸酸化細菌とを固定化した膜、担体、または微
    生物センサとを直列に接続してなり、前記のそれぞれの
    膜または担体、微生物センサの通過前と通過後の試料水
    の溶存酸素濃度または亜硝酸性窒素濃度を測定し、酸素
    消費量または亜硝酸性窒素の生成量および消費量を測定
    することにより、水中の硝化阻害物質を検出することを
    特徴とする下排水中の硝化阻害物質の検出装置。
JP11005908A 1999-01-13 1999-01-13 下排水中の硝化阻害物質の検出方法および検出装置 Withdrawn JP2000206087A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11005908A JP2000206087A (ja) 1999-01-13 1999-01-13 下排水中の硝化阻害物質の検出方法および検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11005908A JP2000206087A (ja) 1999-01-13 1999-01-13 下排水中の硝化阻害物質の検出方法および検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000206087A true JP2000206087A (ja) 2000-07-28

Family

ID=11624008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11005908A Withdrawn JP2000206087A (ja) 1999-01-13 1999-01-13 下排水中の硝化阻害物質の検出方法および検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000206087A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
CN103116011A (zh) * 2013-01-07 2013-05-22 北京工业大学 一种定性对比不同亚硝化污泥中nob含量的方法
CN112320941A (zh) * 2020-10-21 2021-02-05 西安建筑科技大学 一种利用分离膜填料驯化产n2o反硝化菌的装置及方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
CN103116011A (zh) * 2013-01-07 2013-05-22 北京工业大学 一种定性对比不同亚硝化污泥中nob含量的方法
CN103116011B (zh) * 2013-01-07 2015-05-20 北京工业大学 一种定性对比不同亚硝化污泥中nob含量的方法
CN112320941A (zh) * 2020-10-21 2021-02-05 西安建筑科技大学 一种利用分离膜填料驯化产n2o反硝化菌的装置及方法
CN112320941B (zh) * 2020-10-21 2022-10-11 西安建筑科技大学 一种利用分离膜填料驯化产n2o反硝化菌的装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bae et al. Membrane sequencing batch reactor system for the treatment of dairy industry wastewater
Urbain et al. Membrane bioreactor: a new treatment tool
JPH0510921A (ja) 毒物検知装置とこれを用いた水質監視システム
Aoki et al. Simultaneous flow injection determination of nitrate and nitrite in water by gas-phase chemiluminescence
Han et al. Measuring the activity of heterotrophic microorganism in membrane bioreactor for drinking water treatment
Li et al. Performance evaluation of attached growth membrane bioreactor for treating polluted surface water
JP2003047990A (ja) 生物脱窒装置
JP4678577B2 (ja) 廃水処理システム
JP2003024984A (ja) 生物脱窒方法及び生物脱窒装置
JP4999742B2 (ja) 毒性物質検出方法及び毒性物質検出装置
JP2000206087A (ja) 下排水中の硝化阻害物質の検出方法および検出装置
Derakhshan et al. Evaluation of volcanic pumice stone as media in fixed bed sequence batch reactor for atrazine removal from aquatic environments
JP2565431B2 (ja) 有機性汚水の処理方法および装置
Otaki et al. Control and modeling of membrane fouling due to microorganism growth by UV pretreatment
Okabe et al. Biofilm formation potentials in drinking waters treated by different advanced treatment processes
JP5696517B2 (ja) 亜硝酸性窒素濃度監視方法及び亜硝酸性窒素濃度監視装置
Khan et al. Determination of biodegradable dissolved organic carbon using entrapped mixed microbial cells
JP3505559B2 (ja) 汚濁負荷量計
Mines et al. Biological enhancement of oxygen transfer in the activated sludge process
JP2021186754A (ja) 好気性排水処理システム及び排水処理方法
JPH0735741A (ja) Bod測定装置
JP3077461B2 (ja) 水中の有害物質のモニタ方法
JP3042118B2 (ja) 高度浄水処理における活性炭供給装置
KAMIMOTO et al. DMF decomposition and nitrogen removal performance by a mesh-filtration bioreactor under acidic conditions
Val del Río et al. Short-and long-term orange dye effects on ammonium oxidizing and anammox bacteria activities

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050201

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20050404