JP2002139486A

JP2002139486A - 有害物質監視装置

Info

Publication number: JP2002139486A
Application number: JP2000331910A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Fukuoka; 正芳福岡; Susumu Nagasaki; 進長崎; Katsutoshi Nose; 勝利野瀬; Nagatake Takase; 長武高瀬
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】【課題】水道水源に含まれる有害物質を検知し、系内
への当該有害物質の流入を未然に防ぐこと。【解決手段】当該有害物質監視装置は、系外から供給
された被処理水を着水井１に移送する取水槽11a及び取
水槽11bと、取水槽11a内の液相を着水井1内の液相によ
って希釈した後に同槽11aに返送する希釈槽12aと、取水
槽11a内若しくは希釈槽12a内の液相の一部が被検試料と
して供給される有害物質検知装置13aとから成り、取水
槽11a,11bは、有害物質検知装置13a,13bで得られた水質
結果（ATP濃度または生物発光量）に基づき、着水井1へ
の被処理水の供給を遮断し、この被処理水を希釈槽12a
へ供給する。希釈槽12a,12bにおける希釈は、測定され
たATP濃度と生物発光量の経時的変化が、ブランクと変
わらないと判断されるまで行われる。尚、希釈槽12a，1
3bには、槽内12a，13b液相を物理化学的処理する分解槽
が具備される場合がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液相中の有害物質
を監視する装置及び有害物質が含まれていた場合に対処
するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】河川には、農薬を使用する農地あるいは
ゴルフ場、化学薬品を使用する工場、事業場、下水処理
場、病院、研究所などから、多種多様な化学物質が排出
される。特定の化学物質については、排水基準項目の指
定がなされ、排水基準が定められている。したがって、
排水基準項目を使用している工場や事業場等は、排水の
水質が法定排水基準値未満であることを確認してから放
流する必要がある。

【０００３】一方、取水する側の浄水場においては、浄
水場が河川の下流に存在する場合があったり、最近にわ
かに関心が高まってきた環境ホルモンが河川に含まれて
いるとの報告がなされているから、健康影響の面で従来
以上に水道資源となる河川水の水質安定性の常時監視が
求められている。

【０００４】そこで、有害物質が含まれているかを監視
する方法は、特に浄水場に限らなければ、魚の活動電位
の測定や魚の異常行動の監視する有害物質測定方法や、
発光細菌を利用した急性毒性装置及び硝化細菌を利用し
た急性毒物センサーなど、いくつかの有害物質検知方法
及びその装置が報告されている。

【０００５】また、有害物質が含まれていた場合の異常
時の対処方法及び除去方法としては、凝集剤注入率の増
強、前塩素注入、取水量変更及び取水停止等の処置がな
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先に述
べた、魚の活動電位や異常行動の監視により有害物質を
測定する方法や、発光細菌を利用した急性毒性装置及び
硝化細菌を利用した急性毒物センサーなど、いくつかの
毒物検知方法とその装置は、ある特定の有害物質に対し
ては検出が可能であったり、あるいは、かなりの高濃度
では検出可能であるが、全ての有害物質のスクリーニン
グ指標としては十分満足いくものとは言い難い。

【０００７】また、残留性化学物質の蓄積による発癌性
という観点からは、遺伝毒性を評価することがより重要
であるが、これらの方法では、これらの方法では、急性
毒性が評価できても遺伝毒性を評価することはできな
い。

【０００８】さらに、有害物質が含まれていた場合の異
常時の対処方法及び除去方法としては、凝集剤注入率の
増強に伴う薬品費用の増加、安全性の保証が不十分であ
るなどの問題がある。

【０００９】本発明は、上記の事情に鑑み、液相中、特
に、水道水源に含まれる有害物質を検知し、系内への当
該有害物質の流入を未然に防ぐことが可能な、有害物質
検知装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、前記課題の解決
手段として、第１発明は、系外から供給された被処理水
を排水処理装置の着水井に移送する第一取水槽及び第二
取水槽と、前記第一取水槽内の液相を着水井内の液相に
よって希釈した後に同槽に返送する第一希釈槽と、前記
第一取水槽内若しくは前記第一希釈槽内の液相の一部が
被検試料として供給される第一有害物質検知装置とを具
備した有害物質監視装置であって、前記第一及び第二取
水槽は、前記第一有害物質検知装置において得られた水
質結果に基づき、前記着水井への被処理水の供給を遮断
し、この被処理水を前記第一希釈槽へ供給することを特
徴としている。

【００１１】第２発明は、前記第二取水槽が、前記第二
取水槽内の液相が供給され、これを着水井内の液相によ
って希釈した後に同槽に返送する第二希釈槽と、前記第
二取水槽内若しくは前記第二希釈槽内の液相の一部が被
検試料として供給される第二有害物質検知装置とを具備
し、前記第二有害物質検知装置において得られた水質結
果に基づき、前記着水井への被処理水の供給を遮断し、
この被処理水を前記第二希釈槽へ供給することを特徴と
している。

【００１２】第３発明は、前記第一及び第二希釈槽が、
前記第一若しくは第二希釈槽内の液相が供給され、これ
を物理化学的に処理した後に同槽に返送する分解槽を具
備していることを特徴としている。

【００１３】第４発明は、前記有害物質検知装置が、被
検試料に試供菌体を添加した後、ATP濃度若しくは生物
発光量の変化に基づき、被検試料中の有害物質を検知す
ることを特徴としている。

【００１４】前記希釈槽における希釈は、前記有害物質
検知装置によって得られたATPと生物発光量の経時的変
化が、ブランクと変わらないと判断されるまで行われ
る。

【００１５】ここで、有害物質は、水質汚濁防止法にお
いて規定されている法定有害物質（排水基準を定める総
理府令の別表第1（第1条関係））、急性毒性物質及び遺
伝毒性物質をいう。

【００１６】具体的に、法定有害物質には、カドミウム
Cd及びその化合物、シアン化合物、有機リン化合物（パ
ラチオン、メチルパラチオン、メチルジメトン及びEPN
（ニトロフェニルホスホノチオエート））、PCB（ポリ
塩化ビフェニル）、鉛Pb及びその化合物、クロムCr（6
価）及びその化合物、砒素As及びその化合物、水銀Hg及
びアルキル水銀その他の水銀化合物、アルキル水銀化合
物、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジク
ロロメタン、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、1,1-ジ
クロロエチレン、シス-1,2-ジクロロエチレン、1,1,1-
トリクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、1,3-ジク
ロロプロペン、チウラム、シマジン、チオベンカルプ、
ベンゼン、セレン及びその化合物や、同総理府令の別表
第２（同条関係）に規定されたクロム含有量及び溶解性
マンガン含有量として換算されるクロム化合物及びマン
ガン化合物がある。

【００１７】尚、前記取水槽は、被処理水の流入量に応
じ、二つ具備するに限らず、三つ以上設けてもよい。

【００１８】また、前記分解槽における物理化学的処理
は、熱処理工程と光触媒反応工程とからなる。熱処理工
程は、加熱部において、被処理液相を加熱することによ
り、当該液相に含まれる有機塩素化合物を熱分解してい
る。光触媒反応工程は、光触媒（例えば、二酸化チタ
ン）を充填した反応カラムにおいて、被処理液相を、一
定波長の光の下で、光触媒と接触させることにより、当
該液相に含まれている有機化合物を二酸化炭素や水まで
に酸化分解する。

【００１９】尚、その他の分解槽における物理化学処理
として、前記加熱工程の後段に、凝集沈殿法等の薬品処
理工程を設け、さらに精密ろ過法、限外ろ過法及び逆浸
透膜法を導入することも考えられる。

【００２０】

【発明の実施の形態】アデノシン三リン酸（ATP）は、
生物活性を表す重要な指標であり、生きている菌体には
必ず存在し、活性の高い菌体ほどATP量は多く含まれて
いる。また、その菌体が死滅してしまうと、速やかに消
失してしまう。そして、どのような菌体でも、乾燥重量
グラム当りATPは約1000分の1グラム含まれていることが
知られている。

【００２１】したがって、この発光量を測定すること
で、ATPの定量が可能となり、これにより、菌体の活性
が見積もられ、さらに当該菌体周辺環境における有害物
質の有無の判定も可能となる。

【００２２】ここで、ATP濃度変化から急性毒性物質等
の有害物質（もちろん、急性でないものも可能）を監視
する方法は、生物発光反応を利用している。この反応
は、以下の反応式に示されるように、D-ルシフェリンが
ATP及びマグネシウムイオンの存在下で、D-ルシフェリ
ンがルシフェラーゼによって発光体であるオキシルシフ
ェリンに変換される時に発生する発光現象で、量子収率
が0.88と高く、高感度の測定が可能となる。

【００２３】D-ルシフェリン＋ルシフェラーゼ＋
ATP→ オキシルルシフェリン＋ AMP ＋ PP ＋
CO₂ ＋光図８は、有害物質を含んだ試料水における試供菌体のAT
P濃度の経時的変化を示した特性図である。

【００２４】当該試験は、試供有害物質としてクロム
（3価）を選び、これを含んだ試料水（Cr³⁺換算で0,0.2
mg/l）に対し試供菌体を添加し、液温約20℃を保ったま
ま、添加後約120分間、当該菌体内のATP濃度を測定して
いる。これと同時に、比較のために、前記有害物質を含
まない系（Blank）におけるATP濃度の変化にについても
調べている。ここで、試供菌体は、本形態において、サ
ルモネラ菌SalmonellatyphimuriumのTA100株とし、試料
水に対し菌体濃度が約5×10⁴個/mlとなるように添加さ
れている。また、ATPの測定はルシフェリン−ルシフェ
ラーゼ生物発光分析法を用いている。

【００２５】図８において、横軸が反応時間、縦軸がAT
P濃度となっている。ATP濃度は、菌体添加直後に減少が
認められ、さらに添加後約30分で初期ATP濃度の50％以
下にまで減少しており、排水基準濃度以下の検出が可能
であることが示されている。

【００２６】また、多くの有害物質が単一では微量であ
っても、共存すると相乗的に有害性を増加させることも
考えられる。これらの有害性を包括的に評価する方法と
してバイオアッセイ法がある。これまでに海洋発光細菌
を用い、急性毒性を調べるマイクロトックス試験や変異
原性などの遺伝毒性を調べるエイムス試験等が試みられ
てきている。残留性化学物質の蓄積による発癌性という
観点からは遺伝毒性を評価することがより重要である。

【００２７】これまで、水道水や河川水等の遺伝毒性を
モニタリングする手法としては、比較的簡便な手法であ
ることから、エイムス試験が用いられているが、培養や
無菌操作が必要であるなどモニタリング法としてはやや
不向きな方法である。

【００２８】そこで、本発明に係る有害物質監視装置
は、発光細菌の発光量変化に基づき、有害物質の監視を
行っている。尚、発光細菌には、Achromobacter属、Vib
rio属、Photobacterium属等がある。

【００２９】これは、自然変異した無発光変異株が遺伝
毒性因子の作用によって復帰変異して再び発光する現象
を利用するもので、遺伝毒性物質が混入した場合には、
遺伝毒性に比例して発光量の減少が起こるため、遺伝毒
性物質の混入を検出できる。

【００３０】図９は、有害物質を含んだ試料水における
試供菌体（発光細菌）の発光量の経時的変化を示した特
性図である。

【００３１】当該試験は、試供有害物質として図8に係
る試験と同じクロム（3価）を選び、これを含んだ試料
水（Cr³⁺換算で0,2,20,200mg/l）に対し試供菌体を添加
し、液温約20℃を保ったまま、添加後約120分間、発光
量の測定を行っている。ここでも、比較のために、前記
有害物質を含まない系（Blank）における発光量ににつ
いても調べている。

【００３２】ここで、試供菌体は、発光細菌（Vibrio f
ischeri M169株）とし、菌体濃度が一定濃度（約2.5×1
0⁶個/ml）となるように添加されている。

【００３３】図９において、横軸が反応時間、縦軸が発
光量（％）となっている。図示されるように、発光量
は、菌体添加直後に減少が認められ、排水基準濃度（2m
g/l）のクロムの検出が可能であることが示されてい
る。

【００３４】尚、その他有害物質（例えば、排水基準を
定める総理府令の別表第1（第1条関係））についても、
図８，９に係る試験と同様の検討を行い、予め、法定基
準値濃度の有害物質と試供菌体との関係（例えば、最適
菌体濃度）を調べておけば、液相中に法定排出基準濃度
以上の当該有害物質が含まれているか否かの判定が可能
となる。

【００３５】ところで、前記法定有害物質には、有機塩
素系化合物が多く含まれている（同総理府令別表第
1）。そこで、前記有害物質検知工程において、有害物
質分解工程を具備させれば、当該有害物質の系外への流
出を確実に防ぐことができる。

【００３６】当該有害物質分解手段は、熱処理工程と光
触媒接触工程とからなる。

【００３７】熱処理工程は、被処理液相を加熱すること
により、当該液相に含まれる有機塩素化合物を熱分解し
ている。

【００３８】光触媒接触工程は、被処理液相を、一定波
長の光の下で、光触媒（例えば、二酸化チタン）と接触
させることにより、当該液相に含まれている有機化合物
を二酸化炭素や水までに酸化分解している。

【００３９】二酸化チタンのバンドキャップは約3.0eV
で、波長に直すと約400nmであるので、400nm以下の紫外
光を照射すると、以下の酸化還元反応が起こる。

【００４０】酸化反応： OH^- ＋ｈ⁺ → ・OH 還元反応： O₂ ＋ｅ^- → O₂ ^- 二酸化チタンの正孔の酸化力は、水素基準電位で約＋3.
0Vであり、水（＋1.23V）、塩素（＋1.40V）及びオゾン
（＋2.07V）と比較しても酸化力が著しく大きいことか
ら、あらゆる有機物を二酸化炭素や水まで酸化分解する
ことができる。

【００４１】尚、分解槽の構成として、加熱工程、薬品
処理工程の後段に、精密ろ過工程、限外ろ過工程及び逆
浸透工程を設けることも考えられる。

【００４２】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて
説明する。（第１形態）図１は、本形態に係る浄水処理工程の概要
図である。

【００４３】当該浄水処理工程は、図２の従来の浄水処
理工程において、有害物質監視システム10が具備されて
いる。尚、本形態において、従来の浄水処理工程は、代
表例として、凝集沈殿処理工程（急速混和池2、フロッ
ク形成池3、沈殿池4）と、ろ過工程（ろ過池5）とを備
えており、さらに、凝集沈殿処理工程の前段には着水井
1を、ろ過工程の後段には浄水池6を具備させている。

【００４４】図３は、有害物質監視システム10の概要図
である。

【００４５】有害物質監視システム10は、取水槽11と希
釈槽12と有害物質検知装置13とからなるユニットを二つ
設けることにより構成され、着水井1に具備される。
尚、着水井1は、機能的に、いわゆる、排水処理設備に
おける原水槽と何ら変わらない設備である。

【００４６】図３において、取水槽（１）11aは、被処
理水が供給される設備であり、被処理水を導入するため
のバルブ2（以下、V2）を付帯させている。また、同槽1
1aには、希釈槽（１）12a内の液相を導入するためのバ
ルブ8（以下、V8）も付帯される。尚、取水槽（１）11a
の二次側経路には、同槽（１）11a内の液相の供給を希
釈槽（１）12aに切り替えるためのバルブ3（以下、V3）
が設置される。

【００４７】取水槽（２）11bも、被処理水と、希釈槽
（２）12bからの液相とが供給される設備であり、被処
理水を導入するためのバルブ9（以下、V9）と、希釈槽
（2）12b内の液相を導入するためのバルブ13（以下、V1
3）とを付帯している。また、取水槽（２）11bの二次側
経路にも、同槽（２）11b内の液相の供給を希釈槽
（２）12bに切り替えるためのバルブ10（以下、V10）が
設置される。

【００４８】希釈槽（１）12aは、取水槽（１）11aから
供給された液相を着水井1内の液相により希釈するため
の設備である。そのために、希釈槽（１）12aには、取
水槽（１）11a内の液相を導入するためのバルブ6（以
下、V6）と、着水井1内の液相を導入するためのバルブ1
5（以下、V15）と、希釈した液相を取水槽（１）11aに
供給するためのバルブ7（以下、V7）とが付帯される。

【００４９】希釈槽（２）12bも、取水槽（２）11bから
の液相が供給され、この液相を着水井1内の液相により
希釈するための設備であり、これにも、取水槽（２）11
b内の液相を導入するためのバルブ11（以下、V11）と、
着水井1内の液相を導入するためのバルブ17（以下、V1
7）と、希釈した液相を取水槽（１）11bに供給するため
のバルブ12（以下、V12）とが付帯される。

【００５０】また、取水槽（１）（２）の一次側経路に
はバルブ1（以下、V1）が設置され、これにより取水槽
（１）（２）への被処理水供給の切替を行っている。ま
た、着水井1に接続される取水槽（１）（２）の二次側
経路にはバルブ4（以下、V4）が設置され、これにより
取水槽（１）（２）内液相の導入切替を行っている。
尚、取水槽11と希釈槽12には、槽内の液相を槽外に移送
するためのポンプが付帯されることは言うまでもない。

【００５１】そして、これらV1〜V16及び前記ポンプの
動作は、図７中の浄水設備制御部80によって制御され
る。

【００５２】図７は、有害物質検知装置13a，13bの概要
図である。

【００５３】当該有害物質検知装置は、本発明者らによ
って発案されたもので、サンプリング部71と、反応部72
と、ATP抽出部73と、発光計測部74と、光電子増倍管75
と、増幅器76と、波形整形回路77と、CPU（中央演算処
理装置）78と、データ処理装置79とから構成される。そ
して、予め設定された時間に装置内部に設けられたタイ
マーにより自動的に測定を開始する。尚、測定は、FIA
（Flow Injection Analysis）方式で行う。

【００５４】サンプリング部71は、取水槽11内及び希釈
槽12内の液相の一部を試料水として採取し、これを定量
的に反応部72に供給するための装置であり、サンプリン
グポンプ70が付帯される。そして、試料水は、常時、取
水槽11や希釈槽12からサンプリング部71に導かれ、オー
バーフローした試料水は、再び、取水槽11や希釈槽12に
返流される。

【００５５】反応部72は、試料水と試供菌体を、一定の
液温及び滞留時間のもとで、均一に接触混合させる装置
である。このために、反応部72には、試供菌体供給手段
721と、図外の液温調整手段が付帯される。尚、前記滞
留時間は、任意（例えば、30分）に設定が可能である。

【００５６】ここで、試供菌体供給手段721は、凍結保
存された試供菌体を格納する保存装置と、凍結保存され
た試供菌体を溶解した後に定量的に外部に供給する定量
供給装置とからなる。試供菌体として、例えば、大腸
菌、サルモネラ菌若しくは発光細菌が用いられる。定量
供給装置の菌体供給量は、任意に設定が可能である。例
えば、試供菌体にサルモネラ菌Salmonella typhimurium
のTA100株を用いる場合、反応部72内の試料水に対して
菌体濃度が約5×10⁴個/mlとなるように、当該菌体が添
加される。

【００５７】また、液温調整手段は、反応部72内の液温
を一定に保つ。液温は、任意（例えば、20℃）に設定で
きる。

【００５８】ATP抽出部73は、前記反応部72から供給さ
れた反応液に対し、試薬供給手段により抽出試薬を添加
して試供菌体内のATPを抽出する。抽出試薬は、例え
ば、トリクロル酢酸や界面活性剤が用いられる。

【００５９】尚、発光細菌を試供菌体として用いる場
合、反応部72内の液相は、直接、発光計測部74に供さ
れ、発光量が測定される。

【００６０】発光計測部74は、試料水と接触した試供菌
体内ATP濃度の変化から有害物質の検知を行うために、
生物発光反応を生起させる。この場合、既知のルシフェ
リン−ルシフェラーゼ発光分析法に基づき、ATP抽出部7
3から供給されたATP抽出液に対し、発光試薬（ルシフェ
リン、ルシフェラーゼ及びMg²⁺）が定量的に添加され
る。これにより生じた発光量は、光電子増倍管75、増幅
器76、波形整形回路77を介し、電気信号に変換された
後、CPU78に供給される。CPU78は、この電気信号から演
算によって単位秒当りの発光量の計測を行う。

【００６１】データ処理装置79は、CPU78から供給され
た前記発光量の計測値から演算によってATP濃度を算出
する。そして、このATP濃度若しくは発光量の経時的な
演算結果から、当該試料水の水質異常を判定する。すな
わち、ブランクのATP濃度若しくは発光量の経時的変化
と比較することで、有害物質有無の判断を行う。そし
て、この結果に基づく制御信号を浄水設備制御部80に供
給する。尚、本装置79には、算出された判定結果等を引
き出すためのプリンタ81が付帯される。

【００６２】浄水設備制御部80は、データ処理装置79か
らの制御信号を格納し、浄水設備における各装置の制御
を行う。例えば、制御信号を取水槽11に供給し、適切な
バルブ操作等を実行させる。

【００６３】次に、本形態に係る監視システムの作用に
ついて述べる。

【００６４】図３において、通常、V1〜V4は、被処理水
の供給ラインが取水槽（１）11a経由着水井1となるよう
に設定される。このとき、取水槽（１）11a内液相の一
部は、有害物質のモニタリングのために有害物質検知装
置13aに供給される。

【００６５】ここで、有害物質検知装置13aによって、
取水槽11a内液相の水質に異常があると判断された場
合、V1及びＶ4は被処理水の供給ラインが取水槽（２）1
1b経由着水井1となるように設定され、Ｖ3及びＶ6も、
取水槽（１）11aの液相が希釈槽（１）12aに供給される
ように、開に設定される。このとき、取水槽（２）11ｂ
内液相の一部も、有害物質のモニタリングのために有害
物質検知装置13ｂに供給される。

【００６６】希釈槽（１）12aにおける希釈は、V14とV1
5が開に設定され、着水井1の液相が希釈水として利用さ
れる。また、希釈する際には、有害物質検知装置（１）
13aでモニタリングしながら希釈を行うことで、希釈水
の供給量を最小限に抑えている。

【００６７】そして、有害物質検知装置（１）13aによ
って希釈槽（１）12a内の液相に異常がないと判断され
た場合、V7及びV8は開に設定され、当該液相は取水槽
（１）11aに返流される。その後、V1及びＶ4は、被処理
水の供給ラインが取水槽（１）11a経由着水井1となるよ
うに設定される。

【００６８】一方、取水槽（２）11b経由着水井1供給ラ
インにおいて、有害物質検知装置（２）13bが異常を検
知した場合、V1及びV4が閉に設定されると共に、Ｖ10及
びＶ11は開に設定され、取水槽（２）11ｂの液相が希釈
槽（２）12bに供給される。

【００６９】希釈槽（２）12bにおける希釈は、V16とV1
7が開に設定され、着水井1の液相が希釈水として利用さ
れる。希釈する際には、希釈槽（１）12aと同様に、有
害物質検知装置（１）13bでモニタリングしながら希釈
を行うことで、希釈水の供給量を最小限に抑えている。

【００７０】そして、有害物質検知装置（２）13bによ
って希釈槽（２）12b内の液相に異常がないと判断され
た場合、V12及びV13は開に設定され、当該液相は取水槽
（２）11bに返流される。取水槽（２）13b内の液相が全
て着水井1に供給された後、被処理水の供給ラインは、
通常ライン、取水槽（１）11a経由着水井1となるように
設定される。（第2形態）第１形態は、取水槽を二つ設置した場合の
システムであるが、処理水量に応じて取水槽の数は決定
されるので、二槽に限ったものではない。

【００７１】図４は、本形態に係る有害物質監視システ
ムの概要図である。

【００７２】本形態に係る監視システムは、第１形態に
係る有害物質監視システムにおいて、有害物質検知装置
及び希釈槽を一基とした構成となっている。当該システ
ムは、省スペース化を考慮している。

【００７３】第１形態との相違は、有害物質検知装置
（１）13aが取水槽11a内液相の異常を検知し、被処理水
の供給ラインを取水槽（２）11b経由着水井１にした場
合において、取水槽（２）11b内液相の有害物質モニタ
リングを、有害物質検知装置（１）13aが行うことと、
同装置13aの指令により、V1及びV4を閉、V10を開に設定
し、取水槽（２）11b内液相を希釈槽（１）12aに供給し
ている尚、第１形態と同様に、希釈槽（１）12aにおい
て希釈処理した液相は、図４中には希釈槽（１）12aと
取水槽（２）11bとを連結した経路は記載されていない
が、取水槽（２）11bを介し、着水井1に供給される。そ
して、取水槽（２）11b内の液相が全て着水井1に供給さ
れた後、V1〜V4は、被処理水の供給ラインが取水槽
（１）11a経由着水井１となるように設定される。（第３形態）図５は、本形態に係る有害物質監視システ
ムの概要図である。

【００７４】本形態に係る監視システムは、第１形態に
係る有害物質監視システムにおける希釈槽に、分解槽を
具備した構成となっている。

【００７５】すなわち、図５において、希釈槽（１）12
aには分解槽（１）30aが、希釈槽（２）12bには分解槽
（２）30bが具備される。

【００７６】したがって、希釈槽（１）12aには、槽12a
内の液相を分解槽（１）30aに供給するためのバルブ18
（以下、V18）と、分解槽（１）30a内の液相を導入する
ためのバルブ21（以下、V21）とが付帯される。

【００７７】また、分解槽（１）30aには、希釈槽
（１）12a内の液相を導入するためのバルブ19（以下、V
19）と、槽30a内の液相を希釈槽（１）12aに供給するた
めのバルブ20（以下、V20）とが付帯される。

【００７８】同様に、希釈槽（２）12bにもバルブ22
（以下、V22）とバルブ25（以下、V25）が、分解槽
（２）30bにもバルブ23（以上、V23）とバルブ24（以
下、V24）が付帯される。また、希釈槽及び取水槽と同
様に、前記分解槽には、槽内の液相を槽外に移送するた
めのポンプが付帯されることは言うまでもない。

【００７９】そして、これらV18〜V21及び前記ポンプの
動作は、浄水設備制御部80によって制御される。

【００８０】分解槽は、加熱等の物理的処理や、酸・ア
ルカリ、凝集剤等の薬品処理、または光触媒接触等の化
学処理によって、被処理液相に含まれた有害物質を分解
する。

【００８１】図10は、分解槽の一例である。（ａ）は分
解槽30の構成概要図であり、（ｂ）は分解槽加熱部31の
概要図である。

【００８２】分解槽30は、加熱部31と光触媒反応部32か
ら構成され、さらに加熱部31内には熱板311が、光触媒
反応部32には反応カラム321が設置される。

【００８３】加熱部31は、外部から供給された液相を熱
板311によって加熱することにより、当該液相に含まれ
た有害物質を熱分解する。

【００８４】光触媒反応部32は、光触媒による酸化還元
反応によって、液相中に含まれる有害物質を分解する。
前記酸化還元反応は、光触媒に一定波長の光（400nm以
下の紫外光）を照射させることによって起こる。光触媒
には、例えば、ペレット状の二酸化チタン担持体等があ
る。図５において、光触媒322は、光透過性の反応カラ
ム321に充填される。そして、光触媒反応を生起維持さ
せるために、図中には記載されていないが、外部からブ
ラックライトによって紫外光が照射される。尚、紫外光
の照射手段として、充填された光触媒の空隙に光透過性
の光ファイバーを挿通して紫外光を照射してもよい。

【００８５】次に、本形態に係る監視システムの作用に
ついて述べる。

【００８６】第1形態と同様に、通常、V1〜V4は、被処
理水の供給ラインが取水槽（１）11a経由着水井1となる
ように設定される。このとき、取水槽（１）11a内液相
の一部は、有害物質のモニタリングのために有害物質検
知装置13aに供給される。

【００８７】ここで、有害物質検知装置13aによって、
取水槽11a内液相の水質に異常があると判断された場
合、V1及びＶ4は被処理水の供給ラインが取水槽（２）1
1b経由着水井1となるように設定され、Ｖ3及びＶ6も、
取水槽（１）11aの液相が希釈槽（１）12aに供給される
ように、開に設定される。また、取水槽（２）11ｂ内液
相の一部も、有害物質のモニタリングのために有害物質
検知装置13ｂに供給される。

【００８８】希釈槽（１）12aにおける希釈は、V14とV1
5が開に設定され、着水井1の液相が希釈水として利用さ
れる。また、希釈する際には、有害物質検知装置（１）
13aでモニタリングしながら希釈を行うことで、希釈水
の供給量を最小限に抑えている。

【００８９】さらに、前記希釈操作を行っても、目的と
する濃度まで減少しない場合には、V18とV19は開に設定
され、希釈槽（１）12a内の液相が分解槽（１）30aに供
給される。分解槽（１）30aにおいて、前述の物理学的
処理や化学処理がなされる。この処理水は、希釈槽
（１）12aに返流され、再度、有害物質検知装置（１）1
3aによる有害物質モニタリングに供される。このよう
に、希釈槽（１）12aに導かれた液相は、有害物質検知
装置13aによって異常がないと判断されるまで、希釈及
び物理化学的処理が繰り返される。

【００９０】そして、有害物質検知装置（１）13aによ
って希釈槽（１）12a内の液相に異常がないと判断され
た場合、V7及びV8は開に設定され、当該液相は取水槽
（１）11aに返流される。その後、V1及びＶ4は、被処理
水の供給ラインが取水槽（１）11a経由着水井1となるよ
うに設定される。

【００９１】一方、取水槽（２）11b経由着水井1供給ラ
インにおいて、有害物質検知装置（２）13bが異常を検
知した場合、V1及びV4は閉に設定されると共に、Ｖ10及
びＶ11は開に設定され、取水槽（２）11bの液相が希釈
槽（２）12bに供給される。

【００９２】希釈槽（２）12bにおける希釈は、V16とV1
7が開に設定され、着水井1の液相が希釈水として利用さ
れる。希釈する際には、希釈槽（１）12aと同様に、有
害物質検知装置（１）13bでモニタリングしながら希釈
を行うことで、希釈水の供給量を最小限に抑えている。

【００９３】そして、有害物質検知装置（２）13bによ
って希釈槽（２）12b内の液相に異常がないと判断され
た場合、V12及びV13は開に設定され、当該液相は取水槽
（２）11bに返流される。その後、取水槽（２）13b内の
液相が全て着水井1に供給された後、被処理水の供給ラ
インは取水槽（１）11a経由着水井1となるように設定さ
れる。

【００９４】また、前記希釈操作を行っても、目的とす
る濃度まで減少しない場合には、V22とV23が開に設定さ
れ、希釈槽（２）12b内の液相が分解槽（２）30bに供給
される。分解槽（２）30bにおいて、前述の物理学的処
理や化学処理がなされる。この処理水は、希釈槽（２）
12bに返流され、再度、有害物質検知装置（２）13bによ
る有害物質モニタリングに供される。このように、希釈
槽（２）12bに導かれた液相は、有害物質検知装置13aに
よって異常がないと判断されるまで、希釈槽（２）12
b、分解槽（２）30bにおける処理が繰り返される。（第４形態）図６は、本形態に係る有害物質監視システ
ムの概要図である。

【００９５】第３形態は、取水槽を二つ設置した場合の
システムであるが、処理水量に応じて取水槽の数は決定
されるので、二槽に限ったものではない。

【００９６】本形態に係る監視システムは、第２形態と
同様に、第３形態に係る有害物質監視システムにおい
て、有害物質検知装置及び希釈槽を一基とした構成とな
っている。当該システムは、省スペース化を考慮してい
る。

【００９７】第３形態との相違は、有害物質検知装置
（１）13aが取水槽11a内液相の異常を検知し、被処理水
の供給ラインを取水槽（２）11b経由着水井１にした場
合において、取水槽（２）11b内液相の有害物質モニタ
リングを、有害物質検知装置（１）13aが行うことと、
同装置13aの指令により、V1及びV4を閉、V10を開に設定
し、取水槽（２）11b内液相を希釈槽（１）12a、さらに
分解槽（１）30aに供給している尚、第３形態と同様
に、希釈槽（１）12a及び分解槽（１）30aにおいて希釈
及び分解処理した液相は、図６中には希釈槽（１）12a
と取水槽（２）11bとを連結した経路は記載されていな
いが、取水槽（２）11bに返流された後、着水井1に供給
される。そして、取水槽（２）11b内の液相が全て着水
井1に供給された後、V1〜V4は、通常の供給ライン（取
水槽（１）経由着水井１）となるように設定される。

【００９８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る有害物質監視装置は、以下の効果を奏する。

【００９９】浄水場に供給される原水中の有害物質の監
視が可能となる。また、浄水場に供給される原水中に有
害物質が混入している場合でも、取水停止を行わずに日
常運転が継続できる。さらに、浄水場に供給される原水
中に有害物質が混入した場合に、当該物質の除去も可能
となる。これにより、着水井以降の排水処理系における
生物的処理機能が維持され、汚濁負荷も軽減されること
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本形態に係る浄水処理工程の概要図。

【図２】従来の浄水処理工程の概要図。

【図３】第1形態に係る有害物質監視システムの概要
図。

【図４】第2形態に係る有害物質監視システムの概要
図。

【図５】第3形態に係る有害物質監視システムの概要
図。

【図６】第4形態に係る有害物質監視システムの概要
図。

【図７】有害物質検知装置13の概要図。

【図８】有害物質を含んだ試料水における試供菌体のAT
P濃度の経時的変化を示した特性図。

【図９】有害物質を含んだ試料水における試供菌体（発
光細菌）の発光量の経時的変化を示した特性図。

【図１０】（ａ）は分解槽30の構成概要図、（ｂ）は分
解槽加熱部31の概要図。

【符号の説明】

1…着水井 10…有害物質監視システム 11a…取水槽（１），11b…取水槽（２） 12a…希釈槽（１），12b…希釈槽（２） 13a…有害物質検知装置（１），13b…有害物質検知装置
（２） 30a…分解槽（１），30b…分解槽（２） 30…分解槽 31…加熱部 32…光触媒反応部 70…サンプリングポンプ 71…サンプリング部 72…反応部 721…試供菌体供給手段 73…ATP抽出部 74…発光計測部 75…光電子増倍管 751…電源 76…増幅器 77…波形整形回路 78…CPU（中央演算処理装置） 79…データ処理装置 80…浄水設備制御部 81…プリンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野瀬勝利東京都品川区大崎２丁目１番17号株式会社明電舎内 (72)発明者高瀬長武東京都品川区大崎２丁目１番17号株式会社明電舎内Ｆターム(参考） 2G052 AA06 AA36 AB12 AB22 AC03 AC17 AD06 AD26 AD46 BA03 BA12 BA14 CA04 CA12 CA35 EB11 FD01 GA11 HB07 HC04 HC10 HC24 JA08 JA24 JA30 2G054 AA02 AB07 BB01 BB13 CA30 CB02 CD01 CE02 EA02 FA10 FA12 FA44 GA03 GB00 JA01 JA02 JA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】系外から供給された被処理水を浄水処理
工程の着水井に移送する第一取水槽及び第二取水槽と、
前記第一取水槽内の液相を着水井内の液相によって希釈
した後に同槽に返送する第一希釈槽と、前記第一取水槽
内若しくは前記第一希釈槽内の液相の一部が被検試料と
して供給される第一有害物質検知装置とを具備した有害
物質監視装置であって、前記第一及び第二取水槽は、前
記第一有害物質検知装置において得られた水質結果に基
づき、前記着水井への被処理水の供給を遮断し、この被
処理水を前記第一希釈槽へ供給することを特徴とする有
害物質監視装置。
【請求項２】前記第二取水槽は、前記第二取水槽内の
液相が供給され、これを着水井内の液相によって希釈し
た後に同槽に返送する第二希釈槽と、前記第二取水槽内
若しくは前記第二希釈槽内の液相の一部が被検試料とし
て供給される第二有害物質検知装置とを具備し、前記第
二有害物質検知装置において得られた水質結果に基づ
き、前記着水井への被処理水の供給を遮断し、この被処
理水を前記第二希釈槽へ供給することを特徴とする請求
項１記載の有害物質監視装置。
【請求項３】前記第一及び第二希釈槽は、前記第一若
しくは第二希釈槽内の液相が供給され、これを物理化学
的に処理した後に同槽に返送する分解槽を具備すること
を特徴とする請求項１または２記載の有害物質監視装
置。
【請求項４】前記有害物質検知装置は、被検試料に試
供菌体を添加した後、ATP濃度若しくは生物発光量の変
化に基づき、被検試料中の有害物質を検知することを特
徴とする請求項１から３記載の有害物質監視装置。