JP2002243698A - Biosensor type abnormal water quality detector - Google Patents

Biosensor type abnormal water quality detector

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JP2002243698A
JP2002243698A JP2001043458A JP2001043458A JP2002243698A JP 2002243698 A JP2002243698 A JP 2002243698A JP 2001043458 A JP2001043458 A JP 2001043458A JP 2001043458 A JP2001043458 A JP 2001043458A JP 2002243698 A JP2002243698 A JP 2002243698A
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本 昭 平
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biosensor type abnormal water quality detector, capable of rapidly detecting organic substances in water to be inspected, with high sensitivity. SOLUTION: The biosensor type abnormal water quality detector is equipped with a pair of flow cells 33 and 34, a cleaning liquid tank 1, an iron-made liquid tank 2, a water tank 3 and an intake tank 4. The cleaning liquid tank 1 and the flow cells 33 and 34 are connected by a cleaning liquid line so as to be freely changed over, and the iron-made liquid tank 2 and the flow cells 33 and 34 are connected by an iron liquid line so as to be freely changed over, and the water tank 3 and the flow cells 33 and 34 are connected by a water supply line, to be changed over freely, and the intake tank 4 and the flow cells 33 and 34 are connected by a line of water to be inspected to be changed over freely. Operation control is conducted by a control part 44 so that the flow cell 34 becomes a washing state, when one flow cell 33 is in measuring state the other flow cell 34 goes not a cleaning state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は浄水場、下水処理場
の取水口における有害物質の混入を検知し、警報を発す
るバイオセンサ型異常水質検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a biosensor type abnormal water quality detection device which detects contamination of a harmful substance in an intake of a water purification plant and a sewage treatment plant and issues an alarm.

【0002】[0002]

【従来の技術】浄水場では河川水を取水し、これを沈殿
濾過層を通して飲料水を生成している。このような通常
の処理では除去できない各種の重金属、農薬、環境ホル
モン等の有害物質が河川水中に混入した場合は、取水停
止という非常事態となる。一方、突発的事故により、工
場あるいは化学プラントにおいて、各種の重金属イオ
ン、有機溶媒、ヒ素シアン等が下水中に混入し、このよ
うな下水が下水処理場へ流入することがある。この場合
は、下水処理プロセスにおける活性汚泥微生物が大きな
阻害を受け、活性汚泥の活性が低下して処理能力の回復
までに多大な時間を必要とする。従って、浄水場あるい
は下水処理場において、各種の有害物質の混入した流入
水を迅速かつ感度良く検出する装置が望まれている。
2. Description of the Related Art In a water purification plant, river water is taken and the drinking water is produced through a sedimentation filtration layer. When harmful substances such as heavy metals, pesticides, environmental hormones and the like which cannot be removed by such normal treatment are mixed in river water, an emergency situation occurs in which water intake is stopped. On the other hand, due to a catastrophic accident, various heavy metal ions, organic solvents, arsenic cyanide, and the like may be mixed into sewage in a factory or a chemical plant, and such sewage may flow into a sewage treatment plant. In this case, the activated sludge microorganisms in the sewage treatment process are greatly inhibited, and the activity of the activated sludge is reduced, so that a long time is required until the treatment capacity is restored. Therefore, there is a demand for a device for quickly and sensitively detecting inflow water mixed with various harmful substances in a water purification plant or a sewage treatment plant.

【0003】このため浄水場では魚行動監視型の毒物検
出装置を取出口に設置したり、各種の微生物膜を溶存酸
素電極に取り付けその呼吸活性の測定から毒物を検出す
る装置を設置している。他方、下水処理場においては、
特定化学物質の混入した排水を検知する各種のセンサを
設置している。
[0003] For this reason, in water purification plants, a fish behavior monitoring type toxicant detection device is installed at the exit, or a device that detects toxic substances by measuring various respiratory activities by attaching various microbial membranes to a dissolved oxygen electrode is installed. . On the other hand, in sewage treatment plants,
Various sensors are installed to detect wastewater mixed with specific chemical substances.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】浄水場に設置されてい
る魚行動監視型の毒物検出装置は、魚類が毒物に反応す
るまで時間がかかるため、その検出にも長時間を要す
る。また、魚類の感度も飼育されている魚類の種類、個
体差及び環境状態によりかなり異なる。さらにこれらの
装置は、装置自体が大掛りであり、魚類の飼育、管理面
においての必要経費が大きい。
The fish behavior monitoring type toxic substance detection device installed in the water purification plant requires a long time for fishes to react with the toxic substance, and therefore requires a long time for the detection. In addition, the sensitivity of fish also varies considerably depending on the type of fish being bred, individual differences, and environmental conditions. Furthermore, these devices are large-scale devices and require large expenses in breeding and managing fish.

【0005】また、微生物膜を酸素電極に取り付けたバ
イオセンサ型の水質監視装置においては、付与されてい
る微生物は通常中性近傍のpH状態にあるときに活性と
なる。このため流入する被検水中の有機物等により酸素
電極表面が汚れると、洗浄操作を行ってもこの汚れがな
かなか取れず、センサ自体の活性が低下してくる。また
これらの有機物が栄養源となるため、酸素電極に付与さ
れているバクテリアの活性が変わるという問題点があっ
た。
[0005] In a biosensor type water quality monitoring device in which a microbial membrane is attached to an oxygen electrode, the applied microorganisms are generally active when they are in a pH state near neutrality. For this reason, if the surface of the oxygen electrode is contaminated by organic matter or the like in the test water flowing into the sensor, the contamination is not easily removed even when the cleaning operation is performed, and the activity of the sensor itself is reduced. In addition, there is a problem that the activity of bacteria applied to the oxygen electrode changes because these organic substances serve as a nutrient source.

【0006】一方、下水処理場流入水への水質異常を検
出するための装置として、シアン、ヒ素、重金属、農薬
等の特定の化学物質を対象とした装置が考案されている
が、広範な有害物質を検出できる装置は開発されていな
いのが実情である。
On the other hand, as a device for detecting an abnormality in water quality of inflow water of a sewage treatment plant, a device for specific chemical substances such as cyanide, arsenic, heavy metals, and pesticides has been devised. The fact is that no device capable of detecting substances has been developed.

【0007】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、有害物質の混入を確実に検出することがで
きるバイオセンサ型異常水質検出装置を提供することを
目的とする。
[0007] The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a biosensor type abnormal water quality detection device that can reliably detect the incorporation of harmful substances.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、酸素電極と、
この酸素電極の先端に取付けられ鉄酸化細菌を保持した
メンブレムフィルターとからなり、有機物質の混入を検
出するとともに、互いに並列に配置された少なくとも一
対のフローセルと、洗浄液を収納する洗浄液タンクと、
鉄液を収納する鉄液タンクと、被検水を収納する取水タ
ンクと、洗浄液タンクから各フローセルへ洗浄液を供給
する洗浄液ラインと、鉄液タンクから各フローセルへ鉄
液を供給する鉄液ラインと、取水タンクから各フローセ
ルへ被検水を供給する被検水ラインと、各フローセル、
洗浄液ライン、鉄液ラインおよび被検水ラインを駆動制
御する制御部とを備え、制御部は、一方のフローセルを
測定状態とした場合に、他方のフローセルを洗浄状態と
し、同時に一方のフローセル側へ鉄液ラインを介して鉄
液を供給するとともに被検水ラインを介して被検水を供
給し、他方のフローセル側へ洗浄液ラインを介して洗浄
液を供給するとともに被検水ラインを介して被検水を供
給することを特徴とするバイオセンサ型異常水質検出装
置である。
The present invention comprises an oxygen electrode,
A membrane filter attached to the tip of the oxygen electrode and holding an iron-oxidizing bacterium, detecting contamination of an organic substance, and at least one pair of flow cells arranged in parallel with each other, and a cleaning liquid tank storing a cleaning liquid,
An iron liquid tank for storing iron liquid, an intake tank for storing test water, a cleaning liquid line for supplying cleaning liquid from the cleaning liquid tank to each flow cell, and an iron liquid line for supplying iron liquid from the iron liquid tank to each flow cell. A test water line for supplying test water from the intake tank to each flow cell, and each flow cell,
A control unit that drives and controls the cleaning liquid line, the iron liquid line, and the test water line, and when one of the flow cells is in the measurement state, the other of the flow cells is in the cleaning state, and simultaneously the one to the one of the flow cells. The iron liquid is supplied via the iron liquid line, the test water is supplied via the test water line, the cleaning liquid is supplied to the other flow cell via the cleaning liquid line, and the test liquid is supplied via the test water line. It is a biosensor type abnormal water quality detection device that supplies water.

【0009】このように一対あるいはそれ以上の複数対
のフローセルを並列して配置しておき、一方のフローセ
ルが測定状態にある時、他方のフローセルは洗浄状態に
あるように相補的に運転される。フローセルが測定状態
にある時、常時鉄液がフローセルに供給されるので、鉄
液ラインは鉄酸化物により徐々に汚れてくる。この汚れ
はフローセル内でFe2+が鉄細菌により酸化されてF
3+を生じるため、フローセル出口側でより顕著とな
る。
In this manner, one or more pairs of flow cells are arranged in parallel, and when one of the flow cells is in the measurement state, the other flow cell is operated complementarily so as to be in the cleaning state. . When the flow cell is in the measurement state, the iron liquid is constantly supplied to the flow cell, so that the iron liquid line is gradually contaminated with iron oxide. This contamination is caused by the oxidation of Fe 2+ by iron bacteria in the flow cell
Since e 3+ occurs, it becomes more prominent at the flow cell outlet side.

【0010】さらに、酸素電極面に鉄酸化物が蓄積する
と、メンブレムフィルターに到達する酸素濃度が低下す
るため、酸素電極のスパン電流が低下してくる。このた
めフローセルを定期的に酸洗浄して汚れを除去する必要
がある。このため、一方のフローセルを測定状態にして
おき、この間他方のフローセルを洗浄状態として洗浄す
る。
Further, when iron oxide accumulates on the oxygen electrode surface, the oxygen concentration reaching the membrane filter decreases, and the span current of the oxygen electrode decreases. Therefore, it is necessary to periodically clean the flow cell with an acid to remove dirt. For this reason, one of the flow cells is kept in a measurement state, and the other flow cell is cleaned in the cleaning state during this time.

【0011】以上は一対のフローセル間で交互に測定、
洗浄を繰り返すように構成したものであるが、並列して
運転するフローセルの台数を3台、4台と増していけば
洗浄、測定の周期を自在に変更でき、複数個のセルで測
定状態とすることも可能となるので測定精度が向上す
る。
The above is alternately measured between a pair of flow cells.
It is configured to repeat washing, but if the number of flow cells operated in parallel is increased to three or four, the cycle of washing and measurement can be freely changed, and the measurement state can be changed with multiple cells. Measurement accuracy can be improved.

【0012】このような構成で配置したフローセルにお
いて、鉄液が流通している測定状態にあるセルに対し
て、水溶性の有害物質が被検水に混入した場合、酸素電
極の出力電流が上昇することにより有害物質の混入を検
知し、この値が一定値以上となった時警報を発する。
In the flow cell arranged in such a configuration, when a water-soluble harmful substance is mixed in the test water with respect to the cell in the measurement state in which the iron solution is flowing, the output current of the oxygen electrode increases. By doing so, contamination of harmful substances is detected, and when this value exceeds a certain value, an alarm is issued.

【0013】また本発明において、酸素電極へ微生物膜
を装着する際、例えばセルロース混合エステル型のメン
ブレムフィルター(孔径0.5μm以下)を微生物保持
体として用い、このメンブレムフィルターをガラスフィ
ルターベース付きフィルターホルダーに載せ、ここにガ
ラスファネルを置いてクランプにて保持し、所定量の鉄
酸化細菌を含んだ液をファネルに入れ、これを真空ポン
プにて吸引濾過することによりメンブレムフィルターへ
の鉄細菌を付与する。
In the present invention, when a microbial membrane is attached to the oxygen electrode, for example, a cellulose mixed ester type membrane filter (pore size: 0.5 μm or less) is used as a microorganism holder, and the membrane filter is provided with a glass filter base. Place it on a filter holder, place a glass funnel on it, hold it with a clamp, put a liquid containing a predetermined amount of iron-oxidizing bacteria into the funnel, and suction-filter this with a vacuum pump to remove the iron to the membrane filter. Give bacteria.

【0014】また本発明は、鉄液は硫酸酸性の硫酸第一
鉄溶液からなり、この硫酸第一鉄溶液は、無機金属イオ
ンとして、K,Mg,Caの塩を含み、同時に一定量の
硫酸アンモニウムを含んでいることを特徴とするバイオ
センサ型異常水質検出装置である。
Further, according to the present invention, the iron solution comprises a ferrous sulfate solution which is acidic to sulfuric acid. The ferrous sulfate solution contains K, Mg and Ca salts as inorganic metal ions and simultaneously contains a certain amount of ammonium sulfate. It is a biosensor type abnormal water quality detection device characterized by including:

【0015】鉄酸化細菌はエネルギー源であるFe2+
が酸性条件下において比較的安定に存在できることから
一般にpH3以下の酸性環境下に生育している。代表的
な鉄酸化細菌であるThiobacillus ferrooxidans は米国
東部の炭鉱の酸性坑内水から分離・同定されたグラム陰
性細菌であり、COを炭素源とし、Fe2+を酸化す
ることによりエネルギーを獲得する独立栄養細菌である
ことが知られている。T.ferrooxidansはK,Mg,Ca
の塩を含み、その他一定量の硫酸アンモニウムを含んだ
培地(pH3)で30℃で培養される。従って鉄細菌が
生育していくにはこれら数種の無機金属を含んだ鉄液が
供給されねばならない。
[0015] Iron oxidizing bacteria are Fe 2+ as an energy source.
Is generally grown in an acidic environment of pH 3 or less because it can exist relatively stably under acidic conditions. Thiobacillus ferrooxidans, a typical iron-oxidizing bacterium, is a Gram-negative bacterium isolated and identified from the acidic mine water of a coal mine in the eastern United States. It uses CO 2 as a carbon source and independently obtains energy by oxidizing Fe 2+. It is known to be a vegetative bacterium. T.ferrooxidans is K, Mg, Ca
And cultured at 30 ° C. in a medium (pH 3) containing a certain amount of ammonium sulfate. Therefore, in order for iron bacteria to grow, an iron solution containing these several kinds of inorganic metals must be supplied.

【0016】本装置では測定状態にあるフローセルに対
して、それぞれ一定の流量で吸い上げられる被検水と鉄
液が混合された液が送液される。それぞれの流量は被検
水がおよそ100〜200ml/min.、鉄液が3〜
6ml/min.であるので混合されてフローセルの酸
素電極部に到達した時、混合された液のpHが鉄細菌の
至適pH(最適pH)である3近傍の値になるには鉄液
のpHは通常2以下(1.6〜1.9)にあることが望
ましい。
In the present apparatus, a liquid in which the test water and the iron liquid, which are sucked up at a constant flow rate, are sent to the flow cell in the measurement state. Each flow rate is about 100 to 200 ml / min. , Iron liquid 3 ~
6 ml / min. Therefore, when the mixed solution reaches the oxygen electrode portion of the flow cell and the pH of the mixed solution becomes a value near 3 which is the optimum pH (optimum pH) of the iron bacteria, the pH of the iron solution is usually 2 or less ( 1.6 to 1.9).

【0017】本発明は、取水タンクに濾過装置を設けた
ことを特徴とするバイオセンサ型異常水質検出装置であ
る。
The present invention is a biosensor type abnormal water quality detection device, wherein a filtration device is provided in an intake tank.

【0018】浄水場の取水口においては、枯葉、木片、
砂(泥)、小石、糸くず、ガラス片、微生物等が流入水
に混入してくる可能性がある。これらが直接被検水ライ
ンに送り込まれると、この被検水ラインは内径1mm前
後の細いものであるので入口部の目詰まりをおこして送
液ができなくなる。そのため被検水が装置に入る前にこ
れらの異物を完全に除去しておく必要がある。このため
被検水が装置に入る前に濾過装置を通す。
At the intake of the water purification plant, dead leaves, wood chips,
Sand (mud), pebbles, lint, glass chips, microorganisms, etc. may be mixed into the influent water. When these are directly sent to the test water line, the test water line is a thin one having an inner diameter of about 1 mm, so that the inlet portion is clogged and liquid cannot be sent. Therefore, it is necessary to completely remove these foreign substances before the test water enters the apparatus. Therefore, the test water is passed through a filtration device before entering the device.

【0019】本発明は、濾過装置は内蔵された中空糸膜
を有することを特徴とするバイオセンサ型異常水質検出
装置である。
The present invention is a biosensor type abnormal water quality detecting device, wherein the filtering device has a built-in hollow fiber membrane.

【0020】取水した被検水をこの濾過装置を通すこと
によりフローセルが順調に運転でき、可溶性の有害物質
が存在する場合これを検出できる。
The flow cell can be operated satisfactorily by passing the sampled water that has been taken through the filtration device, and if a soluble harmful substance is present, it can be detected.

【0021】本発明は、濾過装置は定期的に自動洗浄し
て用いることを特徴とするバイオセンサ型異常水質検出
装置である。
The present invention is a biosensor type abnormal water quality detection apparatus characterized in that the filtration apparatus is used after being automatically cleaned periodically.

【0022】この場合、中空糸膜内の異物を除去し、長
期に亘って濾過装置が正常に作動するようにすることが
できる。自動洗浄の方法としては、一定時間サンプル水
を取水後、濾過水出口部方向より一定圧の空気をコンプ
レッサーにより供給するという方法、あるいは一定圧の
水流を供給する等の方法がある。
In this case, foreign matter in the hollow fiber membrane can be removed, and the filter can operate normally for a long period of time. As a method of automatic washing, there is a method of supplying a constant-pressure air from a filtered water outlet portion by a compressor after taking a sample water for a predetermined time, or a method of supplying a constant-pressure water flow.

【0023】本発明は、各フローセル内のpHが鉄酸化
細菌棲息の最適pH値となるよう、鉄液および洗浄液の
pHが一定の値に設定され、制御部により洗浄液ライン
中の洗浄液、鉄液ライン中の鉄液および被検液中の被検
液の量が調整されることを特徴とするバイオセンサ型異
常水質検出装置である。
According to the present invention, the pH of the iron solution and the cleaning solution is set to a constant value so that the pH in each flow cell becomes an optimum pH value for the inhabitation of iron-oxidizing bacteria, and the control unit controls the cleaning solution and the iron solution in the cleaning solution line. A biosensor type abnormal water quality detection device, wherein the amounts of an iron solution in a line and a test solution in a test solution are adjusted.

【0024】本発明によれば、鉄液と被検水、洗浄液と
被検水の混合された後のpHが鉄細菌の至適pHである
2.5〜3.5に保たれるように、双方の液の流量が調
節される。鉄液および洗浄液の消費量をできる限り小さ
く抑え、かつ鉄液ラインおよび洗浄液ラインを順調に作
動させるためには鉄液、洗浄液の流量はおよそ3〜6m
l/min.確保しなければならない。鉄液のpHは2
以下であり、被検水のpHは中性付近の値であるので、
混合された状態でpH3近傍の値になるには被検水をお
よそ100〜200ml/min.で流通する。これら
の流量の値は鉄液ラインおよび洗浄液ラインの性能、被
検水のpH等の条件に作用されるので適宜調整する必要
がある。
According to the present invention, the pH after mixing the iron solution and the test water, and the washing solution and the test water, is maintained at 2.5 to 3.5, which is the optimum pH of the iron bacteria. , The flow rates of both liquids are adjusted. In order to keep the consumption of the iron liquid and the cleaning liquid as small as possible and to operate the iron liquid line and the cleaning liquid line smoothly, the flow rate of the iron liquid and the cleaning liquid is about 3 to 6 m.
1 / min. Must be secured. The pH of the iron solution is 2
Since the pH of the test water is around neutral,
In order to reach a value near pH 3 in a mixed state, the test water is supplied at about 100 to 200 ml / min. Distribute in. These flow rate values are affected by conditions such as the performance of the iron liquid line and the cleaning liquid line, and the pH of the test water, and therefore need to be adjusted as appropriate.

【0025】本発明は、各フローセル内の温度は鉄酸化
細菌棲息の至適温度である30±5℃に保たれているこ
とを特徴とするバイオセンサ型異常水質検出装置であ
る。
The present invention is a biosensor type abnormal water quality detecting device, wherein the temperature in each flow cell is maintained at 30 ± 5 ° C., which is the optimum temperature for the inhabitation of iron-oxidizing bacteria.

【0026】本発明は、各フローセルに、水を供給する
水供給ラインを接続し、制御部は鉄液が流れている時及
び洗浄液が流れている時の初期において、フローセル内
に水を流してゼロ電流およびスパン電流の校正を行うよ
うにしたことを特徴とするバイオセンサ型異常水質検出
装置である。
According to the present invention, a water supply line for supplying water is connected to each flow cell, and the control unit supplies water to the flow cell at an initial stage when the iron solution is flowing and the cleaning solution is flowing. A biosensor-type abnormal water quality detection device characterized in that zero current and span current are calibrated.

【0027】ここでゼロ電流とは鉄液が流通した測定状
態での電流値をいい、スパン電流とは洗浄液を流通した
洗浄状態での電流値をいい、有害物質が混入していない
正常な状態での溶存酸素電極の出力電流を被検水の測定
に先立って計測しておき、この値を基準値として被検水
の状態を測定する。
Here, the zero current refers to the current value in the measurement state in which the iron liquid flows, and the span current refers to the current value in the cleaning state in which the cleaning liquid flows, in a normal state in which no harmful substances are mixed. The output current of the dissolved oxygen electrode is measured before the measurement of the test water, and the state of the test water is measured using this value as a reference value.

【0028】本発明は、鉄液タンクは密閉型のポリエチ
レン製あるいはテフロン製のバッグからなり、鉄液はこ
のバックから鉄液ラインに設けられたチューブポンプに
より外気にふれることなく一定流量ずつフローセルに送
液されることを特徴とするバイオセンサ型異常水質検出
装置である。
In the present invention, the iron liquid tank is formed of a sealed polyethylene or Teflon bag, and the iron liquid is supplied to the flow cell at a constant flow rate from the bag by a tube pump provided in the iron liquid line without being exposed to the outside air. It is a biosensor type abnormal water quality detection device characterized by being fed.

【0029】鉄液はpH2以下の硫酸酸性の硫酸鉄溶液
であることが好ましい。溶解している鉄は2価のイオン
(Fe2+)であり、これは空気にふれると容易に3価
のイオン(Fe3+)に酸化されてしまう。このような
酸化された状態では鉄細菌の栄養源にならないだけでな
く、沈殿析出して鉄液ラインを詰まらせる原因となる。
このため上記のような密閉型容器に入れ、ここからチュ
ーブポンプにより外気にふれることなく吸引してフロー
セルに送液する。このことにより長期運転を安定して継
続することができる。
Preferably, the iron solution is a sulfuric acid-acidic iron sulfate solution having a pH of 2 or less. The dissolved iron is a divalent ion (Fe 2+ ), which is easily oxidized to a trivalent ion (Fe 3+ ) when exposed to air. Such an oxidized state not only does not become a nutrient source for iron bacteria, but also causes precipitation and clogging of the iron liquid line.
For this reason, it is placed in a closed container as described above, from which it is sucked by a tube pump without touching the outside air and sent to the flow cell. Thus, long-term operation can be stably continued.

【0030】本発明は、各フローセルには排出液ライン
が接続され、この排出液ラインに希釈ラインが取付けら
れ、各フローセルからの排出液は希釈ラインからの希釈
液により希釈されてそのpHが6以上となるようにして
排出されることを特徴とするバイオセンサ型異常水質検
出装置である。
According to the present invention, a discharge line is connected to each flow cell, and a dilution line is attached to the discharge line. The discharge from each flow cell is diluted with the diluent from the dilution line to have a pH of 6. A biosensor-type abnormal water quality detection device characterized by being discharged as described above.

【0031】フローセルから排出される排出液はそのp
Hが3近傍という酸性水であるので、これを希釈液、例
えば取水時の水の分岐水により希釈して中性付近のpH
に戻して排出する。このことにより、排出液は浄水場の
取水口、あるいは河川を汚染することがなくなる。
The effluent discharged from the flow cell is p
Since H is an acidic water having a pH of about 3, it is diluted with a diluting liquid, for example, a branched water of water at the time of water intake, to obtain a neutral pH.
Return to and discharge. As a result, the effluent does not contaminate the intake of the water purification plant or the river.

【0032】[0032]

【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3は、本発明に
よるバイオセンサ型異常水質検出装置の一実施の形態を
示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 to 3 are views showing an embodiment of a biosensor type abnormal water quality detecting device according to the present invention.

【0033】図1に示すように、バイオセンサ型異常水
質検出装置は、有害物質の混入を検出する一対のフロー
セル33,34と、循環タンク37とを備え、循環タン
ク37はフローセル33に循環ライン38,39を介し
て接続されるとともに、フローセル34に循環ライン4
0,41を介して接続されている。
As shown in FIG. 1, the biosensor type abnormal water quality detecting device includes a pair of flow cells 33 and 34 for detecting contamination of harmful substances, and a circulation tank 37. 38, 39 and a circulation line 4
0 and 41 are connected.

【0034】各フローセル33,34は、いずれもタン
ク33a,34aと、タンク33a,34a内に収納さ
れた酸素電極35,36と、酸素電極35,36に取付
けられたメンブレムフィルター35a,36aとを有し
ている。このうちメンブレムフィルター35a,36a
は鉄酸化細菌を保持するものである。
Each of the flow cells 33, 34 includes tanks 33a, 34a, oxygen electrodes 35, 36 housed in the tanks 33a, 34a, and membrane filters 35a, 36a attached to the oxygen electrodes 35, 36. have. Of these, the membrane filters 35a and 36a
Holds iron oxidizing bacteria.

【0035】また各フローセル33,34の酸素電極3
5,36には、イオンメーター42,43が各々接続さ
れ、これらのイオンメーター42,43は制御部44に
接続されている。
The oxygen electrode 3 of each flow cell 33, 34
The ion meters 42 and 43 are respectively connected to 5 and 36, and these ion meters 42 and 43 are connected to the control unit 44.

【0036】一方、洗浄液(HSO)溶液を収納す
る洗浄液タンク1と、鉄液(FeSO溶液)を収納す
る鉄液タンク2と、水(HO)を収納する水タンク3
と、取水された被検液を収納する取水タンク4とが設け
られている。このうち取水タンク4内には、中空糸膜か
らなる濾過装置4aが設置されている。
On the other hand, a cleaning liquid tank 1 for storing a cleaning liquid (H 2 SO 4 ) solution, an iron liquid tank 2 for storing an iron liquid (FeSO 4 solution), and a water tank 3 for storing water (H 2 O)
And a water intake tank 4 for storing the sampled liquid. In the water intake tank 4, a filtration device 4a made of a hollow fiber membrane is installed.

【0037】また、洗浄液タンク1は、配管7,9、ピ
ンチバルブ15,17、配管チューブ23,24、チュ
ーブポンプ27,28および配管31,32を介して、
フローセル33,34に接続されている。この場合、洗
浄液タンク1からフローセル33,34までのラインに
より洗浄液ラインが構成される。
Further, the cleaning liquid tank 1 is connected via pipes 7 and 9, pinch valves 15 and 17, pipe tubes 23 and 24, tube pumps 27 and 28, and pipes 31 and 32.
It is connected to flow cells 33 and 34. In this case, a line from the cleaning liquid tank 1 to the flow cells 33 and 34 forms a cleaning liquid line.

【0038】また鉄液タンク2は、配管8,10、ピン
チバルブ16,18、配管チューブ23,24、チュー
ブポンプ27,28および配管31,32を介してフロ
ーセル33,34に接続されている。この場合、鉄液タ
ンク2からフローセル33,34までのラインにより鉄
液ラインが構成される。
The iron liquid tank 2 is connected to flow cells 33 and 34 via pipes 8 and 10, pinch valves 16 and 18, pipe tubes 23 and 24, tube pumps 27 and 28, and pipes 31 and 32. In this case, a line from the iron liquid tank 2 to the flow cells 33 and 34 forms an iron liquid line.

【0039】また水タンク3は、配管11,13、ピン
チバルブ19,21、配管チューブ25,26、チュー
ブポンプ29,30および配管31,32を介してフロ
ーセル33,34に接続されている。この場合、水タン
ク3からフローセル33,34までのラインにより水供
給ラインが構成されている。
The water tank 3 is connected to flow cells 33 and 34 via pipes 11 and 13, pinch valves 19 and 21, pipe tubes 25 and 26, tube pumps 29 and 30 and pipes 31 and 32. In this case, a line from the water tank 3 to the flow cells 33 and 34 constitutes a water supply line.

【0040】さらに、取水タンク4は、配管12,1
4、ピンチバルブ20,22、配管チューブ25,2
6、チューブポンプ29,30および配管31,32を
介してフローセル33,34に接続されている。この場
合、取水タンク4からフローセル33,34までのライ
ンにより、被検水ラインが構成されている。
Further, the water intake tank 4 is connected to the pipes 12, 1
4, pinch valves 20, 22, piping tubes 25, 2
6. They are connected to flow cells 33, 34 via tube pumps 29, 30 and pipes 31, 32. In this case, a line from the water intake tank 4 to the flow cells 33 and 34 constitutes a test water line.

【0041】また、取水タンク4には、取水配管6およ
び取水ポンプ5を介して被検水が流入するようになって
いる。さらにフローセル33,34には、排出液ライン
45,46が接続され、この排出液ライン45,46に
は取水配管6から分岐した分岐配管47,48が接続さ
れている。
The test water flows into the water intake tank 4 via a water intake pipe 6 and a water intake pump 5. Further, drain lines 45 and 46 are connected to the flow cells 33 and 34, and branch pipes 47 and 48 branched from the water intake pipe 6 are connected to the drain lines 45 and 46.

【0042】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。
Next, the operation of the present embodiment having the above configuration will be described.

【0043】2台のフローセル33,34は、図2に示
した運転パターンにより運転される。即ち一方のフロー
セル33が測定状態にある時、他方のフローセル34は
洗浄状態にある。すなわち一方のフローセル33が測定
状態にある時、鉄液タンク2より配管8、ピンチバルブ
16、配管チューブ23、チューブポンプ27、および
配管31を経て鉄液が一方のフローセル33へ供給され
る。この場合、ピンチバルブ16は、閉じた状態にあ
る。
The two flow cells 33 and 34 are operated according to the operation pattern shown in FIG. That is, when one flow cell 33 is in the measurement state, the other flow cell 34 is in the cleaning state. That is, when one of the flow cells 33 is in the measurement state, the iron liquid is supplied from the iron liquid tank 2 to the one flow cell 33 via the pipe 8, the pinch valve 16, the pipe tube 23, the tube pump 27, and the pipe 31. In this case, the pinch valve 16 is in a closed state.

【0044】一方、被検水は取水配管6および取水ポン
プ5により取水タンク4へ濾過装置4aを経て送られ
る。取水タンク4内の被検水は、配管12、ピンチバル
ブ20、配管チューブ25、チューブポンプ29および
配管31を経てフローセル33に供給され鉄液と混合す
る。
On the other hand, the test water is sent to the water intake tank 4 by the water intake pipe 6 and the water intake pump 5 via the filtration device 4a. The test water in the water intake tank 4 is supplied to the flow cell 33 through the pipe 12, the pinch valve 20, the pipe tube 25, the tube pump 29 and the pipe 31, and is mixed with the iron liquid.

【0045】この場合、他方のフローセル34へは、洗
浄液タンク1より配管9、ピンチバルブ17、配管チュ
ーブ24、チューブポンプ28および配管32を経て洗
浄液が供給される。同時に取水タンク4から、配管1
4、ピンチバルブ22、チューブポンプ30および配管
32を経て被検水がフローセル34へ供給され、フロー
セル34内で洗浄液と混合する。
In this case, the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid tank 1 to the other flow cell 34 via the pipe 9, the pinch valve 17, the pipe tube 24, the tube pump 28 and the pipe 32. At the same time, from the intake tank 4,
4. The test water is supplied to the flow cell 34 via the pinch valve 22, the tube pump 30, and the pipe 32, and mixed with the cleaning liquid in the flow cell 34.

【0046】それぞれのフローセル33,34の排出液
は、排出液ライン45,46を通して排出される。この
とき排出液ライン45,46内の排出液は、取水配管6
から分岐した分岐配管47,48中の水により希釈され
てpHを中性付近の水に戻してから最終的に排出され
る。
The effluent of each flow cell 33, 34 is discharged through effluent lines 45, 46. At this time, the effluent in the effluent lines 45 and 46 is
The water is diluted by the water in the branch pipes 47 and 48 branched from and returned to near neutral water, and finally discharged.

【0047】このように2台のフローセル33,34を
並列配置し、それらに対して交互に測定、洗浄操作を繰
り返す。このことにより周期的にフローセル33,34
及び配管ラインを洗浄しながら測定を行うことができる
ので、フローセル33,34の酸素電極35,36およ
び配管ラインにおいて、鉄酸化物による目詰まりを生じ
ることがなく、長期に亘り連続的に安定してフローセル
33,34を運転することが可能となる。
As described above, the two flow cells 33 and 34 are arranged in parallel, and the measurement and washing operations are alternately repeated for them. As a result, the flow cells 33 and 34 periodically change.
In addition, since the measurement can be performed while cleaning the piping lines, the oxygen electrodes 35 and 36 of the flow cells 33 and 34 and the piping lines do not become clogged with iron oxides, and are continuously stable for a long time. Thus, the flow cells 33 and 34 can be operated.

【0048】この間、フローセル33,34全体は循環
タンク37から循環される恒温水により鉄細菌の至適温
度である30±0.5℃に保持されている。
During this time, the entire flow cells 33 and 34 are maintained at a temperature of 30 ± 0.5 ° C., which is the optimum temperature for iron bacteria, by constant temperature water circulated from the circulation tank 37.

【0049】なお、一対のフローセル33,34を並列
配置して運転する例について説明したが、用いるフロー
セルの台数を増すことにより、配管系は多少複雑になる
が、図3に示したように、各フローセル33,34の測
定操作の周期を短縮することができるのでより信頼性の
高い測定が可能となる。このような構成のバイオセンサ
型の異常水質監視装置の有害物質検知原理は、特願平9
−198768に記載されたものと略同一である。
Although an example in which a pair of flow cells 33 and 34 are operated in parallel has been described, the piping system becomes somewhat complicated by increasing the number of flow cells to be used, but as shown in FIG. Since the cycle of the measurement operation of each flow cell 33, 34 can be shortened, more reliable measurement can be performed. The principle of detecting harmful substances in the abnormal water quality monitoring device of the biosensor type having such a configuration is disclosed in
-198768.

【0050】すなわち、測定状態にあるフローセル33
に健全な被検水が流れている場合、メンブレムフィルタ
ー35aに付与された鉄細菌はFe2+イオンと水中の
溶存酸素を消費して呼吸作用を行う。このためメンブレ
ムフィルター35aを通過して酸素電極35に到達する
酸素濃度が低く、イオンメーター42により測定される
電流値はほとんどゼロとなる。このとき対極に対して−
0.7Vの電圧がイオンメーター42により印加されて
いる。
That is, the flow cell 33 in the measurement state
When a healthy test water flows, the iron bacterium applied to the membrane filter 35a consumes Fe 2+ ions and dissolved oxygen in the water to perform a respiratory action. Therefore, the oxygen concentration that reaches the oxygen electrode 35 after passing through the membrane filter 35a is low, and the current value measured by the ion meter 42 becomes almost zero. At this time,
A voltage of 0.7 V is applied by the ion meter 42.

【0051】一方、被検水中に有害物質が混入すると鉄
細菌の呼吸作用が阻害されたり、死滅するので酸素及び
Fe2+イオンの消費が抑制され、メンブレムフィルタ
ー35aを通過して酸素電極35に到達する酸素濃度が
高くなり(溶存酸素濃度と同一レベル)、イオンメータ
ー42により測定される電流値が大きくなる。制御部4
4はこの測定状態における電流値の上昇をもって異常水
質が流入したことを検知し、警報を発する。
On the other hand, if harmful substances are mixed in the test water, the respiration of iron bacteria is inhibited or killed, so that the consumption of oxygen and Fe 2+ ions is suppressed. The reached oxygen concentration increases (the same level as the dissolved oxygen concentration), and the current value measured by the ion meter 42 increases. Control unit 4
Numeral 4 detects that abnormal water quality has flowed in with an increase in the current value in this measurement state, and issues an alarm.

【0052】酸素電極35,36に取り付ける微生物膜
の保持体としてのメンブレムフィルター35a,36a
の材質は、PTFE(四フッ化エチレン)、疎水性、親
水性ポリビニリデン、ポリカーボネート等種々のものが
あるが、検討の結果、酸素電極35,36とのなじみの
点からセルロース混合エステルタイプが最も適してい
る。メンブレムフィルター35a,36aの孔径は鉄細
菌の大きさが〜0.2μmであることから、0.2μm
以下となっている。
[0052] Membrane filters 35a, 36a as holders for the microbial membrane attached to the oxygen electrodes 35, 36
There are various materials such as PTFE (tetrafluoroethylene), hydrophobic and hydrophilic polyvinylidene, polycarbonate, etc. As a result of the examination, the cellulose mixed ester type is most preferable in terms of compatibility with the oxygen electrodes 35 and 36. Are suitable. The pore size of the membrane filters 35a and 36a is 0.2 μm because the size of iron bacteria is ~ 0.2 μm.
It is as follows.

【0053】メンブレムフィルター35a,36aへの
微生物の取り付け方法は、図示しないガラスフィルター
ベース付きフィルターホルダーにフィルターを載せ、こ
こにガラスファネルを置いてクランプにて保持し、所定
量の鉄酸化細菌を含んだ液をファネルに入れ、これを真
空ポンプにて吸引濾過するものである。このことにより
メンブレムフィルター35a,36aへの鉄酸化細菌の
保持が行なわれる。
The method of attaching microorganisms to the membrane filters 35a and 36a is as follows. A filter is placed on a filter holder with a glass filter base (not shown), a glass funnel is placed on the filter and held by a clamp, and a predetermined amount of iron-oxidizing bacteria is removed. The contained liquid is put into a funnel, and this is suction-filtered by a vacuum pump. As a result, the iron oxidizing bacteria are retained in the membrane filters 35a and 36a.

【0054】鉄酸化細菌の付与量は単位容積当りの菌体
数を顕微鏡計測により測定することにより一定量とする
ことができ、通常10個/cm程度付与されていれ
ば十分な活性を維持することができる。鉄酸化細菌の生
育条件は前記の如く生育可能pH1.3〜4.5、生育
温度10〜37℃となっており、培地成分として鉄、ア
ンモニウム塩、リン酸塩、硫酸塩、カリウム、マグネシ
ウムを含む。
The amount of the iron-oxidizing bacteria to be applied can be made constant by measuring the number of cells per unit volume by microscopic measurement, and usually sufficient activity is provided if about 10 8 cells / cm 2. Can be maintained. As described above, the growth conditions of the iron-oxidizing bacteria are such that the growth is possible at a pH of 1.3 to 4.5 and a growth temperature of 10 to 37 ° C. As a medium component, iron, ammonium salt, phosphate, sulfate, potassium, and magnesium are used. Including.

【0055】鉄液として、標準的には純水中にリン酸水
素2カリウム、硫酸アンモニウム、塩化カリウム、硫酸
マグネシウム、硫酸第一鉄、硝酸カルシウムをそれぞれ
所定量含有した硫酸酸性のpH3近傍の溶液が用いられ
る。このような鉄液を鉄液タンク2に入れ、チューブポ
ンプ27,28にてフローセル33,34に送液するこ
とにより運転が開始される。
As an iron solution, a sulfuric acid solution having a pH of about 3 containing a predetermined amount of dipotassium hydrogen phosphate, ammonium sulfate, potassium chloride, magnesium sulfate, ferrous sulfate, and calcium nitrate in pure water is typically used. Used. The operation is started by putting such an iron solution into the iron solution tank 2 and sending it to the flow cells 33 and 34 by the tube pumps 27 and 28.

【0056】ところで取水タンク4には濾過装置4aが
設けられ、この濾過装置4aにより廃水中の各種の異
物、固形成分が除去され、被検水が流通する配管の目詰
まりを防止することができる。この濾過装置4aは中空
糸膜を内蔵したものを用いており、一定期間使用後は、
コンプレッサー(図示せず)により加圧する等の操作に
より洗浄して用いることにより、常に濾過能力を正常に
維持できるようにしてある。この洗浄の条件は本機の設
置状態により異なる。
By the way, the water intake tank 4 is provided with a filtering device 4a, which removes various foreign substances and solid components in the waste water, and can prevent clogging of a pipe through which the test water flows. . This filtration device 4a uses a device having a built-in hollow fiber membrane.
The filter is cleaned and used by an operation such as pressurization by a compressor (not shown) so that the filtration ability can always be normally maintained. The conditions for this cleaning vary depending on the installation state of the apparatus.

【0057】図1において、フローセル33,34が鉄
酸化細菌の最適な状態を保つよう、鉄液、洗浄液および
被検水のpH及び流量が調節される。このため鉄液、洗
浄液のpHはそれぞれ1.6〜1.9、0.1〜0.3
に調節されており、鉄液の流量はポンプを稼働させるの
に最低限の流量を確保した値である3〜6ml/mi
n.となっている。また、被検水の流量はこれに対応し
て100〜150ml/minの流量となっているが、
各液の流量はチューブポンプ27−30の性能により随
時変更可能である。
In FIG. 1, the pH and the flow rate of the iron solution, the washing solution and the test water are adjusted so that the flow cells 33 and 34 maintain the optimum state of the iron-oxidizing bacteria. Therefore, the pH of the iron solution and the cleaning solution are 1.6 to 1.9 and 0.1 to 0.3, respectively.
The flow rate of the iron liquid is 3 to 6 ml / mi, which is a value that secures the minimum flow rate for operating the pump.
n. It has become. The flow rate of the test water is 100 to 150 ml / min correspondingly.
The flow rate of each liquid can be changed at any time depending on the performance of the tube pump 27-30.

【0058】鉄液が流れている時及び洗浄液が流れてい
る時の初期において、希釈水として水タンク3からの純
水を用いることによりゼロ電流およびスパン電流の校正
を行う。ここでゼロ電流とは鉄液が流通した測定状態で
の酸素電極35,36からの電流値をいい、スパン電流
とは洗浄液を流通した洗浄状態での酸素電極35,36
からの電流値をいう。有害物質が混入していない正常な
状態での酸素電極35,36の出力電流を被検水の測定
に先立って計測しておき、この値を基準値として被検水
の状態を測定する。
In the initial stage when the iron solution is flowing and the cleaning solution is flowing, zero current and span current are calibrated by using pure water from the water tank 3 as diluting water. Here, the zero current refers to the current value from the oxygen electrodes 35 and 36 in the measurement state in which the iron liquid flows, and the span current refers to the oxygen electrodes 35 and 36 in the cleaning state in which the cleaning liquid flows.
From the current value. The output current of the oxygen electrodes 35 and 36 in a normal state in which no harmful substance is mixed is measured prior to the measurement of the test water, and the state of the test water is measured using this value as a reference value.

【0059】洗浄状態においても、長期間運転中には電
極35,36表面に徐々に鉄酸化物が蓄積し、溶存酸素
の酸素電極35,36への透過が減少してくるため、洗
浄時の電流値が徐々に減少してくる。従って測定に入る
前に常にこれらの測定を実施しておくことにより微生物
膜の経時的変化を補正した形での測定が可能となる。こ
のような自動校正機能を含めた本装置の運転パターンを
図2に示す。図2に示すような運転パターンに従って検
出装置が稼働し、被検水中に有害物質が混入した場合、
制御部44はゼロ電流、スパン電流の値を用いて被検水
の汚れの程度(有害物質混入の程度)を次のように定義
される水質指数により判定する。
Even in the cleaning state, iron oxide gradually accumulates on the surfaces of the electrodes 35 and 36 during long-term operation, and the permeation of dissolved oxygen to the oxygen electrodes 35 and 36 decreases. The current value gradually decreases. Therefore, by performing these measurements at all times before starting the measurement, it is possible to perform the measurement in a form in which the temporal change of the microbial membrane is corrected. FIG. 2 shows an operation pattern of the present apparatus including such an automatic calibration function. When the detection device operates according to the operation pattern shown in FIG. 2 and harmful substances are mixed in the test water,
The controller 44 uses the values of the zero current and the span current to determine the degree of contamination of the test water (the degree of contamination of harmful substances) with a water quality index defined as follows.

【0060】 水質指数=現在の電流値/(スパン電流−ゼロ電流) この場合、水質指数が10%以上の値となった時、制御
部44が警報を発する。
Water quality index = current current value / (span current−zero current) In this case, when the water quality index becomes a value of 10% or more, the control unit 44 issues an alarm.

【0061】またこのゼロ電流、スパン電流の値を用い
て酸化電極35,36自体の劣化度を推定することがで
き、制御部44はスパン電流−ゼロ電流の値を何段階か
に分けて劣化度の指標として用い、酸素電極35,36
の交換の目安とする。
Using the values of the zero current and the span current, it is possible to estimate the degree of deterioration of the oxidation electrodes 35 and 36 themselves, and the control unit 44 divides the value of the span current-zero current into several stages to degrade the deterioration. Oxygen electrodes 35 and 36
Is a guide for replacement.

【0062】すなわち、前述のように酸素電極35,3
6に鉄酸化物が付着した場合、スパン電流が低下する。
また、鉄細菌の活性が低下した場合、ゼロ電流が上昇す
る。これによりスパン電流とゼロ電流の差は経時的に減
少してくる。酸素電極の劣化度の目安は、この原理に基
づいている。
That is, as described above, the oxygen electrodes 35, 3
When iron oxides adhere to 6, the span current decreases.
In addition, when the activity of the iron bacterium decreases, the zero current increases. As a result, the difference between the span current and the zero current decreases with time. The measure of the degree of deterioration of the oxygen electrode is based on this principle.

【0063】ところで図1において、鉄液タンク2とし
て、密閉型のポリエチレン製あるいはテフロン製のバッ
クを用いてもよい。このとき、バック内の鉄液を配管
8,10および配管チューブ23,24を介して配管3
1,32から外気にふれることなく一定流量ずつフロー
セル33,34へ供給することができ、鉄液が酸化され
て劣化するのが防止できる。5リットルのテドラバッグ
を2個並列に用いることにより、約3ヶ月の無保守運転
が可能となる。pH0.4の洗浄液については洗浄液タ
ンク1に入れた状態でも酸化による劣化は生じないの
で、密閉バッグに入れる必要は無く、10リットルの容
量で約6ヶ月の無保守運転が可能となる。
In FIG. 1, a closed type bag made of polyethylene or Teflon may be used as the iron liquid tank 2. At this time, the iron liquid in the bag is supplied to the pipe 3 via the pipes 8 and 10 and the pipe tubes 23 and 24.
The constant flow rate can be supplied to the flow cells 33 and 34 without touching the outside air from the outside and outside air 32, thereby preventing the iron liquid from being oxidized and deteriorated. By using two 5-liter Tedla bags in parallel, maintenance-free operation for about three months is possible. The cleaning liquid having a pH of 0.4 is not deteriorated by oxidation even in the cleaning liquid tank 1, so that it is not necessary to put the cleaning liquid in a sealed bag, and a maintenance capacity of about 6 months can be achieved with a capacity of 10 liters.

【0064】運転中、フローセル33,34からの排出
液は、pHが3近傍の酸性水となっているため、この排
出液を取水時の原水からの分岐水により希釈して中性付
近のpHに戻して排出する。このことにより排出液が浄
水場取水口、あるいは河川を汚染することがない。
During the operation, the effluents from the flow cells 33 and 34 are acidic water having a pH of around 3, and this effluent is diluted with the branch water from the raw water at the time of water supply to dilute the pH around neutral. Return to and discharge. As a result, the effluent does not pollute the intake of the water treatment plant or the river.

【0065】なお、図1に示す構成において、フローセ
ル33,34の運転の切替、ピンチバルブ15−22の
運転の切替およびチューブポンプ27−30の運転の切
替は、いずれも制御部44によって行なわれる。
In the configuration shown in FIG. 1, switching of the operation of the flow cells 33 and 34, switching of the operation of the pinch valves 15-22, and switching of the operation of the tube pumps 27-30 are all performed by the control unit 44. .

【0066】[0066]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、浄水場、
あるいは下水処理場の取水口からの被検水中に各種の有
害物質が混入した場合、迅速かつ高感度にこれらの有害
物質の混入を検出することができる。また、従来型の魚
行動監視型の有害物質検知システムに比べて、装置それ
自体の価格及びその保守・管理コストを大幅に低く抑え
ることができ、かつ信頼性の高い有害物質検知システム
とすることができる。
As described above, according to the present invention, a water purification plant,
Alternatively, when various harmful substances are mixed in the test water from the intake port of the sewage treatment plant, the mixing of these harmful substances can be detected quickly and with high sensitivity. In addition, compared to conventional fish behavior monitoring type harmful substance detection systems, the price of the equipment itself and its maintenance and management costs can be significantly reduced, and a highly reliable harmful substance detection system should be provided. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるバイオセンサ型異常水質検出装置
の一実施の形態を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a biosensor type abnormal water quality detection device according to the present invention.

【図2】本発明によるバイオセンサ型異常水質検出装置
の運転パターンを示す図。
FIG. 2 is a view showing an operation pattern of the biosensor type abnormal water quality detection device according to the present invention.

【図3】本発明によるバイオセンサ型異常水質検出装置
の別の運転パターンを示す図。
FIG. 3 is a diagram showing another operation pattern of the biosensor type abnormal water quality detection device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 洗浄液タンク 2 鉄液タンク 3 水タンク 4 取水タンク 4a 濾過装置 15,16,17,18,19,20,21,22 ピ
ンチバルブ 27,28,29,30 チューブポンプ 33,34 フローセル 35,36 酸素電極 35a,36a メンブレムフィルター 42,43 イオンメーター 44 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cleaning liquid tank 2 Iron liquid tank 3 Water tank 4 Water intake tank 4a Filtration device 15,16,17,18,19,20,21,22 Pinch valve 27,28,29,30 Tube pump 33,34 Flow cell 35,36 Oxygen Electrode 35a, 36a Membrane filter 42, 43 Ion meter 44 Controller

───────────────────────────────────────────────────── 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 33/18 G01N 27/30 355 (72)発明者 金 子 政 雄 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 藤 沢 実 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 宇 野 弘 高 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 平 本 昭 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01N 33/18 G01N 27/30 355 (72) Inventor Masao Kaneko No. 1, Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Stock (72) Minoru Fujisawa, Inventor Toshiba, Fuchu, Tokyo, Japan Inside Fuchu Office, Toshiba Corporation (72) Inventor, Hirotaka Uno 1, Toshiba, Fuchu, Tokyo, Japan Toshiba, Fuchu Office (72) Inventor Akira Hiramoto 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Inside the Toshiba head office

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸素電極と、この酸素電極の先端に取付け
られ鉄酸化細菌を保持したメンブレムフィルターとから
なり、有機物質の混入を検出するとともに、互いに並列
に配置された少なくとも一対のフローセルと、 各フローセルへ洗浄液を供給する洗浄液ラインと、 各フローセルへ鉄液を供給する鉄液ラインと、 各フローセルへ被検水を供給する被検水ラインと、 各フローセル、洗浄液ライン、鉄液ラインおよび被検水
ラインを駆動制御する制御部とを備え、 制御部は、一方のフローセルを測定状態とした場合に、
他方のフローセルを洗浄状態とし、同時に一方のフロー
セル側へ鉄液ラインを介して鉄液を供給するとともに被
検水ラインを介して被検水を供給し、他方のフローセル
側へ洗浄液ラインを介して洗浄液を供給するとともに被
検水ラインを介して被検水を供給することを特徴とする
バイオセンサ型異常水質検出装置。
An oxygen electrode and a membrane filter attached to a tip of the oxygen electrode and holding an iron-oxidizing bacterium, detecting at least a mixture of organic substances, and at least one pair of flow cells arranged in parallel with each other. , A cleaning liquid line that supplies a cleaning liquid to each flow cell, an iron liquid line that supplies an iron liquid to each flow cell, a test water line that supplies a test water to each flow cell, and a flow cell, a cleaning liquid line, an iron liquid line, and the like. And a control unit for driving and controlling the test water line, wherein the control unit includes:
Put the other flow cell in the cleaning state, supply the iron liquid to the one flow cell side via the iron liquid line and supply the test water via the test water line at the same time, and supply the test water to the other flow cell side via the cleaning liquid line. A biosensor type abnormal water quality detection device, which supplies a cleaning liquid and a test water via a test water line.
【請求項2】メンブレムフィルターへ吸引濾過法により
鉄酸化細菌を付与したことを特徴とするバイオセンサ型
異常水質検出装置。
2. A biosensor type abnormal water quality detecting device, wherein iron oxidizing bacteria are applied to a membrane filter by a suction filtration method.
【請求項3】鉄液は硫酸酸性の硫酸第一鉄溶液からな
り、この硫酸第一鉄溶液は、無機金属イオンとして、
K,Mg,Caの塩を含み、同時に一定量の硫酸アンモ
ニウムを含んでいることを特徴とする請求項1記載のバ
イオセンサ型異常水質検出装置。
3. An iron solution comprising a sulfuric acid ferrous sulfate solution, wherein the ferrous sulfate solution comprises, as inorganic metal ions,
2. The biosensor type abnormal water quality detecting device according to claim 1, wherein the biosensor-type abnormal water quality detecting device contains a salt of K, Mg, and Ca, and also contains a certain amount of ammonium sulfate.
【請求項4】濾過装置を有し、各フローセルへ被検水を
供給する取水タンクを更に備えたことを特徴とする請求
項1記載のバイオセンサ型異常水質検出装置。
4. The biosensor type abnormal water quality detection device according to claim 1, further comprising a water intake tank having a filtration device and supplying test water to each flow cell.
【請求項5】濾過装置は内蔵された中空糸膜を有するこ
とを特徴とする請求項4記載のバイオセンサ型異常水質
検出装置。
5. The biosensor type abnormal water quality detecting device according to claim 4, wherein the filtering device has a built-in hollow fiber membrane.
【請求項6】濾過装置は定期的に自動洗浄して用いるこ
とを特徴とする請求項4または5記載のバイオセンサ型
異常水質検出装置。
6. The biosensor type abnormal water quality detecting device according to claim 4, wherein the filtering device is used after being automatically washed periodically.
【請求項7】各フローセル内のpHが鉄酸化細菌棲息の
最適pH値となるよう、鉄液および洗浄液のpHが一定
の値に設定され、 制御部により洗浄液ライン中の洗浄液、鉄液ライン中の
鉄液および被検液中の被検液の量が調整されることを特
徴とする請求項1記載のバイオセンサ型異常水質検出装
置。
7. The pH of the iron solution and the cleaning solution is set to a constant value so that the pH in each flow cell is an optimum pH value for the inhabitation of the iron-oxidizing bacteria, and the control unit controls the cleaning solution in the cleaning solution line and the iron solution line. The biosensor type abnormal water quality detection device according to claim 1, wherein the amounts of the test solution in the test solution and the iron solution are adjusted.
【請求項8】各フローセル内の温度は鉄酸化細菌棲息の
最適温度である30±5℃に保たれていることを特徴と
する請求項1記載のバイオセンサ型異常水質検出装置。
8. The biosensor type abnormal water quality detecting apparatus according to claim 1, wherein the temperature in each flow cell is maintained at 30 ± 5 ° C., which is the optimum temperature for inhabiting the iron-oxidizing bacteria.
【請求項9】各フローセルに水を供給する水供給ライン
を接続し、 制御部は鉄液が流れている時及び洗浄液が流れている時
の初期において、フローセル内に水を流してゼロ電流お
よびスパン電流の校正を行うようにしたことを特徴とす
る請求項1記載のバイオセンサ型異常水質検出装置。
9. A water supply line for supplying water to each flow cell is connected, and the control unit supplies water to the flow cell at an initial stage when the iron solution is flowing and when the cleaning solution is flowing, so that zero current and zero current are supplied. The biosensor type abnormal water quality detecting device according to claim 1, wherein the calibration of the span current is performed.
【請求項10】密閉型のポリエチレン製あるいはテフロ
ン(登録商標)製のバッグからなる鉄液タンクを更に備
え、鉄液はこのバックから鉄液ラインに設けられたチュ
ーブポンプにより外気にふれることなく一定流量ずつフ
ローセルに送液されることを特徴とする請求項1記載の
バイオセンサ型異常水質検出装置。
10. An iron liquid tank comprising a sealed polyethylene or Teflon (registered trademark) bag, wherein the iron liquid is kept constant from the bag by a tube pump provided in an iron liquid line without being exposed to outside air. 2. The biosensor type abnormal water quality detection device according to claim 1, wherein the liquid is sent to the flow cell at each flow rate.
【請求項11】各フローセルには排出液ラインが接続さ
れ、この排出液ラインに希釈ラインが取付けられ、各フ
ローセルからの排出液は希釈ラインからの希釈液により
希釈されてそのpHが6以上となるようにして排出され
ることを特徴とする請求項1記載のバイオセンサ型異常
水質検出装置。
11. A discharge line is connected to each flow cell, and a dilution line is attached to the discharge line. The discharge from each flow cell is diluted with the diluent from the dilution line to have a pH of 6 or more. 2. The biosensor type abnormal water quality detecting device according to claim 1, wherein the device is discharged in such a manner.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006242749A (en) * 2005-03-03 2006-09-14 Toshiba Corp Pretreatment device for measuring quality of water
JP2006349551A (en) * 2005-06-17 2006-12-28 Toshiba Corp Biosensor type abnormal water quality monitoring device
JP2007298309A (en) * 2006-04-27 2007-11-15 Toshiba Corp System for inspecting water quality
JP2008032691A (en) * 2006-06-29 2008-02-14 Fuji Electric Systems Co Ltd Water quality monitoring system and method
JP2009222667A (en) * 2008-03-18 2009-10-01 Metawater Co Ltd Toxic substance detecting method and toxic substance detector
JP2010237130A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Yamatake Corp Method for diagnosis of degradation in humidity sensor
JP2011516856A (en) * 2008-04-04 2011-05-26 アリゾナ・ボード・オブ・リージェンツ・フォー・アンド・オン・ビハーフ・オブ・アリゾナ・ステイト・ユニバーシティー Simultaneous electrochemical detection of multiple heavy metal ions in liquids
JP2013002913A (en) * 2011-06-15 2013-01-07 Yokogawa Electric Corp Liquid analyzer
JP2015152304A (en) * 2014-02-10 2015-08-24 メタウォーター株式会社 Water quality bio-monitoring apparatus, water quality monitoring system and water quality monitoring method

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006242749A (en) * 2005-03-03 2006-09-14 Toshiba Corp Pretreatment device for measuring quality of water
JP4594764B2 (en) * 2005-03-03 2010-12-08 株式会社東芝 Pretreatment equipment for water quality measurement
JP2006349551A (en) * 2005-06-17 2006-12-28 Toshiba Corp Biosensor type abnormal water quality monitoring device
JP4521319B2 (en) * 2005-06-17 2010-08-11 株式会社東芝 Biosensor type abnormal water quality monitoring device
JP2007298309A (en) * 2006-04-27 2007-11-15 Toshiba Corp System for inspecting water quality
JP2008032691A (en) * 2006-06-29 2008-02-14 Fuji Electric Systems Co Ltd Water quality monitoring system and method
JP2009222667A (en) * 2008-03-18 2009-10-01 Metawater Co Ltd Toxic substance detecting method and toxic substance detector
JP2011516856A (en) * 2008-04-04 2011-05-26 アリゾナ・ボード・オブ・リージェンツ・フォー・アンド・オン・ビハーフ・オブ・アリゾナ・ステイト・ユニバーシティー Simultaneous electrochemical detection of multiple heavy metal ions in liquids
JP2010237130A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Yamatake Corp Method for diagnosis of degradation in humidity sensor
JP2013002913A (en) * 2011-06-15 2013-01-07 Yokogawa Electric Corp Liquid analyzer
JP2015152304A (en) * 2014-02-10 2015-08-24 メタウォーター株式会社 Water quality bio-monitoring apparatus, water quality monitoring system and water quality monitoring method

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