JP2005143379A - Method and apparatus for recovering microorganism - Google Patents

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Tadashi Matsunaga
永 是 松
Haruko Takeyama
山 春 子 竹
Masato Yoshino
野 正 人 吉
Satoshi Haraguchi
口 智 原
Hirokazu Toyoda
田 広 和 豊
Masao Kaneko
子 政 雄 金
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for recovering microorganisms, by which a large amount of microorganisms are treated in high efficiency. <P>SOLUTION: In recovering object microorganisms in water, the object microorganisms in water are separated and concentrated by using a hollow fiber membrane of cross flow filtration type. The object microorganisms separated and concentrated by the hollow fiber membrane are subjected to reversal washing with a solution in an amount smaller than water before the separation and concentration, released from the hollow fiber membrane, further separated, concentrated and immobilized by using a membrane filter from the solution having the object microorganisms concentrated by the reversal washing after the reversal washing. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、水中の微生物の回収方法及びこの方法を実施する装置に関する。   The present invention relates to a method for collecting microorganisms in water and an apparatus for carrying out this method.

一般に、微生物の回収には、中空糸膜やメンブレンフィルタなどの分離媒体が用いられる(例えば、特許文献1参照)。回収操作としては、河川や湖沼などから試料検水として数十L(リットル)を採水し、上記の分離媒体を用いて、吸引もしくは加圧濾過分離を行い、その後、媒体に捕捉物質を溶液に誘出させ、遠心分離などの手法で微生物を分離、濃縮及び回収を行っていた。特に、クリプトスポリジウムをはじめとする耐塩素性病原性微生物にこの方法が適用されていた。
特開平11−193号公報
In general, a separation medium such as a hollow fiber membrane or a membrane filter is used for collecting microorganisms (see, for example, Patent Document 1). As a recovery operation, tens of liters (liter) is collected from a river or lake as sample test water, and suction or pressure filtration separation is performed using the above-mentioned separation medium, and then a trapping substance is dissolved in the medium. And the microorganisms were separated, concentrated and recovered by a method such as centrifugation. In particular, this method has been applied to chlorine-resistant pathogenic microorganisms including Cryptosporidium.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-193

しかしながら、回収の対象とする微生物の個体数が非常に少ない場合は、従来から回収率の低さが指摘されている。例えば、塩素性病原性微生物、特にクリプトスポリジウムの回収においては、その固体数が一般微生物よりも少ないため、数十L程度の採水では、個体の有無を正確に判断することは難しく、しかも、バッチ方式で採水するため、採水時の水の状況(水流、濁度等)などにも大きな影響を受ける。そのために、試料検水の大量処理、連続処理の必要性がでてくる。   However, when the number of microorganisms to be collected is very small, it has been pointed out that the collection rate is low. For example, in the recovery of chlorinated pathogenic microorganisms, particularly Cryptosporidium, because the number of solids is less than that of general microorganisms, it is difficult to accurately determine the presence or absence of individuals when collecting water of about several tens of liters, Since the water is collected in a batch mode, it is greatly affected by the water conditions (water flow, turbidity, etc.) at the time of sampling. Therefore, there is a need for mass processing and continuous processing of sample water.

また、前述したように、微生物の回収はメンブレンフィルタを用いた回収方法が一般的で、例えば、クリプトスポリジウムに関しても、旧厚生省が策定した検出暫定試験法には同方法が用いられている。しかし、メンブレンフィルタで濾過分離を行う場合、数Lの試料検水でも1枚のフィルタでは濾過効率が徐々に低下してしまうため、交換もしくはフィルタを数系列設置して濾過分離を行う必要があり、交換作業が煩雑になってしまう。このことも回収率低下の一因となっていた。   Further, as described above, the collection method using a membrane filter is generally used for the collection of microorganisms. For example, Cryptosporidium is also used in the provisional detection test method established by the former Ministry of Health and Welfare. However, when performing filtration separation with a membrane filter, even with a sample water of several liters, the filtration efficiency gradually decreases with one filter. Therefore, it is necessary to perform filtration separation by replacing or installing several series of filters. The replacement work becomes complicated. This also contributed to a reduction in the recovery rate.

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、高効率かつ大量処理が可能な微生物の回収方法及び回収装置を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a microorganism recovery method and recovery apparatus capable of high-efficiency and large-scale processing.

請求項1に係る発明は、
水中の対象微生物を回収する微生物回収方法において、
クロスフロー濾過方式の中空糸膜を用いて水中の対象微生物を分離、濃縮するステップと、
中空糸膜によって分離、濃縮された対象微生物を、分離、濃縮が行われる前の水よりも少ない量の溶液によって逆洗して中空糸膜より剥離するステップと、
逆洗によって対象微生物が濃縮された逆洗溶液をメンブレンフィルタを用いて対象微生物をさらに分離、濃縮、固定化するステップと、
を順次実行することを特徴とする。
The invention according to claim 1
In a microorganism recovery method for recovering target microorganisms in water,
Separating and concentrating target microorganisms in water using a cross-flow filtration type hollow fiber membrane;
A step of separating and concentrating the target microorganism separated and concentrated by the hollow fiber membrane from the hollow fiber membrane by backwashing with a smaller amount of solution than water before separation and concentration;
Further separating, concentrating and immobilizing the target microorganism using a membrane filter from the backwash solution in which the target microorganism is concentrated by backwashing;
Are sequentially executed.

請求項2に係る発明は、
水中の対象微生物を回収する微生物回収方法において、
クロスフロー濾過方式の中空糸膜を用いて水中の対象微生物を分離、濃縮するステップと、
中空糸膜によって分離、濃縮された対象微生物を、分離、濃縮が行われる前の水よりも少ない量の溶液によって逆洗して中空糸膜より剥離するステップと、
逆洗によって対象微生物が濃縮された逆洗溶液をメンブレンフィルタを用いて対象微生物をさらに分離、濃縮するステップと、
メンブレンフィルタによって分離、濃縮された対象微生物を逆洗溶液よりも少ない量の溶液により剥離するステップと、
を順次実行することを特徴とする。
The invention according to claim 2
In a microorganism recovery method for recovering target microorganisms in water,
Separating and concentrating target microorganisms in water using a cross-flow filtration type hollow fiber membrane;
A step of separating and concentrating the target microorganism separated and concentrated by the hollow fiber membrane from the hollow fiber membrane by backwashing with a smaller amount of solution than water before separation and concentration;
Further separating and concentrating the target microorganism using a membrane filter from the backwash solution in which the target microorganism is concentrated by backwashing;
Separating the target microorganisms separated and concentrated by the membrane filter with a smaller amount of solution than the backwash solution;
Are sequentially executed.

請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の微生物の回収方法において、対象微生物が耐塩素性病原性微生物であることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is characterized in that, in the microorganism recovery method according to claim 1 or 2, the target microorganism is a chlorine-resistant pathogenic microorganism.

請求項4に係る発明は、
水中の対象微生物を回収する微生物の回収装置において、
クロスフロー濾過方式の中空糸膜を用いて水中の対象微生物を分離、濃縮する手段と、
中空糸膜によって分離、濃縮された対象微生物を、分離、濃縮が行われる前の水よりも少ない量の溶液によって逆洗して中空糸膜より剥離する手段と、
逆洗によって対象微生物が濃縮された逆洗溶液をメンブレンフィルタを用いて対象微生物をさらに分離、濃縮、固定化する手段と、
を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 4
In a microorganism recovery device that recovers target microorganisms in water,
Means for separating and concentrating target microorganisms in water using a cross-flow filtration type hollow fiber membrane;
Means for separating and concentrating the target microorganism separated and concentrated by the hollow fiber membrane from the hollow fiber membrane by backwashing with a solution in a smaller amount than the water before separation and concentration;
Means for further separating, concentrating and immobilizing the target microorganism using a membrane filter from the backwash solution in which the target microorganism is concentrated by backwashing;
It is provided with.

請求項5に係る発明は、
水中の対象微生物を回収する微生物の回収装置において、
クロスフロー濾過方式の中空糸膜を用いて水中の対象微生物を分離、濃縮する手段と、
中空糸膜によって分離、濃縮された対象微生物を、分離、濃縮が行われる前の水よりも少ない量の溶液によって逆洗して中空糸膜より剥離する手段と、
逆洗によって対象微生物が濃縮された逆洗溶液をメンブレンフィルタを用いて対象微生物をさらに分離、濃縮する手段と、
メンブレンフィルタによって分離、濃縮された対象微生物を逆洗溶液よりも少ない量の溶液により剥離する手段と、
を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 5
In a microorganism recovery device that recovers target microorganisms in water,
Means for separating and concentrating target microorganisms in water using a cross-flow filtration type hollow fiber membrane;
Means for separating and concentrating the target microorganism separated and concentrated by the hollow fiber membrane from the hollow fiber membrane by backwashing with a solution in a smaller amount than the water before separation and concentration;
Means for further separating and concentrating the target microorganism using a membrane filter from the backwash solution in which the target microorganism is concentrated by backwashing;
Means for separating the target microorganisms separated and concentrated by the membrane filter with a smaller amount of solution than the backwash solution;
It is provided with.

請求項6に係る発明は、請求項4又は5に記載の微生物の回収装置において、クロスフロー濾過方式の中空糸膜を用いて水中の対象微生物を分離、濃縮する手段と、中空糸膜によって分離、濃縮された対象微生物を、分離、濃縮が行われる前の水よりも少ない量の溶液によって逆洗して中空糸膜より剥離する手段と、を複数段備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the microorganism collection apparatus according to claim 4 or 5, wherein the microfiber is separated by means for separating and concentrating target microorganisms in water using a cross-flow filtration type hollow fiber membrane, and the hollow fiber membrane. And a means for backwashing the concentrated target microorganism with a smaller amount of solution than water before separation and concentration, and separating it from the hollow fiber membrane.

請求項7に係る発明は、請求項4乃至6のいずれか1項に記載の微生物の回収装置において、対象微生物が耐塩素性病原性微生物であることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the microorganism collection apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein the target microorganism is a chlorine-resistant pathogenic microorganism.

請求項8に係る発明は、請求項4乃至7のいずれか1項に記載の微生物の回収装置において、試料水中に界面活性剤を含んだ溶液を添加して、クロスフロー濾過方式の中空糸膜を用いて水中の対象微生物を分離、濃縮することを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the microorganism collecting apparatus according to any one of claims 4 to 7, wherein a solution containing a surfactant is added to the sample water to form a cross-flow filtration type hollow fiber membrane. It is characterized by separating and concentrating target microorganisms in water using

請求項9に係る発明は、請求項4乃至7のいずれか1項に記載の微生物の回収装置において、中空糸膜の逆洗溶液に界面活性剤を含んだ溶液を添加して、中空糸膜によって分離、濃縮された対象微生物を水よりも少ない量の溶液によって逆洗して中空糸膜より剥離することを特徴とする。   The invention according to claim 9 is the microorganism collection apparatus according to any one of claims 4 to 7, wherein a solution containing a surfactant is added to the backwash solution of the hollow fiber membrane, and the hollow fiber membrane is added. The target microorganisms separated and concentrated by the above step are back-washed with a solution having a smaller amount than water and peeled off from the hollow fiber membrane.

請求項10に係る発明は、請求項4乃至9のいずれか1項に記載の微生物の回収装置において、中空糸膜からの対象微生物の剥離操作を物理的に促進する手段を備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 10 is the microorganism collection apparatus according to any one of claims 4 to 9, further comprising means for physically accelerating the peeling operation of the target microorganism from the hollow fiber membrane. And

本発明は、上記の構成により、水中に存在する対象微生物を、高効率かつ大量処理が可能となる。   According to the above configuration, the present invention enables high-efficiency and large-scale treatment of target microorganisms present in water.

以下、本発明を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る微生物の回収方法を実施する微生物の回収装置の第1の実施形態の構成を示す系統図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a system diagram showing a configuration of a first embodiment of a microorganism recovery apparatus for performing a microorganism recovery method according to the present invention.

図1において、中空糸膜分離ユニット13の試料水導入経路には、採水バルブV1、試料水導入用タンク11、導入用ポンプ12、導入部バルブV2、ユニット入口バルブV3が設けられている。中空糸膜分離ユニット13の排水経路には2つの流路あり、試料水が流入するのと同一の中空糸膜面を流通しユニットから排水される循環水流路と、中空糸膜を透過した試料水が排出される透過水流路に分けられる。循環水側流路にはユニット出口バルブV4、循環水流路バルブV5が設けられている。透過水側流路には、ユニット透過水バルブV6が設けられている。また、中空糸膜分離ユニット13の逆洗水の導入経路には逆洗用ポンプ14が設けられ、導入経路は循環水流路と透過水流路に接続されている。循環水流路には逆洗用バルブV7が設けられている。中空糸膜分離ユニット13の試料水導入経路は導入部バルブV2とユニット入口バルブV3の間で分岐され、中間濃縮試料水回収バルブV8を介して、中間濃縮試料水タンク15に接続されている。メンブレンフィルタユニット17の導入経路には、中間濃縮試料水導入バルブV9及び導入用ポンプ16が設けられ、メンブレンフィルタユニット17に接続されている。このメンブレンフィルタユニット17の排水経路に排水用バルブV10が設けられている。 In FIG. 1, a sampling water introduction path of the hollow fiber membrane separation unit 13 is provided with a water sampling valve V1, a sample water introduction tank 11, an introduction pump 12, an introduction part valve V2, and a unit inlet valve V3. The drainage path of the hollow fiber membrane separation unit 13 has two channels, a circulating water channel that flows through the same hollow fiber membrane surface where sample water flows in and is drained from the unit, and a sample that passes through the hollow fiber membrane Divided into permeate flow channels through which water is discharged. A unit outlet valve V4 and a circulating water passage valve V5 are provided in the circulating water passage. A unit permeated water valve V6 is provided in the permeated water side flow path. Further, a backwash pump 14 is provided in the backwash water introduction path of the hollow fiber membrane separation unit 13, and the introduction path is connected to the circulating water flow path and the permeated water flow path. A backwash valve V7 is provided in the circulating water passage. The sample water introduction path of the hollow fiber membrane separation unit 13 is branched between the introduction valve V2 and the unit inlet valve V3, and is connected to the intermediate concentrated sample water tank 15 via the intermediate concentrated sample water recovery valve V8. In the introduction path of the membrane filter unit 17, an intermediate concentrated sample water introduction valve V 9 and an introduction pump 16 are provided and connected to the membrane filter unit 17. A drainage valve V <b> 10 is provided in the drainage path of the membrane filter unit 17.

上記のように構成された第1の実施形態の動作について、図2に示すクロスフロー濾過方式の概念図をも参照して以下に説明する。対象微生物は、例えば、芽胞を形成するような耐塩素性病原性微生物とする。まず、採水バルブV1以外のバルブを閉じた状態で、採水バルブV1を開き、試料水導入用タンク11に試料水を導入する。一定量溜めた状態で、導入部バルブV2、ユニット入口バルブV3、ユニット出口バルブV4、循環水流路バルブV5を開き、導入用ポンプを駆動する。これによって、試料水が中空糸膜分離ユニット13を通して循環する。そして、ユニット透過水バルブV6を開くことにより、試料水の濾過が開始される。クロスフロー濾過方式のため、試料水の一部が濾過され、残りの試料水は循環することとなる。この場合、図2のクロスフロー濾過方式の概念図に示すように、試料水中に存在する、中空糸膜13aの孔径より小さい物質は透過水側流路へ透過水と共に透過され、中空糸膜13aの孔径より大きい物質は循環水側流路に残り、濃縮されていく。なお、試料水は連続的に試料水導入用タンク11に供給される。前段の対象微生物の分離媒体として中空糸膜分離ユニット13を用いることによって、大量処理と連続処理とが可能となり、例えば、試料水の処理量を100L以上とすることによって、回収対象微生物の回収量又は回収確率が向上する。また、中空糸膜の濾過方式にクロスフロー濾過方式を採用することにより、膜の閉塞の低減、膜の長寿命化、膜の再生工程の低減が可能となる。さらに、処理量の上限は特に設けないが、中空糸膜の処理能力(仕様)により設定する。また、処理速度も中空糸膜の処理能力(仕様)に準ずるものとする。このようにして、所定量の試料水を供給後、もしくは一定時間の試料水の供給後、採水バルブV1を閉じ、試料水導入用タンク11に供給された試料水が一定水位となるまで、中空糸膜による濾過処理を継続する。   The operation of the first embodiment configured as described above will be described below with reference to the conceptual diagram of the crossflow filtration method shown in FIG. The target microorganism is, for example, a chlorine-resistant pathogenic microorganism that forms spores. First, with the valves other than the water sampling valve V1 closed, the water sampling valve V1 is opened, and the sample water is introduced into the sample water introduction tank 11. In a state where a fixed amount is accumulated, the introduction valve V2, the unit inlet valve V3, the unit outlet valve V4, and the circulating water passage valve V5 are opened, and the introduction pump is driven. As a result, the sample water circulates through the hollow fiber membrane separation unit 13. And filtration of sample water is started by opening unit permeated water valve V6. Because of the cross-flow filtration method, part of the sample water is filtered and the remaining sample water is circulated. In this case, as shown in the conceptual diagram of the cross-flow filtration method in FIG. 2, a substance smaller than the pore diameter of the hollow fiber membrane 13a present in the sample water is transmitted along with the permeated water to the permeated water side flow path, and the hollow fiber membrane 13a. Substances larger than the pore diameter of the remaining water remain in the circulating water side flow path and are concentrated. The sample water is continuously supplied to the sample water introduction tank 11. By using the hollow fiber membrane separation unit 13 as the separation medium for the target microorganisms in the previous stage, it becomes possible to perform a large-scale treatment and a continuous treatment. For example, by setting the treatment amount of the sample water to 100 L or more, the collection amount of the collection target microorganisms Or the recovery probability is improved. Further, by adopting the cross flow filtration method as the filtration method of the hollow fiber membrane, it becomes possible to reduce the clogging of the membrane, extend the life of the membrane, and reduce the membrane regeneration process. Furthermore, although the upper limit of the processing amount is not particularly set, it is set according to the processing capacity (specification) of the hollow fiber membrane. Further, the processing speed is in accordance with the processing capacity (specification) of the hollow fiber membrane. In this way, after supplying a predetermined amount of sample water or after supplying sample water for a certain period of time, the sampling valve V1 is closed until the sample water supplied to the sample water introduction tank 11 reaches a constant water level. Continue filtration with hollow fiber membranes.

次に、導入用ポンプ12を停止し、ユニット透過水バルブV6を閉じ、中空糸膜の洗浄工程に移る。このとき、導入部バルブV2及び循環水流路バルブV5を閉じ、逆洗用バルブV7及び中間濃縮試料水回収バルブV8を開き、逆洗用ポンプ14を駆動する。これにより逆洗水が中空糸膜分離ユニット13に供給され、中空糸膜表面に付着した回収対象微生物を含む微生物が一定量の、又は、一定時間供給した逆洗水と共に中間濃縮試料水タンク15に排水される。   Next, the introduction pump 12 is stopped, the unit permeated water valve V6 is closed, and the process proceeds to the hollow fiber membrane cleaning step. At this time, the introduction valve V2 and the circulating water flow path valve V5 are closed, the backwash valve V7 and the intermediate concentrated sample water recovery valve V8 are opened, and the backwash pump 14 is driven. As a result, the backwash water is supplied to the hollow fiber membrane separation unit 13, and the intermediate concentrated sample water tank 15 together with the backwash water supplied with a certain amount or for a predetermined time of the microorganisms including the microorganisms to be collected adhering to the hollow fiber membrane surface. To be drained.

次にユニット入口バルブV3、ユニット出口バルブV4を閉じ、導入部バルブV2及び循環水流路バルブV5を開くことにより、逆洗水が循環水流路、試料水導入用タンク11、導入用ポンプ12に供給され、配管などに付着した回収対象微生物を含む微生物が一定量の、又は、一定時間供給した逆洗水と共に中間濃縮試料水タンク15に排水される。逆洗水の供給量は試料水と比較して非常に少ない量である。また、逆洗水は中空糸膜分離ユニット13を透過した試料水を用いてもよい。逆洗用ポンプ14を停止し、全てのバルブを閉じて、逆洗工程を終了する。   Next, by closing the unit inlet valve V3 and the unit outlet valve V4 and opening the inlet valve V2 and the circulating water passage valve V5, the backwash water is supplied to the circulating water passage, the sample water introduction tank 11 and the introduction pump 12. Then, the microorganisms including the microorganisms to be collected attached to the pipe and the like are drained into the intermediate concentrated sample water tank 15 together with the backwash water supplied for a certain amount or for a certain time. The amount of backwash water supplied is very small compared to the sample water. Further, the sample water that has passed through the hollow fiber membrane separation unit 13 may be used as the backwash water. The backwash pump 14 is stopped, all valves are closed, and the backwash process is completed.

次に、中間濃縮試料水導入バルブV9及び排水用バルブV10を開き、導入用ポンプ16を駆動することによって、中間濃縮試料水タンク15に溜めた中間濃縮試料水がメンブレンフィルタユニット17に導かれ、ここで、回収対象微生物を含む微生物が中間濃縮試料水から分離され、メンブレンフィルタユニット17を透過した試料水は排水用バルブV10を通して排水される。これによって、回収対象とする微生物がメンブレンフィルタ上に分離、濃縮、固定化される。   Next, by opening the intermediate concentrated sample water introduction valve V9 and the drainage valve V10 and driving the introduction pump 16, the intermediate concentrated sample water stored in the intermediate concentrated sample water tank 15 is guided to the membrane filter unit 17, Here, the microorganisms including the microorganisms to be collected are separated from the intermediate concentrated sample water, and the sample water that has permeated through the membrane filter unit 17 is drained through the drain valve V10. Thereby, the microorganisms to be collected are separated, concentrated and immobilized on the membrane filter.

上述したようにクロスフロー濾過方式を採用した中空糸膜分離ユニット13による前段処理と、メンブレンフィルタユニット17による後段処理とを組み合わせることにより、高効率かつ大量処理が可能なプロセスを提供することができる。   As described above, a process capable of high-efficiency and large-volume processing can be provided by combining the pre-treatment by the hollow fiber membrane separation unit 13 adopting the cross-flow filtration method and the post-treatment by the membrane filter unit 17. .

また、耐塩素性病原性微生物に関しては特に種類を問わない。例えば、クリプトスポリジウム、ジアルジア、サイクロスポーラ、マイクロスポーラ類などが挙げられる。   Further, the type of chlorine-resistant pathogenic microorganism is not particularly limited. For example, Cryptosporidium, Giardia, cyclospolar, microspores and the like can be mentioned.

ここで、中空糸膜分離ユニット13及びメンブレンフィルタユニット17において、その孔径の選定について説明する。例えば、耐塩素性病原性微生物、特にクリプトスポリジウムを回収対象微生物とした場合、孔径は1μm以下のものを使用するのが望ましい。耐塩素性病原性微生物は芽胞を形成しているものが多く、他の微生物などと比べて比較的大きな微生物の部類に含まれる。クリプトスポリジウムの直径は一般に3〜5μmであると報告されているが、安全率を考慮に入れて、中空糸膜の孔径を1μm以下に設定した。   Here, selection of the hole diameter in the hollow fiber membrane separation unit 13 and the membrane filter unit 17 will be described. For example, when a chlorine-resistant pathogenic microorganism, particularly Cryptosporidium, is used as a collection target microorganism, it is desirable to use a pore diameter of 1 μm or less. Many chlorine-resistant pathogenic microorganisms form spores and are included in a relatively large category of microorganisms compared to other microorganisms. Although the diameter of Cryptosporidium is generally reported to be 3 to 5 μm, the hole diameter of the hollow fiber membrane was set to 1 μm or less in consideration of the safety factor.

ただし、この値は絶対的なものではない。できるだけ孔径を大きくとることによって、膜の透過性や長期運転性を確保することができる。さらに、対象微生物に対して微小な不純物が除かれるので、分離成分中の不純物の割合を低減することができる。一方、メンブレンフィルタに関しては、前段工程の中空糸膜の設定孔径以下にすることが望ましいが、孔径のでるだけ大きいものを使用することによって、膜の透過性や長期運転性を確保することができ、さらに、対象微生物に対して微小な不純物が除かれるので、分離成分中の不純物の割合を低減することができるという理由からその孔径を1μm以下としている。   However, this value is not absolute. By making the hole diameter as large as possible, the permeability of the membrane and long-term operability can be ensured. Furthermore, since minute impurities are removed from the target microorganism, the proportion of impurities in the separated component can be reduced. On the other hand, for membrane filters, it is desirable to make the diameter smaller than the set pore size of the hollow fiber membrane in the previous step, but by using a membrane with a pore size that is as large as possible, membrane permeability and long-term operability can be ensured. Furthermore, since minute impurities are removed from the target microorganism, the pore size is set to 1 μm or less because the ratio of impurities in the separated component can be reduced.

図3は本発明に係る微生物の回収装置の第2の実施形態の構成を示す系統図である。図中、図1に示す第1の実施形態と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は、メンブレンフィルタユニット17の誘出液注入経路に誘出液注入用ポンプ18及び誘出液注入用バルブV11が設けられ、メンブレンフィルタユニット17の試料水排水経路に試料水排水用バルブV12が設けられ、メンブレンフィルタによって分離、濃縮された回収対象微生物を逆洗溶液よりも少ない量の溶液によって回収対象微生物をメンブレンフィルタより剥離する手段を備えたものである。これ以外は全て図1に示す第1の実施形態と同一に構成されている。   FIG. 3 is a system diagram showing the configuration of the second embodiment of the microorganism collection apparatus according to the present invention. In the figure, the same elements as those of the first embodiment shown in FIG. In this embodiment, an elicited liquid injecting pump 18 and an elicited liquid injecting valve V11 are provided in the elicited liquid injecting path of the membrane filter unit 17, and a sample water draining valve is provided in the sample water draining path of the membrane filter unit 17. V12 is provided, and includes means for separating the collection target microorganisms separated and concentrated by the membrane filter from the membrane filter with a smaller amount of solution than the backwash solution. Other than this, the configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

上記のように構成された第2の実施形態の動作について、特に図1と構成を異にする部分について以下に説明する。中間濃縮試料水がメンブレンフィルタユニット17に導かれ、ここで、回収対象微生物を含む微生物が中間濃縮試料水から分離され、メンブレンフィルタユニット17を透過した試料水は排水用バルブV10を通して排水された後、濃縮試料水導入バルブV9及び排水用バルブV10を閉じ、誘出液注入用バルブV11を開いた状態で誘出液注入用ポンプ18を駆動して、所定量の誘出液をメンブレンフィルタユニット17内に滞留させる。そして、所定の時間の経過後に試料水排出用バルブV12を開く。この後段の処理によって、回収対象微生物を含む濃縮試料水が得られる。ここで、メンブレンフィルタユニット17の誘出液は中間濃縮試料水に比べて非常に少ない量で済む。   The operation of the second embodiment configured as described above will be described below in particular with respect to a portion having a configuration different from that in FIG. The intermediate concentrated sample water is guided to the membrane filter unit 17, where the microorganisms including the microorganisms to be collected are separated from the intermediate concentrated sample water, and the sample water that has permeated the membrane filter unit 17 is drained through the drain valve V10. Then, the concentrated sample water introduction valve V9 and the drainage valve V10 are closed, and the induced liquid injection pump 18 is driven in a state where the induced liquid injection valve V11 is opened, and a predetermined amount of the induced liquid is supplied to the membrane filter unit 17. Stay inside. Then, the sample water discharge valve V12 is opened after a predetermined time has elapsed. By this subsequent treatment, concentrated sample water containing the collection target microorganism is obtained. Here, the amount of the extract liquid from the membrane filter unit 17 is much smaller than that of the intermediate concentrated sample water.

なお、第2の実施形態では、誘出液をメンブレンフィルタユニット17内に所定時間滞留させたが、誘出液の注入時に試料水排出用バルブV12を開いたままにして誘出液の注入操作に応じて濃縮試料水を捕集することもできる。   In the second embodiment, the attracting liquid is allowed to stay in the membrane filter unit 17 for a predetermined time. However, when the attracting liquid is injected, the sample water discharge valve V12 is kept open and the inducing liquid is injected. Depending on the concentration sample water can be collected.

また、第2の実施形態において、誘出液をメンブレンフィルタユニット17内に所定時間滞留する際に、メンブレンフィルタユニット17に物理的要因、例えば、超音波照射や機械的振動、電気的振動などを与えて、メンブレンフィルタからの捕捉物の剥離、回収を促進させることもできる。これによって、容量的に少ない誘出液に微生物を効率よくかつ短時間に誘出することができる。必要であれば、上記操作を数回繰り返す。   In the second embodiment, when the attracting liquid stays in the membrane filter unit 17 for a predetermined time, the membrane filter unit 17 is subjected to physical factors such as ultrasonic irradiation, mechanical vibration, and electrical vibration. It is also possible to promote separation and recovery of the trapped material from the membrane filter. As a result, microorganisms can be efficiently and quickly attracted to the liquid with a small volume. If necessary, repeat the above operation several times.

図4は本発明に係る微生物の回収装置の第3の実施形態の構成を示す系統図である。図中、図1に示す第1の実施形態と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は、クロスフロー濾過方式の中空糸膜分離ユニットを2組以上(図4では2組の場合を示す)備えたもので、これ以外は全て図1に示す第1の実施形態と同一に構成されている。なお、図2に示す第2の実施形態においても同様に構成することもできる。この実施形態は、中空糸膜分離ユニット13とメンブレンフィルタユニット17との間に、導入用ポンプ21、導入バルブV21、ユニット入口バルブV22、中空糸膜分離ユニット22、中間濃縮試料水タンク23、ユニット出口バルブV23、循環水流路バルブV24及び逆洗用バルブV26を追設したもので、これ以外は全て図1に示す第1の実施形態と同一に構成されている。   FIG. 4 is a system diagram showing the configuration of the third embodiment of the microorganism collection apparatus according to the present invention. In the figure, the same elements as those of the first embodiment shown in FIG. This embodiment is provided with two or more sets of cross-flow filtration type hollow fiber membrane separation units (FIG. 4 shows the case of two sets), and all other parts are the same as those of the first embodiment shown in FIG. It is configured. Note that the second embodiment shown in FIG. 2 can be configured similarly. In this embodiment, between the hollow fiber membrane separation unit 13 and the membrane filter unit 17, the introduction pump 21, the introduction valve V21, the unit inlet valve V22, the hollow fiber membrane separation unit 22, the intermediate concentrated sample water tank 23, the unit An outlet valve V23, a circulating water flow path valve V24, and a backwash valve V26 are additionally provided, and all other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.

上記のように構成された第3の実施形態の動作について、特に、図1と構成を異にする部分について説明する。まず、所定量の試料水を前段部に備えた中空糸膜分離ユニット13で濾過処理し、その後の洗浄工程で、中空糸膜表面や循環水流路、試料水導入用タンク11、導入用ポンプ12に付着した回収対象微生物を含む微生物を一定量の、又は、一定時間供給した逆洗水と共に中間濃縮試料水タンク15に貯留させる。次に、中間濃縮試料水導入バルブV21、ユニット入口バルブV22、ユニット出口バルブV23、循環水流路バルブV24を開き、導入用ポンプ21を駆動する。これによって中間濃縮試料水が2段目の中空糸膜分離ユニット22を通して循環する。そして、ユニット透過水バルブV25を開くことにより、試料水の濾過が開始される。これはクロスフロー濾過方式のため、試料水の一部が濾過され、残りの試料水は循環することになる。なお、試料水は連続的に中間濃縮試料水タンク15に供給される。中空糸膜分離ユニット22は前段の中空糸膜分離ユニット13よりも、小さい濾過面積、小さいユニット容積のものを使用する。前段の中空糸膜分離ユニット13は多量の試料水を濾過する必要があるが、2段目の中空糸膜分離ユニット22は、前段の中空糸膜分離ユニット13、試料水導入用タンク11、導入用ポンプ12、循環水経路などの容積分の試料水を濾過するだけの能力があれば充分である。それに伴い、導入用ポンプ21の能力もそれ相応であればよい。中間濃縮試料水タンク15中の試料水がなくなるまで、中空糸膜による濾過処理を継続する。   The operation of the third embodiment configured as described above will be described particularly with respect to a portion having a configuration different from that in FIG. First, a predetermined amount of sample water is filtered by the hollow fiber membrane separation unit 13 provided at the front stage, and in the subsequent washing step, the surface of the hollow fiber membrane, the circulating water flow path, the sample water introduction tank 11, and the introduction pump 12. Microorganisms including the microorganisms to be collected adhering to the water are stored in the intermediate concentrated sample water tank 15 together with a certain amount of backwash water supplied for a certain period of time. Next, the intermediate concentrated sample water introduction valve V21, the unit inlet valve V22, the unit outlet valve V23, and the circulating water passage valve V24 are opened, and the introduction pump 21 is driven. As a result, the intermediate concentrated sample water is circulated through the second-stage hollow fiber membrane separation unit 22. And filtration of sample water is started by opening unit permeated water valve V25. Since this is a cross-flow filtration system, a part of the sample water is filtered and the remaining sample water is circulated. The sample water is continuously supplied to the intermediate concentrated sample water tank 15. The hollow fiber membrane separation unit 22 has a smaller filtration area and smaller unit volume than the preceding hollow fiber membrane separation unit 13. Although the front-stage hollow fiber membrane separation unit 13 needs to filter a large amount of sample water, the second-stage hollow fiber membrane separation unit 22 includes the front-stage hollow fiber membrane separation unit 13, the sample water introduction tank 11, and the introduction. It is sufficient if the capacity of the sample pump 12 and the circulating water path is sufficient to filter the sample water. Accordingly, the capacity of the introduction pump 21 only needs to be appropriate. The filtration treatment with the hollow fiber membrane is continued until the sample water in the intermediate concentrated sample water tank 15 runs out.

次に、導入用ポンプ21を停止し、ユニット透過水バルブV25を閉じ、中空糸膜の洗浄工程に移る。導入部バルブV21及び循環水流路バルブV24を閉じ、逆洗用バルブV26及び中間濃縮試料水回収バルブV27を開き、逆洗用ポンプ14を駆動する。この際、逆洗用ポンプは前段の中空糸膜分離ユニットの洗浄で用いた、逆洗用ポンプ14を使用する。これにより逆洗水が中空糸膜分離ユニット22に供給され、中空糸膜表面に付着した回収対象微生物を含む微生物が一定量の、又は一定時間供給した逆洗水と共に中間濃縮試料水タンク23に排水される。 次に、ユニット入口バルブV22、ユニット出口バルブV23を閉じ、導入部バルブV21及び循環水流路バルブV24を開くことにより、逆洗水が循環水流路、中間濃縮試料水タンク15、導入用ポンプ21に供給され、配管などに付着した回収対象微生物を含む微生物が一定量の、又は、一定時間供給した逆洗水と共に中間濃縮試料水タンク23に排水される。逆洗水の供給量は中間濃縮試料水と比較して非常に少ない量である。また、逆洗水は中空糸膜分離ユニット13又は中空糸膜分離ユニット22などを透過した試料水を用いてもよい。逆洗用ポンプ14を停止し、全てのバルブを閉じて、逆洗工程を終了する。   Next, the introduction pump 21 is stopped, the unit permeated water valve V25 is closed, and the process proceeds to the hollow fiber membrane cleaning step. The introduction valve V21 and the circulating water flow path valve V24 are closed, the backwash valve V26 and the intermediate concentrated sample water recovery valve V27 are opened, and the backwash pump 14 is driven. At this time, the backwashing pump 14 used for washing the hollow fiber membrane separation unit in the previous stage is used as the backwashing pump. As a result, the backwash water is supplied to the hollow fiber membrane separation unit 22, and the microorganism containing the microorganisms to be collected attached to the surface of the hollow fiber membrane is supplied to the intermediate concentrated sample water tank 23 together with the backwash water supplied for a certain amount or for a certain time. Drained. Next, the unit inlet valve V22 and the unit outlet valve V23 are closed, and the introduction valve V21 and the circulating water passage valve V24 are opened, so that the backwash water is supplied to the circulating water passage, the intermediate concentrated sample water tank 15, and the introduction pump 21. Microorganisms including the microorganisms to be collected, which are supplied and attached to the piping or the like, are drained into the intermediate concentrated sample water tank 23 together with the backwash water supplied for a predetermined amount or for a predetermined time. The amount of backwash water supplied is very small compared to the intermediate concentrated sample water. Further, the sample water that has passed through the hollow fiber membrane separation unit 13 or the hollow fiber membrane separation unit 22 may be used as the backwash water. The backwash pump 14 is stopped, all valves are closed, and the backwash process is completed.

次に、中間濃縮試料水導入バルブV9及び排水用バルブV10を開き、導入用ポンプ16を駆動させることによって、中間濃縮試料水タンク23に溜めた中間濃縮試料水がメンブレンフィルタユニット17に導かれ、ここで、回収対象微生物を含む微生物が中間濃縮試料水から分離され、メンブレンフィルタユニット17を透過した試料水は排水用バルブV10を通して排水される。中空糸膜分離ユニットを2段備えることによって、中間濃縮試料水タンク23に貯留される濃縮試料水の量が非常に少ない量にまで低減させることができるため、後段のメンブレンフィルタユニット17にかかる負荷をも低減することができる。例えば、より小径のメンブレンフィルタを選定することができ、コンパクトなユニットを構成することもでき、かつ、濾過量も少なくて済むため、膜の閉塞も低減できる。   Next, by opening the intermediate concentrated sample water introduction valve V9 and the drainage valve V10 and driving the introduction pump 16, the intermediate concentrated sample water stored in the intermediate concentrated sample water tank 23 is guided to the membrane filter unit 17, Here, the microorganisms including the microorganisms to be collected are separated from the intermediate concentrated sample water, and the sample water that has permeated through the membrane filter unit 17 is drained through the drain valve V10. By providing two stages of hollow fiber membrane separation units, the amount of concentrated sample water stored in the intermediate concentrated sample water tank 23 can be reduced to a very small amount. Can also be reduced. For example, a membrane filter with a smaller diameter can be selected, a compact unit can be configured, and the amount of filtration can be reduced, so that blockage of the membrane can be reduced.

なお、第3の実施形態では、中空糸膜分離ユニットを2段構成としたが、それ以上備えてもよく、濃縮試料水の容量を非常に少ない量にまで低減することができる。   In the third embodiment, the hollow fiber membrane separation unit has a two-stage configuration, but more than that may be provided, and the capacity of the concentrated sample water can be reduced to a very small amount.

図5は本発明に係る微生物の回収装置の第4の実施形態の構成を示す系統図である。図中、図1に示す第1の実施形態と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は、試料水導入用タンク11よりも上流の経路に、洗浄溶液導入用バルブV31及び洗浄溶液導入ユニット31を設けたもので、これ以外は図1に示す第1の実施形態と全て同一に構成されている。このうち、洗浄溶液導入用バルブV31は採水バルブV1に合わせて開閉されるものである。洗浄溶液としては、界面活性剤を含む溶液とする。界面活性剤の種類は特に限定はしないが、例えば、Tween80と、ピロリン酸ナトリウムと、EDTA3ナトリウムなどの混合溶液を導入する。なお、試料水に対する添加量の割合は任意とする。また、界面活性剤は、回収対象微生物の表面電荷などにより、陰イオン性、陽イオン性、非イオン性などを選択するものとする。   FIG. 5 is a system diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the microorganism collection apparatus of the present invention. In the figure, the same elements as those of the first embodiment shown in FIG. In this embodiment, a cleaning solution introduction valve V31 and a washing solution introduction unit 31 are provided in a path upstream from the sample water introduction tank 11, and all other than that of the first embodiment shown in FIG. It is configured identically. Among these, the cleaning solution introduction valve V31 is opened and closed in accordance with the water sampling valve V1. The cleaning solution is a solution containing a surfactant. Although the kind of surfactant is not specifically limited, For example, mixed solutions, such as Tween80, sodium pyrophosphate, and EDTA3 sodium, are introduce | transduced. The ratio of the amount added to the sample water is arbitrary. The surfactant is selected from anionic, cationic, nonionic, etc., depending on the surface charge of the microorganism to be collected.

上記のように構成された第4の実施形態の動作について、特に図1と構成を異にする部分について説明する。採水バルブV1を開き、試料水導入用タンク11に試料水を導入すると同時に、洗浄溶液導入用バルブV31を開き、洗浄溶液導入ユニット31より、洗浄溶液を導入する。導入流量は任意とする。界面活性剤を含む溶液とともに試料水をクロスフロー濾過方式で循環、濾過することにより、随時、配管壁、中空糸膜表面などに付着する成分を剥離させることができる。これにより、中空糸膜分離ユニット13での微生物の回収率を向上させることが可能になる。   The operation of the fourth embodiment configured as described above will be described particularly with respect to the parts different from those in FIG. The water sampling valve V1 is opened to introduce the sample water into the sample water introduction tank 11, and at the same time, the washing solution introduction valve V31 is opened to introduce the washing solution from the washing solution introduction unit 31. The introduction flow rate is arbitrary. By circulating and filtering the sample water together with the solution containing the surfactant by the cross flow filtration method, components adhering to the pipe wall, the surface of the hollow fiber membrane, etc. can be peeled off at any time. Thereby, it becomes possible to improve the recovery rate of microorganisms in the hollow fiber membrane separation unit 13.

図6は本発明に係る微生物の回収装置の第5の実施形態の構成を示す系統図である。図中、図1に示す第一の実施形態と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は、逆洗用ポンプ14よりも上流の経路に、洗浄溶液導入用バルブV41及び洗浄溶液導入ユニット41を設けたもので、これ以外は全て図1に示す第1の実施形態と同一に構成されている。このうち、洗浄溶液導入用バルブV41は逆洗用ポンプ14の駆動に合わせて開閉されるものである。洗浄溶液としては、界面活性剤を含む溶液とする。界面活性剤の種類は特に限定はしないが、例えば、Tween80と、ピロリン酸ナトリウムと、EDTA3ナトリウムなどの混合溶液を導入する。   FIG. 6 is a system diagram showing the configuration of the fifth embodiment of the microorganism collecting apparatus according to the present invention. In the figure, the same elements as those of the first embodiment shown in FIG. In this embodiment, a cleaning solution introduction valve V41 and a washing solution introduction unit 41 are provided in a path upstream from the backwash pump 14, and all other parts are the same as those in the first embodiment shown in FIG. It is configured. Among these, the cleaning solution introduction valve V41 is opened and closed in accordance with the drive of the backwash pump 14. The cleaning solution is a solution containing a surfactant. Although the kind of surfactant is not specifically limited, For example, mixed solutions, such as Tween80, sodium pyrophosphate, and EDTA3 sodium, are introduce | transduced.

上記のように構成された第5の実施形態の動作について、特に図1と構成を異にする部分について説明する。所定量の試料水を中空糸膜分離ユニット13により濾過処理を行った後、中空糸膜の洗浄工程に移る。導入部バルブV2及び循環水流路バルブV5を閉じ、中間濃縮試料水回収バルブV8を開き、逆洗用ポンプ14を駆動する。この際、同時に洗浄溶液導入用バルブV41を開き、洗浄溶液導入ユニット41より、洗浄溶液を導入する。導入流量は任意とする。これにより、洗浄溶液を含んだ逆洗水が中空糸膜分離ユニット13に供給され、中空糸膜表面に付着した回収対象微生物を含む微生物が一定量又は一定時間供給した逆洗水と共に中間濃縮試料水タンク15に排水される。   The operation of the fifth embodiment configured as described above will be described particularly with respect to the parts different from those in FIG. After a predetermined amount of sample water is filtered by the hollow fiber membrane separation unit 13, the process proceeds to a hollow fiber membrane washing step. The introduction valve V2 and the circulating water flow path valve V5 are closed, the intermediate concentrated sample water recovery valve V8 is opened, and the backwash pump 14 is driven. At this time, the cleaning solution introduction valve V41 is simultaneously opened, and the cleaning solution is introduced from the cleaning solution introduction unit 41. The introduction flow rate is arbitrary. Thereby, the backwash water containing the cleaning solution is supplied to the hollow fiber membrane separation unit 13, and the intermediate concentrated sample together with the backwash water supplied with a certain amount or a predetermined time of microorganisms including the microorganisms to be collected attached to the hollow fiber membrane surface. The water tank 15 is drained.

次にユニット入口バルブV3、ユニット出口バルブV4を閉じ、導入部バルブV2及び循環水流路バルブV5を開くことにより、逆洗水が循環水流路、試料水導入用タンク11、導入用ポンプ12に供給され、配管などに付着した回収対象微生物を含む微生物が一定量又は一定時間供給した逆洗水と共に中間濃縮試料水タンク15に排水される。逆洗水の供給量は試料水と比較して非常に少ない量である。また、逆洗水は中空糸膜分離ユニット13を透過した試料水を用いてもよい。逆洗用ポンプ14を停止し、全てのバルブを閉じて、逆洗工程を終了する。   Next, by closing the unit inlet valve V3 and the unit outlet valve V4 and opening the inlet valve V2 and the circulating water passage valve V5, the backwash water is supplied to the circulating water passage, the sample water introduction tank 11 and the introduction pump 12. Then, the microorganisms including the microorganisms to be collected attached to the pipe and the like are drained into the intermediate concentrated sample water tank 15 together with the backwash water supplied for a certain amount or for a certain time. The amount of backwash water supplied is very small compared to the sample water. Further, the sample water that has passed through the hollow fiber membrane separation unit 13 may be used as the backwash water. The backwash pump 14 is stopped, all valves are closed, and the backwash process is completed.

このように、界面活性剤を含む溶液を添加して逆洗することにより、配管壁、中空糸膜表面などに付着した成分を効果的に剥離させることができる。これにより、中空糸膜分離ユニット13での微生物の回収率を向上させることが可能となる。   Thus, the component adhering to the piping wall, the hollow fiber membrane surface, etc. can be effectively peeled off by adding a solution containing a surfactant and backwashing. Thereby, it becomes possible to improve the recovery rate of microorganisms in the hollow fiber membrane separation unit 13.

なお、特に、洗浄溶液導入用バルブV41及び洗浄溶液導入ユニット41を設けず、あらかじめ界面活性剤を含む溶液を逆洗水に添加してもよい。また、逆洗溶液に対する添加量の割合は任意とする。   In particular, a solution containing a surfactant may be added to the backwash water in advance without providing the cleaning solution introduction valve V41 and the cleaning solution introduction unit 41. Moreover, the ratio of the addition amount with respect to the backwash solution is arbitrary.

図7には本発明に係る微生物の回収方法の各性能を比較、対比する図である。図7は界面活性剤を含む溶液を導入しない条件と、導入した条件との回収率比較結果である。さらに、導入した場合には、試料水に添加した場合と、洗浄液に添加した場合とを併せて示した。なお、界面活性剤を含む溶液を導入した場合、試料水及び洗浄液に対し、0.05vol%の割合で導入した。図7より、界面活性剤を含む溶液を導入しない条件では、配管内や中空糸膜表面上に微生物が残存している可能性があり、回収率は低い。界面活性剤の導入により回収率は向上する。よって、界面活性剤の導入が効果的であることが分かる。   FIG. 7 is a diagram for comparing and comparing the performances of the microorganism recovery method according to the present invention. FIG. 7 shows the results of comparison of the recovery rate between the condition in which the solution containing the surfactant is not introduced and the introduced condition. Furthermore, when introduced, the case of adding to the sample water and the case of adding to the cleaning liquid are shown together. When a solution containing a surfactant was introduced, it was introduced at a rate of 0.05 vol% with respect to the sample water and the cleaning solution. As shown in FIG. 7, under the condition where the solution containing the surfactant is not introduced, microorganisms may remain in the pipe or on the surface of the hollow fiber membrane, and the recovery rate is low. The recovery rate is improved by the introduction of the surfactant. Therefore, it turns out that introduction | transduction of surfactant is effective.

図8は本発明に係る微生物の回収装置の第6の実施形態の構成を示す系統図である。図中、図1に示す第1の実施形態と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は、中空糸膜分離ユニット13に、物理的要因を印加するユニット51を設けたもので、これ以外は全て図1に示す第1の実施形態と同一に構成されている。ユニット51は逆洗時に動作するものであり、物理的要因としては、例えば、超音波照射などを用いる。超音波素子51aを中空糸膜分離ユニット13を構成するケーシングの外側面に密着させ、この超音波素子51aを超音波発振器51bで駆動するように構成されている。   FIG. 8 is a system diagram showing the configuration of the sixth embodiment of the microorganism collection apparatus of the present invention. In the figure, the same elements as those of the first embodiment shown in FIG. In this embodiment, the hollow fiber membrane separation unit 13 is provided with a unit 51 for applying a physical factor, and all other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. The unit 51 operates at the time of backwashing, and for example, ultrasonic irradiation is used as a physical factor. The ultrasonic element 51a is brought into close contact with the outer surface of the casing constituting the hollow fiber membrane separation unit 13, and the ultrasonic element 51a is driven by the ultrasonic oscillator 51b.

上記のように構成された第6の実施形態の動作について、特に図1と構成を異にする部分について説明する。所定量の試料水を中空糸膜分離ユニット13により濾過処理を行った後、中空糸膜の洗浄工程に移る。導入部バルブV2及び循環水流路バルブV5を閉じ、中間濃縮試料水回収バルブV8を開き、逆洗用ポンプを駆動させる。この際、同時に超音波発振器51bを駆動し、超音波素子51aにより中空糸膜分離ユニット13を構成するケーシングの外側面から中空糸膜分離ユニット13そのものに振動を与え、中空糸膜表面より捕捉物を剥離させる。超音波の振動数や強度などは適宜に選定する。れにより、洗浄溶液を含んだ逆洗水が中空糸膜分離ユニット13に供給され、中空糸膜表面に付着した回収対象微生物を含む微生物が一定量の、又は一定時間供給した逆洗水と共に中間濃縮試料水タンク15に排水される。ユニット入口バルブV3、ユニット出口バルブV4を閉じ、超音波発振器51bを停止させ、中空糸膜分離ユニット13の逆洗工程を終了する。これにより、捕捉物を中空糸膜表面から捕捉物の剥離、回収を促進させることができ、微生物を効率よく回収することができる。   The operation of the sixth embodiment configured as described above will be described particularly with respect to the parts different from those in FIG. After a predetermined amount of sample water is filtered by the hollow fiber membrane separation unit 13, the process proceeds to a hollow fiber membrane washing step. The introduction valve V2 and the circulating water flow path valve V5 are closed, the intermediate concentrated sample water recovery valve V8 is opened, and the backwash pump is driven. At this time, the ultrasonic oscillator 51b is simultaneously driven to vibrate the hollow fiber membrane separation unit 13 itself from the outer surface of the casing constituting the hollow fiber membrane separation unit 13 by the ultrasonic element 51a. To peel off. The frequency and intensity of the ultrasonic wave are selected as appropriate. As a result, the backwash water containing the cleaning solution is supplied to the hollow fiber membrane separation unit 13, and the microbe including the microorganisms to be collected adhering to the hollow fiber membrane surface is intermediate with the backwash water supplied for a certain amount or for a certain time. The concentrated sample water tank 15 is drained. The unit inlet valve V3 and the unit outlet valve V4 are closed, the ultrasonic oscillator 51b is stopped, and the back washing process of the hollow fiber membrane separation unit 13 is completed. Thereby, peeling and collection | recovery of a capture thing can be accelerated | stimulated from the hollow fiber membrane surface, and microorganisms can be collect | recovered efficiently.

なお、第6の実施形態において、超音波を照射する代わりに、物理的要因は、機械的振動、電気的振動、エアーバブリングなどを用いてもよく、要は捕捉物の剥離、回収を促進する物理的要因を備えれば、上述したと同様な効果が得られる。また、第6の実施形態において、逆洗時のみでなく、濾過処理中に物理的要因を印加してもよく、これによって、微生物を効率よく回収することができる。     In the sixth embodiment, instead of irradiating the ultrasonic wave, the physical factor may be mechanical vibration, electrical vibration, air bubbling, etc., and in essence, the separation and recovery of the captured matter are promoted. If a physical factor is provided, the same effect as described above can be obtained. In the sixth embodiment, physical factors may be applied not only during backwashing but also during the filtration process, whereby microorganisms can be efficiently recovered.

本発明に係る微生物の回収方法を実施する微生物の回収装置の第1の実施形態の構成を示す系統図。The systematic diagram which shows the structure of 1st Embodiment of the microbe collection | recovery apparatus which enforces the microbe collection method which concerns on this invention. 図1に示す第1の実施形態の動作を説明するためのクロスフロー濾過方式の概念図。The conceptual diagram of the crossflow filtration system for demonstrating operation | movement of 1st Embodiment shown in FIG. 本発明に係る微生物の回収方法を実施する微生物の回収装置の第2の実施形態の構成を示す系統図。The systematic diagram which shows the structure of 2nd Embodiment of the microbe collection | recovery apparatus which enforces the microbe collection method which concerns on this invention. 本発明に係る微生物の回収方法を実施する微生物の回収装置の第3の実施形態の構成を示す系統図。The systematic diagram which shows the structure of 3rd Embodiment of the microbe collection | recovery apparatus which enforces the microbe collection method which concerns on this invention. 本発明に係る微生物の回収方法を実施する微生物の回収装置の第4の実施形態の構成を示す系統図。The systematic diagram which shows the structure of 4th Embodiment of the microbe collection | recovery apparatus which enforces the microbe collection method which concerns on this invention. 本発明に係る微生物の回収方法を実施する微生物の回収装置の第5の実施形態の構成を示す系統図。The systematic diagram which shows the structure of 5th Embodiment of the microbe collection | recovery apparatus which enforces the microbe collection method which concerns on this invention. 本発明に係る微生物の回収方法の性能を比較、対比した図。The figure which compared and contrasted the performance of the collection | recovery method of the microorganisms which concern on this invention. 本発明に係る微生物の回収方法を実施する微生物の回収装置の第6の実施形態の構成を示す系統図。The systematic diagram which shows the structure of 6th Embodiment of the microbe collection | recovery apparatus which enforces the microbe collection method which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 試料水導入用タンク
12,16,21 導入用ポンプ
13,22 中空糸膜分離ユニット
13a 中空糸膜
14 逆洗用ポンプ
15,23 中間濃縮試料水タンク
17 メンブレンフィルタユニット
18 誘出液注入用ポンプ
31,41 洗浄溶液導入ユニット
51 物理的要因を印加するユニット
51a 超音波素子
51b 超音波発振器
V1 採水バルブ
V2 導入部バルブ
V3,V22 ユニット入口バルブ
V4,V23 ユニット出口バルブ
V5,V24 循環水流路バルブ
V6,V25 ユニット透過水バルブ
V7,V26 逆洗用バルブ
V8,V27 中間濃縮試料水回収バルブ
V9,V21 中間濃縮試料水導入バルブ
V10 排水用バルブ
V11 誘出液注入用バルブ
V12 試料水排水用バルブ
V31,V41 洗浄溶液導入用バルブ
11 Sample water introduction tanks 12, 16, 21 Introduction pumps 13, 22 Hollow fiber membrane separation unit 13a Hollow fiber membrane 14 Backwash pumps 15, 23 Intermediate concentrated sample water tank 17 Membrane filter unit 18 Pump for elicited liquid injection 31, 41 Cleaning solution introduction unit 51 Unit 51a for applying physical factors Ultrasonic element 51b Ultrasonic oscillator V1 Water sampling valve V2 Introduction valve V3, V22 Unit inlet valve V4, V23 Unit outlet valve V5, V24 Circulating water flow path valve V6, V25 Unit Permeated Water Valves V7, V26 Backwash Valves V8, V27 Intermediate Concentrated Sample Water Recovery Valves V9, V21 Intermediate Concentrated Sample Water Introducing Valve V10 Drain Valve V11 Elicited Solution Injection Valve V12 Sample Water Drain Valve V31 , V41 Cleaning solution introduction valve

Claims (10)

水中の対象微生物を回収する微生物回収方法において、
クロスフロー濾過方式の中空糸膜を用いて水中の前記対象微生物を分離、濃縮するステップと、
前記中空糸膜によって分離、濃縮された前記対象微生物を、分離、濃縮が行われる前の水よりも少ない量の溶液によって逆洗して前記中空糸膜より剥離するステップと、
逆洗によって前記対象微生物が濃縮された逆洗溶液をメンブレンフィルタを用いて前記対象微生物をさらに分離、濃縮、固定化するステップと、
を順次実行することを特徴とする微生物の回収方法。
In a microorganism recovery method for recovering target microorganisms in water,
Separating and concentrating the target microorganisms in water using a cross-flow filtration type hollow fiber membrane;
Separating the target microorganisms separated and concentrated by the hollow fiber membrane from the hollow fiber membrane by backwashing with a smaller amount of solution than water before separation and concentration; and
Further separating, concentrating, and immobilizing the target microorganism using a membrane filter with a backwash solution in which the target microorganism is concentrated by backwashing;
Are sequentially executed.
水中の対象微生物を回収する微生物回収方法において、
クロスフロー濾過方式の中空糸膜を用いて水中の前記対象微生物を分離、濃縮するステップと、
前記中空糸膜によって分離、濃縮された前記対象微生物を、分離、濃縮が行われる前の水よりも少ない量の溶液によって逆洗して前記中空糸膜より剥離するステップと、
逆洗によって前記対象微生物が濃縮された逆洗溶液をメンブレンフィルタを用いて前記対象微生物をさらに分離、濃縮するステップと、
前記メンブレンフィルタによって分離、濃縮された前記対象微生物を前記逆洗溶液よりも少ない量の溶液により剥離するステップと、
を順次実行することを特徴とする微生物の回収方法。
In a microorganism recovery method for recovering target microorganisms in water,
Separating and concentrating the target microorganisms in water using a cross-flow filtration type hollow fiber membrane;
Separating the target microorganisms separated and concentrated by the hollow fiber membrane from the hollow fiber membrane by backwashing with a smaller amount of solution than water before separation and concentration; and
Further separating and concentrating the target microorganism using a membrane filter with a backwash solution in which the target microorganism is concentrated by backwashing; and
Peeling the target microorganisms separated and concentrated by the membrane filter with a smaller amount of solution than the backwash solution;
Are sequentially executed.
前記対象微生物が耐塩素性病原性微生物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の微生物の回収方法。   3. The microorganism recovery method according to claim 1, wherein the target microorganism is a chlorine-resistant pathogenic microorganism. 水中の対象微生物を回収する微生物の回収装置において、
クロスフロー濾過方式の中空糸膜を用いて水中の前記対象微生物を分離、濃縮する手段と、
前記中空糸膜によって分離、濃縮された前記対象微生物を、分離、濃縮が行われる前の水よりも少ない量の溶液によって逆洗して前記中空糸膜より剥離する手段と、
逆洗によって前記対象微生物が濃縮された逆洗溶液をメンブレンフィルタを用いて前記対象微生物をさらに分離、濃縮、固定化する手段と、
を備えたことを特徴とする微生物の回収装置。
In a microorganism recovery device that recovers target microorganisms in water,
Means for separating and concentrating the target microorganisms in water using a cross-flow filtration type hollow fiber membrane;
Means for separating and concentrating the target microorganism separated and concentrated by the hollow fiber membrane from the hollow fiber membrane by backwashing with a solution in an amount smaller than that of water before separation and concentration;
Means for further separating, concentrating, and immobilizing the target microorganism using a membrane filter with a backwash solution in which the target microorganism is concentrated by backwashing;
An apparatus for collecting microorganisms, comprising:
水中の対象微生物を回収する微生物の回収装置において、
クロスフロー濾過方式の中空糸膜を用いて水中の前記対象微生物を分離、濃縮する手段と、
前記中空糸膜によって分離、濃縮された前記対象微生物を、分離、濃縮が行われる前の水よりも少ない量の溶液によって逆洗して前記中空糸膜より剥離する手段と、
逆洗によって前記対象微生物が濃縮された逆洗溶液をメンブレンフィルタを用いて前記対象微生物をさらに分離、濃縮する手段と、
前記メンブレンフィルタによって分離、濃縮された前記対象微生物を前記逆洗溶液よりも少ない量の溶液により剥離する手段と、
を備えたことを特徴とする微生物の回収装置。
In a microorganism recovery device that recovers target microorganisms in water,
Means for separating and concentrating the target microorganisms in water using a cross-flow filtration type hollow fiber membrane;
Means for separating and concentrating the target microorganism separated and concentrated by the hollow fiber membrane from the hollow fiber membrane by backwashing with a solution in an amount smaller than that of water before separation and concentration;
Means for further separating and concentrating the target microorganism using a membrane filter with a backwash solution in which the target microorganism is concentrated by backwashing;
Means for separating the target microorganism separated and concentrated by the membrane filter with a smaller amount of solution than the backwash solution;
An apparatus for collecting microorganisms, comprising:
クロスフロー濾過方式の中空糸膜を用いて水中の前記対象微生物を分離、濃縮する手段と、前記中空糸膜によって分離、濃縮された前記対象微生物を、分離、濃縮が行われる前の水よりも少ない量の溶液によって逆洗して前記中空糸膜より剥離する手段と、を複数段備えたことを特徴とする請求項4又は5に記載の微生物の回収装置。   Means for separating and concentrating the target microorganisms in water using a cross-flow filtration type hollow fiber membrane, and the target microorganisms separated and concentrated by the hollow fiber membrane than the water before separation and concentration The microorganism recovery apparatus according to claim 4 or 5, comprising a plurality of stages of means for backwashing with a small amount of solution and separating from the hollow fiber membrane. 前記対象微生物が耐塩素性病原性微生物であることを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の微生物の回収装置。   The microorganism collection apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein the target microorganism is a chlorine-resistant pathogenic microorganism. 試料水中に界面活性剤を含んだ溶液を添加して、クロスフロー濾過方式の中空糸膜を用いて水中の前記対象微生物を分離、濃縮することを特徴とする請求項4乃至7のいずれか1項に記載の微生物の回収装置。   8. A solution containing a surfactant in sample water is added, and the target microorganism in water is separated and concentrated using a cross-flow filtration type hollow fiber membrane. The microorganisms collection apparatus as described in the item. 前記中空糸膜の逆洗溶液に界面活性剤を含んだ溶液を添加して、前記中空糸膜によって分離、濃縮された前記対象微生物を前記水よりも少ない量の溶液によって逆洗して前記中空糸膜より剥離することを特徴とする請求項4乃至7のいずれか1項に記載の微生物の回収装置。   A solution containing a surfactant is added to the backwash solution of the hollow fiber membrane, and the target microorganism separated and concentrated by the hollow fiber membrane is backwashed with a smaller amount of solution than the water, and the hollow The microorganism collecting apparatus according to any one of claims 4 to 7, wherein the microorganism collecting apparatus peels off from the yarn film. 前記中空糸膜からの前記対象微生物の剥離操作を物理的に促進する手段を備えたことを特徴とする請求項4乃至9のいずれか1項に記載の微生物の回収装置。   The microorganism collection apparatus according to any one of claims 4 to 9, further comprising means for physically accelerating the peeling operation of the target microorganism from the hollow fiber membrane.
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