JP2006349551A - Biosensor type abnormal water quality monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微生物の呼吸活性をモニタリングし、呼吸活性の阻害を指標として試料水中の有害物質の混入を検出するバイオセンサ技術を利用した、バイオセンサ型異常水質監視装置に関するものである。 The present invention relates to a biosensor-type abnormal water quality monitoring apparatus that utilizes biosensor technology that monitors the respiratory activity of microorganisms and detects the contamination of harmful substances in sample water using inhibition of respiratory activity as an index.
浄水場の取水・下水の流入水等への有害物質の検出を行うために、微生物を利用したバイオセンサ型水質監視装置が従来から用いられている。このバイオセンサ型異常水質監視装置では、微生物が膜に固定化され、酸素電極と組み合わせることにより、微生物の呼吸による酸素消費量をモニタリングするようになっている。そして、有害物質が混入すると、微生物の呼吸が阻害され酸素消費量が減少するので、このときの酸素消費量の減少を検知することにより、有害物質の混入を検知することが可能となる。 Conventionally, a biosensor type water quality monitoring device using microorganisms has been used to detect harmful substances in the inflow of sewage water taken from a water purification plant. In this biosensor type abnormal water quality monitoring apparatus, microorganisms are immobilized on a membrane, and combined with an oxygen electrode, oxygen consumption due to respiration of microorganisms is monitored. When harmful substances are mixed, the respiration of microorganisms is inhibited and the oxygen consumption is reduced. Therefore, it is possible to detect the mixing of harmful substances by detecting the decrease in oxygen consumption at this time.
上記の微生物は、通常、特定の化学物質(基質)を栄養源として生息している。微生物を利用したバイオセンサにおいても、微生物に必要な基質成分をサンプル水と混合し、微生物膜の存在する反応槽に供給することにより、微生物の呼吸代謝を活性化するようにしている。そのために、例えば特許文献1に開示されている様な装置構成が採られる。この従来装置の構成では、基質成分を含んだ濃縮基質溶液を保管容器に貯留しておき、該溶液をポンプにより送液してサンプル水と混合し、微生物膜が配設されている反応槽内部へ導入することにより、微生物に基質成分が供給されるようになっている。
The above-mentioned microorganisms usually live with a specific chemical substance (substrate) as a nutrient source. Also in a biosensor using microorganisms, a substrate component necessary for microorganisms is mixed with sample water and supplied to a reaction tank in which a microorganism film is present, thereby activating respiratory metabolism of microorganisms. Therefore, for example, an apparatus configuration as disclosed in
また、本出願人は、既に、微生物として鉄酸化細菌を利用したバイオセンサを備えた異常水質監視装置の構成を提案している(特許文献2参照)。鉄酸化細菌は化学合成独立栄養細菌であり、第一鉄イオンを第二鉄イオンに参加する際に発生するエネルギーを利用して生息している。そのため、最も重要な基質成分は第一鉄イオン(Fe2+)である。本出願人は鉄酸化細菌としてThiobacillus ferrooxidans(以下、T. ferrooxidansと表示する)を使用したバイオセンサ型異常水質監視装置を実用化している。このバイオセンサでは微生物の培養液として、図8の図表に示す組成の培地を利用している。この培地は、第一鉄イオンの供給源として硫酸第一鉄・七水和物、その他、微生物の代謝に必要なリン酸塩、カルシウム、マグネシウム等の無機塩を含んでいる。 In addition, the present applicant has already proposed a configuration of an abnormal water quality monitoring apparatus including a biosensor using iron-oxidizing bacteria as a microorganism (see Patent Document 2). Iron-oxidizing bacteria are chemically synthesized autotrophic bacteria that live using the energy generated when ferrous ions participate in ferric ions. Therefore, the most important substrate component is ferrous ion (Fe2 +). The present applicant has put into practical use a biosensor-type abnormal water quality monitoring apparatus using Thiobacillus ferrooxidans (hereinafter referred to as T. ferrooxidans) as an iron-oxidizing bacterium. In this biosensor, a medium having the composition shown in the chart of FIG. 8 is used as a culture solution for microorganisms. This medium contains ferrous sulfate heptahydrate as a source of ferrous ions and other inorganic salts such as phosphate, calcium and magnesium necessary for the metabolism of microorganisms.
図7は、従来のバイオセンサ型異常水質監視装置の構成を示す説明図である。この図において、第1のサンプル水供給ライン1から供給されるサンプル水3が散気水槽2に貯溜され、サンプル水3中に空気が吹き込まれて溶存酸素濃度が調整されるようになっている。溶存酸素濃度が調整されたサンプル水は、バルブ5及びポンプ6が取り付けられた第2のサンプル水供給ライン4と、サンプル水・基質溶液供給ライン7とを通って、フローセル9に配設されたバイオセンサ8に導入されるようになっている。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional biosensor type abnormal water quality monitoring apparatus. In this figure, the
バイオセンサ8は、サンプル水・基質溶液供給ライン7からサンプル水と基質溶液との混合水が導入される反応槽10と、反応槽10内の混合水に含まれる酸素の量に応じた電流信号を取り出すための溶存酸素電極11と、溶存酸素電極11の一方の端部に固定治具12を介して取り付けられた微生物膜13とを有している。そして、反応槽10内で微生物膜13が保持する微生物との反応を終えたサンプル水は排液排出ライン14を通って外部に排出されるようになっている。
The
また、基質溶液保管容器15には、例えば図8の図表に示した基質成分を含み、更に濃度及びpHが調整された基質溶液が貯溜されている。この基質溶液は、バルブ17及びポンプ18が取り付けられた基質溶液供給ライン16を通ってサンプル水・基質溶液供給ライン7のサンプル水と合流するようになっており、微生物膜13に保持された微生物の栄養液として使用するためにバイオセンサ8に供給されるものである。このように、基質溶液保管容器15から基質溶液をバイオセンサ8に供給するのは次のような理由による。
Further, the substrate
すなわち、微生物は基質の存在しない状態では増殖することができないため、そのままでは微生物膜中の微生物は徐々に死滅していく。また、基質の濃度が一定濃度より低い状態では、増殖する微生物個体数と比較して死滅する微生物個体数の方が上回るため、徐々に微生物膜中の微生物個体数が減少し、バイオセンサ8のセンサ機能としての安定性が損なわれる。したがって、微生物を利用したバイオセンサ8の機能を良好な状態に維持するためには、使用している微生物の生育に必要な基質成分を、ある一定の必要量以上微生物膜に供給する必要がある。このような理由により、基質溶液保管容器15から基質溶液をバイオセンサ8に供給するようにしている。
That is, since microorganisms cannot grow in the absence of a substrate, the microorganisms in the microorganism membrane gradually die out as they are. In addition, when the substrate concentration is lower than a certain concentration, the number of microorganisms that die is greater than the number of microorganisms that grow. Therefore, the number of microorganisms in the microorganism membrane gradually decreases, and the
そして、洗浄液が貯溜された洗浄液保管容器19も設置されており、この洗浄液は、バルブ21及びポンプ22が取り付けられた洗浄液送出ライン20と、サンプル水・基質溶液供給ライン7とを通ってバイオセンサ8に送出されるようになっている。
A cleaning
次に、図7の動作につき説明する。オペレータは、サンプル水の水質監視を開始する場合、まず、バルブ5を開放してポンプ6を起動する。これにより、散気水槽2に貯溜されているサンプル水3が第2のサンプル水供給ライン4及びサンプル水・基質溶液供給ライン7を介してバイオセンサ8に供給される。そして、反応槽10において、微生物膜13に保持された微生物とサンプル水とが反応し、その反応状態に基づき水質異常の有無が判別される。すなわち、サンプル水の水質に異常が無い場合、微生物膜13に保持された微生物の活性は阻害されないのでサンプル水中の溶存酸素は通常通りに消費され、溶存酸素電極11から検出される電流信号のレベルは低レベルである(この電流信号は、図示を省略した出力変換部で変換された後、表示部で表示される)。しかし、サンプル水に有害物質が含まれている場合、微生物の活性が阻害されるため溶存酸素の消費量が少なくなり、上記の電流信号は高レベルとなる。したがって、オペレータはこの電流信号のレベルの変動により水質が異常であることを知ることができる。
Next, the operation of FIG. 7 will be described. When starting the water quality monitoring of the sample water, the operator first opens the
微生物膜13に保持された微生物は、上記のようなサンプル水との反応を継続していくうちに、個体数が減少するなどして全体の活性が次第に失われ、センサ機能としての安定性が損なわれていく。そこで、オペレータはバルブ17を開放すると共にポンプ18を起動して、基質溶液保管容器15に貯溜されている基質溶液を基質溶液供給ライン16及びサンプル水・基質溶液供給ライン7を介してバイオセンサ8に適宜供給する。これにより、微生物膜13に保持された微生物の活性は再び元のレベルに戻り、センサ機能としての安定性が回復する。
The microorganisms retained on the
図9は、上記のような基質溶液の供給、及び電流信号のレベル変動の一例を示す特性図である。この図において、当初は微生物の活性が低下しており、電流値は1.0〔μA〕付近まで上昇していたが、ある時刻(7分頃)にオペレータが硫酸第一鉄を含む基質溶液を供給してやると、微生物が急速に活性化され電流値は0.1〔μA〕付近のレベルまで低下する。その後しばらくの間このレベルで安定状態を維持していたが、時刻15分頃にサンプル水中に有害物質が添加されたとすると、これにより微生物の活性が低下するため電流値は次第に上昇していく。そして、異常設定レベルを超えた時点(時刻21分頃)で、異常警報の発令や異常表示等が行われる。 FIG. 9 is a characteristic diagram showing an example of the supply of the substrate solution as described above and the level fluctuation of the current signal. In this figure, the activity of microorganisms was initially reduced, and the current value had increased to around 1.0 [μA], but at a certain time (around 7 minutes), the operator had a substrate solution containing ferrous sulfate. Is supplied, the microorganisms are rapidly activated and the current value is reduced to a level around 0.1 [μA]. After that, the stable state was maintained at this level for a while. However, if a harmful substance is added to the sample water at about 15 minutes, the current value gradually increases because the activity of the microorganisms is thereby reduced. Then, when an abnormal setting level is exceeded (at about 21 minutes), an abnormal alarm is issued, an abnormal display, or the like is performed.
上記のような水質監視動作がある程度の時間継続されていくうちに、サンプル水・基質溶液供給ライン7や排液排出ライン14における汚れや不純物等が蓄積され、これをそのまま放置しておくと、円滑な水質監視動作ができなくなる。そこで、オペレータは、所定時間毎に、ポンプ6,18を停止させると共に、バルブ5,17を閉め、その後、バルブ21を開放してポンプ22を起動する。これにより、洗浄液保管容器19に貯溜された洗浄液が洗浄液送出ライン20から他の各ラインに送出され、洗浄が行われて汚れや不純物等が除去される。
上記のように、オペレータは、溶存酸素電極11の検出電流を監視し、微生物の活性が低下していると判断した場合には、基質溶液保管容器15から基質溶液をバイオセンサ8に対して供給することにより、微生物の活性を回復させることができる。しかし、この基質溶液の供給量を適切に制御することは必ずしも容易なことではない。
As described above, the operator monitors the detected current of the dissolved
すなわち、バイオセンサの運用を確実に安定化するためには基質を過剰に添加すれば良いが、基質が必要以上に過剰に含まれていると、微生物の増殖が進みすぎてしまい、有害物質が混入したときに呼吸を阻害されるのは一部の微生物のみとなる。そして、残余の微生物の呼吸により酸素がそれまでとほぼ同程度に消費されるために、酸素消費量の変化が現れにくくなる。その結果、有害物質に対する検出感度が低下し、低濃度の有害物質の混入を検知することが困難となる。 In other words, in order to reliably stabilize the operation of the biosensor, it is sufficient to add an excessive amount of substrate. However, if the substrate is included excessively more than necessary, the growth of microorganisms will proceed excessively and harmful substances will not be generated. Only some microorganisms will inhibit respiration when mixed. And since oxygen is consumed by the respiration of the remaining microorganisms to the same extent as before, changes in oxygen consumption are less likely to appear. As a result, the detection sensitivity for harmful substances is lowered, and it is difficult to detect the mixing of low-concentration harmful substances.
図10は、バイオセンサの検出感度が微生物数に大きく影響されることを示す説明図であり、(a)は微生物数と有害物質(KCN)濃度との組合せがそれぞれ異なる特性曲線M1〜M4を示した特性図、(b)は特性曲線M1〜M4の各微生物数及び有害物質濃度の数値を示した図表である。 FIG. 10 is an explanatory diagram showing that the detection sensitivity of a biosensor is greatly influenced by the number of microorganisms. (A) shows characteristic curves M1 to M4 in which the combinations of the number of microorganisms and the concentration of harmful substances (KCN) are different. The characteristic diagram shown, (b) is a chart showing the number of each microorganism and the numerical value of the harmful substance concentration in the characteristic curves M1 to M4.
図10(b)の数値から明らかなように、特性M1は微生物数が少なく(「少なく」とはM3,M4に比べて少ないの意味であり、「適切な数で」と言い換えてもよい)且つ有害物質濃度が高い場合、特性M2は微生物数が少なく且つ有害物質濃度が低い場合、特性M3は微生物数が多く且つ有害物質濃度が高い場合、特性M4は微生物数が多く且つ有害物質濃度が低い場合をそれぞれ示している。 As is apparent from the numerical values in FIG. 10B, the characteristic M1 has a small number of microorganisms ("less" means less than M3 and M4, and may be rephrased as "appropriate number"). When the concentration of harmful substances is high, the characteristic M2 has a small number of microorganisms and the concentration of harmful substances is low, the characteristic M3 has a large number of microorganisms and the concentration of harmful substances is high, the characteristic M4 has a large number of microorganisms and the concentration of harmful substances Each case is low.
そして、図10(a)は、時刻20秒付近で有害物質であるKCN(シアン化カリウム)をサンプル水に添加した場合のバイオセンサの検出電流値の変化状態を示したものであるが、特性曲線M1,M2が示すように、微生物数が少ない場合には有害物質濃度の高い場合又は低い場合のいずれにおいても充分な検出感度を有している。これに対し、特性曲線M3,M4が示すように、微生物数が多い場合には有害物質濃度の高い場合又は低い場合のいずれにおいても検出感度は不充分なものとなっている。この結果から、微生物膜中の微生物数は、有害物質が添加された場合の応答性に極めて大きな影響を与える因子であることが分かる。 FIG. 10 (a) shows the change state of the detected current value of the biosensor when KCN (potassium cyanide), which is a harmful substance, is added to the sample water at around 20 seconds, and the characteristic curve M1. As shown by M2, when the number of microorganisms is small, the detection sensitivity is sufficient whether the concentration of harmful substances is high or low. On the other hand, as shown by the characteristic curves M3 and M4, when the number of microorganisms is large, the detection sensitivity is insufficient when the concentration of harmful substances is high or low. From this result, it can be seen that the number of microorganisms in the microbial membrane is a factor that greatly affects the responsiveness when a harmful substance is added.
上記のような有害物質に対する検出感度が低下する現象を回避するためには、微生物膜13全体としての活性を一定のレベルに維持することが必要であり、栄養液中の基質濃度を適切に設定する必要がある。そのため、一定数の微生物を固定化した微生物膜13の呼吸を、必要十分に活性化させるだけの濃度の基質を供給すれば良いが、サンプル水中に含まれている基質成分により微生物の活性が増加する場合がある。このような場合も、過剰の基質を添加したときと同様に微生物が過増殖な状態となり、有害物質の検出感度が低下する虞がある。
In order to avoid the phenomenon that the detection sensitivity to harmful substances as described above is lowered, it is necessary to maintain the activity of the entire
逆に、基質濃度が低いと、サンプル水pHの変動や有害物質以外の微量呼吸阻害成分混入等の原水水質の影響、その他、洗浄工程における低栄養状態、栄養液の送液量の変動等の装置的な影響により、微生物が徐々に死滅する場合がある。このような場合は、徐々に微生物膜中の微生物個体数が減少することから、バイオセンサを運用するのに十分な活性が得られなくなり、安定な運転が困難となる。 Conversely, if the substrate concentration is low, the sample water pH will change, the influence of raw water quality such as the inclusion of trace respiration inhibiting components other than harmful substances, other under-nutrition conditions in the washing process, fluctuations in the amount of nutrient solution delivered, etc. Microorganisms may be gradually killed due to device effects. In such a case, the number of microbial individuals in the microbial membrane gradually decreases, so that sufficient activity for operating the biosensor cannot be obtained, and stable operation becomes difficult.
そこで、基質濃度を予め高濃度としておき、連続して長期間運用可能な状態にしておく方策が考えられるが、そのような方策を採ると、却って栄養液の長期安定保存、及び安定供給の観点からは不利になる場合がある。何故なら、通常、微生物は増殖に複数種類の化学物質を必要とするので、基質成分は複数種の化学物質を含むことになるが、複数種の化学物質が存在すると、含まれる化学物質同士が化学反応を起こし、析出物が発生する等の現象が発生する。この析出物のために、サンプル水及び基質溶液の混合水が流れる配管中に詰まり等が生じ安定した送液ができなくなる虞がある。そして、この化学反応は、基質濃度が高濃度になるほど発生し易くなるのである。 Therefore, it is conceivable to set the substrate concentration at a high concentration in advance and make it continuously operable for a long period of time. However, if such a measure is taken, the long-term stable storage and stable supply of nutrient solution can be considered. May be disadvantageous. This is because, since microorganisms usually require multiple types of chemical substances for growth, the substrate component contains multiple types of chemical substances, but when multiple types of chemical substances exist, A chemical reaction occurs, and a phenomenon such as generation of a precipitate occurs. Due to this deposit, there is a possibility that clogging or the like may occur in the pipe through which the mixed water of the sample water and the substrate solution flows, and stable liquid feeding cannot be performed. This chemical reaction is more likely to occur as the substrate concentration becomes higher.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、バイオセンサ内の微生物の活性を回復させるために供給する基質溶液の基質濃度の制御を容易且つ適切に行うことができるバイオセンサ型異常水質監視装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and biosensor type abnormal water quality monitoring that can easily and appropriately control the substrate concentration of a substrate solution supplied to recover the activity of microorganisms in the biosensor. The object is to provide a device.
上記課題を解決するための手段として、請求項1記載の発明は、微生物の栄養源となる複数の基質成分を含んだ基質溶液とサンプル水との混合水を導入し、この混合水に含まれる溶存酸素を消費する前記微生物を保持した微生物膜、及び前記溶存酸素の消費量に応じた電流信号を出力する溶存酸素電極を有するバイオセンサを備えており、前記電流信号が異常設定レベルを超えた場合に水質が異常であることを判別するバイオセンサ型異常水質監視装置において、前記微生物の呼吸代謝に関与しない基質成分を含み、前記微生物を活性化させるための活性調整用基質溶液が貯溜された活性調整用基質溶液保管容器と、前記電流信号の出力に基づき、前記溶存酸素の消費量が一定以下に低下して前記微生物の活性が低下したと判別された場合に、前記貯溜された活性調整用基質溶液を前記バイオセンサに対して供給する活性調整用基質溶液供給手段と、を備えたことを特徴とする。
As a means for solving the above-mentioned problems, the invention described in
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記活性調整用基質溶液供給手段は定流量ポンプであり、前記微生物の活性低下の度合いに応じて、この定流量ポンプの作動時間を可変する、ことを特徴とする。
The invention according to
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記活性調整用基質溶液供給手段は流量可変ポンプであり、前記微生物の活性低下の度合いに応じて、この流量可変ポンプの流量を可変する、ことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the activity adjusting substrate solution supply means is a variable flow rate pump, and the flow rate of the variable flow rate pump is variable depending on the degree of decrease in the activity of the microorganism. It is characterized by.
請求項4記載の発明は、前記活性調整用基質溶液保管容器は、前記微生物の呼吸代謝に関与しない基質成分の濃度が通常濃度である第1の活性調整用基質溶液が貯溜された第1の活性調整用基質溶液保管容器と、前記微生物の呼吸代謝に関与しない基質成分の濃度が低濃度である第2の活性調整用基質溶液が貯溜された第2の活性調整用基質溶液保管容器と、に分けられており、前記活性調整用基質溶液供給手段は、前記微生物の活性低下の度合いが小さな場合は、前記貯溜された第2の活性調整用基質溶液を前記バイオセンサに対して供給し、前記微生物の活性低下の度合いが通常の場合又は著しい場合は、前記貯溜された第1の活性調整用基質溶液を前記バイオセンサに対して供給するものである、ことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the substrate solution storage container for activity adjustment, the first activity adjustment substrate solution in which a concentration of a substrate component not involved in respiratory metabolism of the microorganism is a normal concentration is stored. An activity adjusting substrate solution storage container, a second activity adjusting substrate solution storage container storing a second activity adjusting substrate solution having a low concentration of a substrate component not involved in respiratory metabolism of the microorganism, and The activity adjusting substrate solution supply means supplies the stored second activity adjusting substrate solution to the biosensor when the degree of decrease in the activity of the microorganism is small, When the degree of activity decrease of the microorganism is normal or significant, the stored first activity adjusting substrate solution is supplied to the biosensor.
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4記載の発明において、前記微生物が鉄酸化細菌であり、前記微生物の呼吸代謝に関与しない基質成分がリン酸水素2カリウムである、ことを特徴とする。
The invention according to
請求項6記載の発明は、前記混合水及び前記活性調整用基質溶液の供給ラインを洗浄するための洗浄液が貯溜された洗浄液保管容器と、洗浄時に前記貯溜された洗浄液を前記供給ラインに向けて送出する洗浄液送出手段と、を備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 6 is directed to a cleaning liquid storage container storing a cleaning liquid for cleaning the supply line of the mixed water and the substrate solution for activity adjustment, and the cleaning liquid stored at the time of cleaning toward the supply line. Cleaning liquid delivery means for delivery.
以上のように、本発明によれば、微生物の呼吸代謝に関与しない基質成分を含み、微生物を活性化させるための活性調整用基質溶液が貯溜された活性調整用基質溶液保管容器と、電流信号の出力に基づき、溶存酸素の消費量が一定以下に低下して微生物の活性が低下したと判別された場合に、貯溜された活性調整用基質溶液をバイオセンサに対して供給する活性調整用基質溶液供給手段と、を備えた構成としたので、バイオセンサ内の微生物の活性を回復させるために供給する基質溶液の基質濃度の制御を容易且つ適切に行うことができるバイオセンサ型異常水質監視装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, a substrate solution storage container for activity adjustment containing a substrate component not involved in respiratory metabolism of microorganisms and storing a substrate solution for activity adjustment for activating microorganisms, and a current signal Based on the output of, the activity adjustment substrate that supplies the stored activity adjustment substrate solution to the biosensor when it is determined that the consumption of dissolved oxygen has fallen below a certain level and the activity of the microorganism has decreased. And a solution supply means, so that the biosensor type abnormal water quality monitoring device can easily and appropriately control the substrate concentration of the substrate solution supplied to recover the activity of microorganisms in the biosensor. Can be provided.
以下、本発明の各実施形態を図に基づき説明する。但し、図7の従来装置と同様の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the same components as those of the conventional apparatus in FIG.
図1は、本発明の第1の実施形態に係るバイオセンサ型異常水質監視装置の構成を示す説明図である。図1が図7と異なる点は、活性調整用基質溶液保管容器23が追加され、これに貯溜されている活性調整用基質溶液が、バルブ25及び活性調整用基質溶液供給手段としてのポンプ26(定流量ポンプ)が取り付けられた活性調整用基質溶液供給ライン24を通って、サンプル水・基質溶液供給ライン7に送られるようになっている点である。また、溶存酸素電極11から検出される電流信号は出力変換部27を介して供給量制御手段28に出力され、この供給量制御手段28がバルブ25及びポンプ26を制御するようになっている。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the biosensor type abnormal water quality monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 differs from FIG. 7 in that an activity adjusting substrate
ここで、上記のように、基質溶液保管容器15の他に、活性調整用基質溶液保管容器23を別個に加えた構成とした理由につき説明する。前述した通り、有害物質に対する検出感度が低下する現象を回避するためには、微生物膜13全体としての活性を一定のレベルに維持することが必要であり、栄養液中の基質濃度を適切に設定する必要がある。
Here, the reason why the substrate
すなわち、サンプル水の水質条件がバイオセンサの微生物にとって増殖し易い環境にある場合、基質の供給量を制限する等の方法により、微生物との反応槽での濃度を低減させることとする。その結果、微生物の過度な増殖を抑制することが可能となり、有害物質に対する検出感度低下を防止することができる。逆に、サンプル水の水質条件がバイオセンサの微生物にとって生息に不適な環境である場合、基質の供給量を増加させる等の方法により、微生物との反応槽での濃度を増加させることとする。その結果、微生物の活性を向上することが可能となり、バイオセンサ出力の安定化に有効となる。 That is, when the water quality condition of the sample water is in an environment where the microorganisms in the biosensor are likely to grow, the concentration in the reaction tank with the microorganisms is reduced by a method such as limiting the amount of substrate supplied. As a result, excessive proliferation of microorganisms can be suppressed, and a decrease in detection sensitivity for harmful substances can be prevented. Conversely, when the water quality condition of the sample water is an environment that is unsuitable for the microorganisms of the biosensor, the concentration in the reaction tank with the microorganisms is increased by a method such as increasing the amount of substrate supplied. As a result, it is possible to improve the activity of microorganisms, which is effective for stabilizing biosensor output.
また、基質成分の中には微生物の呼吸活性に直接的な影響を及ぼさない化学物質が含まれている。微生物が増殖していくためには全ての基質を供給していく必要があり、基質成分の供給量の調整を全成分について実施することも可能である。一方、バイオセンサの活性を直ちに向上させるために有効な方策は、呼吸代謝に必要な成分のみを常時供給してやることである。例えば、鉄酸化細菌T. ferrooxidansをバイオセンサ用の微生物として使用する場合の基質成分は図8の図表に記載されているが、基質成分呼吸活性を得るために必要な基質成分は硫酸第一鉄である。それ以外の成分については長期的な呼吸活性の維持には必要であるけれども、有害物質混入の監視を行うためだけであれば、呼吸代謝を活性化できる硫酸第一鉄のみを添加すればよい。 The substrate component contains chemical substances that do not directly affect the respiratory activity of microorganisms. In order for the microorganisms to grow, it is necessary to supply all the substrates, and it is possible to adjust the supply amount of the substrate components for all the components. On the other hand, an effective strategy for improving the biosensor activity immediately is to always supply only the components necessary for respiratory metabolism. For example, the substrate component in the case of using the iron-oxidizing bacterium T. ferrooxidans as a biosensor microorganism is shown in the chart of FIG. 8, but the substrate component necessary for obtaining the substrate component respiratory activity is ferrous sulfate. It is. Other components are necessary to maintain long-term respiratory activity, but only ferrous sulfate that can activate respiratory metabolism may be added to monitor the contamination of harmful substances.
しかし、呼吸代謝を活性化させる基質成分の濃度が大きく変動すると、今度はバイオセンサの出力が不安定となり、安定な水質監視が困難となる。そこで、供給量を調節するための基質成分として、呼吸代謝に関与しない成分を選択し、該成分の供給量を制御する等の手法により、微生物との反応槽における該成分の濃度を調整することにする。この手法により、常時安定な呼吸活性を得ることができ、且つ微生物の増殖傾向を制御することが可能となり、バイオセンサの性能維持・安定運用を有効に行うことが可能となる。 However, if the concentration of the substrate component that activates respiratory metabolism varies greatly, the output of the biosensor becomes unstable this time, making it difficult to monitor stable water quality. Therefore, by selecting a component that does not participate in respiratory metabolism as a substrate component for adjusting the supply amount and adjusting the supply amount of the component, the concentration of the component in the reaction tank with the microorganism is adjusted. To. By this method, it is possible to obtain a stable respiratory activity at all times, control the growth tendency of microorganisms, and effectively maintain the performance and stable operation of the biosensor.
本実施形態では、上記の呼吸代謝に関与しない成分として、図8の図表中に記載されているリン酸水素2カリウムを選択して用いることとし、このリン酸水素2カリウムを活性調整用基質溶液として活性調整用基質溶液保管容器23に貯溜するようにしている。そして、バイオセンサ8へのリン酸水素2カリウムの供給量を制御し、反応槽10において微生物すなわち鉄酸化細菌T.ferrooxidansと反応するリン酸水素2カリウムの濃度を調整する。これにより、鉄酸化細菌T.ferrooxidansについて常時充分な活性を得ることができ、また、長期的な個体数の変動を抑制することが可能となる。
In the present embodiment, dipotassium hydrogen phosphate described in the chart of FIG. 8 is selected and used as the component not involved in the respiratory metabolism, and this dipotassium hydrogen phosphate is used as a substrate solution for activity adjustment. As shown in FIG. 4, the activity adjustment substrate
ところで、リン酸水素2カリウムに含まれるリン酸イオン(PO43-)と硫酸第一鉄に含まれる第一鉄イオン(Fe2+)とは結合し易く、結合すると水に難溶性のリン酸鉄を形成する。この場合、pHを調整することにより、リン酸鉄が溶解状態になるように設定することは可能であるが、温度の上昇等の影響から配管等に僅かずつ析出が発生する虞がある。その場合、析出物の影響で弁の閉塞,封止不良、ポンプの送液不良等の悪影響が懸念される。しかし、リン酸イオンと第一鉄イオンを分離した状態で保管し、別々のラインで供給するようにすれば、析出物の発生を低減することが可能であり、送液を安定して行うことができる。そのため本実施形態では、上記のように、リン酸水素2カリウムが貯溜された活性調整用基質溶液保管容器23を、基質溶液保管容器15の他に別個に加えた構成としている。
By the way, the phosphate ion (PO43-) contained in dipotassium hydrogen phosphate and the ferrous ion (Fe2 +) contained in ferrous sulfate easily bind to each other to form iron phosphate that is hardly soluble in water. To do. In this case, it is possible to set the iron phosphate so as to be in a dissolved state by adjusting the pH, but there is a possibility that precipitation may occur little by little in the piping or the like due to an increase in temperature or the like. In that case, there are concerns about adverse effects such as valve blockage, sealing failure, pumping failure, etc. due to the deposits. However, if phosphate ions and ferrous ions are stored separately and supplied through separate lines, the generation of precipitates can be reduced, and liquid feeding should be performed stably. Can do. Therefore, in the present embodiment, as described above, the substrate solution storage container for
次に、本実施形態における基質溶液保管容器15に貯溜される基質溶液について説明する。本発明の発明者らは、この基質溶液保管容器15に貯溜される基質溶液の基質成分を確定するための実験を行っているので、これにつき説明する。
Next, the substrate solution stored in the substrate
図2は、この実験に用いられた3種類の基質溶液A,B,Cの各成分を記載した図表である。基質溶液Aは、図8の図表において示した培地組成と同一の成分であり、基質溶液Bは、基質溶液Aの成分中、リン酸水素2カリウム(K2HPO4)のみを除去したものであり、基質溶液Cは、このリン酸水素2カリウム(K2HPO4)の重量を基質溶液Aの場合の10分の1としたものである。そして、リン酸水素2カリウム以外の他の成分の重量は、基質溶液A,B,Cの何れにおいても同一である。また、硫酸第一鉄に含まれる第一鉄イオン(Fe2+)を供給することにより鉄酸化細菌T.ferrooxidansを活性化する際のpHの値は、図2の図表に示されているように、3又はその前後の値が好適である。 FIG. 2 is a chart that describes the components of the three types of substrate solutions A, B, and C used in this experiment. The substrate solution A is the same component as the medium composition shown in the diagram of FIG. 8, and the substrate solution B is obtained by removing only dipotassium hydrogen phosphate (K2HPO4) from the components of the substrate solution A. In the solution C, the weight of this dipotassium hydrogen phosphate (K2HPO4) is one tenth of that of the substrate solution A. And the weight of components other than dipotassium hydrogen phosphate is the same in any of the substrate solutions A, B, and C. In addition, the pH value when activating the iron-oxidizing bacteria T. ferrooxidans by supplying ferrous ions (Fe2 +) contained in ferrous sulfate, as shown in the chart of FIG. A value of 3 or a value around it is preferred.
図3は、図2の図表に示された3種類の基質溶液A,B,Cを用いて連続的に運転を行った場合におけるバイオセンサ8の電流値の変化状態を示した特性図である。ここでは、サンプル水100〔ml〕に対して各基質溶液を4〔ml〕混合して得られる3種類の混合水を反応槽10に供給している。時刻t1〜t2の期間、及び時刻t3〜t4の期間には硫酸等の洗浄液を送出して洗浄を行っているが、この期間中は鉄イオンが供給されていないので電流値が矩形状に増加しており、微生物である鉄酸化細菌T.ferrooxidansの活性が低下していることが顕著になっている。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a change state of the current value of the
基質溶液A,B,Cのいずれにおいても含有する鉄イオンの濃度は同じであるため、時刻t1以前の初期には微生物の活性はほぼ同程度である。そして、時刻t1〜t2の第1回目の洗浄期間中に微生物の活性は大きく低下し、洗浄終了後の時刻t2以降には再び鉄イオンが供給されるので微生物の活性が回復する。この場合の回復時の活性のレベルは、リン酸水素2カリウムが除去されている基質溶液Bが最も低く(電流値のレベルが最も高い)、リン酸水素2カリウムを最も多く含む基質溶液Aが最高であり、リン酸水素2カリウムの量が基質溶液Aの10分の1である基質溶液CがA,Bの中間レベルとなっている。但し、基質溶液Aは時刻t2〜t3間においてなおも電流値が減少する傾向にあり微生物の活性レベルがやや一定していない状態といえる。 Since the concentrations of iron ions contained in all of the substrate solutions A, B, and C are the same, the activity of the microorganisms is approximately the same at an early stage before time t1. Then, the activity of the microorganisms is greatly reduced during the first washing period from time t1 to t2, and since the iron ions are supplied again after time t2 after the washing is finished, the activity of the microorganisms is recovered. The level of activity at the time of recovery in this case is the lowest in the substrate solution B from which dipotassium hydrogen phosphate has been removed (the highest current value level), and the substrate solution A containing the most dipotassium hydrogen phosphate. The substrate solution C, which is the highest and the amount of dipotassium hydrogen phosphate is 1/10 of the substrate solution A, is at an intermediate level between A and B. However, it can be said that the substrate solution A is in a state where the current level tends to decrease between the times t2 and t3 and the activity level of the microorganisms is not somewhat constant.
時刻t3〜t4の期間に第2回目の洗浄が行われると、前回の洗浄と同様に、微生物の活性は大きく低下し、また鉄イオンの供給が開始される時刻t4以降に微生物の活性が回復する。この場合の時刻t4以降の回復時のレベルは、基質溶液A,Cについては時刻t3のレベルとほぼ同じであるが、基質溶液Bについては洗浄により微生物がダメージを受けるために時刻t3のレベルよりも増加している。洗浄により微生物が受けるこのようなダメージは洗浄作業の度に繰り返され、基質溶液Bの場合は次第に微生物数が減少していく結果となる。 When the second cleaning is performed during the period from time t3 to t4, the activity of the microorganism is greatly reduced as in the previous cleaning, and the activity of the microorganism is recovered after time t4 when the supply of iron ions is started. To do. In this case, the level at the time of recovery after time t4 is almost the same as the level at time t3 for the substrate solutions A and C, but the substrate solution B is damaged from the microorganisms by washing, so that the level is higher than the level at time t3. Has also increased. Such damage to the microorganisms due to the cleaning is repeated for each cleaning operation, and in the case of the substrate solution B, the number of microorganisms gradually decreases.
したがって、基質溶液保管容器15に貯溜される基質溶液として、基質溶液Bは不適であると言える。そして、基質溶液Aは時刻t2〜t3の期間において微生物の活性が一定していないのに対し、基質溶液Cはほぼ一定している。これらのことから、基質溶液Cが最適であると言え、本実施形態ではこの基質溶液Cを基質溶液保管容器15に貯溜することとしている。
Therefore, it can be said that the substrate solution B is unsuitable as the substrate solution stored in the substrate
図3に示した基質溶液A,B,Cの各電流値の変化状態から、微生物である鉄酸化細菌T.ferrooxidansの増殖傾向を制御するには、基質溶液中のいくつかの基質成分のうちリン酸水素2カリウムの濃度を調整してやれば良いことが分かる。つまり、微生物膜13の活性が過剰になった場合にはリン酸水素2カリウムの濃度を低減して微生物の増殖を抑制し、逆に、微生物膜13の活性が悪化した場合にはリン酸水素2カリウムの濃度を高めることにより微生物の増殖を促進するようにすれば、微生物膜13中の微生物数を一定レベルに維持することが可能になる。活性調整用基質溶液保管容器23に貯溜する活性調整用基質溶液としてリン酸水素2カリウムを選択したのは、実はこのような理由によるものである。
In order to control the growth tendency of the iron-oxidizing bacterium T. ferrooxidans, which is a microorganism, from the changes in the current values of the substrate solutions A, B, and C shown in FIG. It can be seen that the concentration of dipotassium hydrogen phosphate may be adjusted. That is, when the activity of the
次に、以上のように構成される図1の動作につき説明する。オペレータは、バルブ5を開放してポンプ6を起動すると共に、バルブ17を開放してポンプ18を起動する。これにより、散気水槽2に貯溜されているサンプル水3と、基質溶液保管容器15に貯溜されている基質溶液(図2の図表中の基質溶液C)との混合水がサンプル水・基質溶液供給ライン7を介してバイオセンサ8に供給される。
Next, the operation of FIG. 1 configured as described above will be described. The operator opens the
そして、反応槽10において、微生物膜13に保持された微生物と混合水とが反応し、混合水中の溶存酸素量に応じた電流信号が溶存酸素電極11から出力変換部27を介して供給量制御手段28に出力される。供給量制御手段28は、この電流信号の入力に基づきバルブ25及び定流量ポンプ26を制御し、活性調整用基質溶液保管容器23に貯溜されている活性調整用基質溶液をサンプル水・基質溶液供給ライン7に対して送出する。これにより、活性調整用基質であるリン酸水素2カリウム(K2HPO4)の濃度が適正に制御され、微生物膜13が保持する微生物の数を安定化させることができる。
Then, in the
図4は、このときの活性調整用基質の濃度制御についての説明図であり、(a)はバイオセンサ8の電流値変化についての特性図、(b)は保管容器23からの活性調整用基質の供給タイミングを示したタイムチャート、(c)は活性調整用基質の濃度変化についての特性図である。
4A and 4B are explanatory diagrams for controlling the concentration of the activity adjusting substrate at this time. FIG. 4A is a characteristic diagram of the current value change of the
当初は、図4(a)に示されるように、溶存酸素電極11からの検出電流値は目標電流値をややオーバーしている程度である。したがって、活性調整用基質溶液保管容器23からサンプル水・基質溶液供給ライン7に送出する活性調整用基質溶液の量もそれほど多くする必要はない。それ故、供給量制御手段28は、図4(b)に示されるように、時刻t1,t2,t3,t4の断続したタイミングで短時間だけ活性調整用基質溶液を供給する。このときの混合水中における活性調整用基質の濃度は、図4(c)に示されるように、それほど高くはならない。
Initially, as shown in FIG. 4A, the detected current value from the dissolved
その後、図4(a)に示されるように、検出電流値は目標電流値を下回る状態になるが、この状態では活性調整用基質溶液保管容器23から活性調整用基質溶液を供給する必要はない。したがって、図4(b)に示されるように、時刻t4で最後の供給が行われた後、しばらくの期間は供給が行われない。そして、この供給が行われていない期間では、当然のことながら図4(c)における活性調整用基質の濃度はほぼゼロとなる。
Thereafter, as shown in FIG. 4A, the detected current value is lower than the target current value. In this state, it is not necessary to supply the activity adjusting substrate solution from the activity adjusting substrate
更にしばらくすると、図4(a)における検出電流値は再び目標電流値をオーバーした状態になり、供給量制御手段28は、時刻t5で活性調整用基質溶液の短時間供給を再開し、時刻t6で少し長めの供給を行う。しかし、それでも検出電流値のレベルは上昇し続けているので、供給量制御手段28は、時刻t7〜t8の長い時間に亘って連続した供給を行うようにする。これにより、図4(a)に示されるように、検出電流値の上昇傾向に歯止めがかかり、今度は緩やかに下降する。したがって、供給量制御手段28は、時刻t8で連続供給を停止した後、時刻t9でそれほど長くない時間だけ供給を行う。このときの活性調整用基質の濃度は、図4(c)に示されるように、高いレベルとなっている。 After a while, the detected current value in FIG. 4 (a) again exceeds the target current value, and the supply amount control means 28 resumes the short-time supply of the substrate solution for activity adjustment at time t5, and time t6. A slightly longer supply. However, since the level of the detected current value continues to rise, the supply amount control means 28 performs continuous supply over a long period of time t7 to t8. As a result, as shown in FIG. 4A, the rising tendency of the detected current value is stopped, and this time, it gradually falls. Accordingly, the supply amount control means 28 performs the supply for a time not so long at time t9 after stopping the continuous supply at time t8. The concentration of the activity adjusting substrate at this time is at a high level as shown in FIG.
このように、図1の構成では、基質溶液保管容器15とは別個に活性調整用基質溶液保管容器23を別個に設けているので、微生物膜13の微生物数を一定レベルに容易に維持することができる。つまり、図7の従来構成では、基質溶液保管容器15からの基質溶液の供給量を制御することにより微生物数の調整を行うようにしていたが、これでは微生物の呼吸代謝を直接活性化させる硫酸第一鉄の量が大きく変動するためバイオセンサ8の検出感度が不安定になる。これに対し、図1の構成では、基質溶液保管容器15からの基質溶液の供給量は一定とし、微生物の呼吸代謝に関与しない基質成分を含んだ活性調整用基質溶液の供給量を制御するようにしているので、微生物膜13の微生物数を一定化するのが容易になる。そして、この活性調整用基質溶液は活性調整用基質溶液保管容器23に基質溶液保管容器15の溶液とは別個に保管されているので、析出物等の発生が低減され、安定した送液を行うことができる。
As described above, in the configuration of FIG. 1, since the substrate
図5は、本発明の第2の実施形態に係るバイオセンサ型異常水質監視装置の構成を示す説明図である。図5が図1と異なる点は、活性調整用基質溶液供給手段としての定流量ポンプ26が流量可変ポンプ26Aに置き換えられている点である。すなわち、図1の構成では、定流量ポンプ26による活性調整用基質溶液の供給時間の長さを変化させることによりリン酸水素2カリウムの濃度を適正に制御していたが、この図5の構成では、流量可変ポンプ26Aの回転数つまり流量を変化させることによりリン酸水素2カリウムの濃度を適正に制御している。したがって、この実施形態によれば、微生物膜13が保持する微生物数の調整をより迅速且つ適正に行うことが可能になる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of a biosensor type abnormal water quality monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 differs from FIG. 1 in that the
図6は、本発明の第3の実施形態に係るバイオセンサ型異常水質監視装置の構成を示す説明図である。図6が図1と異なる点は、第2の活性調整用基質溶液保管容器29が追加され、これに貯溜されている活性調整用基質溶液が、バルブ31及びポンプ32(定流量ポンプ)が取り付けられた第2の活性調整用基質溶液供給ライン30を通って、サンプル水・基質溶液供給ライン7に送られるようになっている点である。また、符号23,24の構成要素は、図1又は図5のものと同じものであるが、上記の要素29,30との区別を分かりやすくするために、「第1の…」という表現にしている。この第2の活性調整用基質溶液保管容器29に貯溜されている第2の活性調整用基質溶液は、第1の活性調整用基質溶液保管容器23に貯溜されている第1の活性調整用基質溶液よりも低濃度のものとなっている。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of the biosensor type abnormal water quality monitoring apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 6 is different from FIG. 1 in that a second activity adjusting substrate
そして、供給量制御手段28は、溶存酸素電極11から出力変換部27を介して入力する電流信号に基づきバルブ25,31及びポンプ26,32を制御し、微生物の活性低下の度合いが小さな場合は第2の活性調整用基質溶液保管容器29から低濃度の第2の活性調整用基質溶液をバイオセンサ8に供給し、一方、微生物の活性低下の度合いが通常の場合又は著しい場合は第1の活性調整用基質溶液保管容器23から第1の活性調整用基質溶液をバイオセンサ8に供給する。したがって、この実施形態によれば、微生物膜13が保持する微生物数の調整を一層きめ細かく且つ正確に行うことが可能になる。
The supply amount control means 28 controls the
1 第1のサンプル水供給ライン
2 散気水槽
3 サンプル水
4 第2のサンプル水供給ライン
5 バルブ
6 ポンプ
7 サンプル水・基質溶液供給ライン
8 バイオセンサ
9 フローセル
10 反応槽
11 溶存酸素電極
12 固定治具
13 微生物膜
14 排液排出ライン
15 基質溶液保管容器
16 基質溶液供給ライン
17 バルブ
18 ポンプ
19 洗浄液保管容器
20 洗浄液送出ライン
21 バルブ
22 ポンプ
23 活性調整用基質溶液保管容器
24 活性調整用基質溶液供給ライン
25 バルブ
26 定流量ポンプ
26A 流量可変ポンプ
27 出力変換部
28 供給量制御手段
29 第2の活性調整用基質溶液保管容器
30 第2の活性調整用基質溶液供給ライン
31 バルブ
32 ポンプ
M1〜M4 特性曲線
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記微生物の呼吸代謝に関与しない基質成分を含み、前記微生物を活性化させるための活性調整用基質溶液が貯溜された活性調整用基質溶液保管容器と、
前記電流信号の出力に基づき、前記溶存酸素の消費量が一定以下に低下して前記微生物の活性が低下したと判別された場合に、前記貯溜された活性調整用基質溶液を前記バイオセンサに対して供給する活性調整用基質溶液供給手段と、
を備えたことを特徴とするバイオセンサ型異常水質監視装置。 Introducing a mixed water of a substrate solution containing a plurality of substrate components serving as a nutrient source of microorganisms and sample water, and holding a microorganism film that consumes the dissolved oxygen contained in the mixed water, and a membrane of the dissolved oxygen A biosensor-type abnormal water quality monitoring device that includes a biosensor having a dissolved oxygen electrode that outputs a current signal according to consumption and determines that the water quality is abnormal when the current signal exceeds an abnormal setting level In
A substrate solution storage container for activity adjustment containing a substrate component not involved in respiratory metabolism of the microorganism, and storing a substrate solution for activity adjustment for activating the microorganism;
Based on the output of the current signal, when it is determined that the consumption of the dissolved oxygen has decreased below a certain level and the activity of the microorganism has decreased, the stored substrate for adjusting the activity is supplied to the biosensor. Substrate solution supply means for activity adjustment to be supplied
A biosensor type abnormal water quality monitoring device characterized by comprising:
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監視装置。 The activity adjusting substrate solution supply means is a constant flow pump, and the operation time of the constant flow pump is varied according to the degree of decrease in the activity of the microorganism.
The biosensor type abnormal water quality monitoring device according to claim 1.
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監視装置。 The activity adjusting substrate solution supply means is a flow rate variable pump, and the flow rate of the flow rate variable pump is varied in accordance with the degree of decrease in the activity of the microorganism.
The biosensor type abnormal water quality monitoring device according to claim 1.
前記活性調整用基質溶液供給手段は、前記微生物の活性低下の度合いが小さな場合は、前記貯溜された第2の活性調整用基質溶液を前記バイオセンサに対して供給し、前記微生物の活性低下の度合いが通常の場合又は著しい場合は、前記貯溜された第1の活性調整用基質溶液を前記バイオセンサに対して供給するものである、
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監視装置。 The activity adjustment substrate solution storage container includes a first activity adjustment substrate solution storage container in which a first activity adjustment substrate solution having a normal concentration of a substrate component not involved in respiratory metabolism of the microorganism is stored. , A second activity adjusting substrate solution storage container storing a second activity adjusting substrate solution having a low concentration of the substrate component not involved in the respiratory metabolism of the microorganism, and
The activity adjusting substrate solution supplying means supplies the stored second activity adjusting substrate solution to the biosensor when the degree of decrease in the activity of the microorganism is small. When the degree is normal or significant, the stored first activity adjusting substrate solution is supplied to the biosensor.
The biosensor type abnormal water quality monitoring device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1乃至4記載のバイオセンサ型異常水質監視装置。 The microorganism is an iron-oxidizing bacterium, and the substrate component not involved in the respiratory metabolism of the microorganism is dipotassium hydrogen phosphate,
The biosensor type abnormal water quality monitoring apparatus according to claim 1, wherein:
洗浄時に前記貯溜された洗浄液を前記供給ラインに向けて送出する洗浄液送出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1乃至5記載のバイオセンサ型異常水質監視装置。 A cleaning liquid storage container storing a cleaning liquid for cleaning the supply line of the mixed water and the activity adjusting substrate solution;
Cleaning liquid delivery means for delivering the stored cleaning liquid toward the supply line during cleaning;
The biosensor type abnormal water quality monitoring device according to claim 1, wherein the abnormal water quality monitoring device is provided.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010271192A (en) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Nippon Steel Corp | Method for detection of underwater harmful material |
JP2011190994A (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Kurita Water Ind Ltd | Steam-quality monitoring device |
WO2015179065A1 (en) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | Intel Corporation | Liquid quality meter apparatus |
CN112666098A (en) * | 2020-11-06 | 2021-04-16 | 上海市第八人民医院 | Pathogenic pathogen detection system for intestinal infectious disease in summer |
CN113916962A (en) * | 2021-09-27 | 2022-01-11 | 聚光科技(杭州)股份有限公司 | Water quality detection system and method based on microbial film on-site activation |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106568913B (en) * | 2016-11-04 | 2018-10-26 | 济南大学 | A kind of activated sludge process sewage disposal progress method of estimation based on constant observer |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1137969A (en) * | 1997-07-24 | 1999-02-12 | Toshiba Corp | Abnormal water quality detector |
JP2001165901A (en) * | 2000-11-07 | 2001-06-22 | Mitsukan Group Honsha:Kk | Method for measuring bod |
JP2002243698A (en) * | 2001-02-20 | 2002-08-28 | Toshiba Corp | Biosensor type abnormal water quality detector |
JP2005156204A (en) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Monitoring method for toxic substance |
-
2005
- 2005-06-17 JP JP2005177451A patent/JP4521319B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-12-15 TW TW95147192A patent/TW200825407A/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1137969A (en) * | 1997-07-24 | 1999-02-12 | Toshiba Corp | Abnormal water quality detector |
JP2001165901A (en) * | 2000-11-07 | 2001-06-22 | Mitsukan Group Honsha:Kk | Method for measuring bod |
JP2002243698A (en) * | 2001-02-20 | 2002-08-28 | Toshiba Corp | Biosensor type abnormal water quality detector |
JP2005156204A (en) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Monitoring method for toxic substance |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010271192A (en) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Nippon Steel Corp | Method for detection of underwater harmful material |
JP2011190994A (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Kurita Water Ind Ltd | Steam-quality monitoring device |
WO2015179065A1 (en) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | Intel Corporation | Liquid quality meter apparatus |
US9885677B2 (en) | 2014-05-23 | 2018-02-06 | Intel Corporation | Liquid quality meter apparatus |
KR101838483B1 (en) | 2014-05-23 | 2018-03-14 | 인텔 코포레이션 | Liquid quality meter apparatus |
CN112666098A (en) * | 2020-11-06 | 2021-04-16 | 上海市第八人民医院 | Pathogenic pathogen detection system for intestinal infectious disease in summer |
CN113916962A (en) * | 2021-09-27 | 2022-01-11 | 聚光科技(杭州)股份有限公司 | Water quality detection system and method based on microbial film on-site activation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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TW200825407A (en) | 2008-06-16 |
JP4521319B2 (en) | 2010-08-11 |
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