JP3672455B2

JP3672455B2 - Abnormal water quality detection device

Info

Publication number: JP3672455B2
Application number: JP13424099A
Authority: JP
Inventors: 子政雄金; 口智原; 方正升; 野弘高宇; 井達也中; 永是松; 村徳幸中
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2019-05-14
Also published as: JP2000321233A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水場や下水処理場等に流入する被処理水の水質異常を検出する異常水質検出装置に係り、とりわけ、微生物膜を備え被処理水に対する微生物膜の反応から被処理水の水質異常を検出する異常水質検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浄水場は、河川水を取水、処理して、飲料水等を供給しているが、有害物質が河川水中に混入する等して通常の処理では除去できないような水質異常が検出されると、取水停止という非常事態に至る。
【０００３】
同様に、下水処理場は流入下水を活性汚泥処理しているが、流入下水への有害物質の混入等による水質異常は、処理の量や精度等に大きく影響する。
【０００４】
このため、浄水場や下水処理場では、流入水の水質を事前に検出するか、遅くとも流入水の流入時までに検出する必要がある。
【０００５】
従来は、流入水が導入される水槽に魚類を飼育し、当該魚類の行動の変化あるいは致死等の状態を観察することによって、流入水の水質異常を検出していた。さらに、魚類観察者の負荷を低減するために、画像処理を利用して魚類を自動監視する装置も提供されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような異常水質検出方法では、魚類が異常水質の流入水により異常行動を起こすまでに、あるいは死亡するまでに時間がかかるため、結果として異常水質の検出にも長時間がかかっている。また、魚類飼育用の水槽及び監視用装置は比較的大型であり、構造も複雑である。
【０００７】
さらに、魚類の種々の行動には、当該魚類の種別に基づく性質の他、個々の魚類の健康状態や水槽の周囲の環境等による影響も反映され得る。従って、異常水質の判別が困難で、結果的に異常検出の感度が低くなったり、異常水質の誤検出を生じることもある。
【０００８】
本件発明者らは、本件発明に至る過程において、鉄バクテリアを保持する微生物膜と電極装置とを用いることによって、流入水の異常水質を、短時間に正確かつ高感度に検出することができることを知見した。しかしながら、流入水を微生物膜に噴流（直交する水流）として直接衝突させると、電極装置から得られる測定値の変動やふらつきが大きく、検出測定が困難であることも知見した。
【０００９】
本発明は、このような点を考慮してなされたのであり、浄水場や下水処理場等への流入水の異常水質を、短時間に正確かつ高感度に検出することができると共に、当該検出測定を安定に持続できるような異常水質検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、導入口を有する測定槽と、導入口に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、測定槽内に、導入管から導入口を経て測定槽内に導入される被測定液の流れ方向に対して略平行に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、微生物膜に接続された電極装置と、を備え、導入管は、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を供給するための気体供給器に接続されていると共に、酸溶液を導入するための酸供給配管に接続されており、酸溶液は、ＰＨ４以下に調整した溶液であることを特徴とする異常水質検出装置である。
【００１１】
本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、微生物膜が被測定液の流れ方向に対して略平行に設けられているため、当該検出測定を安定に持続することができる。また、本発明によれば、ＰＨ４以下の強酸溶液によって、異常水質検出測定の継続により導入管及び測定槽内部に徐々に付着体積する汚濁物質を除去することができる。これは、特に有機性のものには効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜への付着物も除去される。このため、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。このような酸洗浄は、鉄バクテリアがＰＨ４以下の強酸性溶液中でも活性を維持できるという特異な性質に基づくものである。
【００１２】
本発明は、内部側が大径の略円錐状に形成された導入口を有する測定槽と、導入口の小径側の端部に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、測定槽内に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、微生物膜に接続された電極装置と、を備えたことを特徴とする異常水質検出装置である。
【００１３】
本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、被測定液が円錐状の導入管を経て緩やかな流速で微生物膜に接触するため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【００１４】
本発明は、導入口を有する測定槽と、導入口に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、測定槽内に、導入口から２ｍｍ以上離れた位置に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、微生物膜に接続された電極装置と、を備え、導入管は、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を供給するための気体供給器に接続されていると共に、酸溶液を導入するための酸供給配管に接続されており、酸溶液は、ＰＨ４以下に調整した溶液であることを特徴とする異常水質検出装置である。
【００１５】
本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、被測定液の導入口と微生物膜とが２ｍｍ以上離れているため、当該検出測定を安定に持続することができる。また、本発明によれば、ＰＨ４以下の強酸溶液によって、異常水質検出測定の継続により導入管及び測定槽内部に徐々に付着体積する汚濁物質を除去することができる。これは、特に有機性のものには効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜への付着物も除去される。このため、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。このような酸洗浄は、鉄バクテリアがＰＨ４以下の強酸性溶液中でも活性を維持できるという特異な性質に基づくものである。
【００１６】
本発明は、導入口を有する測定槽と、導入口に接続され、導入口に被測定液を導入する導入管と、導入管に接続され、導入管内に第１鉄含有溶液を導入する試薬配管と、測定槽内に設けられた、鉄バクテリアを保持する微生物膜と、微生物膜に接続された電極装置と、導入口と微生物膜との間に設けられた液流妨害部と、を備えたことを特徴とする異常水質検出装置である。
【００１７】
本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、液流妨害部によって被測定液が直接微生物膜と衝突することが防止されるため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施の形態による異常水質検出装置を示す構成概略図であり、図２は、測定槽部分の拡大図である。図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施の形態の異常水質検出装置２０は、浄水場や下水処理場への流入水などの被測定液が導入される導入口１１と、被測定液が排出される排出口１２と、を有する測定槽１０を備えている。測定槽１０は、温度調整器５内に設けられて、所望の温度に調整可能となっている。
【００２０】
導入口１１には導入管１が接続され、排出口１２には排出管２が接続されている。導入管１には、被測定液を供給するための被測定液供給ポンプ１ｐが設けられている。
【００２１】
図２に示すように、測定槽１０内には、導入管１から導入口１１を経て測定槽１０内に導入される被測定液の流れ方向Ａに対して略平行に、酸素を利用して第１鉄を第２鉄に変えることができる鉄バクテリアを保持する微生物膜４が設けられている。微生物膜４は、着脱ホルダ４ｈを介して、測定槽１０に着脱可能に固定されている。
【００２２】
本実施の形態で微生物膜４に保持される鉄バクテリアは、Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓである。
【００２３】
本実施の形態の導入管１には、第１鉄含有溶液とＰＨ調整用緩衝液との混合試薬溶液を導入するための試薬配管１ｔが接続している。試薬配管１ｔは、試薬供給ポンプ１ｑを介して試薬タンク７に接続されている。
【００２４】
また本実施の形態の導入管１は、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を導入管１に供給する気体供給器１４にも接続されている。
【００２５】
微生物膜４には、電極装置３が接続されている。電極装置３は、図２に示すように、微生物膜４の測定槽１０内部側と逆側に重ねられた気体透過性膜３２と、気体透過性膜３２に当接する検出電極３３とを有している。検出電極３３は、支持柱３８によって保持されている。支持柱３８の周囲には、検出電極３３の周囲で気体透過性膜３２に当接する内部液を収容するための内部室３５が、溶存酸素電極３６によって区画形成されている。また、支持柱３８の外周には、対極３４が設けられている。
【００２６】
電極装置３の検出電極３３及び対極３４には、電線３３ａ、３４ａを介して、電極装置３の出力を増幅、変換すると共に、被測定液の異常水質を判別する変換演算手段１３が接続されている。
【００２７】
次に、このような構成よりなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２８】
本実施の形態では、被測定液供給ポンプ１ｐにより送液された被測定液が、試薬タンク７から試薬供給ポンプ１ｑにより試薬配管１ｔを介して送られてくる第１鉄含有溶液とＰＨ調整用緩衝液との混合溶液と、導入管１内で混合される。この混合液は、その後、気体供給管１４から供給される気体によって溶存酸素濃度が飽和され、さらに導入管１を通って導入口１１から測定槽１０内に流入する。
【００２９】
まず、有害物質が混入していない被測定液が単独で測定槽１０内に流入した場合について説明する。この場合、当該被測定液が微生物膜４に接すると、被測定液中の溶存酸素濃度に対応した酸素が気体透過性膜３２を透過して溶存酸素電極３６の内部液中を拡散するため、検出電極３３と対極３４との間に電流が流れる。
【００３０】
例えば、被測定液中の溶存酸素濃度を空気により飽和させた場合の測定では、図３のａ部に示したような電流が流れる。この場合、微生物膜４の鉄バクテリアによる酸素消費は極めて僅かである。
【００３１】
次に、有害物質が混入していない被測定液が、第１鉄含有溶液及びＰＨ調整用緩衝液の混合液と混合されて測定槽１０内に流入した場合について説明する。この場合、微生物膜４の鉄バクテリアが、溶存酸素を利用して第１鉄を第２鉄に酸化するため、気体透過性膜３２を透過する酸素が減少する。この化学反応式は以下のようになる。
【００３２】
Ｆｅ^２＋（第１鉄）＋０_２（酸素） → Ｆｅ^３＋（第２鉄）
この場合、検出電極３３と対極３４との間に流れる電流は、図３のｂ部のようになる。
【００３３】
この測定例は、微生物膜４に保持される鉄バクテリアがＴｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓの場合の結果であるが、鉄バクテリアとしては、前記化学式の働きを持つすべての微生物が本発明に適用できる。もっとも、本件発明者らは、入手の容易性と多くの実験における取り扱いの容易性から、Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ、Ｇａｌｌｉｏｎｅｌｌａｆｅｒｒｕｇｉｎｅａ、Ｌｅｐｔｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ、Ｌｅｐｔｏｔｈｒｉｘ、Ｓｐｈａｅｒｏｔｉｌｕｓがより適していることを確認している。
【００３４】
さて、図３のａ部の電流とｂ部の電流との差が、異常水質のない被測定液を測定した場合の、微生物膜４の鉄バクテリアによる、鉄の酸化における酸素消費量に対応している。ただし、鉄バクテリアの活性すなわち鉄の酸化量は、温度の影響によっても変化する可能性があるため、測定槽１０は、温度調整器５によって、鉄バクテリアの活性が安定するような温度に維持されることが望ましい。
【００３５】
また、図３のａ部の電流値は、被測定液中の溶存酸素濃度によっても変化する。このため、測定槽１０に被測定液を供給する前に、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を気体供給器１４から供給して、常に被測定液を飽和溶存酸素濃度にすることが望ましい。ここで飽和溶存酸素濃度は液温度により変化するため、この点においても、温度調節器５によって測定槽１０を一定の温度に維持することは重要である。
【００３６】
次に、被測定液中にシアン、フェノール、農薬等の有害物質が混入した場合について説明する。この場合、鉄バクテリアは活性低下を生じたり死亡したりするため、酸素消費量は少なくなる。例えば、シアン濃度０．１ｍｇ／Ｌの場合には、図３のｃ部のような電流が流れる。この時の酸素消費量の変化は、有害物質の濃度と相関があり、シアン濃度０．０５ｍｇ／Ｌでは図３のｄ部のようになる。
【００３７】
従って、（ａ部の電流値−ｂ部の電流値）と、（ａ部の電流値−ｃ部の電流値）または（ａ部の電流値−ｄ部の電流値）との比較、あるいは（ｃ部の電流値−ｂ部の電流値）と、（ｄ部の電流値−ｂ部の電流値）との比較から、異常水質を検出することが可能となる。例えば、変換演算手段１３によって、異常水質の検出結果を自動的に警報、ガイダンス等の態様で出力することが可能である。
【００３８】
ここで本件発明者は、被測定液と第１鉄含有溶液及びＰＨ調整用緩衝液との混合液を微生物膜４の至近距離から微生物膜４の膜面に噴流（直交する水流）として衝突させた場合、短時間で検出電極３３の測定値が変化することを確認した。具体的には、混合液を測定槽１０に導入した場合、始めは図３のｂ部のような低い電流が流れるが、数時間で電流値が上昇し始める。また、指示値のふらつきも大きく、測定が困難である。
【００３９】
本実施の形態では、図２に示すように、被測定液と第１鉄含有溶液及びＰＨ調整用緩衝液との混合液が、微生物膜４の膜面に対し平行流、または平行に近い水流として流入するようになっているため、前述のような測定値の変動、ふらつきがなく、安定した測定が長期間持続できる。
【００４０】
以上のように、本実施の形態によれば、微生物膜４の鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽１０内に導入される被測定液の異常水質を、短時間に高感度で正確に検出することができる。
【００４１】
また本実施の形態によれば、微生物膜４が被測定液の流れ方向に対して略平行に設けられているため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【００４２】
また本実施の形態によれば、気体供給器１４から空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体が導入管１に供給されるため、被測定液を常に飽和溶存酸素濃度にすることができ、水質検出測定の精度が向上する。
【００４３】
また本実施の形態によれば、温度調整器５によって測定槽１０が温度調整されるため、鉄バクテリアの活性が安定し、水質検出測定の精度が向上する。
【００４４】
また本実施の形態によれば、微生物膜４が着脱ホルダ４ｈを介して着脱可能に測定槽１０に取付けられているため、取付けの際に微生物膜４がよじれたり、破けたり、気泡が残留するなどして、測定の精度を低下させる要因となることが防止される。また、微生物膜４の交換が容易に行える。
【００４５】
なお、長期間未使用状態にあった微生物膜４を使用すると、測定が安定するまでに長時間を要したり、安定な測定が困難な場合がある。本件発明者らは、微生物膜４（が保持する鉄バクテリア）を凍結乾燥処理することによって、数ヶ月という長期間保管した後でも、短時間で安定な測定が可能な状態になることを確認した。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施の形態の異常水質検出装置について図４を用いて説明する。図４は、第２の実施の形態の異常水質検出装置の構成概略図である。
【００４７】
図４に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、導入管１に、酸溶液を導入するための酸供給配管１ａが接続され、酸供給配管１ａは、酸供給ポンプ１ｒを介して酸タンク８に接続されている他は、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第２の実施の形態において、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４８】
酸溶液は、ＰＨ４以下に調整された硫酸または塩酸等の強酸溶液となっている。
【００４９】
本実施の形態では、図４に示すように、被測定液と第１鉄含有溶液とＰＨ調整用緩衝液の混合溶液が送液される導入管１に、酸溶タンク８から強酸溶液を供給することができるようになっている。
【００５０】
本実施の形態では、酸供給配管１ａに、酸溶液を１時間に１回乃至１週間に１回の頻度で供給するような第１酸供給制御装置１ｄと、酸溶液を１５分以上連続供給するような第２酸供給制御装置１ｃとが設けられ、これにより定期的な強酸溶液の定量の導入が実現されている。
【００５１】
異常水質検出測定は、前述の第１の実施の形態の異常水質検出装置２０と略同様に行われる。
【００５２】
異常水質検出測定を継続すると、被測定液中の汚濁物質が導入管１及び測定槽１０内部に徐々に付着堆積してくる。また、試薬溶液中の第１鉄の一部が第２鉄に酸化されて析出するが、これも導入管１及び測定槽１０内部に徐々に付着堆積してくる。これらは、導入管１の閉塞や、水質検出測定の感度低下につながり得る。
【００５３】
本実施の形態の異常水質検出装置２０は、これらの問題を解消するものであり、定期的に酸タンク８から強酸溶液を導入管１に供給し、導入管１内や測定槽１０内に付着堆積している汚濁物質および第２鉄を除去、排出する「酸洗浄」を行う。強酸溶液による汚濁物質の除去は、有機性のものには特に効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜４への付着物も除去され、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。
【００５４】
なお、このような酸洗浄は、鉄バクテリアがＰＨ４以下の強酸性溶液中でも活性を維持できるという特異な性質に基づくものである。他のタイプの微生物膜では、このような酸洗浄は実施不可能である。
【００５５】
次に、本発明の第３の実施の形態の異常水質検出装置について図５を用いて説明する。図５は、第３の実施の形態の異常水質検出装置の測定槽部分の構成概略図である。
【００５６】
図５に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、導入管１が螺旋状に形成されている他は、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第３の実施の形態において、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５７】
本実施の形態によれば、被測定液が螺旋状の導入管１を介して測定槽１０内に導入されるため、被測定液は微生物膜４に対して極めて穏やかに接触する。このため、水質検出測定が安定する。
【００５８】
次に、本発明の第４の実施の形態の異常水質検出装置について図６を用いて説明する。図６は、第４の実施の形態の異常水質検出装置の測定槽部分の構成概略図である。
【００５９】
図６に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、導入口１１が測定槽１０の底部に内部側を大径にした略円錐状に形成され、小径側の端部で導入管１１に接続されている。この場合、微生物膜４は、導入口１１を経て測定槽１０内に導入される被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに配置されている。
【００６０】
その他の構成は、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第４の実施の形態において、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６１】
本実施の形態では、導入口１１の形状は、軸を含んで軸方向に平行な断面の頂角が１２０度以上の円錐状である。
【００６２】
本実施の形態によれば、微生物膜４が被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに設けられているが、被測定液が略円錐状の導入口１１を介して測定槽１０内に導入されるため、被測定液が微生物膜４に対して極めて緩やかな流速で接する。このため、水質検出測定が安定する。
【００６３】
次に、本発明の第５の実施の形態の異常水質検出装置について図７を用いて説明する。図７は、第５の実施の形態の異常水質検出装置の測定槽部分の構成概略図である。
【００６４】
図７に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、微生物膜４が導入口１１を経て測定槽１０内に導入される被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに、導入口から２ｍｍ以上離れた位置に設けられている他は、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第５の実施の形態において、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６５】
本実施の形態によれば、微生物膜４が被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに設けられているが、被測定液の導入口と微生物膜とが２ｍｍ以上離れているため、当該検出測定を安定に持続することができる。ここで「２ｍｍ」という距離は、本件発明者が多くの実験結果に基づいて知見した値であるが、この値は正確には流入する溶液の流速に影響されるため、流速に合わせて更に余裕を持たせることが好ましい。
【００６６】
次に、本発明の第６の実施の形態の異常水質検出装置について図８を用いて説明する。図８は、第６の実施の形態の異常水質検出装置の測定槽部分の構成概略図である。
【００６７】
図８に示すように、本実施の形態の異常水質検出装置２０は、導入口１１と微生物膜４との間に液流妨害部１７が設けられている他は、図７に示す第５の実施の形態と同様の構成である。第６の実施の形態において、図７に示す第５の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６８】
本実施の形態によれば、微生物膜４が被測定液の流れ方向Ｂに対して直交する向きに設けられているが、液流妨害部１７によって被測定液が直接微生物膜４と衝突することが防止されるため、水質検出測定を安定に持続することができる。
【００６９】
なお、被測定液の微生物膜４への接触状態を制御するために、測定槽１０の内部に被測定液を攪拌するための攪拌装置を設けることも有効である。
【００７０】
以上説明したように、本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、微生物膜が被測定液の流れ方向に対して略平行に設けられているため、当該検出測定を安定に持続することができる。また、本発明によれば、ＰＨ４以下の強酸溶液によって、異常水質検出測定の継続により導入管及び測定槽内部に徐々に付着体積する汚濁物質を除去することができる。これは、特に有機性のものには効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜への付着物も除去される。このため、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。
【００７１】
あるいは本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、被測定液が円錐状の購入管を経て緩やかな流速で微生物膜に接触するため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【００７２】
あるいは本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、被測定液の導入口と微生物膜とが２ｍｍ以上離れているため、当該検出測定を安定に持続することができる。また、本発明によれば、ＰＨ４以下の強酸溶液によって、異常水質検出測定の継続により導入管及び測定槽内部に徐々に付着体積する汚濁物質を除去することができる。これは、特に有機性のものには効果的である。また、第２鉄も再溶解して容易に除去される。さらに、微生物膜への付着物も除去される。このため、長期間の安定な高精度な測定が可能となる。
【００７３】
あるいは本発明によれば、鉄バクテリアによる第１鉄の酸化作用を利用することにより、測定槽内に導入される被測定液の異常水質を短時間に、高感度で正確に検出することができると共に、液流妨害部によって被測定液が直接微生物膜と衝突することが防止されるため、当該検出測定を安定に持続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による異常水質検出装置の第１の実施の形態を示す構成概略図。
【図２】図１の測定槽部分を示す構成概略図。
【図３】図１の電極装置が検出する電流値を示す図。
【図４】本発明による異常水質検出装置の第２の実施の形態を示す構成概略図。
【図５】本発明による異常水質検出装置の第３の実施の形態の測定槽部分を示す構成概略図。
【図６】本発明による異常水質検出装置の第４の実施の形態の測定槽部分を示す構成概略図。
【図７】本発明による異常水質検出装置の第５の実施の形態の測定槽部分を示す構成概略図。
【図８】本発明による異常水質検出装置の第６の実施の形態の測定槽部分を示す構成概略図。
【符号の説明】
１導入管
１ａ酸供給配管
１ｔ試薬配管
１ｐ被測定液供給ポンプ
１ｑ試薬供給ポンプ
１ｒ酸供給ポンプ
２排出管
３電極装置
４微生物膜
４ｈ着脱ホルダ
５温度調整器
７試薬タンク
８酸タンク
１０測定槽
１１導入口
１２排出口
１３変換演算手段
１４気体供給器
１７液流妨害部
２０異常水質検出装置
３２気体透過性膜
３３検出電極
３４対極
３５内部室
３６溶存酸素電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an abnormal water quality detection device that detects an abnormal water quality of water to be treated that flows into a water purification plant, a sewage treatment plant, etc. The present invention relates to an abnormal water quality detection device that detects an abnormality.
[0002]
[Prior art]
The water treatment plant takes and treats river water and supplies drinking water, etc., but when water quality abnormalities are detected that cannot be removed by normal treatment because harmful substances are mixed in the river water, It leads to an emergency situation of withdrawal of water.
[0003]
Similarly, sewage treatment plants treat activated sewage with influent sewage, but water quality abnormalities due to contamination of toxic substances in the influent sewage greatly affect the amount and accuracy of treatment.
[0004]
For this reason, it is necessary to detect the quality of the influent water in advance at the water purification plant or the sewage treatment plant or at the latest by the time of inflow of the influent water.
[0005]
Conventionally, fish have been raised in an aquarium into which inflow water is introduced, and abnormal water quality is detected by observing changes in behavior or lethality of the fish. Furthermore, in order to reduce the burden on fish observers, an apparatus for automatically monitoring fish using image processing is also provided.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the abnormal water quality detection method as described above, it takes a long time for fish to behave abnormally due to the inflow of abnormal water quality or to die, and as a result, it takes a long time to detect the abnormal water quality. Further, fish tanks and monitoring devices are relatively large and have a complicated structure.
[0007]
Furthermore, the various behaviors of the fish can reflect the influence of the health condition of the individual fish, the environment around the aquarium, etc., in addition to the nature based on the type of the fish. Therefore, it is difficult to discriminate abnormal water quality, and as a result, the sensitivity of abnormality detection may be lowered, or erroneous detection of abnormal water quality may occur.
[0008]
In the process leading to the present invention, the inventors of the present invention are able to detect abnormal water quality of influent water accurately and with high sensitivity in a short time by using a microbial membrane that retains iron bacteria and an electrode device. I found out. However, when the influent water directly collided with the microbial membrane as a jet (orthogonal water stream), it was also found that the measurement values obtained from the electrode device were greatly fluctuated and wobbled, making detection measurement difficult.
[0009]
The present invention has been made in consideration of such points, and can detect abnormal water quality of inflow water to a water purification plant, a sewage treatment plant, etc. in a short time accurately and with high sensitivity. An object of the present invention is to provide an abnormal water quality detection device capable of stably maintaining measurement.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention relates to a measuring tank having an inlet, an inlet pipe connected to the inlet and introducing a liquid to be measured into the inlet, and a reagent pipe connected to the inlet pipe and introducing a ferrous iron-containing solution into the inlet pipe. And a microbial membrane that holds iron bacteria and is connected to the microbial membrane, which is provided in the measuring tub substantially parallel to the flow direction of the liquid to be measured introduced from the inlet tube into the measuring tub through the inlet. An electrode device comprising:The introduction pipe is connected to a gas supply device for supplying air or a gas whose oxygen concentration is adjusted to be constant, and is connected to an acid supply pipe for introducing the acid solution. It is a solution adjusted to PH4 or lessThis is an abnormal water quality detection device.
[0011]
  According to the present invention, by utilizing the oxidizing action of ferrous iron by iron bacteria, the abnormal water quality of the liquid to be measured introduced into the measuring tank can be accurately detected with high sensitivity in a short time. Since the microbial membrane is provided substantially parallel to the flow direction of the liquid to be measured, the detection measurement can be stably maintained.Further, according to the present invention, the pollutant that gradually adheres to the inside of the introduction pipe and the measurement tank can be removed by continuing the abnormal water quality detection measurement with a strong acid solution having a pH of 4 or less. This is particularly effective for organic ones. Also, ferric iron is re-dissolved and easily removed. Furthermore, the deposits on the microbial membrane are also removed. For this reason, long-term stable high-accuracy measurement is possible. Such acid washing is based on a unique property that iron bacteria can maintain activity even in a strongly acidic solution having a pH of 4 or less.
[0012]
The present invention includes a measuring tank having an introduction port formed in a substantially conical shape having a large diameter on the inner side, an introduction pipe connected to an end portion on the small diameter side of the introduction port, and introducing a liquid to be measured into the introduction port, A reagent pipe connected to the pipe for introducing the ferrous iron-containing solution into the introduction pipe, a microbial membrane for holding iron bacteria provided in the measurement tank, and an electrode device connected to the microbial membrane. This is an abnormal water quality detection device.
[0013]
According to the present invention, by utilizing the oxidizing action of ferrous iron by iron bacteria, the abnormal water quality of the liquid to be measured introduced into the measuring tank can be accurately detected with high sensitivity in a short time. Since the liquid to be measured contacts the microbial membrane at a slow flow rate through the conical introduction tube, the detection measurement can be stably maintained.
[0014]
  The present invention relates to a measuring tank having an inlet, an inlet pipe connected to the inlet and introducing a liquid to be measured into the inlet, and a reagent pipe connected to the inlet pipe and introducing a ferrous iron-containing solution into the inlet pipe. A microbial membrane for holding iron bacteria, and an electrode device connected to the microbial membrane, provided in the measurement tank at a position 2 mm or more away from the inlet.The introduction pipe is connected to a gas supply device for supplying air or a gas whose oxygen concentration is adjusted to be constant, and is connected to an acid supply pipe for introducing the acid solution. It is a solution adjusted to PH4 or lessThis is an abnormal water quality detection device.
[0015]
  According to the present invention, by utilizing the oxidizing action of ferrous iron by iron bacteria, the abnormal water quality of the liquid to be measured introduced into the measuring tank can be accurately detected with high sensitivity in a short time. Since the introduction port of the liquid to be measured and the microbial membrane are separated by 2 mm or more, the detection measurement can be stably maintained.Further, according to the present invention, the pollutant that gradually adheres to the inside of the introduction pipe and the measurement tank can be removed by continuing the abnormal water quality detection measurement with a strong acid solution having a pH of 4 or less. This is particularly effective for organic ones. Also, ferric iron is re-dissolved and easily removed. Furthermore, the deposits on the microbial membrane are also removed. For this reason, long-term stable high-accuracy measurement is possible. Such acid washing is based on a unique property that iron bacteria can maintain activity even in a strongly acidic solution having a pH of 4 or less.
[0016]
The present invention relates to a measuring tank having an inlet, an inlet pipe connected to the inlet and introducing a liquid to be measured into the inlet, and a reagent pipe connected to the inlet pipe and introducing a ferrous iron-containing solution into the inlet pipe. And a microbial membrane for holding iron bacteria provided in the measurement tank, an electrode device connected to the microbial membrane, and a liquid flow obstructing portion provided between the inlet and the microbial membrane. This is an abnormal water quality detection device.
[0017]
According to the present invention, by utilizing the oxidizing action of ferrous iron by iron bacteria, the abnormal water quality of the liquid to be measured introduced into the measuring tank can be accurately detected with high sensitivity in a short time. Since the liquid to be measured is prevented from directly colliding with the microbial membrane by the liquid flow obstructing unit, the detection measurement can be stably maintained.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an abnormal water quality detection device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a measurement tank portion. As shown in FIGS. 1 and 2, the abnormal water quality detection device 20 according to the first embodiment of the present invention includes an introduction port 11 into which a liquid to be measured such as inflow water to a water purification plant or a sewage treatment plant is introduced. And a discharge tank 12 through which the liquid to be measured is discharged. The measurement tank 10 is provided in the temperature regulator 5 and can be adjusted to a desired temperature.
[0020]
An introduction pipe 1 is connected to the introduction port 11, and a discharge pipe 2 is connected to the discharge port 12. The introduction pipe 1 is provided with a measured liquid supply pump 1p for supplying the measured liquid.
[0021]
As shown in FIG. 2, oxygen is used in the measurement tank 10 substantially in parallel with the flow direction A of the liquid to be measured introduced from the introduction pipe 1 through the introduction port 11 into the measurement tank 10. There is provided a microbial membrane 4 holding iron bacteria that can convert ferrous iron to ferric iron. The microbial membrane 4 is detachably fixed to the measurement tank 10 via a detachable holder 4h.
[0022]
The iron bacteria held in the microbial membrane 4 in the present embodiment is Thiobacillus ferrooxidans.
[0023]
A reagent pipe 1t for introducing a mixed reagent solution of a ferrous iron-containing solution and a pH adjusting buffer is connected to the introduction pipe 1 of the present embodiment. The reagent pipe 1t is connected to the reagent tank 7 via the reagent supply pump 1q.
[0024]
In addition, the introduction pipe 1 of the present embodiment is also connected to a gas supply device 14 that supplies air or a gas whose oxygen concentration is adjusted to be constant to the introduction pipe 1.
[0025]
An electrode device 3 is connected to the microbial membrane 4. As shown in FIG. 2, the electrode device 3 includes a gas permeable membrane 32 stacked on the opposite side to the inside of the measurement tank 10 of the microorganism membrane 4, and a detection electrode 33 in contact with the gas permeable membrane 32. ing. The detection electrode 33 is held by a support column 38. Around the support column 38, an internal chamber 35 for accommodating an internal liquid that contacts the gas permeable membrane 32 around the detection electrode 33 is partitioned by a dissolved oxygen electrode 36. A counter electrode 34 is provided on the outer periphery of the support column 38.
[0026]
A conversion calculation means 13 for amplifying and converting the output of the electrode device 3 and determining abnormal water quality of the liquid to be measured is connected to the detection electrode 33 and the counter electrode 34 of the electrode device 3 via electric wires 33a and 34a. Yes.
[0027]
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
[0028]
In the present embodiment, the liquid to be measured sent by the liquid to be measured supply pump 1p and the ferrous iron-containing solution sent from the reagent tank 7 via the reagent pipe 1t by the reagent supply pump 1q and the PH adjustment The mixed solution with the buffer solution is mixed in the introduction tube 1. Thereafter, the dissolved oxygen concentration is saturated with the gas supplied from the gas supply pipe 14, and the mixed liquid further flows into the measurement tank 10 through the inlet 11 through the inlet 11.
[0029]
First, a description will be given of a case where a liquid to be measured that is not mixed with a harmful substance flows into the measurement tank 10 alone. In this case, when the liquid to be measured comes into contact with the microorganism film 4, oxygen corresponding to the dissolved oxygen concentration in the liquid to be measured permeates the gas permeable membrane 32 and diffuses in the internal liquid of the dissolved oxygen electrode 36. A current flows between the detection electrode 33 and the counter electrode 34.
[0030]
For example, in the measurement when the dissolved oxygen concentration in the liquid to be measured is saturated with air, a current as shown in part a of FIG. 3 flows. In this case, oxygen consumption by iron bacteria in the microbial membrane 4 is very small.
[0031]
Next, a description will be given of a case in which a liquid to be measured in which no harmful substances are mixed is mixed with a mixed solution of a ferrous iron-containing solution and a pH adjusting buffer solution and flows into the measuring tank 10. In this case, since the iron bacteria of the microbial membrane 4 oxidize ferrous iron to ferric iron using dissolved oxygen, oxygen passing through the gas permeable membrane 32 decreases. This chemical reaction formula is as follows.
[0032]
Fe²⁺(Ferrous iron) +0₂(Oxygen) → Fe³⁺(Ferric iron)
In this case, the current flowing between the detection electrode 33 and the counter electrode 34 is as shown in part b of FIG.
[0033]
This measurement example is a result when the iron bacteria held in the microorganism film 4 is Thiobacillus ferrooxidans, but all microorganisms having the above chemical formula can be applied to the present invention as iron bacteria. However, the present inventors have confirmed that Thiobacillus ferrooxidans, Gallionella ferruginea, Leptospirillum ferrooxidans, Leptothrix, and Sphaerotilus are more suitable because of their availability and ease of handling in many experiments.
[0034]
The difference between the current in part a and the current in part b in FIG. 3 corresponds to the amount of oxygen consumed in the oxidation of iron by iron bacteria in the microbial membrane 4 when measuring a liquid to be measured without abnormal water quality. ing. However, since the activity of iron bacteria, that is, the oxidation amount of iron may change due to the influence of temperature, the measuring tank 10 is maintained at a temperature at which the activity of iron bacteria is stabilized by the temperature regulator 5. It is desirable.
[0035]
In addition, the current value of the part a in FIG. 3 also changes depending on the dissolved oxygen concentration in the liquid to be measured. For this reason, before supplying the liquid to be measured to the measuring tank 10, it is desirable to supply air or a gas whose oxygen concentration has been adjusted to be constant from the gas supply device 14 so that the liquid to be measured always has a saturated dissolved oxygen concentration. . Here, since the saturated dissolved oxygen concentration changes depending on the liquid temperature, it is important to maintain the measuring tank 10 at a constant temperature by the temperature controller 5 also in this respect.
[0036]
Next, the case where harmful substances such as cyan, phenol, and agricultural chemicals are mixed in the liquid to be measured will be described. In this case, iron bacteria cause a decrease in activity or die, so oxygen consumption is reduced. For example, when the cyan density is 0.1 mg / L, a current as shown in part c of FIG. 3 flows. The change in the oxygen consumption at this time has a correlation with the concentration of harmful substances, and is as shown in part d of FIG. 3 at a cyan concentration of 0.05 mg / L.
[0037]
Therefore, a comparison between (current value of part a−current value of part b) and (current value of part a−current value of part c) or (current value of part a−current value of part d) or ( It is possible to detect abnormal water quality from a comparison between (current value of part c−current value of part b) and (current value of part d−current value of part b). For example, the conversion calculation means 13 can automatically output an abnormal water quality detection result in a manner such as warning or guidance.
[0038]
Here, the present inventor causes the liquid mixture of the solution to be measured, the ferrous iron-containing solution, and the pH adjusting buffer solution to collide as a jet (an orthogonal water flow) on the membrane surface of the microbial membrane 4 from the closest distance of the microbial membrane 4. In this case, it was confirmed that the measured value of the detection electrode 33 changed in a short time. Specifically, when the mixed solution is introduced into the measuring tank 10, a low current flows as shown in part b of FIG. 3 at first, but the current value starts to rise in several hours. Moreover, the fluctuation of the indicated value is large and measurement is difficult.
[0039]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the mixed solution of the solution to be measured, the ferrous iron-containing solution, and the pH adjusting buffer solution flows in parallel with or substantially parallel to the membrane surface of the microorganism membrane 4. Therefore, stable measurement can be continued for a long time without fluctuations and fluctuations of the measured values as described above.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, the abnormal water quality of the liquid to be measured introduced into the measurement tank 10 can be reduced for a short time by utilizing the oxidizing action of ferrous iron by the bacteria of the microorganism 4. Can be detected with high sensitivity and accuracy.
[0041]
Moreover, according to this Embodiment, since the microorganism film | membrane 4 is provided substantially parallel with respect to the flow direction of a to-be-measured liquid, the said detection measurement can be continued stably.
[0042]
In addition, according to the present embodiment, air or a gas whose oxygen concentration is adjusted to be constant is supplied from the gas supply device 14 to the introduction pipe 1, so that the liquid to be measured can always be saturated dissolved oxygen concentration, The accuracy of detection measurement is improved.
[0043]
Moreover, according to this Embodiment, since the temperature tank 5 adjusts the temperature of the measurement tank 10, the activity of iron bacteria is stabilized and the accuracy of water quality detection measurement is improved.
[0044]
In addition, according to the present embodiment, since the microbial membrane 4 is detachably attached to the measurement tank 10 via the detachable holder 4h, the microbial membrane 4 is kinked or broken at the time of attachment, or bubbles remain. Thus, it is possible to prevent the measurement accuracy from being reduced. Further, the microbial membrane 4 can be easily replaced.
[0045]
In addition, when the microbial membrane 4 which has been unused for a long time is used, it may take a long time for the measurement to become stable, or stable measurement may be difficult. The inventors of the present invention have confirmed that lyophilization treatment of the microbial membrane 4 (which is held by iron bacteria) enables stable measurement in a short time even after long-term storage of several months. .
[0046]
Next, an abnormal water quality detection apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the abnormal water quality detection apparatus according to the second embodiment.
[0047]
As shown in FIG. 4, in the abnormal water quality detection device 20 of the present embodiment, an acid supply pipe 1a for introducing an acid solution is connected to the introduction pipe 1, and the acid supply pipe 1a is connected to an acid supply pump 1r. The structure is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1 and FIG. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0048]
The acid solution is a strong acid solution such as sulfuric acid or hydrochloric acid adjusted to PH4 or lower.
[0049]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a strong acid solution is supplied from an acid solution tank 8 to an introduction tube 1 to which a mixed solution of a solution to be measured, a ferrous iron-containing solution, and a pH adjusting buffer solution is sent. Can be done.
[0050]
In the present embodiment, the acid supply pipe 1a is supplied with the acid solution at a frequency of once per hour to once a week, and the acid solution is continuously supplied for 15 minutes or more. Such a second acid supply control device 1c is provided, and thereby the introduction of a fixed amount of a strong acid solution on a regular basis is realized.
[0051]
The abnormal water quality detection measurement is performed in substantially the same manner as the abnormal water quality detection device 20 of the first embodiment described above.
[0052]
When the abnormal water quality detection measurement is continued, the pollutant in the liquid to be measured gradually adheres and accumulates inside the introduction pipe 1 and the measurement tank 10. In addition, a part of the ferrous iron in the reagent solution is oxidized and precipitated into ferric iron, which also gradually adheres and accumulates inside the introduction tube 1 and the measuring tank 10. These may lead to blockage of the introduction tube 1 and a decrease in sensitivity of water quality detection measurement.
[0053]
The abnormal water quality detection device 20 of the present embodiment solves these problems, and periodically supplies a strong acid solution from the acid tank 8 to the introduction pipe 1 and adheres to the introduction pipe 1 and the measurement tank 10. “Acid cleaning” is performed to remove and discharge accumulated pollutants and ferric iron. Removal of contaminants with strong acid solutions is particularly effective for organic ones. Also, ferric iron is re-dissolved and easily removed. Furthermore, the deposits on the microbial film 4 are also removed, and stable and highly accurate measurement over a long period of time is possible.
[0054]
Such acid washing is based on a unique property that iron bacteria can maintain activity even in a strongly acidic solution having a pH of 4 or less. With other types of microbial membranes, such acid cleaning is not feasible.
[0055]
Next, an abnormal water quality detection apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a measurement tank portion of the abnormal water quality detection device according to the third embodiment.
[0056]
As shown in FIG. 5, the abnormal water quality detection device 20 of the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 except that the introduction pipe 1 is formed in a spiral shape. It is. In the third embodiment, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0057]
According to the present embodiment, since the liquid to be measured is introduced into the measurement tank 10 through the spiral introduction tube 1, the liquid to be measured contacts the microbial membrane 4 very gently. For this reason, water quality detection measurement is stabilized.
[0058]
Next, an abnormal water quality detection apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a measurement tank portion of the abnormal water quality detection device according to the fourth embodiment.
[0059]
As shown in FIG. 6, in the abnormal water quality detection device 20 of the present embodiment, the introduction port 11 is formed in a substantially conical shape with the inner side having a large diameter at the bottom of the measurement tank 10, and is introduced at the end on the small diameter side. Connected to the tube 11. In this case, the microorganism film 4 is arranged in a direction orthogonal to the flow direction B of the liquid to be measured introduced into the measurement tank 10 through the introduction port 11.
[0060]
Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. In the fourth embodiment, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0061]
In the present embodiment, the shape of the introduction port 11 is a conical shape whose apex angle of a cross section including the axis and parallel to the axial direction is 120 degrees or more.
[0062]
According to the present embodiment, the microbial membrane 4 is provided in a direction orthogonal to the flow direction B of the measurement liquid, but the measurement liquid is in the measurement tank 10 via the substantially conical inlet 11. Therefore, the liquid to be measured comes into contact with the microorganism film 4 at a very slow flow rate. For this reason, water quality detection measurement is stabilized.
[0063]
Next, an abnormal water quality detection apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a measurement tank portion of the abnormal water quality detection device according to the fifth embodiment.
[0064]
As shown in FIG. 7, the abnormal water quality detection device 20 of the present embodiment is configured so that the microbial film 4 is orthogonal to the flow direction B of the liquid to be measured introduced into the measurement tank 10 through the inlet 11. The configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 except that it is provided at a position 2 mm or more away from the inlet. In the fifth embodiment, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0065]
According to the present embodiment, the microbial membrane 4 is provided in a direction orthogonal to the flow direction B of the measured liquid, but the introduction port of the measured liquid and the microbial membrane are separated by 2 mm or more. The detection measurement can be stably maintained. Here, the distance of “2 mm” is a value found by the present inventor based on many experimental results, but this value is accurately influenced by the flow rate of the flowing solution, so that it is more suitable for the flow rate. It is preferable to have
[0066]
Next, an abnormal water quality detection apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a measurement tank portion of the abnormal water quality detection apparatus according to the sixth embodiment.
[0067]
As shown in FIG. 8, the abnormal water quality detection device 20 of the present embodiment is the same as the fifth embodiment shown in FIG. 7 except that a liquid flow blocking unit 17 is provided between the introduction port 11 and the microbial membrane 4. The configuration is the same as that of the embodiment. In the sixth embodiment, the same parts as those in the fifth embodiment shown in FIG.
[0068]
According to the present embodiment, the microbial film 4 is provided in a direction orthogonal to the flow direction B of the measured liquid, but the measured liquid directly collides with the microbial film 4 by the liquid flow obstructing unit 17. Therefore, water quality measurement can be stably maintained.
[0069]
In order to control the contact state of the liquid to be measured with the microbial membrane 4, it is also effective to provide a stirring device for stirring the liquid to be measured inside the measurement tank 10.
[0070]
  As described above, according to the present invention, the abnormal water quality of the liquid to be measured introduced into the measuring tank can be accurately detected with high sensitivity in a short time by utilizing the oxidizing action of ferrous iron. While being able to detect, since the microbial film is provided substantially parallel to the flow direction of the liquid to be measured, the detection measurement can be stably maintained.Further, according to the present invention, the pollutant that gradually adheres to the inside of the introduction pipe and the measurement tank can be removed by continuing the abnormal water quality detection measurement with a strong acid solution having a pH of 4 or less. This is particularly effective for organic ones. Also, ferric iron is re-dissolved and easily removed. Furthermore, the deposits on the microbial membrane are also removed. For this reason, long-term stable high-accuracy measurement is possible.
[0071]
Alternatively, according to the present invention, the abnormal water quality of the liquid to be measured introduced into the measuring tank can be detected with high sensitivity and accuracy in a short time by utilizing the oxidizing action of ferrous iron. At the same time, since the liquid to be measured comes into contact with the microbial membrane through the conical purchase tube at a slow flow rate, the detection measurement can be stably maintained.
[0072]
  Alternatively, according to the present invention, the abnormal water quality of the liquid to be measured introduced into the measuring tank can be detected with high sensitivity and accuracy in a short time by utilizing the oxidizing action of ferrous iron. At the same time, since the introduction port of the liquid to be measured is separated from the microbial membrane by 2 mm or more, the detection measurement can be stably maintained.Further, according to the present invention, the pollutant that gradually adheres to the inside of the introduction pipe and the measurement tank can be removed by continuing the abnormal water quality detection measurement with a strong acid solution having a pH of 4 or less. This is particularly effective for organic ones. Also, ferric iron is re-dissolved and easily removed. Furthermore, the deposits on the microbial membrane are also removed. For this reason, long-term stable high-accuracy measurement is possible.
[0073]
Alternatively, according to the present invention, the abnormal water quality of the liquid to be measured introduced into the measuring tank can be detected with high sensitivity and accuracy in a short time by utilizing the oxidizing action of ferrous iron. At the same time, since the liquid to be measured is prevented from directly colliding with the microorganism film by the liquid flow obstructing portion, the detection measurement can be stably maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of an abnormal water quality detection device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a measurement tank portion of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a current value detected by the electrode device of FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a second embodiment of an abnormal water quality detection device according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a measurement tank portion of a third embodiment of an abnormal water quality detection device according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a measurement tank portion of a fourth embodiment of the abnormal water quality detection device according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a measurement tank portion of a fifth embodiment of an abnormal water quality detection device according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a measurement tank portion of a sixth embodiment of the abnormal water quality detection device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Introduction pipe
1a Acid supply piping
1t reagent piping
1p Measuring liquid supply pump
1q reagent supply pump
1r acid supply pump
2 discharge pipe
3 Electrode device
4 Microbial membrane
4h Detachable holder
5 Temperature controller
7 Reagent tank
8 Acid tank
10 Measuring tank
11 Introduction port
12 Discharge port
13 Conversion calculation means
14 Gas supply
17 Liquid flow obstruction
20 Abnormal water quality detection device
32 Gas-permeable membrane
33 Detection electrode
34 Counter electrode
35 Interior room
36 Dissolved oxygen electrode

Claims

A measuring tank having an inlet,
An inlet pipe connected to the inlet and for introducing the liquid to be measured into the inlet;
A reagent pipe connected to the introduction pipe and introducing the ferrous iron-containing solution into the introduction pipe;
In the measurement tank, a microbial membrane holding iron bacteria, provided substantially parallel to the flow direction of the liquid to be measured introduced from the introduction pipe through the introduction port into the measurement tank,
An electrode device connected to the microbial membrane;
Equipped with a,
The introduction pipe is connected to a gas supplier for supplying air or a gas whose oxygen concentration is adjusted to be constant, and is connected to an acid supply pipe for introducing an acid solution,
The abnormal water quality detection device , wherein the acid solution is a solution adjusted to PH4 or lower .

The abnormal water quality detection device according to claim 1, wherein the introduction pipe is formed in a spiral shape.

A measuring tank having an inlet formed in a substantially conical shape with a large diameter on the inner side;
An introduction pipe connected to the end of the introduction port on the small diameter side and introducing the liquid to be measured into the introduction port;
A reagent pipe connected to the introduction pipe and introducing the ferrous iron-containing solution into the introduction pipe;
A microbial membrane for holding iron bacteria provided in the measurement tank;
An electrode device connected to the microbial membrane;
An abnormal water quality detection device comprising:

4. The abnormal water quality detection device according to claim 3, wherein the shape of the introduction port is a conical shape in which a vertical angle of a cross section including the shaft and parallel to the axial direction is 120 degrees or more.

A measuring tank having an inlet,
An inlet pipe connected to the inlet and for introducing the liquid to be measured into the inlet;
A reagent pipe connected to the introduction pipe and introducing the ferrous iron-containing solution into the introduction pipe;
In the measurement tank, a microbial membrane for holding iron bacteria provided at a position 2 mm or more away from the inlet,
An electrode device connected to the microbial membrane;
Equipped with a,
The introduction pipe is connected to a gas supplier for supplying air or a gas whose oxygen concentration is adjusted to be constant, and is connected to an acid supply pipe for introducing an acid solution,
The abnormal water quality detection device , wherein the acid solution is a solution adjusted to PH4 or lower .

A measuring tank having an inlet,
An inlet pipe connected to the inlet and for introducing the liquid to be measured into the inlet;
A reagent pipe connected to the introduction pipe and introducing the ferrous iron-containing solution into the introduction pipe;
A microbial membrane for holding iron bacteria provided in the measurement tank;
An electrode device connected to the microbial membrane;
A liquid flow obstruction provided between the inlet and the microbial membrane;
An abnormal water quality detection device comprising:

The abnormal water quality detection device according to claim 3, wherein the introduction pipe is connected to a gas supplier for supplying air or a gas whose oxygen concentration is adjusted to be constant .

The abnormal water quality detection apparatus according to claim 7, wherein the introduction pipe is connected to an acid supply pipe for introducing the acid solution .

The abnormal water quality detection apparatus according to claim 8, wherein the acid solution is a solution adjusted to a pH of 4 or less .

The abnormal water quality detection device according to claim 1, wherein the measurement tank includes a stirring device for stirring the liquid to be measured introduced therein .

The abnormal water quality detection device according to claim 1, wherein the microbial membrane is detachably provided.

The abnormal water quality detection device according to claim 1, wherein the measurement tank is provided in a temperature regulator.