JPH0471692A - 微生物撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微生物を撮像するための微生物撮像装置に係
り、特に下水処理場で用いる微生物の監視用に好適な微
生物撮像装置に関する。

〔従来の技術〕

下水処理場ではエアレーションタンクにおいて流入水に
空気を吹き込み（曝気）、流入水中の有機物を微生物に
摂取させることによりこの有機物を除去し、続いて微生
物を沈殿池で沈降させて上澄液を放流している。このた
め、有機物を摂取し、かつ沈降性の良い微生物を維持す
ることが必要である。これら微生物は擬態性微生物と糸
状性微生物とに大別される。この中で糸状性微生物が繁
殖（バルキング現象と称されている）しすぎると沈降性
が悪くなる。沈降性が悪化すると沈殿池がら微生物が流
呂するようになるので、例えばスファエロテイルス（Ｓ
ｐｈａｅｒｏｔｉｌｕｓ）などの糸状性微生物を！１５
殖させないことが重要で、もし糸状性微生物が繁殖する
と処理水質が悪化したり、これら微生物が流出するとい
う問題点を生じる。

この問題点を防止するためには、糸状性微生物の量を測
定して監視することが重要になる。現在、糸状性微生物
の長さ、つまり量の測定は監視員によるマニュアル操作
によって行われている。例えば、下水処理プロセスでは
、エアレーションタンク内の水に含まれる糸状性微生物
の写真をとり、その長さをキルビメータにより測定する
か、あるいは顕微鏡観察によって測定するようにしてい
る。

しかしながら、これらの従来の測定方法は監視員による
マニュアル操作のため、熟練した監視員が測定しても１
回の測定に数時間を要する。このため、連続監視と早期
検出が出来ず、糸状性微生物の繁殖状態の管理を良好に
行えないという欠点を有する。

この欠点を解決するための従来技術に特開昭６２１８４
４２８号に示されたものがあり、被検水をパイプで導い
てその一部をサンプリングして固定し、光をあてて倍率
可変のテレビカメラで撮像し、モニターテレビに表示し
て観察している。また特開昭６３−４１６３９号に示さ
れたものでは、エアレーションタンク内に直接浸漬させ
て微生物のテレビ撮像を行うことのできる浸漬型の微生
物監視モニターを用い、いずれも観測を短時間で行える
ようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

特開昭６２−１８４４２８号に示された技術によると、
被検水のサンプリング過程にて微生物が破壊されたり擬
集してしまい、正確な計測ができないという問題があっ
た。また特開昭６３−４１６３９号に示されり技術では
、エアレーションタンク内の状態を直接観察できるから
、サンプリングによる状態変化の心配はないが、サンプ
ル室の厚さが固定していてかつ狭いため、サンプル室厚
さ以上の微生物群を計測できないこと、またタンク内を
水平方向に観察しているので、重力沈降により微生物が
モニター而の■の方向に移動し、静止した微生物画像が
得られない等の間層があった。

本発明の目的は、確実にかつ短時間で微生物の状態を観
察できる微生物撮像装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、浸漬式撮像装置をその撮像平面の法線方
法が璽直向きになるように配置し、また微生物固定用プ
ランジャの速度を、サンプル水が取り込み時に変化しな
いように制御することにより達成される。

〔作　用〕

撮像面の法線方向を垂直方向とすることによってタンク
内の水を垂直方向に観察できるから、微生物が重力沈降
により下降してもその影響は殆どなく、安定な静画面が
得られる。またサンプル固定用のプランジャをゆっくり
と動くように制御してサンプル時に微生物がばらばらに
ならないようにできるから、確実な測定が可能になる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により説明する。第２図は下水処
理プロセスのエアレーションタンク内の微生物観察シス
テムを示しており、エアレーションタンク１１０には沈
殿池１００の上澄液（汚水）と汚泥返送管１６０からの
返送汚泥（微生物）とが流入する。一方、ブロワ−１４
０は空気管１３０を介し送気し、散気装置１２０からエ
アレーションタンク１１０に空気を供給する。エアレー
ションタンク１１０内に供給された返送汚泥と汚水は撹
拌混合される。返送汚泥すなわち活性汚泥は微生物の擬
集した粒径０、］ｍｎ〜１．Ｏｍｎ前後の魂（ブロック
）で数十種の微生物を含むが、大別すると凝集性微生物
と糸状性微生物とから成る。活性汚泥は、供給された空
気中の酸素を吸収して汚水中に有機物を分解し炭酸ガス
と水にする。有機物の一部は活性汚泥の菌体増殖に当て
られる。活性汚泥と汚水の混合液は沈殿池１５０に導か
れ、ここで活性汚泥が重力沈降する。上澄液は通常塩素
殺菌処理した後に放流される。一方、沈降汚泥は汚泥返
送管１６０から返送汚泥としてエアレーションタンク１
１０に返送される。

撮像装置２００は本発明になるものであって、エアレー
ションタンク１１０の液中に浸漬配置され。

エアレーションタンク内の微生物の拡大画像を得る機能
を有する。現場操作盤３３０は撮像装置２００内に配置
されているテレビカメラ、照明、洗浄及びサンプルの各
手段を制御する装置を内蔵しており、中央操作盤３００
からの制御信号もしくは操作盤内のタイマーに同期して
撮像装置２００へ制御信号を送信する。撮像装置２００
からの微生物拡大画像の映像信号は、現場操作盤３３０
に接続されている現場用モニター３４０に映し出される
と同時に、中央操作盤３００へも送信される。

中央操作盤３００は現場操作盤３３０から送信されてく
る映像信号を受信し、中実用モニター３２０及び画像処
理装置３１０に送信する装置と、手動にて撮像装置２０
０を遠隔操作するための制御信号を現場操作盤３３０に
送信する装置とを、その内部に備えている。ここで制御
信号とは例えば、撮像装置２００内蔵のテレビカメラ、
照明等の電源の入切。

洗浄サンプルの開始指令、カメラの絞り、焦点距離操作
等の信号である。画像処理装置３１０は、撮像装置２０
０からの微生物拡大画像の画像信号を画像処理し、微生
物の種類の同定、微生物の大きさ。

個数、出現頻度等の計算値を中央モニター３２０に出力
する。モニターテレビ３２０は、撮像装置２００から送
信される映像や画像処理装置３１０から送信される映像
並びに計算値を表示する。

第１図は本発明になる撮像装置２００の一実施例を示す
もので、円筒形をした撮像装置をその断面図で示してい
る。本撮像装置は、防水密閉の本体ケース２１０とプラ
ンジャ２１〕の２つの部分から成る。

プランジャ２１１はアーム２２１を介し本体ケース２１
０と接続されている。本体ケース２】０内に設置されて
いるプランジャ駆動用モータ２１４は、動力変換器２１
５を経由してアーム２２１を上下に移動させ、これによ
ってプランジャ２１１は本体ケースから離れたり（プラ
ンジャを下げる）、密着したり（プランジャを上げる）
する。プランジャ２１１には、深さ１００μｍ程度の凹
みのあるサンプル固定用ガラス２１８が備えられており
、プランジャ２１１が本体ケース２１０に密着した場合
、１００μｍ程度のサンプル空間２３０を形成する。プ
ランジャ駆動用モータ２１４の回転方向、起動、停止７
回転速度の緩急指令の信号は、現場操作盤３３０から送
信されてくる。なお、第１図はプランジャ２１１が本体
ケース２１０から離れた状態を示している。

サンプル空間２３０内に満たされる活性汚泥と汚水を含
む混合液には、プランジャ２１１内に設置された照明装
置２１９の光がサンプル固定用ガラス２２８を介して照
射される。照射光は観察窓２１７、光学的拡大装置２１
６を経て、工業用テレビカメラ（以下ＩＴＶと称す）２
１２に導かれ、ここで混合液の輝度信号を電気信号に変
換され、現場操作盤３００へ送られる。この撮像装置２
００は、ＩＴＶ２１２の撮像面の法線方向が垂直方向と
なるように、エアレーションタンク内に配置されている
。

ワイパ駆動用モータ２１３は、現場操作盤３３０からの
指令にワイパ２２０（第１図では一部のみ図示）を駆動
し、観察窓２１７及びサンプル固定用ガラス２１８の表
面の洗浄とサンプル空間２３０の混合液の入し換えを実
施する。このワイパ２２０　駆ジノ時はプランジャ２１
１が本体ケース２１０から離れた状態となるように現場
操作盤３３０内にてインターロックがとられている６ 第３図はプランジャ２１】及びワイパ２２０の動作を説
明するもので、同図（ａ）はワイパ起動時のプランジャ
２１１の状態を示す図である。ワイパ駆動時は、アーム
２２１が垂直方向に動きプランジャ２１１と本体ケース
２１０の間隔を拡げている。ワイパ２２０は細いブラシ
構造であり、サンプル空間２３０の凹みの汚れも掻き出
す。第３図（ｂ）は撮像時のプランジャ２１１の状態を
示しており、サンプル空間２３０はＷＲ祭窓２１７とサ
ンプル固定用ガラス２１８にて密閉され、混合液中の活
性汚泥は閉じ込み固定された状態になる。この時ワイパ
２２０はプランジャ２１１に接触しない位置に移動して
いる。

第４図はサンプル空間２３０とその付近を拡大して示し
た図である。プランジャ側のサンプル固定用ガラスに凹
みを付はサンプル空間２３０を形成しており、観察窓２
１７とサンプル固定用ガラス２】８が接近した場合、重
力沈降の作用も手伝って間の空間に漂う汚泥群２５０は
サンプル空間２３０内に閉じ込められ、流出しない。こ
うして閉じ込められたサンプル汚泥は、垂直方向にＩＴ
Ｖ２１２により観察されるので、汚泥の重力沈降による
影響を受けずにｗｉ察が行える。但しプランジャを本体
側へ急速に近づけると内部の汚泥群が攪乱されて好まし
くないのでこのプランジャ移動には注意を要する。

第５図は、本実施例においてプランジャ２１１を本体２
１０へ近づけるときの移動速度Ｖの制御曲線を示してお
り、移動開始時刻Ｔ１では比較的大きい速度Ｖ＝Ｖｍａ
χ、プランジャ２１１と本体ケース２１０の距離が近く
なるにつれて／ＪＸさい移動速度とし、汚泥の外部流出
を極力減らすようにしている。

これによって正確な測定が可能になる。

なお、以上の実施例は下水処理プロセスに適用した例を
説明したが、本発明は、微生物を培養する他のバイオプ
ロセスや、液体中の微小物体の監視にも応用できる。

〔発明の効果〕 本発明によれば、サンプリング時に汚泥が攪乱されずか
つ外部へ流出しないから正確にかつ効率よく汚泥内の微
生物の監視ができる効果があり、またサンプル空間に固
定した微生物を重力沈降の影響を受けずに観察できるか
ら、安定な微生物画像が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は下水
処理プロセスの微生物観察システロを示す図、第３図は
プランジャ及びワイパの動作説明図、第４図はサンプル
空間とその周辺の拡大図、第５図はプランジャ移動速度
の制御曲線を示す図である。 ２００・・・撮像装置、２１１・・・プランジャ、２１
２・・・ＩＴＶ、２１４・・・プランジャ駆動用モータ
、２１７・・・ｔ７Ｒ察窓、２１８・・・サンプル固定
用ガラス。 代理人弁理士　　秋　本　正　実 第１図 ３３已１１トオ嘘ヒイ￥ｆｆｉ　３３０へ第２図 全り方臼 ↓ 第 図 ｔｉミオ （ａ） ワ づ ノず　ｐｉぐ　動　蒔 今 （ｂ） 撮吹特 第 図 １．１雰百 第 ５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、観察窓を有し、微生物を含む液体中に侵漬されたと
   きに液体が浸入しないように構成された防水ケースと、
   該防水ケース内に設定され上記観察窓を介して液体中に
   微生物を撮像するための二次元撮像手段と、上記観察窓
   の近くに微生物を含む液体を固定するための固定手段と
   を備えるとともに、上記二次元撮像手段を、その撮像面
   の法線方向が垂直方向となるように上記防水ケース内に
   設置されてなることを特徴とする微生物撮像装置。 ２、前記固定手段は、前記観察窓に対向して設けられた
   凹部を有しかつ該凹部が上記観察窓に向かう方向に移動
   可能なプランジャと、該プランジャを移動させる駆動手
   段と、上記凹部を上記観察窓の方向へ移動させるときに
   上記凹部が上記観察窓より遠いとき程大きい速度で、近
   いとき程小さい速度で上記プランジャが移動するように
   上記駆動手段を制御する制御手段とから成ることを特徴
   とする請求項１記載の微生物撮像装置。