JPH10282041A - 微生物電極チップ及び微生物膜活性化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被測定液のＢＯＤを測定する際に交換するこ
とができ、装着が容易で安価な微生物電極チップと、短
時間のうちに微生物電極チップの微生物膜を活性化する
ことができる微生物膜活性化装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】 本発明の微生物電極チップは、被測定液
中の有機成分を資化できる微生物膜と、一対の電極から
延び装着によって電流検出回路との接続が可能になる端
子を備え、前記有機成分の資化により消費された後の溶
存酸素を還元するとともに、測定ごとに交換が可能なこ
とを特徴とする。また本発明の微生物膜活性化装置は、
水の供給と排水が行われるとともに内部に微生物電極チ
ップが載置される活性化室と、前記活性化室に設けられ
前記微生物膜を活性化する活性化手段とを備えたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗濯業、車輌洗浄
施設、食料品製造業、飲食店等の下水道水、排水等の汚
濁の度合いを示すＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）を測
定するための微生物電極チップと、その微生物電極チッ
プの微生物を不活性状態から活性状態にまで活性化する
ことができる微生物膜活性化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求
量）の測定は日本工業規格に定められている公定法（工
業排水試験方法 ＪＩＳ Ｋ０１０２）に基づいて行わ
れていた。この方法は、排水を２０℃で５日間放置し、
溶存酸素の減少量を測定する。したがって、従来の公定
法ＢＯＤ５では５日間を要するため、測定結果がわかる
まで測定排水を保管しなければならず、また、測定範囲
も狭く、種菌の仕込み量等の決定に、ＣＯＤ（化学的酸
素消費量）より求めなければならず、非常に手間がかか
り、かつ、５日間の酸素消費量を４０〜７０％になるよ
うにしなければならない。したがって、この５日間の酸
素消費量が４０〜７０％から外れた場合、再度測定しな
ければならず、さらに５日間後に結果がでることにな
り、非常に時間を要する測定法であった。

【０００３】そこで、従来から微生物電極を用いて有機
物量、ＢＯＤを測定する装置が種々提案されている。例
えば、これら特公昭５７−５４７４２、特公昭５８−３
０５３７、特公昭６１−７２５８、実公平６−３７３２
４は酵母菌等を用いて微生物電極方式とした迅速型のＢ
ＯＤ測定装置である。

【０００４】この従来のＢＯＤ測定装置について、図５
を用いて説明する。従来のＢＯＤ測定装置は、微生物電
極を備えたフローセル６５中に、中性のりん酸緩衝液７
１を流して中性条件に保ち、空気を吹き込んで空気飽和
の条件下で被測定液中のＢＯＤ成分に対応するセル中の
溶存酸素低下量、すなわち微生物（酵母）の代謝によっ
て消費される溶存酸素量を隔膜式酸素電極の出力として
検出して測定するものである。さらにこれらを自動的に
測定できるようにマイクロコンピュータや、シーケンス
コントローラ２２等の制御手段により制御する装置が提
案されている。

【０００５】図５において、５はエアーポンプ、１４は
微生物膜、１５は電解液、１６−ａはアノード、１６−
ｂはカソード、６５は上記したフローセル、６６，６
７，６８は標準液、６９は検水、７０は水あるいはスラ
イム防止液を含んだ水である洗浄液、７１はりん酸緩衝
液である。検水６９のＢＯＤ値は、被測定液として洗浄
液７０を供給した際の出力をベース出力とし、ＢＯＤ既
知の有機物含有液からなる１または２以上の標準液、こ
の従来例の場合標準液６６，６７，６８を供給した際の
出力電圧から、出力電圧−ＢＯＤ値濃度変換の校正を行
ない、そののち検水を供給することにより測定されてい
る。そしてこの洗浄液７０、標準液６６，６７，６８や
検水６９の供給は、フローセル６５への液導入路に洗浄
液７０、標準液６６，６７，６８及び検水６９のいずれ
かに切り替え導入する、洗浄液７０、標準液６６，６
７，６８及び検水６９のバルブ手段が通常設けられてい
る。バルブ手段は制御手段２２によって切り替え制御さ
れる。

【０００６】ところでＢＯＤ測定を行う際に、検水６９
等の被測定液を送っても直ちには微生物膜が測定動作可
能にはならない。微生物膜は生き物であるから不活性状
態から活性化して十分な活動ができるようになるまでに
所定の立ち上げ期間が必要である。そこで従来のＢＯＤ
測定装置は、グルタミン酸とグルコースの混合液からな
るＢＯＤ標準液６６，６７，６８とりん酸緩衝液７１と
の混合液、また、洗浄液７０とりん酸緩衝液７１との混
合液を交互に供給し、これによって微生物の活性化を促
して微生物膜を立ち上げている。しかし、ＢＯＤ標準液
６６，６７，６８、洗浄液７０とりん酸緩衝液７１を供
給してから１日〜２日経過後に、ようやく微生物が有機
物を資化するようになり、溶液中の溶存酸素を消費する
ようになる。従ってＢＯＤが測定可能になるまでに少な
くとも１日〜２日という長い立ち上げ時間を必要とする
ものであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来技術（特公昭５７−５４７４２、特公昭５８−３０
５３７、特公昭６１−７２５８、実公平６−３７３２４
公報）においては、ＢＯＤ測定装置本体に微生物を固定
した微生物膜を使用しており、このため不活性な状態か
ら呼吸活性が可能な状態となるまでに１日〜２日という
長時間を必要とし、ＢＯＤ測定が短時間で行えないとい
う問題があった。

【０００８】また、被測定液のサンプルのＢＯＤを１つ
測定した後、別のサンプルを測定する場合に、ＢＯＤ標
準液、りん酸緩衝液や洗浄液を送って微生物膜を再生す
る必要があり、同様に短時間内にＢＯＤ測定ができない
という問題があった。

【０００９】本発明は従来の問題点を解決するもので、
被測定液のＢＯＤを測定する際に次々と交換することが
でき、装置への装着と電気的接続が容易で安価な微生物
電極チップを提供することを目的とする。

【００１０】また、短時間のうちに微生物電極チップの
微生物膜を活性化することができ、微生物膜の再生が不
要で、ＢＯＤ測定装置でＢＯＤを測定できるようになる
までに長時間の立ち上げ時間を必要としない微生物膜活
性化装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の微生物電極チップは、被測定液中の有機成分
を資化できる微生物膜と、一対の電極から延び装着によ
って電流検出回路との接続が可能になる端子を備え、前
記有機成分の資化により消費された後の溶存酸素を還元
するとともに、測定ごとに交換が可能なことを特徴とす
る。

【００１２】これにより、被測定液のＢＯＤを測定する
際に次々と交換することができ、装着と電気的接続が容
易で安価にすることができる。

【００１３】また本発明の微生物膜活性化装置は、水の
供給と排水が行われるとともに内部に微生物電極チップ
が載置される活性化室と、前記活性化室に設けられ前記
微生物膜を活性化する活性化手段を備えたことを特徴と
する。

【００１４】これにより、短時間のうちに微生物電極チ
ップの微生物膜を活性化することができ、微生物膜の再
生が不要で、ＢＯＤ測定装置でＢＯＤを測定できるよう
になるまでに長時間の立ち上げ時間が不要になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】請求項１に記載された発明は、基
板上にプリント配線された一対の電極と、前記一対の電
極上に設けられ電解液を収容する電解液部と、前記電解
液部を覆った酸素透過膜と、前記酸素透過膜上に設けら
れ被測定液中の有機成分を資化できる微生物膜と、前記
一対の電極から延び装着によってＢＯＤ測定装置の電流
検出回路との接続が可能になる端子を備え、前記有機成
分の資化により消費された後の溶存酸素を還元するとと
もに、測定ごとに交換が可能なことを特徴とする微生物
電極チップであるから、有機成分の資化で消費された後
の溶存酸素を還元してＢＯＤを測定でき、被測定液のＢ
ＯＤを測定する際に交換することができる。

【００１６】請求項２に記載された発明は、水の供給と
排水が行われるとともに内部に請求項１記載の微生物電
極チップが載置される活性化室と、前記活性化室に設け
られ前記微生物膜を活性化する活性化手段を備えたこと
を特徴とする微生物膜活性化装置であるから、短時間の
うちに微生物電極チップの微生物膜を活性化することが
でき、微生物膜を再生することが不要になる。

【００１７】請求項３に記載された発明は、前記活性化
手段が微生物膜に熱的刺激を与える加熱部を備えたか
ら、微生物膜の活性化を大きく促すことができる。

【００１８】請求項４に記載された発明は、前記活性手
段が微生物膜に電気的刺激を与える電極板と電圧発生装
置を備えたから、微生物の活性化を促すことができる。

【００１９】請求項５に記載された発明は、前記活性化
手段が微生物膜に薬剤を供給する薬剤供給部を備えたか
ら、直ちに刺激を与えることができる。

【００２０】請求項６に記載された発明は、前記活性化
手段が微生物に栄養を供給する栄養分供給部を備えたか
ら、刺激の程度を容易に変えることができる。

【００２１】請求項７に記載された発明は、前記活性化
室が複数設けられているから、複数のサンプルの測定を
行う場合でも、同時に複数の微生物電極チップの活性化
を行うことができる。

【００２２】請求項８に記載された発明は、前記活性化
手段を制御して微生物膜を活性化する制御手段を備えた
から、活性化を自動的に行うことができる。

【００２３】以下、本発明の一実施の形態である微生物
電極チップと、本発明の他の実施の形態である微生物膜
活性化装置について、図面の記載に基づいて詳細な説明
を行う。

【００２４】（実施の形態１）図１は本発明の一実施の
形態における微生物電極チップを装着するＢＯＤ測定装
置の概略全体図、図２は図１のＡ部の部分拡大図、図３
は本発明の一実施の形態における微生物電極チップの部
のパターン図である。

【００２５】本発明の微生物電極チップを説明する前
に、この微生物電極チップを使用することによってＢＯ
Ｄを測定できるＢＯＤ測定装置について説明する。図１
において、１はＢＯＤ測定装置本体、２はＢＯＤ測定装
置本体から延長した先端Ａ部に設けられた微生物電極チ
ップ、３は微生物電極チップ２を構成する微生物膜に空
気を供給するエアーノズル、４は測定したＢＯＤ等を表
示する液晶表示部、５はエアーノズル３に送る空気を吐
出するエアーポンプ、６は遠隔地とデータの交換ができ
る通信用コネクタ、７はＢＯＤを測定するために押す測
定開始ボタン、８は校正用ボタン、９はデータ保持用ボ
タン、１０は被測定液や標準液を入れる貯留部、１１は
測定器保持部である。このほか図示はしないが貯留部１
０の上部には余分の空気を排出する空気抜き開口が設け
られている。

【００２６】このＢＯＤ測定装置が行うＢＯＤの測定原
理について説明する。微生物電極チップ２を用いたＢＯ
Ｄ測定装置は、微生物電極チップ２を備えた貯留部１０
中を中性条件に保ちながら空気を吹き込んで空気飽和さ
せ、この条件下で被測定液中のＢＯＤ成分に対応する貯
留部１０内の溶存酸素低下量、すなわち微生物の代謝に
よって消費される溶存酸素量を、以下述べるような酸素
透過膜をもつ隔膜式酸素電極の出力として検出するもの
である。そして本実施の形態１の微生物電極チップ２
は、被測定液を変えた場合に、微生物電極チップ２自体
も同時に交換するバッチ式のものである。使い捨てがで
きる。なお、図５で示した従来のＢＯＤ測定装置は、被
測定液を変える場合に微生物電極を交換することはしな
い。これは固定した微生物電極に中性のりん酸緩衝液、
洗浄液および試料水を流して測定と微生物膜の再生を繰
り返すフロー式のものである。

【００２７】図２、図３において、１２は酸素ガス透過
膜であるテフロン膜、１３は樹脂モールド、１４は酵母
菌（トリコスポロンクタネウム）等の微生物を固定した
微生物膜、１５はＫＣｌ等の電解液を収容した電解液部
である。１６は基板上にプリント配線された一対の電極
であって、１６−ａがアノード、１６−ｂがカソードで
あり、１７は測定対象液である被測定液かまたは標準液
である。電解液部１５はテフロン膜１２によって覆わ
れ、電解液が密封されている。微生物膜１４はテフロン
膜１２上に設けられ、被測定液中に含まれている有機成
分を資化するものである。

【００２８】図２、図３に示すように、電極１６はアノ
ード１６−ａとカソード１６−ｂの一対からなる組が２
組設けられている。貯留部１０の下方位置に設けられた
組の第１のアノード１６−ａと第１のカソード１６−ｂ
には、これを覆う第１のテフロン膜１２の上に微生物膜
１４が設けられているが、上方側に設けられた組の第２
のアノード１６−ａと第２のカソード１６−ｂには微生
物膜１４は設けられていない。従って被測定液中に有機
成分が存在すれば、微生物膜１４が設けられている方の
第１のカソード１６−ｂでは、好気性の微生物である酵
母菌等の代謝によって有機成分が資化され、この際に溶
存酸素が消費され、残った溶存酸素が第１のカソード１
６−ｂで還元されることになる。これに対し、微生物膜
１４が設けられていない方の第２のカソード１６−ｂで
は、飽和状態の溶存酸素がそのまま還元されて出力され
る。このように本実施の形態１の微生物電極チップ２に
は、２組のアノード１６−ａとカソード１６−ｂが設け
られ、一方にのみ微生物膜１４が設けられてるから、酸
素飽和状態と有機成分に比例した酸素消費状態を同時に
測定でき、基準値の測定も併せて行えるものである。そ
して２組の電極１６のアノード１６−ａとカソード１６
−ｂがそれぞれ延び、基板端には４つの端子が１列に並
んで形成されている。この基板をＢＯＤ測定装置に設け
られた電流検出回路の端子に差し込んで装着することに
より、容易に電流を検出してＢＯＤの測定が可能にな
る。この電流検出回路は、オペアンプに負帰還抵抗を施
した電流／電圧変換回路と、マイクロコンピューターか
ら構成されるところのＡ／Ｄ変換部と計数部とから構成
される。測定後は微生物電極チップ２を取り外して廃棄
する。本実施の形態１の微生物電極チップ２は、基板上
に電極１６や端子を２組プリント配線し、その上に電解
液部１５となる貫通口を穿けた絶縁板を張り付け、その
開口内に電解液を収容しながらその上にテフロン膜１２
を接着し、第１のカソード１６−ｂの側には微生物膜１
４を樹脂モールド等を利用して固定したものであるか
ら、安価に製造できる。

【００２９】次いで、以上説明したＢＯＤ測定装置と微
生物電極チップを使用してＢＯＤを測定する際の手順と
動作について説明する。まず貯留部１０にＢＯＤ値が既
知である標準液を導入して、微生物電極チップ２を標準
液中に浸漬した状態でＢＯＤ測定装置本体１に取り付
け、さらに測定器保持部１１にこのＢＯＤ測定装置本体
１を固定する。次いで電源を入れると、マイクロコンピ
ュータから構成された制御部が動作可能になる。校正用
ボタン８を押すと、エアーポンプ５が駆動され、貯留部
１０内にエアーノズル３から空気が送り込まれる。これ
により標準液中の溶存酸素が飽和させられ、１０分間の
測定後制御部内のタイマーによって校正を終了する。

【００３０】校正が終了した後、測定対象液１７である
被測定液を貯留部１０に導入する。ここで測定開始ボタ
ン７を押すと、制御部はエアーポンプ５の駆動を開始さ
せ、貯留部１０内に空気を送り込む。この空気によって
被測定液中の溶存酸素が飽和される。なお、本実施の形
態１ではエアーノズル３とエアーポンプ４を用いて空気
を送り込んでいるが、固形の酸素発生剤を用いて酸素を
発生させてもよい。この場合、エアーノズル３とエアー
ポンプ４を省くことができる。１０分間の測定を行い、
ＢＯＤの測定を完了する。測定結果は、ＢＯＤ測定装置
本体１に設けた液晶等の表示部に表示させる。

【００３１】もし別の被測定液のサンプルを測定する場
合は、最初の測定で使用した微生物電極チップ２を取り
外すとともに、測定が終了した液を排出し、交換的に新
たな標準液を貯留部１０内に充たす。次いで後述する本
発明の微生物膜活性化装置の中で予め活性化しておいた
別の微生物電極チップ２を１つ取り出し、ＢＯＤ測定装
置本体１の電流検出回路の端子に装着する。再び校正用
ボタン８を押すと、エアーポンプ５が駆動され、エアー
ノズル３から空気が送り込まれて校正を終了する。

【００３２】校正が終了した後、別のサンプルの被測定
液を貯留部１０に導入し、測定開始ボタン７を押してエ
アーポンプ５の駆動し、貯留部１０内に空気を送り込
む。この空気によって被測定液中の溶存酸素が飽和され
る。１０分間の測定を行うとＢＯＤの測定を完了する。
さらにサンプルの被測定液があれば、この繰り返しとな
る。

【００３３】（実施の形態２）続いて本実施の形態２の
微生物膜活性装置について以下詳細に説明する。図４は
本発明の他の実施の形態における微生物膜活性化装置の
概略図である。図４において、１８は微生物膜活性化装
置、１９は電極板、２０は電圧発生装置、２２はマイク
ロコンピュータあるいはシーケンスコントローラ等の制
御手段である。制御手段２２は後記する電圧波形，電圧
値，周波数コントローラ３８を動作させ、電圧発生装置
２０を駆動せしめ、所定の電圧波形、電圧値、周波数で
電極板１９に直流電圧あるいは高周波電圧を印加させる
ことができる。電極板１９は微生物膜にこのような電圧
を印加して電気的刺激を与え、微生物膜内の微生物を活
性化するものである。外部から電界をかけて細胞内部に
電位を生じさせ、電子の移動が生じ易くして代謝の化学
反応を促し、微生物を活性化するものである。ただあま
り高電圧を印加するのはいったん活性化しても細胞膜等
を破壊するためよくない。

【００３４】２３はイーストエキス，ポリペプトン等の
薬剤、２４はグルコース等の栄養剤、２５、２６、６３
はバルブ、２７は撹拌部羽根、２８は撹拌用モータであ
る。薬剤２３は化学的刺激を与え、短時間のうちに微生
物の活性化を促すものである。また栄養剤２４は微生物
が活性化する際に必要な糖類を供給するものである。こ
れらの薬剤２３と栄養剤２４は微生物にとって生存環境
を好転させ、活性化反応を促す作用を有すものである。
なお薬剤２３を収容した容器とバルブ６３等が本実施の
形態２の薬剤供給部を構成し、栄養剤２４を収容した容
器とバルブ２６等が栄養剤供給部を構成するものであ
る。

【００３５】２９は加熱部であるヒータ、３０はヒータ
用電源、３１はサーミスタ等の温度センサ、３２はヒー
タ制御用ドライバ、３３は仕切板、３４は排水用バル
ブ、３５、３６、３７、６２はバルブ開閉用ドライバで
ある。ヒータ２９は微生物膜１４に熱的刺激を与えて、
微生物膜１４を活性化する。微生物電極チップ２の微生
物は、未使用状態では水分，酸素，栄養ともに不十分な
状態におかれて耐久型の状態におかれている。これを活
性化させるためには薬剤２３や栄養剤２４を与えるだけ
でなくさらに温度が重要で大きな影響をもつ。ヒータ２
９は、加熱当初は少し高目の５０℃〜６５℃程度に短時
間加熱して熱的に強めに刺激し、その後は微生物膜１４
がもっとも代謝が活発になる３０℃〜５０℃程度にまで
下げて加熱するものである。ヒータ２９は複数の活性化
室で別々の制御ができるように各活性化室ごとに設ける
のが望ましい。３８は電圧波形／電圧値／周波数コント
ローラ、３９は電極端子、４０は貯水タンク、４１〜４
５は補給用バルブ、４６〜５０は補給用バルブドライ
バ、５１〜５５は排水用バルブ、５６〜６０は排水用バ
ルブドライバ、６１はりん酸緩衝液、６４は攪袢用モー
タドライバである。りん酸緩衝液６１は、薬剤２３、栄
養剤２４と同様、適度の化学的刺激を微生物膜に与えて
膜内の微生物を活性化するものである。このようにりん
酸は微生物の活動に影響を及ぼすので、りん酸の濃度や
供給量を変えることで微生物の活動のコントロールが行
える。

【００３６】図４に示されたように、微生物膜活性化装
置１８の内部は仕切板３３によって複数の活性化室に分
離されている。各活性化室にはそれぞれ底と天井の位置
に電極板１９が対向して設けられており、底側の電極板
１９の上に測定に使用したい微生物電極チップ２を載置
すればよい。これら各活性化室への水の供給は制御手段
２２からの信号で、補助バルブドライバ４６〜５０を動
作させることにより行われ、補助用バルブ４１〜４５が
開状態にされることにより、貯水タンク４０内の水が各
活性化室にそれぞれ供給される。そして図示はしていな
いが、貯水タンク４０の水は制御手段２２とヒータによ
り加熱制御されて２０℃〜３０℃程度の所定の温度に保
たれている。

【００３７】貯水タンク４０の水（通常はお湯）が制御
手段２２からの指令で各活性化室へ供給されると、制御
手段２２はバルブ開閉ドライバ３５、３６、６２に信号
を送ってバルブ２５、２６、６３をそれぞれ開閉し、薬
剤２３、栄養剤２４、りん酸緩衝液６１を収容した容器
からそれぞれ、所定量の薬剤２３、栄養剤２４、りん酸
緩衝液６１を微生物膜活性化装置１８内に導入する。薬
剤２３、りん酸緩衝液６１の供給量は、それぞれ、微生
物膜１４の立ち上げ時間に対応した必要量が制御手段２
２によって演算される。薬剤２３、栄養剤２４、りん酸
緩衝液６１の供給量の制御を各活性化室ごとにできるよ
うにするため、バルブは各活性化室ごとに設けてある。

【００３８】仕切板３３によって分離されている複数の
活性化室は、上下の周囲をジャケットのようにして貯水
タンク４０から供給される水（お湯）で循環して所定の
温度に保温するのが望ましい。微生物膜活性化装置１８
内の水（お湯）は各活性化室内を所定温度に設定するた
めヒータ２９で加熱される。この温度は微生物電極チッ
プ２の微生物が不活性状態から活性状態になるのに必要
な立ち上げ時間を考慮して選択される。すなわち既述の
ように加熱当初は高めの５０℃〜６５℃程度に加熱して
刺激を与えるが、活性化するのに十分な時間がある場合
は少し低めが選ばれ、立ち上げ時間が十分ない場合には
少し高めの６０℃〜６５℃の温度を選ぶのが適当であ
る。微生物膜活性化装置１８内の水（お湯）の温度は温
度センサ３１によって検出され、これが制御手段２２の
アナログ入力ポートに入力される。制御手段２２は水
（お湯）が所定の温度になるように加熱量を演算し、制
御手段２２からの出力信号はヒータ制御用ドライバ３２
に送られる。ヒータ制御用ドライバ３２はヒータ用電源
をＯＮ／ＯＦＦ制御し、ヒータ２９を流れる電流がＯＮ
／ＯＦＦ制御され、水（お湯）のもつ熱は微生物膜を活
性化する。そして１回の測定に際し、通常２つ以上の微
生物電極チップ２を使用することはないので、各活性化
室の温度制御を微生物電極チップ２の使用順序に従って
行い、ＢＯＤ測定の測定時間間隔で１つづつ遅延させて
加熱していくのが適当である。微生物電極チップ２は立
ち上げ当初に６０℃〜６５℃に加熱された後徐々に水
(お湯）の温度は低下させられ、最終的には微生物の活
動がもっとも活発になる３０℃〜５０℃程度にコントロ
ールされるものである。

【００３９】さらに微生物膜活性化装置１８内の水（お
湯）に局所的な温度ムラや温度勾配が生じないようにす
るため、制御手段２２は攪袢用モータドライバ６４に信
号を送って攪袢用モータ２８を駆動し、攪袢羽根２７を
回転させている。各活性化室ごとに撹拌羽根２７を設け
て撹拌するのが適当である。攪拌羽根２７が回転すると
内部の水が攪拌され、水（お湯）の温度を一様にするこ
とができる。このように本実施の形態２の微生物膜活性
装置は、各活性化室ごとに水（お湯）が制御手段２２に
よって温度ムラをなくしながら、所定の温度経過をたど
って最終的に３０℃〜６０℃にコントロールされ、この
間の熱的刺激によっていわば冬眠中の微生物膜が活性化
されるものである。

【００４０】予定された微生物電極チップ２の立ち上げ
時間が経過すると、制御手段２２からバルブ開閉ドライ
バ３７へ信号が送られ、排水用バルブ３４を開き、排水
する。液面が仕切板３３の上側より下がると、マイコン
２２からバルブ開閉ドライバ３７へ信号が送られ、排水
用バルブ３４を閉じて、水および液面の落下を防止す
る。このとき、液面が仕切板３３の上側（電極板１９）
より下がるのを液面センサ（図示なし）あるいはタイマ
によって検知し、一定高さに液面制御する。この液面制
御は各活性化室ごとに行う。このように一定液面高さに
なった活性化室の微生物電極チップ２は、測定のために
使用可能である。

【００４１】次に、微生物電極チップ２の微生物膜活性
化装置１８からの取出しについて説明する。使用者が図
示しない取り出しボタンを押すと、制御手段２２から排
水用バルブドライバ５６に信号が送られ、対応する排水
用バルブ５１を開いて、微生物電極チップ２が使用可能
な１つの活性化室内の水（お湯）を完全に抜く。同時に
制御手段２２はその活性化室の電極板１９への通電が断
たれているのを確認し、取り出し可能ランプ（図示しな
い）を点灯する。その後、前方の扉を開いて微生物電極
チップ２を取り出すことができる。しかし他の活性化室
においては制御手段２２は微生物電極チップ２の使用順
序に従った制御をそのまま続けているものである。

【００４２】以上説明した本実施の形態２の微生物膜活
性化装置１８の使用方法を説明する。

【００４３】まず、使用者は本実施の形態１の微生物電
極チップ２を被側定液のサンプル数だけ用意して微生物
活性化装置１８の複数の活性化室の底側の電極板１９上
に一方から順にそれぞれ１つづつ載置する。次いで、測
定開始を何時間後に行うのか、何分間隔で測定するのか
等を入力手段(図示しない)から制御手段２２に入力す
る。制御手段２２はその測定時間間隔で微生物電極チッ
プ２の数だけ活性化スケジュールを演算設定し、微生物
電極チップ２の置かれた活性化室に割り振る。微生物電
極チップ２の使用順にだけ従って立ち上げを行う場合
は、同一の活性化プロセスを測定時間間隔で遅らせて行
うのが簡便でよい。しかし後続の微生物電極チップ２に
ついては長い時間をかけて別のプロセスで立ち上がらせ
るというのも適当である。

【００４４】活性化は次の手順で行われる。制御手段２
２は貯水タンク４０内の水の温度を所定の温度にまで上
げる。この水(お湯）の温度は２０℃〜３０℃程度であ
る。次いで制御手段２２は補給用バルブドライバ４６に
信号を送り、補給用バルブ４１を開いて最初に使用する
活性化室内に水（お湯）を補給する。水(お湯)の補給
後、制御手段２２はバルブ開閉ドライバ３５、３６、６
２に信号を送り、それぞれバルブ２５、２６、６３を開
いて、イーストエキス、ポリぺプトン等の薬剤２３、グ
ルコース等の栄養剤２４、りん酸緩衝液６１を微生物膜
活性化装置１８に送り込み、化学的刺激により微生物膜
内の微生物を活性化する。また、制御手段２２は、バル
ブ２５、２６、６３を開くのと同時に電圧波形／電圧値
／周波数コントローラ３８を動作させ、電圧発生装置２
０を駆動して電極板１９に所定の直流電圧あるいは高周
波電圧を印加して微生物膜１４に電気的刺激を与える。
さらに制御手段２２は微生物電極チップ２の活性化スケ
ジュールに従って温度制御に必要な加熱量／加熱速度を
演算し、その出力信号をヒータ制御用ドライバ３２に送
り、ヒータ用電源をＯＮ／ＯＦＦ制御し各活性化室内の
温度をコントロールする。これによって、水（お湯）の
熱によって微生物膜が活性化される。

【００４５】２番目に使用する微生物電極チップ２は、
測定時間間隔遅れるか、少し長い時間をかけて上記の手
順に従って立ち上げられる。３番目以降に使用する微生
物電極チップ２も同様に立ち上げられるものである。

【００４６】このように本実施の形態２の微生物活性化
装置１８は、予め測定時間と測定間隔を設定してやれば
次々と被測定液のサンプルを測定することができる、短
時間のうちに測定を終了することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の微生物電極
チップは、被測定液ごとに交換することができるから、
微生物膜を１回測定するごとに再生する必要がなく、短
時間に被測定排水のＢＯＤを測定できる。

【００４８】また本発明の微生物膜活性化装置によれ
ば、短時間で微生物膜を使用可能にすることができ、微
生物膜再生のためＢＯＤを測定できるようになるまで長
時間待つ必要がない。熱，電気，薬剤，栄養等の活性化
手段を備えているので、微生物膜を最短時間のうちに最
適の方法で活性化できる。制御手段によって測定に使用
する微生物部チップを被測定液のサンプル数だけ自動的
に次々と立ち上げることができ、立ち上げをきわめて容
易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における微生物電極チッ
プを装着するＢＯＤ測定装置の概略全体図

【図２】図１のＡ部の部分拡大図

【図３】本発明の一実施の形態における微生物電極チッ
プの部のパターン図

【図４】本発明の他の実施の形態における微生物膜活性
化装置の概略図

【図５】従来のＢＯＤ測定装置の概略全体図

【符号の説明】

１ ＢＯＤ測定装置本体 ２ 微生物電極チップ ３ エアーノズル ４ 液晶表示部 ５ エアーポンプ ６ 通信用コネクタ ７ 測定開始ボタン ８ 校正用ボタン ９ データ保持ボタン １０ 貯留部 １１ 測定器保持部 １２ テフロン膜 １３ 樹脂モールド １４ 微生物膜 １５ 電解液 １６ 電極 １６−ａ アノード １６−ｂ カソード １７ 被測定水 １８ 微生物膜活性化装置 １９ 電極板 ２０ 高電圧発生装置 ２２ 制御手段 ２３ 薬剤 ２４ 栄養剤 ２５、２６、６３ バルブ ２７ 撹拌部羽根 ２８ 撹拌用モータ ２９ ヒータ ３０ ヒータ用電源 ３１ 温度センサ ３２ ヒータ制御用ドライバ ３３ 仕切板 ３４ 排水用バルブ ３５、３６、３７、６２ バルブ開閉用ドライバ ３８ 電圧波形／電圧値／周波数コントローラ ３９ 電極端子 ４０ 貯水タンク ４１〜４５ 補給用バルブ ４６〜５０ 補給用バルブドライバ ５１〜５５ 排水用バルブ ５６〜６０ 排水用バルブドライバ ６１、７１ りん酸緩衝液 ６４ 攪袢用モータドライバ ６５ フローセル ６６〜６８ 標準液 ６９ 検水 ７０ 洗浄液

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上にプリント配線された一対の電極
   と、前記一対の電極上に設けられ電解液を収容する電解
   液部と、前記電解液部を覆った酸素透過膜と、前記酸素
   透過膜上に設けられ被測定液中の有機成分を資化できる
   微生物膜と、前記一対の電極から延び装着によってＢＯ
   Ｄ測定装置の電流検出回路との接続が可能になる端子を
   備え、前記有機成分の資化により消費された後の溶存酸
   素を還元するとともに、測定ごとに交換が可能なことを
   特徴とする微生物電極チップ。
2. 【請求項２】水の供給と排水が行われるとともに内部に
   請求項１記載の微生物電極チップが載置される活性化室
   と、前記活性化室に設けられ前記微生物膜を活性化する
   活性化手段を備えたことを特徴とする微生物膜活性化装
   置。
3. 【請求項３】前記活性化手段が微生物膜に熱的刺激を与
   える加熱部を備えたことを特徴とする請求項２記載の微
   生物膜活性化装置。
4. 【請求項４】前記活性手段が微生物膜に電気的刺激を与
   える電極板と電圧発生装置を備えたことを特徴とする請
   求項２または３記載の微生物膜活性化装置。
5. 【請求項５】前記活性化手段が微生物膜に薬剤を供給す
   る薬剤供給部を備えたことを特徴とする請求項２〜４の
   いずれかに記載の微生物膜活性化装置。
6. 【請求項６】前記活性化手段が微生物に栄養を供給する
   栄養分供給部を備えたことを特徴とする請求項２〜５の
   いずれかに記載の微生物膜活性化装置。
7. 【請求項７】前記活性化室が複数設けられていることを
   特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の微生物膜活
   性化装置。
8. 【請求項８】前記活性化手段を制御して微生物膜を活性
   化する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７
   のいずれかに記載の微生物膜活性化装置。