JPS6031888A - 微生物相検出装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は微生物相、特に活性汚泥の状態を自動的に検出
する微生物相検出装置に関する。

〔発明の背景〕

大量の微生物を利用する代表的な例として、生物学的下
水処理法が知られている。活性汚泥法は生物学的下水処
理法の１つで、好気性微生物の酸化分解作用を利用して
下水中の有機物を処理する方法である。プロセスは好気
性状態に維持される曝気槽と、微生物を重力沈降させる
沈殿池とから構成される。このプロセスの運転管理上、
特に重要なことは沈降性の良好な微生物を育成すること
である。これは、沈降性の悪い微生物が出現すると、沈
殿池から流出して処理水質を悪化させるだけでなく、プ
ロセス系内の線機生物量の低下を招いて処理不能に陥ら
せるためである。

ところで、一般に活性汚泥法でよく出現する微生物の種
類は５０種程度と云われている。これらの微生物群の総
称である活性汚泥を大別すると、２つのタイプの微生物
に分類できる。１つは凝集性の有るズーグレア（Ｚｏｏ
ｇ　Ｉｏｅａ　）タイプの微生物で、良好なフロックを
形成するため沈降性に優れている。他方は糸状性の微生
物で、フロック相互の接近を妨害し、沈降性及び圧密性
に劣っている。この糸状性微生物が異常に増殖すると、
バルキング状態（汚泥膨化）を引き起こし、沈殿池での
固液分離ができず、活性汚泥が流出する。

これらズーグレア性微生物及び糸状性微生物の増殖は曝
気槽における有機物負荷（単位活性汚泥重量当りの有機
物量）や曝気条件等により異なる。

したがって、流入条件が一日単位あるいは季節等で大き
く変化する下水処理場では安定したフ・１ツクを形成す
る微生物相の維持管理が大切である。

そのためには、活性汚泥の状態を把握することが必要と
なる。

活性汚泥の状態を把握するには通常光学顕微鏡が用いら
れている。顕微鏡像は多くの情報を含んでおシ、出現し
ている微生物の種類やその数を観察することにより、活
性汚泥の状態を知ることができる。従来、微生物の種類
や数を測定するには顕微鏡像そのものを目視で観察する
か、あるいは写真撮影してその撮像結果を目視で観察す
る方法が採られている。しかし、この情報を読みとるに
は熟練を要し、また、微生物に詳しい熟練オペレータで
も長時間を費し、頻度高い観察が困難である。特に、糸
状性微生物の出現数は撮像結果から個々の長さを手分析
によシ割り出し、総延長数をめるという労苦がある。し
たがって、顕微鏡像による微生物相の解析には専門知識
を持つ熟練オペレータでも長時間を要し、頻繁に観察を
することができず、有効な情報が十分に牛かされていな
いのが実状である。

〔発明の目的〕

本発明は従来の問題点に対処して成されたもので、その
目的とするところは顕微鏡像の情報を短時間で解析し、
糸状性微生物の出現状況を自動的に検出する微生物相検
出装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

、本発明の特徴は顕微鏡像を輝度情報に変換し、その輝
度ヒストグラムを３値化すると糸状性微生物の存在画素
を抽出できることに着目し、抽出画素数と微生物数との
間に相間々係によって糸状性微生物の出現状況を自動的
に検知するようにしたことにある。

〔発明の実施例〕

以下、実施例によシ本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例である。

像拡大装置２は光学顕微鏡のような微生物相を拡大する
。活性汚泥を含む検液をプレパラート１上に一定量を採
り、明視野で検鏡すると、第２図に示すコントラストの
ある原画像が作製できる。

原画像は明るい背景である液相部Ｂの中に暗い部分が存
在する。暗い部分はフロック部２と糸状性微生物部Ｆで
ある。３はビジコンカメラのような順次走査型撮像装置
で、原画像を輝度情報に変換する。ビジコンカメラ３に
よって得られた画像情報は情報処理装置１１で処理され
て、糸状菌量を表示する。まず、輝度情報処理回路４は
、ビジコンカメラ３からの輝度情報をＡ／Ｄ変換してデ
ィジタル信号に変換する。第３図は、第２図のＡ　−Ａ
′線上を走査した場合の輝度情報処理による輝度ヒスト
グラムでおる。第３図では、８ビツト（２５６目盛）に
処理している。液相部Ｂは高い値を示し、フロック部Ｚ
は低値を示し、その中間に糸状性微生物部Ｆが表示され
ている。閾値設定回路５は液相部Ｂの輝度レベル８ｂと
フロック部Ｚの輝度レベルＳｔの中間に２つの閾値（ス
レジオルトレベル）ＳＫ　、８ｘを選定する。８ｔ＞８
２の条件設定を行い、閾値Ｓ１を液相部Ｂの輝度変動範
囲以下にし、閾値Ｓ！をフロック部Ｚの輝度変動範囲以
上に設定する。糸状性微生物部Ｆの輝度範囲は閾値Ｓｔ
　とＳ１１の間に存在する。輝度レベル比較回路６は走
査線方向の１行ｊ列の各画素が持つ輝度情報８ｒ１を（
１）式によって２値化する。輝度レベル比較回路６の出
力によシ、糸状性微生物が存在する画素の抽出が行える
。第４図は２値化した結果を示す。次に、加算回路７は
２値化された情報に基づいてｉ行の画素における糸状性
微生物の画素数ｅ、ｌを次式に従ってめる。

ｅ、１＝ΣＳ１１　・・・・・・・・・（２）画素数演
算は１画面の各行について繰シ返し行い、１画面におけ
る糸状性微生物の画素数ｅ、を（３）式によりめる。こ
こで、ｎは列方向の走査線数である。（３）式の演算は
積分回路８で行う。一方、ｅ、＝Σ　ｅ、ｌ　・・曲・
・・（３）１．１ 顕微鏡等の像拡大装置２による原画像は、プレパラート
１上の１部であり、全体は多数の原画像から構成される
。したがって、全画面の画素数をめるには上述の操作を
全画面数Ｎに渡って行う必要がある。加算回路８は画面
が切り換わる場合に各画面毎の画素数を積分する機能を
有する。したがって、全画面すなわちプレパラート上に
存在すＥ＝　Σ　ｅ、　・・・・・・・・・（４）ｍｌ る糸状性微生物の全画素数Ｅがまる。

長さ演算回路９は糸状性微生物の総長さＬをめる。本発
明者らは、全画面の原画像を写真撮影して、キルビメー
タを用いて糸状性微生物の長さを測定した結果と（４）
式で得た糸状性微生物の全画素数と比較したところ第５
図の関係が得られた。

第５図の丸印が本発明による測定値である。第５図から
、全画素数と糸状性微生物の総長との間には比例関係が
あり、画素数から総長をめられることがわかる。したが
って、長さ演算回路９では次式によシサンプルの糸状性
微生物長さＬ′をＬ　／　＝＝　ｋｌ・Ｅ十ｂ　・・・
・・・・・・（５）ｋｔ、ｂ：定数 め、さらに、単位検ｉ孟当りの糸状性微生物長延Ｉ、＝
Ｌ’／ｖ　・・・・・・・・・（６）Ｖ：検液量 多数りを（６）式で得ることができる。また、重量換算
したい場合には、糸状性微生物の径γと密度ρより次式
でめられる。これは径ｒ及び密度ρのπ ｗ＝−ｒ”・ρ・Ｌ　・・・・・・・・・（７）値に従
来値を用いれば容易し演算できる。

表示制御回路１０は、各種画像情報ｔ−ＣＲＴ１２に表
示する場合の表示情報を選択あるいは制御する。表示制
御回路１０は、濃淡情報処理回路４の出力信号ｇ１又は
比較回路６の出力信号ｇ２すなわち糸状菌のみの画素な
どの画像処理結果、及び画像部塩の結果得られた特性値
すなわち、１画像当りの糸状菌量を表す信号ｇｓｓ又は
プレパラート上の糸状菌の全画素量ｇ４、又は糸状菌の
総量ｇ６を、ＣＲＴ１２に表示する。

以上のように本発明によれば糸状性微生物を計測可能で
ある。なお、実施例では画像処理技法を詳細に説明しな
かったが、本発明は入力画像の輝度修正や鮮明化による
コントラスト強調、おるいは平滑化によるノイズ除去等
の前処理、さらに、閾値設定に関する従来技術の適用を
阻むものではない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、専門知識を必要とすることなく、短時
間で微生物相を自動的に解析し、糸状性微生物量の検出
できる。また、微生物情報を短時間で取シ出すことがで
きるため、情報処理結果を実プラントの運転に迅速に反
映させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は活性
汚泥を対象とした顕微鏡像の模式図、第３図は第２図の
Ａ−Ａ’線上を走査したときの輝度ヒストグラム、第４
図は第３図における輝度レベルで２値化した図、第５図
は糸状性微生物の抽（９） 出画素数と総長の関係を示す特性図である。 １・・・プレパラート、２・・・像拡大装置、３・・・
ビジコンカメラ、４・・・輝度情報処理回路、５・・・
閾値設定回路、６・・・輝度レベル比較回路、７・・・
加算回路、８・・・積分回路、９・・・長さ演算回路、
１０・・・表示側（１０） 第３０ 高４０ 高５０ 」 奄 茹 Ｍ 子板め量　Ｅ（Ｆ）　（ｘｔＯす

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、微生物の鏡像を輝度情報に変換し、この輝度情報を
   走査して画素表示を行うものにおいて、糸状性微生物の
   存在する画素を抽出し、該抽出画素数から糸状性微生物
   の出現数を検出することを特徴とする生物相検出装置。