JP2000046823A - Method and apparatus for measuring bod of water - Google Patents
Method and apparatus for measuring bod of waterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、水の生物化学的酸
素要求量の測定方法および装置に関する。The present invention relates to a method and an apparatus for measuring the biochemical oxygen demand of water.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、水質の改善方法として、下水や
生活排水の処理のために活性汚泥法などの微生物処理法
が広く利用されている。また、工業用排水処理設備を有
する工場や、グリーストラップが設備されたレストラン
や食堂などにおける排水については、排水の水質に関す
る規制基準が満足されることが必要であり、そのために
例えば活性炭、微生物製処理剤、微生物活性化剤の投入
などの手段による排水の処理が行われている。而して、
このような排水処理がなされた後の水については、その
排水処理の結果が満足すべきものであることを確認する
ために、水質を検査することが必要である。2. Description of the Related Art Generally, as a method for improving water quality, a microorganism treatment method such as an activated sludge method for treating sewage and domestic wastewater is widely used. In addition, for wastewater in factories having industrial wastewater treatment facilities, restaurants and cafeterias equipped with grease traps, it is necessary that the regulatory standards regarding the quality of the wastewater be satisfied. Wastewater is treated by means such as the addition of a treating agent or a microbial activator. Thus,
With respect to the water after such wastewater treatment, it is necessary to inspect the water quality in order to confirm that the result of the wastewater treatment is satisfactory.
【０００３】現在、排水のための水質の基準は水質汚濁
防止法によって定められており、特に生活環境項目とし
ては、ｐＨ（水素イオン濃度）、生物化学的酸素要求量
（ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、浮遊物質量
（ＳＳ）およびノルマルヘキサン抽出物質（油分）の含
有量が重要なものであるが、これらのうち、特に生物化
学的酸素要求量の測定は、大きな負担を強いられものと
なっている。At present, water quality standards for wastewater are defined by the Water Pollution Control Law. In particular, living environment items include pH (hydrogen ion concentration), biochemical oxygen demand (BOD), and chemical oxygen. The required amount (COD), the amount of suspended solids (SS), and the content of normal hexane extractables (oil) are important, and among them, the measurement of biochemical oxygen demand is particularly heavy. It has become a thing.
【０００４】「生物化学的酸素要求量」とは、水中の例
えば炭水化物、脂質、蛋白質などの有機物が、好気性微
生物の生活による資化活動によって酸化分解されて安定
した物質となるまでの間に消費される酸素量（単位：ｍ
ｇ／リットル）である。従って、生物化学的酸素要求量
の値が高いことは、汚濁物質としての有機物の含有量が
多くて汚染度の高い水であることを意味する。[0004] The term "biochemical oxygen demand" refers to the time required for organic substances such as carbohydrates, lipids, and proteins in water to be oxidatively decomposed by assimilative activities of aerobic microorganisms into stable substances. Amount of oxygen consumed (unit: m
g / liter). Therefore, a high value of the biochemical oxygen demand means that the water has a high content of organic substances as pollutants and is highly polluted.
【０００５】或る検水の生物化学的酸素要求量の値は、
好気性微生物の生活の前後において、当該検水における
溶存酸素濃度、すなわち水中に溶け込んでいる酸素濃度
（「ＤＯ」と略記される。単位：ｍｇ／リットル）を測
定することによって求めることができ、この溶存酸素濃
度の測定は、ＤＯ電極を有する溶存酸素濃度測定器を利
用することによってリアルタイムで実行することができ
る。そして、標準として定められているＪＩＳ Ｋ０１
０２による測定方法によれば、生物化学的酸素要求量
は、好気性微生物を投入して温度２０℃で５日間放置し
たときに消費された酸素量で表されるものである。それ
は、信頼性の高い測定結果を得るために、好気性微生物
の繁殖とその生活による有機物の分解を少なくとも５日
間行わせることが必要だからである。[0005] The value of the biochemical oxygen demand of a test sample is
Before and after the life of the aerobic microorganism, it can be determined by measuring the dissolved oxygen concentration in the test water, that is, the concentration of oxygen dissolved in the water (abbreviated as “DO”; unit: mg / liter), The measurement of the dissolved oxygen concentration can be performed in real time by using a dissolved oxygen concentration measuring instrument having a DO electrode. And JIS K01 which is defined as a standard
According to the measuring method of No. 02, the biochemical oxygen demand is represented by the amount of oxygen consumed when an aerobic microorganism is charged and left at a temperature of 20 ° C. for 5 days. This is because, in order to obtain a reliable measurement result, it is necessary to allow the propagation of the aerobic microorganisms and the decomposition of the organic matter by their life for at least 5 days.
【０００６】しかしながら、このように５日間もの長い
日数を要することは実際上きわめて不便であることか
ら、短時間で生物化学的酸素要求量を求めることのでき
る「微生物電極による生物化学的酸素消費量測定器」の
基準的条件がＪＩＳ Ｋ３６０２で制定された。この測
定装置の原理は、特定の微生物を固定した膜（「微生物
膜」という。）を溶存酸素濃度測定器のＤＯ電極に装着
し、この微生物膜を通過する水中の有機物を当該微生物
が資化することによって生じる当該微生物の呼吸活性の
変化をＤＯ電極によって検出するものであり、その原理
は次のとおりである。However, since it is extremely inconvenient to require such a long number of days as 5 days, it is possible to obtain the biochemical oxygen demand in a short time. The standard conditions for "measuring device" have been established in JIS K3602. The principle of this measuring device is that a membrane on which a specific microorganism is immobilized (referred to as “microbial membrane”) is attached to a DO electrode of a dissolved oxygen concentration measuring instrument, and the microorganisms assimilate organic substances in water passing through the microorganism membrane. The change of the respiratory activity of the microorganism caused by the change is detected by a DO electrode, and its principle is as follows.
【０００７】微生物膜を流過する水中の有機物の含有量
が少ないときには、微生物の呼吸量は少ないため、ＤＯ
電極の応答には大きな変化は現れないが、有機物の含有
量が多いときには、微生物膜の微生物がその有機物を資
化するために呼吸量が多くなって多量の酸素（Ｏ2 ）を
消費することとなり、これにより、ＤＯ電極の検出電流
の大きさが減少するが、例えば２０分間程度の時間が経
過すると定常状態になり、このときに有機物を含有しな
い清浄な水を流過させると、微生物の呼吸量が減少して
検出電流の大きさが約３０分間程度で回復する。When the content of organic matter in water flowing through a microbial membrane is small, the respiration of microorganisms is small.
Although there is no significant change in the response of the electrode, when the content of organic matter is high, the microorganisms in the microbial membrane increase the respiration and consume a large amount of oxygen (O 2 ) to assimilate the organic matter. Thus, the magnitude of the detection current of the DO electrode decreases. However, the state becomes a steady state after elapse of about 20 minutes, for example. The respiratory volume decreases and the magnitude of the detected current recovers in about 30 minutes.
【０００８】然るに、以上の操作におけるＤＯ電極の検
出電流の経時的変化の態様は、水中の有機物の含有量に
応じたものとなる。従って、有機物濃度が既知である標
準検液を微生物膜に流過させたときのＤＯ電極の電流の
変化を表す検量線を、種々の有機物濃度の標準検液につ
いて求めておけば、この標準検液についての検量線に対
して、有機物濃度が未知の検水について同様の操作を行
ったときに得られる結果を照合することにより、当該検
水の有機物濃度を求めることができる。以上のように、
このいわば簡便型の測定方法によれば、標準検液につい
ての測定に要する時間を別として、実際上、２時間以内
という短い時間のうちに生物化学的酸素要求量を求める
ことができ、その点では有利な方法である。However, the manner in which the detected current of the DO electrode changes with time in the above operation depends on the content of organic matter in water. Therefore, if a calibration curve representing the change in the current of the DO electrode when a standard test solution having a known organic substance concentration is allowed to flow through a microbial membrane is determined for standard test solutions having various organic substance concentrations, this standard test solution can be obtained. By collating the result obtained when the same operation is performed on a test water with an unknown organic substance concentration with respect to a calibration curve for the liquid, the organic matter concentration of the test water can be obtained. As mentioned above,
According to this simple method, the biochemical oxygen demand can be determined in a short time of less than 2 hours, apart from the time required for the measurement of the standard test solution. This is an advantageous method.
【０００９】しかしながら、上記の方法には、次のよう
な問題点がある。 （１）微生物膜の使用に伴って微生物の活性が低下し、
その寿命は通常１ヶ月位であるために、微生物膜を頻繁
に新しいものと交換することが必要であり、しかも、必
ずしも信頼性の高い測定結果を得ることができない。 （２）微生物膜として、特定の種類の微生物を固定した
ものを用いることが必要とされているが、特定の種類の
微生物が分泌する酵素は、その酸化分解し得る有機物の
種類が特異的に特定されるものであり、それ以外の有機
物の分解に寄与しない。然るに、実際に有機物の分解に
関与する微生物は他種多様であり、結局、上記の簡便型
の測定方法では、特定の有機物についての消費酸素量の
情報が得られるに過ぎないため、測定結果は、この点で
も信頼性の低いものである。However, the above method has the following problems. (1) The activity of microorganisms decreases with the use of microorganism membranes,
Since the lifetime is usually about one month, it is necessary to frequently replace the microbial membrane with a new one, and it is not always possible to obtain highly reliable measurement results. (2) It is necessary to use, as a microbial membrane, a substance in which a specific type of microorganism is immobilized. However, the enzyme secreted by the specific type of microorganism has specific types of organic substances that can be oxidatively decomposed. It is specified and does not contribute to the decomposition of other organic substances. However, microorganisms that are actually involved in the decomposition of organic matter are of various types.In the end, the above-mentioned simple measurement method can only provide information on the amount of oxygen consumed for a specific organic matter, so the measurement result is In this respect, the reliability is low.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
生物化学的酸素要求量の測定方法では、長い時間と複雑
な操作が要求され、あるいは信頼性の高い測定結果を得
ることができない、という問題点がある。本発明は、以
上のような事情に基づいてなされたものであって、その
目的は、測定対象である検水について、その生物化学的
酸素要求量を、短時間で、容易に、また高い信頼性で求
めることのできる水の生物化学的酸素要求量の測定方法
を提供することにある。本発明の他の目的は、上記の方
法を簡便に実施することのできる水の生物化学的酸素要
求量の測定装置を提供することにある。As described above, in the conventional method for measuring the biochemical oxygen demand, a long time and complicated operation are required, or a highly reliable measurement result cannot be obtained. There is a problem. The present invention has been made based on the above-described circumstances, and an object of the present invention is to easily and easily obtain the biochemical oxygen demand of a sample to be measured in a short time. It is an object of the present invention to provide a method for measuring the biochemical oxygen demand of water, which can be determined by sex. Another object of the present invention is to provide an apparatus for measuring the biochemical oxygen demand of water, which can easily carry out the above method.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の水の生物化学的
酸素要求量の測定方法は、検水の溶存酸素濃度を監視し
ながら当該検水中で好気性微生物を或る時間だけ生活さ
せる微生物生活工程と、検水に空気を供給して曝気させ
る曝気工程とを繰り返すことにより、当該好気性微生物
の生活時間の経過に対する消費酸素量の積算値の変化の
状態を求め、その結果から、当該好気性微生物の生活時
間を延長した時点における合計の消費酸素量の予測値
を、当該検水の生物化学的酸素要求量として求めること
を特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION A method for measuring the biochemical oxygen demand of water according to the present invention comprises the steps of monitoring a dissolved oxygen concentration of a test sample and causing aerobic microorganisms to live in the test sample for a certain period of time. By repeating the living process and the aeration process of supplying air to the test water and aerating it, the state of the change in the integrated value of the amount of oxygen consumed with respect to the elapse of the life time of the aerobic microorganism is obtained, and from the result, It is characterized in that a predicted value of the total oxygen consumption at the time when the life time of the aerobic microorganisms is extended is obtained as the biochemical oxygen demand of the test water.
【００１２】本発明の水の生物化学的酸素要求量の測定
装置は、検水を収容する容器と、この容器内の検水の溶
存酸素濃度を監視する溶存酸素濃度測定器と、前記容器
内の検水に空気を供給する曝気機構と、前記溶存酸素濃
度測定器により得られる、検水に添加された好気性微生
物の生活時間の経過に対する消費酸素量の積算値の変化
の状態から、当該好気性微生物の生活時間を延長した時
点における合計の消費酸素量の予測値を、当該検水の生
物化学的酸素要求量として計算する処理機構とを有する
ことを特徴とする。The apparatus for measuring the biochemical oxygen demand of water according to the present invention comprises: a container for accommodating a test water; a dissolved oxygen concentration measuring device for monitoring a dissolved oxygen concentration of the test water in the container; The aeration mechanism that supplies air to the test water, and the state of changes in the integrated value of the amount of oxygen consumed over the life time of the aerobic microorganisms added to the test water, obtained by the dissolved oxygen concentration measurement device, And a processing mechanism for calculating a predicted value of the total consumed oxygen amount at the time when the life time of the aerobic microorganisms is extended as the biochemical oxygen demand of the test water.
【００１３】[0013]
【作用】本発明の水の生物化学的酸素要求量の測定方法
によれば、先行する微生物生活工程と後続の微生物生活
工程との間に、検水に対する曝気工程が行われるため、
その度に検水の溶存酸素濃度が十分に回復された状態と
なり、従って各微生物生活工程においては、必ず、好気
性微生物の最も活発な生活（資化活動）が開始されるこ
ととなる。そして、順次の微生物生活工程において検水
中の有機物は次第に分解されていくので、好気性微生物
の生活時間の経過に対する消費酸素量の積算値の変化の
状態を求めることができるが、この消費酸素量の積算値
は、当該好気性微生物の生活時間が長くなれば、含有さ
れる有機物が次第に減少していずれ消失することに対応
して、いわば飽和するようになるものであるから、この
飽和状態に至ったときの合計の消費酸素量を予測するこ
とができる。この合計の消費酸素量の予測値は、当該検
水の生物化学的酸素要求量を表すものである。According to the method for measuring the biochemical oxygen demand of water according to the present invention, an aeration step for test water is performed between a preceding microbial life process and a subsequent microbial life process.
Each time, the dissolved oxygen concentration of the test water is fully recovered, and therefore, in each microbial life process, the most active life of the aerobic microorganisms (assimilation activity) always starts. Since the organic matter in the test water is gradually decomposed in the sequential microbial life process, the state of the change in the integrated value of the amount of oxygen consumed over the life time of the aerobic microorganisms can be obtained. Since the integrated value of the aerobic microorganisms becomes longer as the life time of the aerobic microorganism becomes longer, the organic matter contained gradually decreases and eventually disappears. It is possible to predict the total amount of consumed oxygen at the time of reaching. The predicted value of the total oxygen consumption indicates the biochemical oxygen demand of the test water.
【００１４】このような方法によれば、結局、曝気工程
により、繰り返して行われる微生物生活工程がいわば加
速的条件下で実行されることとなり、従って、十分に高
い信頼性を有する結果が得られるに至るまで多数回にわ
たって微生物生活工程を繰り返す場合であっても、全体
としてきわめて短い時間のうちに目的とする生物化学的
酸素要求量を求めることができる。According to such a method, after all, the repetition of the microbial life process is carried out under accelerated conditions by the aeration process, so that a sufficiently reliable result is obtained. , The target biochemical oxygen demand can be determined within a very short time as a whole, even when the microbial life process is repeated many times.
【００１５】また、本発明の水の生物化学的酸素要求量
の測定装置によれば、上記の測定方法が実行されること
により、短時間のうちに、検水について目的とする生物
化学的酸素要求量を自動的に測定することができる。Further, according to the apparatus for measuring the biochemical oxygen demand of water of the present invention, the above-mentioned measuring method is executed, so that the target biochemical oxygen demand can be obtained in a short time. The required amount can be measured automatically.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。図１は、本発明の水の生物化学的酸素要求量の
測定方法の実施に用いられる装置の基本的構成を示す説
明図、図２は、本発明の水の生物化学的酸素要求量の測
定方法の実施における検水の溶存酸素濃度の経時的変化
の一例を示す曲線図、図３は、図２で得られる消費酸素
量の積算値の経時的変化を示す曲線図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described specifically. FIG. 1 is an explanatory view showing a basic configuration of an apparatus used for carrying out the method for measuring the biochemical oxygen demand of water of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the measurement of the biochemical oxygen demand of water of the present invention. FIG. 3 is a curve diagram showing an example of the change over time of the dissolved oxygen concentration of the test water in the implementation of the method. FIG. 3 is a curve diagram showing the change over time of the integrated value of the consumed oxygen amount obtained in FIG.
【００１７】図１において、１０は測定対象としての水
すなわち検水Ｗを収容する上部開放型の容器であって、
この容器１０内には、検水Ｗ中で空気を発泡状に供給す
る曝気管１２が配置され、この曝気管１２には、容器１
０の外部に配設されたエアポンプ１４から伸びるエアパ
イプ１６が接続されている。In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an open-top container for storing water to be measured, that is, a sample water W.
An aeration tube 12 for supplying air in the water sample W in a foamed state is disposed in the container 10.
An air pipe 16 extending from an air pump 14 disposed outside the apparatus 0 is connected.
【００１８】また、検水Ｗを加熱するためのヒーター１
８が、例えば容器１０の底部の外面に配設されると共
に、検水Ｗを攪拌するための攪拌機、図の例ではマグネ
ットスターラー２０が配設される。２２は、容器１０内
において、マグネットスターラー２０によって作動され
る回転攪拌子である。A heater 1 for heating the sample W
Reference numeral 8 denotes a stirrer for stirring the sample W, for example, a magnet stirrer 20 in the example shown in FIG. Reference numeral 22 denotes a rotary stirrer operated by the magnet stirrer 20 in the container 10.
【００１９】また、溶存酸素濃度測定器を構成するＤＯ
電極２４が、容器１０内の検水Ｗ中に浸漬された状態で
配置される。２６は制御処理部であって、エアポンプ１
４の駆動を制御すると共に、ＤＯ電極２４からの信号を
受けて検水Ｗの溶存酸素濃度を測定し、そのデータを処
理する機能を有する。Further, DO which constitutes a dissolved oxygen concentration measuring instrument is used.
The electrode 24 is arranged so as to be immersed in the test water W in the container 10. Reference numeral 26 denotes a control processing unit,
4 has a function of controlling the drive of No. 4 and measuring the dissolved oxygen concentration of the sample water W in response to a signal from the DO electrode 24 and processing the data.
【００２０】以上のような装置において、先ず、ヒータ
ー１８により、容器１０内の検水Ｗを例えば温度３０℃
に維持しておき、曝気管１２より空気を容器１０内の検
水Ｗに供給すると共に攪拌機によって攪拌し、これによ
って検水Ｗを十分に曝気処理する。これにより、検水Ｗ
は、例えば溶存酸素濃度が飽和した状態となる。ここに
水の飽和溶存酸素濃度は７．５３ｍｇ／リットルであ
る。In the apparatus as described above, first, the test water W in the vessel 10 is heated to a temperature of 30 ° C.
The air is supplied from the aeration tube 12 to the sample water W in the container 10 and is stirred by the stirrer, whereby the sample water W is sufficiently aerated. Thereby, water detection W
Is in a state where the dissolved oxygen concentration is saturated, for example. Here, the saturated dissolved oxygen concentration of water is 7.53 mg / liter.
【００２１】この状態で、容器１０内の検水Ｗに好気性
微生物を添加する。この好気性微生物としては、特に制
限されるものではなく、従来から有機物の酸化分解に有
用なものとして知られているものを用いることができ
る。例えば、水処理や生ゴミの処理に使用される或る種
の微生物製剤は、約２０種類以上の微生物が胞子状で休
眠状態で含有された粉体として入手されるが、この微生
物製剤は、例えば１０〜２０時間以上の活性持続時間が
得られ、しかも良好な保存性を有する。なお、微生物製
剤の添加に際しては、通常、バイオリアクターを用いて
処理することにより、微生物を覚醒させることが好まし
い。In this state, aerobic microorganisms are added to the test water W in the container 10. The aerobic microorganisms are not particularly limited, and those conventionally known as useful for oxidative decomposition of organic substances can be used. For example, certain microbial preparations used for water treatment and garbage disposal are obtained as powders containing about 20 or more types of microorganisms in a spore form and in a dormant state. For example, an active duration of 10 to 20 hours or more can be obtained, and the composition has good storage stability. In addition, at the time of adding a microorganism preparation, it is usually preferable to awaken the microorganism by treating using a bioreactor.
【００２２】微生物製剤は、検水Ｗについての溶存酸素
濃度をＤＯ電極２４により常時監視した状態のままで、
検水Ｗに添加される。ここに、微生物製剤の添加量は、
理論的にはすべての有機物が酸化分解されるに必要な量
以上であればよいが、その最少量は不明であるから、過
剰量の好気性微生物が添加されることとなる量とするこ
とが必要であり、実際には大過剰量で微生物製剤を用い
るのが好ましい。例えば、通常の排水の処理のためには
２００ｐｐｍ程度の濃度で使用される微生物製剤の場合
には、５０００ｐｐｍのような大過剰量で使用するのが
好ましい。The microbial preparation is continuously monitored by the DO electrode 24 for the dissolved oxygen concentration of the test water W.
It is added to water sample W. Here, the amount of the microbial preparation added is
Theoretically, it is sufficient that all organic substances are oxidatively decomposed or more, but since the minimum amount is unknown, it is necessary to set the amount to which an excess amount of aerobic microorganisms will be added. It is necessary and in practice it is preferable to use the microbial preparation in large excess. For example, in the case of a microbial preparation used at a concentration of about 200 ppm for ordinary wastewater treatment, it is preferable to use a large excess such as 5000 ppm.
【００２３】検水Ｗの温度を厳密に３０℃に維持しなが
ら攪拌を続けると、微生物製剤として投入された好気性
微生物の一部が生活を開始する。その結果、図２の曲線
に示すように、最初７．５３ｍｇ／リットルであった溶
存酸素濃度は、好気性微生物の生活により酸素が消費さ
れることによって時間の経過と共に低下し（線分ａ−
ｂ）、例えば１５分間が経過した時点で例えば約５．０
ｍｇ／リットル程度となる。If the stirring is continued while the temperature of the sample water W is strictly maintained at 30 ° C., a part of the aerobic microorganisms introduced as a microbial preparation starts living. As a result, as shown by the curve in FIG. 2, the dissolved oxygen concentration, which was 7.53 mg / liter at first, decreases over time due to the consumption of oxygen by the life of the aerobic microorganisms (line a-
b), for example, when about 15 minutes have elapsed, for example, about 5.0
It will be about mg / liter.
【００２４】ＤＯ電極２４からの検出信号によってこの
低下した溶存酸素濃度が制御処理部２６で検出される
と、この制御処理部２６よりの信号により、エアポンプ
１４が駆動され、検水Ｗに曝気管１２からの空気が泡状
に供給され、これによって曝気工程が行われる。この曝
気工程が開始されるまでの工程が、第１回目の微生物生
活工程となる。When the reduced dissolved oxygen concentration is detected by the detection signal from the DO electrode 24 by the control processing unit 26, the air pump 14 is driven by the signal from the control processing unit 26 to The air from 12 is supplied in the form of a foam, whereby the aeration step takes place. The process up to the start of the aeration process is the first microbial life process.
【００２５】この曝気工程が開始されると検水Ｗの溶存
酸素濃度は直ちに上昇を開始し（線分ｂ−ｃ）、例えば
数十秒間のうちに約７．０ｍｇ／リットル位までは速や
かに復帰する。その時点でエアポンプ１４の駆動を停止
して１回の曝気工程を終了させ、攪拌のみを継続するこ
とにより、第２回目の微生物生活工程を開始させると、
再び溶存酸素濃度が低下する（線分ｃ−ｄ）ので、第１
回目の微生物生活工程と同様に、例えば約１５分間を経
過して約５．０ｍｇ／リットル程度となるまで第２回目
の微生物生活工程を継続する。そして、その後、第２回
目の曝気工程を行う（線分ｄ−ｅ）。When this aeration step is started, the dissolved oxygen concentration of the test water W immediately starts increasing (line segment bc), for example, quickly to about 7.0 mg / liter within several tens of seconds. Return. At that time, the driving of the air pump 14 is stopped, one aeration step is completed, and only the stirring is continued, so that the second microbial living step is started.
Since the dissolved oxygen concentration decreases again (line segment cd), the first
Similarly to the first microbial life process, the second microbial life process is continued until, for example, about 5.0 mg / liter elapses after about 15 minutes. Then, a second aeration step is performed (line segment de).
【００２６】以上のようにして、曝気工程を介して微生
物生活工程を繰り返すことを、例えば全体で１時間の
間、行う。このような操作により、制御処理部２６にお
いて、溶存酸素濃度の低下分の合計、すなわち消費酸素
量の積算値の経時的変化を求めると、図３に示すような
曲線（例えば曲線Ａ）が得られる。As described above, the repetition of the microbial life process through the aeration process is performed, for example, for one hour in total. With such an operation, the control processor 26 obtains a curve (for example, curve A) as shown in FIG. 3 when the sum of the decrease in the dissolved oxygen concentration, that is, the change over time of the integrated value of the consumed oxygen amount is obtained. Can be
【００２７】この曲線は、図から明らかなように、時間
の経過と共に積算値が増加する割合が減少して行く二次
曲線状に変化するものであって、時間が或る程度以上延
長された時点、例えば経過時間が１２０分間を超えた時
点においては、ほとんど一定の飽和状態となるものであ
り、このことは、検水Ｗ中の有機物が好気性微生物によ
って次第に分解されて減少して行くからである。As is clear from the figure, this curve changes in a quadratic curve in which the rate of increase of the integrated value decreases with the passage of time, and the time has been extended to some extent or more. At a point in time, for example, at a point in time when the elapsed time exceeds 120 minutes, the state becomes almost constant, and this is because the organic matter in the test water W is gradually decomposed and reduced by the aerobic microorganisms. It is.
【００２８】従って、この図３の曲線において外挿する
ことによって得られる、長時間が経過した時点（延長さ
れた時点）での飽和状態における消費酸素量の積算値、
すなわち消費酸素量の積算値の飽和値は、検水Ｗについ
ての消費酸素量の合計であり、これは、生物化学的酸素
要求量に相当するものである。しかも、この飽和値は、
当該曲線におけるカーブの状態が一定であるため、数学
的にあるいは解析学的に十分な信頼性をもって予測する
ことが可能である。Therefore, the integrated value of the consumed oxygen amount in the saturated state at the time when a long time has passed (the time when the time has been extended) obtained by extrapolating the curve in FIG.
That is, the saturation value of the integrated value of the consumed oxygen amount is the sum of the consumed oxygen amounts of the test water W, which corresponds to the biochemical oxygen demand. Moreover, this saturation value is
Since the state of the curve in the curve is constant, it is possible to predict mathematically or analytically with sufficient reliability.
【００２９】また、図３の曲線から判断されるように、
経過時間が１２０分間を超える程になると、消費酸素量
の積算値はほとんど飽和の状態となる。このことから、
本発明では、微生物生活工程を合計で１２０分間継続す
ればきわめて高い信頼性で生物化学的酸素要求量を求め
ることができ、例えば合計の微生物生活工程が６０分間
程度であっても、合計の消費酸素量の予測値を相当に高
い信頼性で求めることができる。Also, as judged from the curve in FIG.
When the elapsed time exceeds about 120 minutes, the integrated value of the consumed oxygen amount becomes almost saturated. From this,
In the present invention, the biochemical oxygen demand can be determined with very high reliability if the microbial life process is continued for a total of 120 minutes. For example, even if the total microbial life process is about 60 minutes, the total The predicted value of the oxygen content can be determined with considerably high reliability.
【００３０】以上のような方法によって、目的とする生
物化学的酸素要求量を求めることができるが、本発明に
おいては、検量線を作成しておいて、これを用いて簡便
に生物化学的酸素要求量を求めることも可能である。す
なわち、有機物濃度が既知の標準検液を用いて上記の方
法に従って消費酸素量の積算値の時間的変化を検出する
作業を、有機物濃度の異なる複数の標準検液について行
うことにより、種々の濃度で有機物を含有する標準検液
について、図３に示されている状態の検量線を作成して
おく。The target biochemical oxygen demand can be determined by the above-mentioned method. In the present invention, however, a calibration curve is prepared and the biochemical oxygen demand can be easily determined using the calibration curve. It is also possible to determine the required amount. That is, by performing the operation of detecting the temporal change of the integrated value of the amount of oxygen consumed according to the above method using a standard test solution having a known organic substance concentration for a plurality of standard test solutions having different organic substance concentrations, For the standard test solution containing an organic substance, a calibration curve in the state shown in FIG. 3 is prepared.
【００３１】そして、実際の検水についての消費酸素量
の積算値の時間的変化を同様にして求め、その結果を当
該検量線と照合すると、例えば経過時間が６０分間であ
る時点の溶存酸素濃度の値（１時間値）を照合して、同
等または近似する１時間値を示す標準検液を選べば、当
該標準検液の生物化学的酸素要求量がそのまま当該検水
の生物化学的酸素要求量となり、あるいは近似値として
求められる。従って、高い信頼性をもって、当該検水に
ついての合計の消費酸素量の予測値、すなわち生物化学
的酸素要求量を求めることができる。Then, the time-dependent change of the integrated value of the consumed oxygen amount for the actual test water is obtained in the same manner, and the result is compared with the calibration curve. For example, the dissolved oxygen concentration at the time when the elapsed time is 60 minutes is obtained. (1 hour value) and selecting a standard test solution showing an equivalent or approximate 1 hour value, the biochemical oxygen demand of the standard test solution remains unchanged. It is a quantity or is obtained as an approximate value. Therefore, the predicted value of the total amount of consumed oxygen, that is, the biochemical oxygen demand can be determined with high reliability.
【００３２】図３の破線で示す曲線（イ）〜（ハ）は、
有機物濃度が異なる３種類の標準検液について以上の操
作によって得られた検量線であって、それぞれ、生物化
学的酸素要求量が６０ｍｇ／リットル、４０ｍｇ／リッ
トル、および２０ｍｇ／リットルの標準検液についての
消費酸素量の積算値の経時的変化を示すものである。The curves (a) to (c) indicated by broken lines in FIG.
3 is a calibration curve obtained by the above operation for three kinds of standard test solutions having different organic substance concentrations, and the standard test solutions having a biochemical oxygen demand of 60 mg / liter, 40 mg / liter, and 20 mg / liter, respectively. 3 shows the change over time of the integrated value of the amount of consumed oxygen.
【００３３】以上の方法においては、各微生物生活工程
の時間の長さは特に厳密に決定される必要はなく、検水
Ｗにおける溶存酸素濃度がその飽和値から或る程度低下
した時点で曝気工程が実行されればよく、通常、１回の
微生物生活工程は５〜３０分間、好ましくは１０〜２０
分間程度である。また、繰り返して行われる複数の微生
物生活工程の時間長さが、各々同一であることも不要で
ある。このことは、曝気工程が開始される時の溶存酸素
濃度の値が制限的でないことを意味する。更に、微生物
生活工程の繰り返し回数も特に限定されるものではな
く、通常は例えば３〜１０回であればよい。この回数が
多くなると測定結果の信頼性は高いものとなるが、当然
のこととして長い時間が必要である。In the above method, the length of time for each microbial life process does not need to be strictly determined, and the aeration process is performed when the dissolved oxygen concentration in the test water W drops to some extent from its saturation value. In general, one microbial life process is performed for 5 to 30 minutes, preferably 10 to 20 minutes.
About a minute. In addition, it is not necessary that the time lengths of the plurality of microbial life processes performed repeatedly are the same. This means that the value of the dissolved oxygen concentration at the start of the aeration step is not restrictive. Furthermore, the number of repetitions of the microbial life process is not particularly limited, and usually may be, for example, 3 to 10 times. As the number of times increases, the reliability of the measurement result becomes higher, but naturally a longer time is required.
【００３４】本発明の測定方法によれば、以上のように
して、きわめて容易な操作により、検水Ｗについての生
物化学的酸素要求量を、例えば１〜２時間以内というき
わめて短い時間で、しかも高い信頼性をもって求めるこ
とができる。また、本発明では、容器１０として上部開
放型のものを用いることができるため、装置として簡単
な構成のものを用いることができる。これは、曝気工程
によって常に検水Ｗが溶存酸素濃度の高い状態に維持さ
れるために、大気から検水Ｗに溶け込む酸素量を実際上
無視することが可能だからである。According to the measuring method of the present invention, as described above, the biochemical oxygen demand for the test water W can be reduced in a very short time, for example, within 1 to 2 hours by an extremely easy operation. It can be obtained with high reliability. Further, in the present invention, since an open top type container can be used as the container 10, a device having a simple configuration can be used as the device. This is because the sample water W is always maintained at a high concentration of dissolved oxygen in the aeration process, so that the amount of oxygen dissolved into the sample water W from the atmosphere can be practically ignored.
【００３５】また、本発明の測定装置によれば、制御処
理部２６からの指令信号によって微生物生活工程および
曝気工程を自動的に繰り返すことができ、しかも制御処
理部２６においては、ＤＯ電極２４からの信号を処理す
ることにより、実際に曲線図を描くことなしに、上記の
消費酸素量の積算値の飽和値、あるいは合計の消費酸素
量の予測値を演算により求めることができ、更にその結
果を例えば文字情報として表示部に表示させることがで
き、あるいは記録紙などの記録媒体に記録することも可
能であるので、非常に便利である。Further, according to the measuring device of the present invention, the microbial life process and the aeration process can be automatically repeated according to the command signal from the control processing unit 26. By processing the signals of the above, the saturation value of the integrated value of the above-mentioned consumed oxygen amount or the predicted value of the total consumed oxygen amount can be obtained by calculation without actually drawing a curve diagram, and furthermore the result Can be displayed on the display unit as character information, for example, or can be recorded on a recording medium such as recording paper, which is very convenient.
【００３６】本発明による水の生物化学的酸素要求量の
測定装置においては、更に、化学的酸素要求量（ＣＯ
Ｄ）の測定装置、浮遊物質量（ＳＳ）測定装置、ｎ−ヘ
キサン抽出物質の測定装置を一体的に組合せて総合的な
水質検査装置として構成することが、実際上、便利であ
る。特に、化学的酸素要求量の測定を行うためには、予
め、検水についての生物化学的酸素要求量を求めた上で
この生物化学的酸素要求量に基づいて、化学的酸素要求
量の測定において検水に添加されるべき酸化剤の量の概
略を知る必要がある。従って、本発明による水の生物化
学的酸素要求量の測定装置を、化学的酸素要求量の測定
装置と組合せることにより、好適な水質検査装置が得ら
れる。In the apparatus for measuring the biochemical oxygen demand of water according to the present invention, the chemical oxygen demand (CO
It is practically convenient to constitute a comprehensive water quality inspection device by integrally combining the measuring device of D), the measuring device of suspended solids (SS), and the measuring device of n-hexane extractable substance. In particular, in order to measure the chemical oxygen demand, the biochemical oxygen demand for the test water must be determined in advance, and then the chemical oxygen demand is measured based on the biochemical oxygen demand. It is necessary to know the outline of the amount of the oxidizing agent to be added to the water sample in the above. Therefore, by combining the measuring device for measuring the biochemical oxygen demand of water according to the present invention with the measuring device for measuring the chemical oxygen demand, a suitable water quality inspection device can be obtained.
【００３７】具体的に説明すると、ＪＩＳ Ｋ０１０２
による化学的酸素要求量の測定においては、検水中の有
機物量を推定して、すべての有機物を酸化させることの
できる量よりも過剰量の過マンガン酸カリウム（ＫＭｎ
Ｏ4 ）またはクロム酸カリウム（酸化剤）を検水に投与
し、１００℃で所定時間酸化処理した後、当該酸化剤と
同一濃度で同一量のシュウ酸ナトリウム（Ｎａ2 Ｃ2 Ｏ
4 ）を添加すると、この状態では、有機物を酸化するた
めに消費された酸化剤と同量のシュウ酸ナトリウムが残
存しているので、これを再び当該酸化剤で滴定すれば、
その滴定量からＣＯＤ値を求めることができる。More specifically, JIS K0102
In the measurement of the chemical oxygen demand by the method, the amount of organic matter in the test water is estimated, and potassium permanganate (KMn) in excess of an amount capable of oxidizing all the organic matter is estimated.
O 4) or potassium chromate (oxidation agent) was administered to test water, after a predetermined time oxidation treatment at 100 ° C., the same amount of sodium oxalate in the same concentration as the oxidizing agent (Na 2 C 2 O
When 4 ) is added, in this state, the same amount of sodium oxalate as the oxidizing agent consumed for oxidizing the organic matter remains, and if this is titrated again with the oxidizing agent,
The COD value can be determined from the titer.
【００３８】この化学的酸素要求量の測定方法では、検
水中の有機物量を予め推定しなければならない。然る
に、本発明の水の生物化学的酸素要求量の測定方法によ
れば、きわめて短い時間で検水の生物化学的酸素要求量
を求めることができるので、その後に化学的酸素要求量
の測定を行うようにすることにより、その測定をきわめ
て高い効率で実行することができる。通常、或る検水に
ついての化学的酸素要求量の推定値は、生物化学的酸素
要求量の２倍以下である。In this method for measuring the chemical oxygen demand, the amount of organic substances in the test water must be estimated in advance. However, according to the method for measuring the biochemical oxygen demand of water of the present invention, the biochemical oxygen demand of the test sample can be obtained in a very short time, and thereafter, the measurement of the chemical oxygen demand is performed. By doing so, the measurement can be performed with very high efficiency. Typically, the estimate of the chemical oxygen demand for a sample is less than twice the biochemical oxygen demand.
【００３９】また、本発明による水の生物化学的酸素要
求量の測定装置に組合せられる浮遊物質量測定装置は、
検水中に浮遊する直径が１μｍ以上で２ｍｍ以下の水に
不溶の物質の量（ｍｇ／リットル）を測定するものであ
り、例えば光学的方法で検出された検水の濁度を、標準
濁度物質で基準化された溶液の濁度と照合する方式のも
のであることが好ましく、この場合には、測定装置全体
を自動化することが容易である。Further, a suspended solids amount measuring device combined with the water biochemical oxygen demand measuring device according to the present invention comprises:
It measures the amount (mg / liter) of a substance insoluble in water having a diameter of 1 μm or more and 2 mm or less that floats in the test water. For example, the turbidity of the test water detected by an optical method is referred to as a standard turbidity. It is preferable to use a method of collating with the turbidity of a solution standardized by a substance. In this case, it is easy to automate the entire measuring device.
【００４０】更に、検水中に含まれる油分をヘキサンに
より抽出して、その量（ｍｇ／リットル）を求めるｎ−
ヘキサン抽出物質の測定装置は、例えば、検水中の油分
を超音波振動子を使って乳化して濁度を測定し、乳化す
る以前の検水の濁度との差分から油分量を定量する構成
とすることができる。なお、本発明の水の生物化学的酸
素要求量の測定装置またはこれを含む水質検査装置の検
水収容容器に超音波振動子を配置する場合には、１つの
測定項目についての測定が終了した時に、当該超音波振
動子による緒音波によって、容器の内部および設けられ
た各種の機器、例えばＤＯ電極などの洗浄を高い効率で
行うことができるので好ましい。Further, the oil content contained in the test water is extracted with hexane, and its amount (mg / liter) is determined.
Hexane extractables measurement device, for example, a configuration in which the oil content in the test water is emulsified using an ultrasonic vibrator to measure the turbidity, and the oil content is determined from the difference from the turbidity of the test water before emulsification. It can be. In addition, when the ultrasonic transducer is disposed in the water biochemical oxygen demand measuring device of the present invention or the water storage container of the water quality inspection device including the same, the measurement for one measurement item has been completed. Sometimes, the inside of the container and various devices provided therein, for example, the DO electrode or the like can be washed with high efficiency by the ultrasonic wave generated by the ultrasonic vibrator, which is preferable.
【００４１】＜実施例１＞この例は、検水として或る工
業排水を用いたものである。図１に示す構成の測定装置
を用い、上方開放容器内に０．２リットルの検水を入
れ、マグネットスターラーで攪拌しながらヒーターによ
って検水の温度を３０℃に厳密に維持し、ＤＯ電極によ
り溶存酸素濃度を検出したところ、７．５ｍｇ／リット
ルであった。この状態で、ＤＯ電極による検水の溶存酸
素濃度の監視を継続しながら、検水に微生物製剤「ハイ
ポルカＳ」（四国化成工業（株）社製）を５０００ｐｐ
ｍとなる量で投入し、時間の経過（第１回目の微生物生
活工程）と共に生ずる溶存酸素濃度の変化を記録した。<Embodiment 1> In this embodiment, a certain industrial wastewater is used as a water sample. Using a measuring device having a configuration shown in FIG. 1, 0.2 liter of water sample is put in an upper open container, and the temperature of the sample water is strictly maintained at 30 ° C. by a heater while stirring with a magnetic stirrer. When the dissolved oxygen concentration was detected, it was 7.5 mg / liter. In this state, while monitoring the dissolved oxygen concentration of the test water with the DO electrode, the microorganism preparation "Hypolka S" (manufactured by Shikoku Chemical Industry Co., Ltd.) was used for the test to 5000 pp.
m, and the change in dissolved oxygen concentration that occurred with time (first microbial life process) was recorded.
【００４２】時間が１５分間経過したときに溶存酸素濃
度が５．２ｍｇ／リットルとなり、この時点でエアポン
プを駆動して曝気管より空気を３０秒間検水に供給して
第１回目の曝気工程を行ったところ、溶存酸素濃度は
７．４ｍｇ／リットルに回復した。次のそのままの状態
で時間の経過（第２回目の微生物生活工程）と共に生ず
る溶存酸素濃度の変化を記録したところ、更に１５分間
が経過したときに溶存酸素濃度が５．８ｍｇ／リットル
となり、この時点で再びエアポンプを駆動して曝気管よ
り空気を３０秒間検水に供給して第２回目の曝気工程を
行わたところ、溶存酸素濃度は７．４ｍｇ／リットルに
回復した。When the time has elapsed for 15 minutes, the dissolved oxygen concentration becomes 5.2 mg / liter. At this time, the air pump is driven to supply air for 30 seconds from the aeration tube to the water sample to perform the first aeration step. As a result, the dissolved oxygen concentration was restored to 7.4 mg / liter. When the change of the dissolved oxygen concentration that occurred with the passage of time (second microbial life process) was recorded as it was in the next state, the dissolved oxygen concentration became 5.8 mg / liter after another 15 minutes. At this point, the air pump was again driven to supply air from the aeration tube to the water sample for 30 seconds to perform the second aeration step. As a result, the dissolved oxygen concentration was restored to 7.4 mg / liter.
【００４３】以上のような微生物生活工程と曝気工程を
繰り返す操作を、合計時間が１２０分間を超えるまで行
った。図２にＤＯ電極による溶存酸素濃度の検出値の時
間による変化を示す。また、図３の曲線Ａに、制御処理
部において求められた消費酸素量の積算値の時間による
変化を示す。そして、曲線Ａを外挿して求められた合計
の消費酸素量の予測値は、５０±１ｍｇ／リットルであ
った。一方、対照のために、当該検水について、ＪＩＳ
Ｋ０１０２による測定方法によって生物化学的酸素要
求量を測定したところ、５０．０ｍｇ／リットルであっ
た。以上のことから、本発明の測定方法によれば、検水
についての生物化学的酸素要求量を、２時間というきわ
めて短い所要時間で、しかもきわめて高い信頼性をもっ
て求めることができることが理解される。The operation of repeating the above-described microbial life process and aeration process was performed until the total time exceeded 120 minutes. FIG. 2 shows the change with time of the detected value of the dissolved oxygen concentration by the DO electrode. Further, a curve A in FIG. 3 shows a change with time of the integrated value of the consumed oxygen amount obtained in the control processing unit. The predicted value of the total amount of consumed oxygen obtained by extrapolating the curve A was 50 ± 1 mg / liter. On the other hand, for the control,
When the biochemical oxygen demand was measured by the measuring method according to K0102, it was 50.0 mg / liter. From the above, it is understood that according to the measurement method of the present invention, the amount of biochemical oxygen required for a sample can be determined with a very short required time of 2 hours and with extremely high reliability.
【００４４】[0044]
【発明の効果】本発明の水の生物化学的酸素要求量の測
定方法によれば、測定対象である検水について、その生
物化学的酸素要求量を、短時間で、容易に、また高い信
頼性で求めることができる。また、本発明の測定装置に
よれば、上記の水の生物化学的酸素要求量の測定を簡便
にかつ自動的に実施することができる。According to the method for measuring the biochemical oxygen demand of water according to the present invention, the biochemical oxygen demand of a water sample to be measured can be measured in a short time, easily and with high reliability. Can be determined by gender. Further, according to the measuring device of the present invention, the above-mentioned measurement of the biochemical oxygen demand of water can be easily and automatically performed.
【図１】本発明の水の生物化学的酸素要求量の測定方法
の実施に用いられる装置の基本的構成を示す説明図であ
る。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of an apparatus used for carrying out a method for measuring a biochemical oxygen demand of water of the present invention.
【図２】本発明の水の生物化学的酸素要求量の測定方法
の実施における検水の溶存酸素濃度の経時的変化を示す
曲線図である。FIG. 2 is a curve diagram showing the change over time of the dissolved oxygen concentration of test water in the implementation of the method for measuring the biochemical oxygen demand of water of the present invention.
【図３】図２で得られる消費酸素量の積算値の経時的変
化を示す曲線図である。FIG. 3 is a curve diagram showing a change over time of an integrated value of the consumed oxygen amount obtained in FIG. 2;
１０ 容器 Ｗ 検水 １２ 曝気管 １４ エアポンプ １６ エアパイプ １８ ヒーター ２０ マグネットスターラー ２２ 回転攪拌子 ２４ ＤＯ電極 ２６ 制御処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Container W Water test 12 Aeration tube 14 Air pump 16 Air pipe 18 Heater 20 Magnet stirrer 22 Rotary stirrer 24 DO electrode 26 Control processing unit
Claims (2)
検水中で好気性微生物を或る時間だけ生活させる微生物
生活工程と、検水に空気を供給して曝気させる曝気工程
とを繰り返すことにより、当該好気性微生物の生活時間
の経過に対する消費酸素量の積算値の変化の状態を求
め、その結果から、当該好気性微生物の生活時間を延長
した時点における合計の消費酸素量の予測値を、当該検
水の生物化学的酸素要求量として求めることを特徴とす
る水の生物化学的酸素要求量の測定方法。1. A microbial life process in which an aerobic microorganism lives in a test water for a certain time while monitoring a dissolved oxygen concentration in the test water, and an aeration process in which air is supplied to the test water to aerate the test water. By calculating the state of change of the integrated value of the amount of oxygen consumed over the course of the life time of the aerobic microorganisms, from the result, the predicted value of the total amount of oxygen consumed at the time of extending the life time of the aerobic microorganisms And measuring the biochemical oxygen demand of the water sample.
水の溶存酸素濃度を監視する溶存酸素濃度測定器と、 前記容器内の検水に空気を供給する曝気機構と、 前記溶存酸素濃度測定器により得られる、検水に添加さ
れた当該好気性微生物の生活時間の経過に対する消費酸
素量の積算値の変化の状態から、当該好気性微生物の生
活時間を延長した時点における合計の消費酸素量の予測
値を、当該検水の生物化学的酸素要求量として計算する
処理機構とを有することを特徴とする水の生物化学的酸
素要求量の測定装置。2. A container for accommodating a test water, a dissolved oxygen concentration measuring device for monitoring a dissolved oxygen concentration in the test water in the container, an aeration mechanism for supplying air to the test water in the container, Obtained by an oxygen concentration measuring instrument, from the state of change of the integrated value of the amount of oxygen consumed with respect to the elapse of the life time of the aerobic microorganisms added to the test water, the total at the time of extending the life time of the aerobic microorganisms A processing mechanism for calculating a predicted value of the consumed oxygen amount as a biochemical oxygen demand of the sample water.
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