JP4693912B2 - 異常水質検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検水を予め設定した温度範囲に保った状態でその水質の異常の有無を検出する異常水質検出装置に関する。

従来、浄水場では通常の処理として、河川水等を取水し、この取水を沈殿ろ過槽に通して飲料水を供給している。もし、このような通常の処理では除去できない有害物質、例えば、各種の重金属や農薬および環境ホルモン等といった物質が河川水中に混入した場合は、取水停止という非常事態に至る。

一方、下水処理場では、突発事故や不注意により、工場あるいは化学プラントの排水に各種の重金属イオンや有機溶媒およびヒ素シアン等が混入し、これらが流入すると、下水処理プロセスにおける活性汚泥微生物が大きな阻害を受け、その結果、活性汚泥の活性が低下して処理能力の回復までに多大の時間を必要とする。

したがって、浄水場および下水処理場等において、上記各種の有害物質が混入した場合、流入水を迅速かつ感度良く検出する装置が望まれていた。

この要望に応えて、浄水場では魚行動監視型の毒物検出装置、あるいは、各種の微生物膜を溶存酸素電極に取付けて、その呼吸活性の測定から毒物を検出する装置が用いられている。また、下水処理場では、特定化学物質の混入した排水を検知する各種のセンサが、それぞれの取水口等に設置されている。

これらのうち、浄水場に設置されている魚行動監視型の毒物検出装置は、魚類が毒物に反応するまでに時間がかかるため、その検出に長時間を要する。また、魚類の反応感度も飼育されている魚類の種類や個体差、および飼育の環境状態によってかなり異なる。さらに、魚行動監視型の毒物検出装置は、その装置自体が大掛かりで、魚類の飼育や管理面において必要経費が大きい等の問題がある。

そこで、バイオセンサ型の異常水質検出装置が開発されている。一例として、有害物質や雑菌等が繁殖し難い比較的低いｐＨ値のところで作動させることができる鉄酸化細菌をプローブとして用いるものがある（例えば、特許文献１参照）。

このバイオセンサ型水質監視装置では、先ず、検査する水を散気水槽において空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体により散気し、溶存酸素濃度が飽和の状態とする。このようにした被検水に対し硫酸第一鉄含有溶液を供給して被検水と混合する。この混合液は、溶存酸素濃度が飽和状態とされた状態で測定槽内に流入される。

測定槽には酸素電極が設けられるが、空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体の供給により常に被検水を飽和溶存酸素濃度にしておき、酸素電極の出力の最大値を安定させておく。前記酸素電極は、先端に微生物膜が取り付けられ、その先端が測定槽内の被検水中に浸漬された状態で設けられている。微生物膜は酸素を利用して硫酸第一鉄を硫酸第二鉄に変えることができる鉄酸化細菌（鉄バクテリアとも言う）を保持している。この酸素電極からの電気出力は変換演算手段によって増幅・変換され、所定の演算が施されて被検水の異常水質が判別される。

測定槽において被検水と接触した微生物膜での鉄バクテリアによる化学的挙動の化学反応式は、以下のとおりである。

4FeSO₄ + O₂ + 2H₂SO₄ → 2Fe₂(SO₄)₃ + 2H₂O ・・・（１）
上記（１）式において、2Fe₂(SO₄)₃は水中で電離し、Fe³⁺イオンが生成される。このFe³⁺イオンがさらに水（H₂O）と反応して、水酸化鉄Fe(OH)₃となり沈殿することになる。

この異常水質検出装置では、鉄酸化細菌をプローブとして取付けた溶存酸素電極に被検水と鉄液の混合液を送液し、この送液時における酸素電極からの電気出力を監視するものである。すなわち、被検水に有害物質が混入していない場合は、被検水中の溶存酸素は鉄の酸化に消費されるため、酸素電極によって検出される値は極めて低くなる。これに対して、被検水中に水溶性の有害物質が混入した場合、その有害物質が微生物膜上の鉄酸化細菌の呼吸活性を低下させる。その結果、鉄酸化細菌に消費されなかった酸素が微生物膜を透過するため、酸素電極に到達する酸素量が増加し、酸素電極の出力する電流値が増加する。したがって、酸素電極の出力電流値を閾値と比較することで有害物質の混入を判断する。

なお、このようなバイオセンサ型異常水質検出装置は連続運転されると、被検水中の汚濁物質が各配管の内壁に付着し堆積してくる。また、鉄液中の硫酸第一鉄の一部が硫酸第二鉄に酸化されて、これも除々に堆積してくる。これらは、配管系の閉塞や、異常水質検出の感度低下につながり、検出精度を低下させる原因となる。そのため、被検水と硫酸第一鉄含有溶液の混合液が送液される被検水導入管に酸性溶液を供給し、被検水導入管や測定槽などの被検水通流路に付着堆積している汚濁物質および酸化鉄を除去し、排出する「酸洗浄」を行なうようにしている。

特開２００４−２７１４４１号公報

このようなバイオセンサ型異常水質検出装置では、一度「水質異常」の警報が発報されると、例えば浄水場ではテロ対策処置等の緊急体制が敷かれ、取水停止かそれに相当する臨時処置がとられる。しかし、その「水質異常」警報が誤警報となった場合、装置を設置している施設に多大な迷惑が掛かるだけでなく、取水停止により、施設内設備の稼動が一時的にストップし、少なくない損害が発生する。それゆえ「水質異常」警報に対する信頼性が要求される。

このため、センサ部の鉄バクテリアを保持する微生物膜の温度管理はシビアとなる。すなわち、鉄バクテリアの至適温度は２５〜３２℃付近であり、３０℃付近で最も活性が良いとされる。

環境温度が２５℃を下回った場合は、鉄バクテリアは休眠状態となって呼吸活性が低下し、鉄バクテリアに消費されなかった酸素が微生物膜を透過するため、酸素電極に到達する酸素量が増加する。その結果、酸素電極が出力する電流値が増加するので、水質異常の誤検出に繋がるが、通常は温度異常警報が先に発報される。このとき、低下した環境温度が４〜２５℃の範囲内であれば、鉄バクテリアは死滅することはないため、温度管理を鉄バクテリアの至適温度に戻せば、水質監視を再開することができる。

一方、環境温度が一度でも３２℃を超えると、鉄バクテリアは休眠ではなく死滅に向かうため、上記の水質異常誤検出（先に温度異常警報が発報される）だけでなく、再度、環境温度が鉄バクテリアの至適温度に戻っても、その鉄バクテリアは使用できない。そのため、微生物膜の交換を要し、交換後も使用可能な活性に到達するまで、水質監視を再開することができない。

よって、温度管理を鉄バクテリアの至適温度範囲内に維持することが、長期間安定した装置の運用に繋がる。特に、高温環境下において鉄バクテリアを連続的に使用するためには、環境温度を高温側に遷移させないようにして、鉄バクテリアの死滅を防ぐことが不可欠である。

しかし、バイオセンサを浄水場の取水場等、本館とは別の建屋に設置する場合は、屋内ではあるものの冷房が完備されているとは限らず、夏期においては４０℃近くまで気温が上昇する場所もある。その環境下で、鉄バクテリアの活性を維持するためには、鉄バクテリアを飼育するユニットであるフローセルの温度を制御する循環水を３０℃以下に冷却することが不可欠である。

しかし、一般的に冷媒蒸発式の冷却機能を備えた循環水の温調器は高価であり、かつ、２４時間連続運転に耐えうる機能を備えていない。また、高価な冷媒蒸発式の温調器を設置することは、年間を通して夏期の一時期のみの使用に対して、バイオセンサ本体の高スペック化に繋がりかねない。

本発明の目的は、バイオセンサの設置環境が３０℃以上に達する高温環境においても、冷媒蒸発式の冷却機能を用いることなしに、鉄バクテリアの死滅とそれに起因する『水質異常』の誤警報を防止できる異常水質検出装置を提供することにある。

本発明の異常水質検出装置は、温度調整部により予め設定した温度範囲に保たれた測定槽に被検水を導入してその水質の異常の有無を検出する異常水質検出装置であって、前記測定槽を所定の温度範囲に保つために、前記温度調整部に連結して温度調整水を循環供給する循環路と、前記被検水の導入管路の所定の長さ部分を前記被検水が流れる内管とし、この内管の周囲を覆う外管を設けて二重管構造とし、前記外管が前記循環路の一部となるようにこの循環路に連結し、この外管に前記温度調整水を流通させる二重管式熱交換器と、前記循環路に連結され、前記温度調整水を前記所定の温度範囲に調整する加熱部を有する循環水温調器とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の異常水質検出装置は、前記循環路と、前記循環路に連結され、前記温度調整水を前記所定の温度範囲に調整する加熱部、及び前記被検水の導入管に連結され、この被検水を低熱源とする冷却部を有する循環水温調器とを備えた構成でもよい。

また、本発明の異常水質検出装置は、前記循環路と、前記循環路に連結され、前記温度調整水を前記所定の温度範囲に調整する加熱部、及び前記被検水とは別系統の供給水管に連結され、この供給水を低熱源とする冷却部を有する循環水温調器とを備えた構成でもよい。

また、本発明の異常水質検出装置は、前記循環路と、前記被検水の導入管路の所定の長さ部分を前記被検水が流れる内管とし、この内管の周囲を覆う外管を設けて二重管構造とし、前記外管が前記循環路の一部となるようにこの循環路に連結し、この外管に前記温度調整水を流通させる二重管式熱交換器と、前記循環路に連結され、前記温度調整水を前記所定の温度範囲に調整する加熱部、及び前記被検水とは別系統の供給水管に連結され、この供給水を低熱源とする冷却部を有する循環水温調器とを備えた構成でもよい。

さらに、本発明の異常水質検出装置は、
前記循環路に連結され、前記循環路と、前記温度調整水を前記所定の温度範囲に調整する加熱部、及び前記被検水の導入管に連結され、この被検水を低熱源とする冷却部を有する循環水温調器と、前記循環路の所定の長さ部分を前記温度調整水が流れる内管とし、この内管の周囲を覆う外管を設けて二重管構造とし、前記外管に前記被検水とは別系統の供給水管を連結して供給水を流通させる二重管式熱交換器とを備えた構成でもよい。

本発明によれば、夏期においても気温よりも低い水道水又は河川水等を低熱源として、温度調節用循環水を冷却し、かつ必要に応じて加熱することにより、高温環境下においても被検水の温度を所定範囲に保持できるので、被検水の異常状態を正確に検出することができる。

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システム構成図である。 同上第１の実施の形態で用いる二重管式熱交換器の構成例を示す部分図である。 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システム構成図である。 本発明による異常水質検出装置の第３の実施の形態を示すシステム構成図である。 本発明による異常水質検出装置の第４の実施の形態を示すシステム構成図である。 本発明による異常水質検出装置の第５の実施の形態を示すシステム構成図である。

以下、本発明による異常水質検出装置の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態の全体構成を示している。この異常検出装置は、被検水を予め設定した温度範囲に保った状態でその水質の異常の有無を検出するもので、その一例として、測定槽４内に、酸素電極１０が設けられた構造のものを使用している。この酸素電極１０の先端（測定槽４内の図示下端部）には微生物膜９を取り付けている。また、この測定槽４は被検水導入管２に連結しており、被検水が導入される。さらに、この測定槽４は、その周囲に設けられたフローセルとも呼ばれる熱交換機能を有する温度調整部５によって所定温度に調整される。この温度調整部５は、温度調整水の循環路２４と連結しており、循環式温調器２３によって所定温度に調整された温度調整水が循環供給される。

前記微生物膜９は、酸素を利用して硫酸第一鉄を硫酸第二鉄に変えることができる鉄バクテリアを保持している。酸素電極１０は、この微生物膜９を取り付けた先端部が、測定槽４内の被検水中に浸漬する状態で設置されている。また、酸素電極１０には変換演算手段１１が接続されており、この変換演算手段１１は酸素電極１０から取り出された電気出力を増幅・変換し、所定の演算を施して、後述するように被検水の異常水質を判別する。

散気水槽７は、測定槽４に被検水を供給する際のバッファを兼ねるものであり、検査すべき水源のからの被検水（例えば、河川の流入や、浄水場への流入水、下水処理場への流入水など）が、中空糸膜等によるフィルタ２１を通して導入され、ろ過水ポンプ１８により、導入管路１７上に構成される二重管式熱交換器２２を介して導入される。

この散気水槽７では、導入された被検水に対し、気体供給器８から空気あるいは酸素濃度を一定に調整した気体を供給し、溶存酸素濃度が飽和の状態の被検水とする。このように溶存酸素濃度が飽和の状態となった被検水は、電磁弁２０を介して被検水供給ポンプ６により被検水導入管２に送出され、測定槽４に供給される。

被検水導入管２には、酸性溶液パック１２、鉄液パック１３が、対応する電磁弁１４，１５、共通の薬液導入管１９、及び薬液供給ポンプ１６を介して連通している。鉄液パック１３からは硫酸第一鉄含有溶液が供給され、被検水導入管２で被検水と混合される。この混合液は、溶存酸素濃度が飽和状態とされた状態で被検水導入管２から測定槽４内に流入される。なお、洗浄時には、酸性溶液パック１２から酸性溶液が洗浄液とし供給され、被検水導入管２で被検水と混合され、測定槽４部分を洗浄した後、排液として排出される。

測定槽４に導入される被検水は、常に飽和溶存酸素濃度にして、酸素電極１０の出力の最大値を安定させる必要がある。飽和溶存酸素濃度は液温度により変化するため、温度調整部５によって測定槽４を一定の温度に維持することは重要である。

測定槽４内では、酸素電極１０の先端に設けられた微生物膜９と被検水との間で、以下の反応か生じる。微生物膜９に保持された鉄バクテリアは、酸素を利用して硫酸第一鉄を硫酸第二鉄に変えることができるもので、例えば、Thiobacillus ferrooxidansである。この化学的挙動の化学反応式は、前記（１）式のようになり、2Fe₂(SO₄)₃は水中で電離し、Fe³⁺イオンが生成される。このFe³⁺イオンがさらに水（H₂O）と反応して、水酸化鉄Fe(OH)₃となり沈殿することになる。

なお、微生物膜９に保持される鉄バクテリアとしては、Thiobacillus ferrooxidans以外にも、上記化学反応式の働きを持つすべての微生物が適用可能である。例えば、Gallionella ferruginea、Leptospirillum ferrooxidans、Leptothrix、Sphaerotilus等が適していることが確認されている。

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４は温度調整部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のが望ましい。温度調整部５の設置は、そういう意味でも重要である。

このように、異常水質検出装置は、鉄酸化細菌をプローブとして取付けた溶存酸素電極１０に被検水と鉄液の混合液を被検水供給ポンプ６および薬液供給ポンプ１６よって送液し、この送液時における酸素電極１０からの電気出力を監視する。被検水中に水溶性の有害物質が混入した場合は、その有害物質が微生物膜９上の鉄酸化細菌の呼吸活性を低下させる。その結果、鉄酸化細菌に消費されなかった酸素が微生物膜９を透過するため、酸素電極１０に到達する酸素量が増加する。その結果、酸素電極１０が出力する電流値が増加するので、これによって有害物質の混入を判断する。

前述した二重管式熱交換器２２は、被検水の導入管路を構成するろ過水（被検水）道入管１７の所定の長さ部分を、図２で示すような二重管構造としている。この二重管構造の内管２２ａには被検水を流し、この内管２２ａの周囲を覆う外管２２ｂは温度調整水の循環路２４の一部として、温度調整水を流すように構成する。

循環水温調器２３は、温度調整水循環路２４に流れる温度調整水を、所定の温度範囲に調整するもので、温度調整用の図示しない加熱部を有し、内部に貯留される温度調整水を所定の温度に維持するべく、必要に応じて加熱制御される。

次に、装置全体の動作を説明する。異常水質検出装置は、被検水源から得た被検水を、鉄液あるいは酸性溶液と混合して測定槽４に導入し、被検水の水質検査後、排出管３を介して排水する。本発明では、原水を中空糸膜フィルタ２１でろ過した被検水を、二重管式熱交換器２２の内管２２ａに流し、外管２２ｂに流れる温度調整水との間で熱交換させる。

酸素電極１０を含むバイオセンサの設置場所は、夏期においては４０℃近くまで気温が上昇する場所もある。その環境下で、鉄バクテリアの活性を維持するためには、鉄バクテリアを飼育するユニットであるフローセルの温度を制御する温度調整水を３０℃以下に冷却することが不可欠である。

被検水である例えば河川水は、気温が３５℃以上に上昇する夏期でも、水温が３０℃を超えることは稀である。これは、水の比熱の大きさに加え、気温が高くなっても、蒸発による潜熱損失により気温が上がり難いためである。バイオセンサは河川水の水質監視が基本であるため、この河川水特有の低熱源を利用して温度調整水を冷却することができる。すなわち、比較的低温（３０℃未満）の被検水を二重管式熱交換器２２の内管２２ａに流す。このとき、外管２２ｂには、測定槽４を３０℃程度まで冷却した後の、比較的高温の温度調整水が流れており、この比較的高温の温度調整水は、内管２２ａを流れる比較的低温の被検水により冷却されることとなる。

この場合、温度調整水は被検水の水温により、冷却後の温度低下が異なる。例えば、雨天時など、被検水温度は大幅に低下する。また、被検水に対する有害物質の検出は２４時間連続で実施されるので、二重管式熱交換器２２に対する通水も２４時間連続で実施される。このため、夜間などにおいては、晴天時においても被検水の温度はかなり低下する。このように被検水は、環境条件によって大きく変動し、雨天時や夜間時等の低温時には、温度調整水を冷却しすぎることがある。前述のように、環境温度が２５℃を下回った場合は、鉄バクテリアは休眠状態となって呼吸活性が低下し、水質異常の誤検出に繋がる。

このような場合に備え、循環式温調器２３には加熱部を設けており、温度調整水を加熱して所定の温度範囲まで水温調整する、すなわち、循環式温調器２３では、二重管式熱交換器２２から送られてくる温度調整水の水温を検出し、その水温が所定の温度となるように、図示しない加熱部をオン／オフ制御する。このため、測定槽４における環境温度は、常に３０℃付近に制御される。

一般にヒータによる加温制御は、クーラー等による冷却制御よりも機構が単純であり、２４時間連続運転しても、特に故障の発生率が低い。したがって、設備コストを低減化することもできる。

以上により、酸素電極１０の先端に微生物膜９を保持し、微生物膜９を透過する酸素量を溶存酸素電極１０で測定して、有害物質の混入を検出するバイオセンサ型の水質監視装置において、装置の設置環境が３０℃以上に達する高温環境においても測定部分を常に所定の温度範囲に維持することができる。すなわち、ろ過水ポンプ１８と散気水槽７の間に二重管式熱交換器２２を設置して、その内管２２ａに被検水を、外管２２ｂにフローセル５から流れ出た温度調整水を流し、その温度を３０℃以下に制御する。一方、下げ過ぎた水温は、循環式温調器２３内の加熱部をヒータオン／オフ制御するにより３０℃近傍に再調整する。温度調整後の温度調整水を再びフローセル５に通水させて、フローセル５内の温度を常に３０℃近傍に維持し、微生物膜９の活性を安定化させ、それに起因する『水質異常』の誤警報を防止している。

次に、図３で示す実施の形態を説明する。この実施の形態では、図１で示した二重管式熱交換器２２に代って、循環路２４に流れる温度調整水を、循環水温調器２３によって冷却しようとするものである。すなわち、温度調整水は、フローセル５と循環水温調器２３との間に形成された循環路２４を循環するように構成する。また、循環水温調器２３は、温度調整水を所定の温度範囲に調整する図示しない加熱部を有すると共に、その内部に、熱効率の良いコイル状配管を設けて被検水を低熱源とする冷却部２３ａを構成している。このため、冷却部２３ａを構成するコイル状配管は被検水の導入管１７に連結され、ろ過水ポンプ１８から散気水槽７に通じる導入管１７の一部となるように構成される。その他の構成は、図１と同じである。

上記構成において、被検水源から得た被検水を、鉄液あるいは酸性溶液と混合して測定槽４に導入し、被検水の水質検査後、排出管３を介して排水する主系統は、図１と変わりがない。この実施の形態では、循環式温調器２３の循環水貯留水槽に、熱効率の良いコイル状配管を設けて、中空糸膜フィルタ２１でろ過した被検水を通過させ、循環水貯留水槽内の水温を３０℃以下に下げている。もし温度調整水の水温を下げすぎた場合は、循環式温調器２３に備わっている加熱部により加熱する。したがって、温度調整水の水温は常に３０℃付近に制御される。

以上により装置の設置環境が３０℃以上に達する高温環境においても、循環式温調器２３の循環水貯留水槽に設けた熱効率の良いコイル状配管に被検水を通過させて、循環水貯留水槽内の温度調整水を３０℃以下に下げることができる。また、水温を下げすぎた場合は、循環式温調器２３内の加熱部をオン／オフ制御することにより、温度調整水を３０℃近傍に再調整する。このようにして、温度調整を行った温度調整水をフローセル５に通水させるので、フローセル５内の測定槽４における温度を常に３０℃近傍に維持できる。その結果、微生物膜９の活性を安定化させ、それに起因する『水質異常』の誤警報を防止することが可能となる。

次に、図４で示す実施の形態を説明する。この実施の形態は、図３で示した実施の形態と同様に、フローセル５と循環水温調器２３との間に循環路２４を形成し、ここに温度調整水を循環させるように構成する。循環水温調器２３は、温度調整水を所定の温度範囲に調整する図示しない加熱部を有すると共に、その内部に、熱効率の良いコイル状配管を設けて冷却部２３ａを構成している。ただし、冷却部２３ａのコイル状配管には被検水に代って、この被検水とは別系統の供給水を流して、これを低熱源とする。別系統の供給水としては水道水や地下から汲み上げられた井戸水などを用いればよい。また、中空糸膜フィルタ２１でろ過した被検水は、ろ過水導入管１７により散気槽７内に直接導入する。その他の構成は、図３と同じである。

上記構成において、被検水源から得た被検水を、鉄液あるいは酸性溶液と混合して測定槽４に導入し、被検水の水質検査後、排出管３を介して排水する主系統は、前述した各実施の形態と変わりがない。この実施の形態では、循環式温調器２３の循環水貯留水槽にコイル状配管による冷却部２３ａを設け、ここに被検水とは別系統の供給水、例えば、水道水を流通させ、循環水貯留水槽内の水温を３０℃以下に下げている。

ここで、冷却部２３ａのコイル状配管に、水道水を流通させた場合、水道水は地中に埋設された配管を通って供給されることから、夏季における高温環境下では、被処理水（例えば、河川水）より一般的に低温である。また、冷却部２３ａのコイル状配管に、井戸水を流通させた場合も、夏季における高温環境下では、被処理水より低温である。したがって、図３で示した、被検水により循環式温調器２３の循環水貯留水槽内を冷却する場合に比べ、より一層効果的に温度調整水を冷却することができる。このことから、図３の場合より、より高温環境下で使用する場合に適する。

なお、温度調整水の水温を下げすぎた場合は、循環式温調器２３に備わっている加熱部の加熱により、水温を常に３０℃付近に制御することは同じである。

以上により装置の設置環境が３０℃以上に達する高温環境においても、循環式温調器２３の循環水貯留水槽に設けた熱効率の良いコイル状配管に、被検水とは別系統の供給水を流通させて、循環水貯留水槽内にて温度調整水を３０℃以下に下げることができる。また、水温を下げすぎた場合は、循環式温調器２３内の加熱部をオン／オフ制御することにより、温度調整水を３０℃近傍に再調整する。このようにして、温度調整を行った温度調整水をフローセル５に通水させるので、フローセル５内の測定槽４における温度を常に３０℃近傍に維持できる。その結果、微生物膜９の活性を安定化させ、それに起因する『水質異常』の誤警報を防止することが可能となる。

次に、図５で示す実施の形態を説明する。この実施の形態は、図１で示した実施の形態のように、バイオセンサが設置される測定槽４の温度調整部５は、二重管式熱交換器２２及び循環式温調器２３と連結して循環路２４を構成しており、この循環路２４を循環する温度調整水により所定温度に調節される。二重管式熱交換器２２は、その内管２２ａに被検水を流し、この内管２２ａの周囲を覆う外管２２ｂには温度調整水を流しており、外管２２ｂは、前述のように、循環路２４の一部を構成している。また、内管２２ａを通った被検水は、散気水槽７に導入される。

一方、循環水温調器２３は、図４で示す実施の形態と同様に、温度調整水を所定の温度範囲に調整する図示しない加熱部を有すると共に、その内部に、熱効率の良いコイル状配管を設けて冷却部２３ａを構成している。この冷却部２３ａのコイル状配管には、被検水とは別系統の供給水（水道水や井戸水）などを流して低熱源としている。その他の構成は、図１と同じである。

上記構成において、被検水源から得た被検水を、鉄液あるいは酸性溶液と混合して測定槽４に導入し、被検水の水質検査後、排出管３を介して排水する主系統は、前述した各実施の形態と変わりがない。この実施の形態では、高温環境下において、測定槽４を３０℃程度まで冷却した後の比較的高温の温度調整水を、まず、二重管式熱交換器２２において、その外管２２ｂに流し、内管２２ａを流れる比較的低温の被検水により冷却する。さらに、この二重管式熱交換器２２で冷却された温度調整水は、循環水温調器２３において、その冷却部２３ａに流れる水道水や井戸水などの供給水により再度冷却する。すなわち、循環路２４に流れる温度調整水は２段階にわたって冷却される。このため、周囲環境が著しい高温下であっても効果的に冷却することができる。この場合も、温度調整水が３０℃以下に冷却された場合は、循環式温調器２３に備わっている加熱部により、常に３０℃付近に制御すればよい。

以上により、装置の設置環境が著しい高温環境であっても、フローセル５から流れ出た高温の温度調整水を、二重管式熱交換器２２により、その内管２２ａに流れる被検水により冷却すると共に、さらに、循環式温調器２３の冷却部２３ａに流れる水道水や井戸水などの供給水によって冷却するので、温度調整水を確実に３０℃以下に下げることができる。また、水温を下げすぎた場合は、循環式温調器２３内の加熱部をオン／オフ制御することにより、温度調整水を３０℃近傍に再調整する。このようにして、温度調整を行った温度調整水をフローセル５に通水させるので、フローセル５内の測定槽４における温度を常に３０℃近傍に維持できる。その結果、微生物膜９の活性を安定化させ、それに起因する『水質異常』の誤警報を防止することが可能となる。

次に、図６で示す実施の形態を説明する。この実施の形態では、バイオセンサが設置される測定槽４の温度調整部５は、二重管式熱交換器２２及び循環式温調器２３と連結して循環路２４を構成しており、この循環路２４を循環する温度調整水により所定温度に調節される。二重管式熱交換器２２は、その内管２２ａに温度調整水を流しており、循環路２４の一部を構成している。この内管２２ａの周囲を覆う外管２２ｂには、被検水とは別系統の供給水（水道水や井戸水など）を流しており、内管２２ａに流れる温度調整水を冷却している。循環水温調器２３は、温度調整水を所定の温度範囲に調整するために、図示しない加熱部を有する。また、その内部には、図３の実施の形態と同様に、熱効率の良いコイル状配管を設けて被検水を低熱源とする冷却部２３ａを構成している。この冷却部２３ａを通った被検水は、散気水槽７に導入される。また、循環水温調器２３を経た温度調整部５へ循環させている。

上記構成において、被検水源から得た被検水を、鉄液あるいは酸性溶液と混合して測定槽４に導入し、被検水の水質検査後、排出管３を介して排水する主系統は、前述した各実施の形態と変わりがない。この実施の形態では、高温環境下において、測定槽４を３０℃程度まで冷却した比較的高温の温度調整水を、まず、二重管式熱交換器２２の内管２２ａに流し、その外管２２ｂに流れる水道水や井戸水などの供給水により冷却する。次に、この温度調整水を循環水温調器２３において、その冷却部２３ａに流れる比較的低温の被検水により冷却する。すなわち、循環路２４に流れる温度調整水は２段階にわたって冷却される。このため、周囲環境が著しい高温下であっても効果的に冷却することができる。この場合も、温度調整水が３０℃以下に冷却された場合は、循環式温調器２３に備わっている加熱部により、常に３０℃付近に制御すればよい。

以上により、装置の設置環境が著しい高温環境であっても、フローセル５から流れ出た高温の温度調整水を、二重管式熱交換器２２の内管２２ａに流し、その外管２２ｂに流れる水道水や井戸水などの供給水によって冷却すると共に、さらに、循環式温調器２３の冷却部２３ａに流れる被検水により冷却するので、温度調整水を確実に３０℃以下に下げることができる。また、水温を下げすぎた場合は、循環式温調器２３内の加熱部をオン／オフ制御することにより、温度調整水を３０℃近傍に再調整する。このようにして、温度調整を行った温度調整水をフローセル５に通水させるので、フローセル５内の測定槽４における温度を常に３０℃近傍に維持できる。その結果、微生物膜９の活性を安定化させ、それに起因する『水質異常』の誤警報を防止することが可能となる。

４…水質の異常有無を検出する測定槽
５…温度調整部
１７…被検水の導入管路
２２…二重管式熱交換器
２２ａ…内管
２２ｂ…外管
２３…循環式温調器
２３ａ・・・冷却部
２４…循環路

Claims (5)

1. 温度調整部により予め設定した温度範囲に保たれた測定槽に被検水を導入してその水質の異常の有無を検出する異常水質検出装置であって、
   前記測定槽を所定の温度範囲に保つために、前記温度調整部に連結して温度調整水を循環供給する循環路と、
   前記被検水の導入管路の所定の長さ部分を前記被検水が流れる内管とし、この内管の周囲を覆う外管を設けて二重管構造とし、前記外管が前記循環路の一部となるようにこの循環路に連結し、この外管に前記温度調整水を流通させる二重管式熱交換器と、
   前記循環路に連結され、前記温度調整水を前記所定の温度範囲に調整する加熱部を有する循環水温調器と、
   を備えたことを特徴とする異常水質検出装置。
2. 温度調整部により予め設定した温度範囲に保たれた測定槽に被検水を導入してその水質の異常の有無を検出する異常水質検出装置であって、
   前記測定槽を所定の温度範囲に保つために、前記温度調整部に連結して温度調整水を循環供給する循環路と、
   前記循環路に連結され、前記温度調整水を前記所定の温度範囲に調整する加熱部、及び前記被検水の導入管に連結され、この被検水を低熱源とする冷却部を有する循環水温調器と、
   を備えたことを特徴とする異常水質検出装置。
3. 温度調整部により予め設定した温度範囲に保たれた測定槽に被検水を導入してその水質の異常の有無を検出する異常水質検出装置であって、
   前記測定槽を所定の温度範囲に保つために、前記温度調整部に連結して温度調整水を循環供給する循環路と、
   前記循環路に連結され、前記温度調整水を前記所定の温度範囲に調整する加熱部、及び前記被検水とは別系統の供給水管に連結され、この供給水を低熱源とする冷却部を有する循環水温調器と、
   を備えたことを特徴とする異常水質検出装置。
4. 温度調整部により予め設定した温度範囲に保たれた測定槽に被検水を導入してその水質の異常の有無を検出する異常水質検出装置であって、
   前記測定槽を所定の温度範囲に保つために、前記温度調整部に連結して温度調整水を循環供給する循環路と、
   前記被検水の導入管路の所定の長さ部分を前記被検水が流れる内管とし、この内管の周囲を覆う外管を設けて二重管構造とし、前記外管が前記循環路の一部となるようにこの循環路に連結し、この外管に前記温度調整水を流通させる二重管式熱交換器と、
   前記循環路に連結され、前記温度調整水を前記所定の温度範囲に調整する加熱部、及び前記被検水とは別系統の供給水管に連結され、この供給水を低熱源とする冷却部を有する循環水温調器と、
   を備えたことを特徴とする異常水質検出装置。
5. 温度調整部により予め設定した温度範囲に保たれた測定槽に被検水を導入してその水質の異常の有無を検出する異常水質検出装置であって、
   前記測定槽を所定の温度範囲に保つために、前記温度調整部に連結して温度調整水を循環供給する循環路と、
   前記循環路に連結され、前記温度調整水を前記所定の温度範囲に調整する加熱部、及び前記被検水の導入管に連結され、この被検水を低熱源とする冷却部を有する循環水温調器と、
   前記循環路の所定の長さ部分を前記温度調整水が流れる内管とし、この内管の周囲を覆う外管を設けて二重管構造とし、前記外管に前記被検水とは別系統の供給水管を連結して供給水を流通させる二重管式熱交換器と、
   を備えたことを特徴とする異常水質検出装置。