JP2001041949A - Apparatus and method for measurement of chemical oxygen demand - Google Patents

Apparatus and method for measurement of chemical oxygen demand

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JP2001041949A
JP2001041949A JP11212900A JP21290099A JP2001041949A JP 2001041949 A JP2001041949 A JP 2001041949A JP 11212900 A JP11212900 A JP 11212900A JP 21290099 A JP21290099 A JP 21290099A JP 2001041949 A JP2001041949 A JP 2001041949A
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measured
solution
chemical oxygen
measuring
cod
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Masao Karube
征夫 軽部
Kazuhito Hashimoto
和仁 橋本
Kazunori Ikebukuro
一典 池袋
Satoshi Sasaki
聰 佐々木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method in which a chemical oxygen demand(COD) can be measured more simply and quickly than a COD measuring method adopted by the JIS. SOLUTION: This apparatus which measures a chemical oxygen demand is provided with a reaction part 14 in which dissolved oxygen in a solution to be measured is reacted with an organic substance in the solution to be measured. The apparatus is provided with a dissolved-oxygen measuring part 13 which is used to measure the amount of the dissolved oxygen in the solution to be measured. The apparatus is provided with a calculation part which finds the chemical oxygen demand on the basis of a measured result under a prescribed condition by the dissolved-oxygen measuring part 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ダム水や湖沼水、
河川水等における化学的酸素要求量(COD:Chemical Ox
ygen Demand)を測定する装置及び方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to dam water, lake water, and the like.
Chemical oxygen demand (COD: Chemical Ox) in river water, etc.
ygen Demand).

【0002】ここで、河川等の動的な水系において有機
物質が直接生態系に及ぼす影響を表す指標となるのが生
物学要求量(Biochemical Oxygen Demand:BOD)である
のに対し、化学的酸素要求量は、ダム、湖沼等の閉鎖性
水域において全ての有機物質を酸化させるために必要な
酸素量を求め、生態系に及ぼす潜在的な影響を表す指標
となるものである。
Here, in a dynamic water system such as a river, an indicator directly indicating an effect of an organic substance on an ecosystem is a biological demand (Biochemical Oxygen Demand: BOD), whereas a chemical oxygen The required amount is a measure of the amount of oxygen required to oxidize all organic substances in closed water bodies such as dams, lakes and marshes, and is an indicator of the potential impact on ecosystems.

【0003】[0003]

【従来の技術】化学的酸素要求量の測定は、強酸化剤を
用いて有機物質を化学的に酸化させ、このとき消費した
強酸化剤の量酸素の量に換算することにより行ってい
る。このとき用いられる強酸化剤としては、過マンガン
酸カリウムやニクロム酸カリウムが挙げられるが、以下
にこれらの強酸化剤を用いた化学的酸素要求量測定法に
ついて概説する。
2. Description of the Related Art Chemical oxygen demand is measured by chemically oxidizing an organic substance using a strong oxidizing agent and converting it to the amount of oxygen consumed by the strong oxidizing agent. As the strong oxidizing agent used at this time, potassium permanganate or potassium dichromate can be mentioned, and a method for measuring a chemical oxygen demand using these strong oxidizing agents will be outlined below.

【0004】(1)過マンガン酸カリウムを用いた化学
的酸素要求量(CODMn)測定 試料を硫酸酸性とし、酸化剤として過マンガン酸カリウ
ムを加え、沸騰水浴中で30分間反応させる。そのとき
消費した過マンガン酸イオンの量を求め、それに相当す
る酸素の量(mgO/l(リットル))に換算してCODMn
を表す。この試験は試料採取後直ちに行うのが好ましい
が、試験を直ちに行えない場合には、試料を0℃から1
0℃の暗所に保存しておき、できるだけ早く試験するよ
うにする。
(1) Measurement of Chemical Oxygen Demand (COD Mn ) Using Potassium Permanganate A sample is made acidic with sulfuric acid, potassium permanganate is added as an oxidizing agent, and the mixture is reacted for 30 minutes in a boiling water bath. The amount of permanganate ion consumed at that time is determined, and converted to the amount of oxygen (mgO / l (liter)) corresponding thereto, and the COD Mn value is represented. This test is preferably performed immediately after sampling, but if the test cannot be performed immediately, the sample should be taken from 0 ° C to 1 ° C.
Store in the dark at 0 ° C. and test as soon as possible.

【0005】(2)二クロム酸カリウムを用いた化学的
酸素要求量(CODCr)測定 試料に二クロム酸カリウムと硫酸を加え、還流冷却器を
付けて2時間煮沸した後、消費された二クロム酸の量を
求め、それに相当する酸素の量(mgO/l)に換算してCO
DCr値を表す。この試験も試料採取後直ちに行うのが好
ましいが、試験を直ちに行えない場合には、試料を0℃
から10℃の暗所に保存しておき、できるだけ早く試験
するようにする。
(2) Measurement of Chemical Oxygen Demand (COD Cr ) Using Potassium Dichromate Potassium dichromate and sulfuric acid are added to a sample, and the sample is boiled for 2 hours with a reflux condenser. Calculate the amount of chromic acid and convert it to the amount of oxygen (mgO / l) equivalent to CO
Represents the D Cr value. This test is also preferably performed immediately after sampling, but if the test cannot be performed immediately, the sample should be stored at 0 ° C.
Store in the dark at 10 to 10 ° C and test as soon as possible.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】化学的酸素要求量は、
前述したように、ダム、湖沼等の閉鎖性水域において全
ての有機物質を酸化させるために必要な酸素量である
が、河川等の動的な水系のみならず、ダム、湖沼などの
閉鎖性水域においても、有機物質の濃度(局部的な濃
度)は水の流れにより変動する。従って、2〜4時間程
度の測定時間を要する従来のCOD測定方法を用いたので
は、時々刻々変動している有機物質の濃度をモニタリン
グするのが非常に困難であるという課題がある。
The chemical oxygen demand is:
As described above, the amount of oxygen required to oxidize all organic substances in closed water areas such as dams and lakes is not limited to dynamic water systems such as rivers, but also to closed water areas such as dams and lakes. Also in the above, the concentration (local concentration) of the organic substance varies depending on the flow of water. Therefore, there is a problem that it is very difficult to monitor the concentration of an organic substance that is changing every moment by using a conventional COD measurement method requiring a measurement time of about 2 to 4 hours.

【0007】さらに、従来のCOD測定方法は、再現性が
低い(測定者によって結果にばらつきが生じる)という
欠点を持っているので、COD測定を行うのは熟練した技
術者以外には困難であるという課題もある。
Further, the conventional COD measurement method has a drawback that the reproducibility is low (results vary depending on the operator), so that it is difficult to perform COD measurement except for a skilled technician. There is also a problem.

【0008】また、二クロム酸カリウムは六価クロムで
あり、これを用いる従来法においては廃液の問題も挙げ
られる。
Further, potassium dichromate is hexavalent chromium, and the conventional method using the same has a problem of waste liquid.

【0009】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、JISにより採用されているCOD測定方
法よりも簡単、迅速かつ安全に化学的酸素要求量を測定
することができる装置及び方法を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above problems, and an apparatus and a method for measuring a chemical oxygen demand in a simpler, faster and more secure manner than the COD measuring method adopted by JIS. The aim is to provide a method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、測定対象
溶液中の有機物質が光触媒として機能する酸化チタンに
より分解無機化される過程において、測定対象溶液中の
溶存酸素が減少することに着目し、酸化チタンにより分
解無機化された後の測定対象溶液中の溶存酸素量を直接
測定することにより化学的酸素要求量を測定できること
を見出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have found that the dissolved oxygen in the solution to be measured decreases in the process in which the organic substance in the solution to be measured is decomposed and mineralized by titanium oxide which functions as a photocatalyst. By focusing attention, they have found that the chemical oxygen demand can be measured by directly measuring the amount of dissolved oxygen in the solution to be measured after being decomposed and mineralized by titanium oxide, and have completed the present invention.

【0011】ここで、従来法にて用いられる過マンガン
酸カリウムは、酸性溶液において以下のように脱水素反
応を行うことにより有機物質を酸化している。
Here, potassium permanganate used in the conventional method oxidizes organic substances by performing a dehydrogenation reaction in an acidic solution as follows.

【0012】[0012]

【化1】MnO4 + 8H + 5e → Mn2+ + 4H2O## STR1 ## MnO 4 - + 8H + + 5e → Mn 2+ + 4H 2 O

【0013】一方、本発明にて用いられる酸化チタンに
よる有機物質の分解は、次のようなプロセスで進行す
る。
On the other hand, the decomposition of the organic substance by the titanium oxide used in the present invention proceeds by the following process.

【0014】水中の酸化チタンは、紫外線が照射される
と水を分解してOHラジカルを発生するととともに、酸化
チタン自身の価電子帯(valence band)の正孔(hole)
が強い酸化力を持つようになる。そして、このOHラジカ
ルと正孔(hole)が、有機物質中の水素を引き抜くこと
により、炭素−炭素間の結合が切断されて有機物質の分
解が起こる。
[0014] Titanium oxide in water decomposes water when irradiated with ultraviolet rays to generate OH radicals, and at the same time, holes in the valence band of the titanium oxide itself.
Has a strong oxidizing power. Then, the OH radicals and holes extract hydrogen in the organic substance, whereby the bond between carbon and carbon is broken and the decomposition of the organic substance occurs.

【0015】このように、従来法と酸化チタンを用いた
本発明の方法とでは、「脱水素反応により有機物質を分
解する」という有機物質の分解のメカニズムは同一であ
る。
As described above, in the conventional method and the method of the present invention using titanium oxide, the mechanism of decomposition of an organic substance, that is, "decompose an organic substance by a dehydrogenation reaction", is the same.

【0016】しかし、従来法では、酸化反応で消費され
る酸素量と反応により減少する酸化剤量が一致するとい
う条件の下で、消費された酸化剤の量を酸素の量(mgO
/l)に換算してCOD値を表しているのに対し、本発明の
方法では、酸化反応で消費される酸素量を各種酸素測定
装置により直接測定してCOD値を求めることができると
いう優れた特徴がある。
However, in the conventional method, under the condition that the amount of oxygen consumed in the oxidation reaction coincides with the amount of oxidant reduced by the reaction, the amount of consumed oxidant is reduced to the amount of oxygen (mgO
/ L), while the method of the present invention is superior in that the COD value can be determined by directly measuring the amount of oxygen consumed in the oxidation reaction with various oxygen measuring devices. There are features.

【0017】より具体的には、本発明は次のような化学
的酸素要求量測定装置及び方法を提供する。
More specifically, the present invention provides the following chemical oxygen demand measuring apparatus and method.

【0018】(1) 化学的酸素要求量を測定する装置
であって、測定対象溶液中の溶存酸素と該測定対象溶液
中の有機物質とを反応させる反応部と、前記測定対象溶
液中の溶存酸素量を測定するための溶存酸素測定部と、
前記溶存酸素測定部での所定条件下の測定結果から化学
的酸素要求量を求める算出部と、を備えることを特徴と
する化学的酸素要求量測定装置。
(1) An apparatus for measuring a chemical oxygen demand, comprising: a reaction section for reacting dissolved oxygen in a solution to be measured with an organic substance in the solution to be measured; A dissolved oxygen measuring unit for measuring the amount of oxygen,
A calculating unit for calculating a chemical oxygen demand from a measurement result under predetermined conditions in the dissolved oxygen measuring unit.

【0019】(2) 前記反応部は、酸化チタン微粒子
が担持された反応触媒部と、該酸化チタン微粒子に光触
媒機能を発揮させる光源と、を備え、該酸化チタン微粒
子の光触媒作用により前記測定対象溶液中の溶存酸素と
有機物質とを反応させることを特徴とする上記(1)記
載の化学的酸素要求量測定装置。
(2) The reaction section includes a reaction catalyst section on which titanium oxide fine particles are supported, and a light source for causing the titanium oxide fine particles to perform a photocatalytic function. The chemical oxygen demand measuring apparatus according to the above (1), wherein the dissolved oxygen in the solution is reacted with an organic substance.

【0020】(3) 前記溶存酸素測定部が、ヨウ素
法、鉄(II)法、中和滴定法、光吸収法、発光分析法、
ポーラログラフ法、酸素電極法、電導度測定法、電位差
測定法、電量分析法又はそれを応用した方法で測定を行
う装置であることを特徴とする上記(1)又は(2)記
載の化学的酸素要求量測定装置。
(3) The dissolved oxygen measuring section comprises an iodine method, an iron (II) method, a neutralization titration method, a light absorption method, an emission analysis method,
The chemical oxygen according to the above (1) or (2), which is an apparatus for performing measurement by a polarographic method, an oxygen electrode method, a conductivity measuring method, a potential difference measuring method, a coulometric method or a method using the method. Demand measurement device.

【0021】(4) 前記反応部が、フェントン試薬を
用いて反応を促進させる機構を備える装置であることを
特徴とする上記(1)から(3)いずれか記載の化学的
酸素要求量測定装置。
(4) The chemical oxygen demand measuring apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the reaction section is an apparatus provided with a mechanism for accelerating the reaction using Fenton's reagent. .

【0022】(5) 回分操作又はフローインジェクシ
ョン分析に供する装置であることを特徴とする上記
(1)から(4)いずれか記載の化学的酸素要求量測定
装置。
(5) The apparatus for measuring a chemical oxygen demand according to any one of (1) to (4), wherein the apparatus is used for batch operation or flow injection analysis.

【0023】(6) 測定対象溶液中の溶存酸素を利用
して、該測定対象溶液の化学的酸素要求量を求める方
法。
(6) A method in which the dissolved oxygen in the solution to be measured is used to determine the chemical oxygen demand of the solution to be measured.

【0024】(7) 該測定対象溶液中の溶存酸素の消
費量に基づいて、該測定対象溶液の化学的酸素要求量を
求める上記(6)記載の方法。
(7) The method according to the above (6), wherein the chemical oxygen demand of the solution to be measured is determined based on the consumption of dissolved oxygen in the solution to be measured.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】ここで、「測定対象溶液」は、ダ
ム水や湖沼水、河川水等のように環境汚染を調査する指
標となる試料だけでなく、生活廃水、工場廃水等の汚染
源から直接的に採取した試料も含まれる。これらをサン
プリングしたものが「測定対象溶液」として本発明に係
る装置及び方法に供される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Here, the "solution to be measured" includes not only samples serving as indicators for environmental pollution such as dam water, lake water, river water, etc., but also pollution sources such as domestic wastewater and industrial wastewater. Includes samples taken directly from. A sample of these is supplied to the apparatus and method according to the present invention as a “solution to be measured”.

【0026】本明細書において「溶存酸素」とは、測定
対象溶液を所定の条件下に置いたときに、その状態で溶
存している酸素のことを言う他、測定対象溶液に酸素を
人工的に溶解させたときに、その状態で溶存している酸
素のことをも言うものとする。
As used herein, the term "dissolved oxygen" refers to oxygen dissolved in a solution to be measured when the solution to be measured is placed under a predetermined condition. It also refers to oxygen dissolved in that state when dissolved in water.

【0027】測定対象溶液中の溶存酸素と該測定対象溶
液中の有機物質とを「反応させる」とは、有機物質と溶
存酸素とが何らかの反応を生ずることにより測定対象溶
液中の溶存酸素が減少することを意味し、必ずしも分解
されることを意味しない。
"Reacting" the dissolved oxygen in the solution to be measured with the organic substance in the solution to be measured means that the dissolved oxygen in the solution to be measured decreases due to some reaction between the organic substance and the dissolved oxygen. And does not necessarily mean that it is decomposed.

【0028】「反応部」は、測定対象溶液を所定の容器
(例えば、反応セルや恒温槽等)に保持して反応を行う
回分操作型のものでもよく、測定対象溶液を所定の容器
(例えばカラム等)内に所定の速度で流すフローインジ
ェクション分析型のものでもよい。しかし、本発明はこ
れに限定されず、「測定対象溶液中の溶存酸素と該測定
対象溶液中の有機物質とを反応させる」機構を備える装
置であれば、本発明で言う「反応部」に相当する。
The "reaction section" may be a batch operation type in which a solution to be measured is held in a predetermined container (for example, a reaction cell or a constant temperature bath) to carry out a reaction. (A column or the like) at a predetermined speed. However, the present invention is not limited to this, and any device having a mechanism of “reacting dissolved oxygen in a solution to be measured with an organic substance in the solution to be measured” may be referred to as a “reaction unit” in the present invention. Equivalent to.

【0029】「測定対象溶液中の溶存酸素量を測定す
る」とは、反応部による反応前、反応後、反応中の測定
対象溶液中の溶存酸素量を測定することを意味する。
"Measurement of the amount of dissolved oxygen in the solution to be measured" means to measure the amount of dissolved oxygen in the solution to be measured before, after and after the reaction in the reaction section.

【0030】「溶存酸素測定部」には、溶存酸素量を直
接測定する装置のほか、溶存酸素量を求めるために必要
となるデータを測定する装置も含まれる。具体的には、
「溶存酸素測定部」は、ヨウ素法(ウィンクラー法)、
鉄(II)法(ミラー変法)、中和滴定法、光吸収法、発
光分析法、ポーラログラフ法、ガルバニ電池式酸素電極
法、電導度測定法、電位差測定法、電量分析法又はそれ
を応用した方法で測定を行う装置のことを言う。
The "dissolved oxygen measuring section" includes not only a device for directly measuring the amount of dissolved oxygen, but also a device for measuring data necessary for obtaining the amount of dissolved oxygen. In particular,
The “dissolved oxygen measurement section” is based on the iodine method (Winckler method),
Iron (II) method (modified mirror method), neutralization titration method, light absorption method, emission analysis method, polarographic method, galvanic cell type oxygen electrode method, conductivity measurement method, potentiometric measurement method, coulometric analysis method or its application Refers to a device that performs measurement by the method described above.

【0031】「所定条件下の測定結果から化学的酸素要
求量を求める」と言う場合に、「所定条件下の測定結
果」とは、平衡状態に達したと考えられるまで反応させ
たときの測定結果のことを言うだけでなく、一定時間,
一定照射量(強度)の光を照射して反応させたときの測
定結果のことも言うものとする。そして、「所定条件下
の測定結果から化学的酸素要求量を求める」とは、「所
定条件下の測定結果」から溶存酸素の消費量を求め(こ
の「溶存酸素の消費量」の求め方については後述す
る)、この溶存酸素の消費量に基づいて化学的酸素要求
量を求めることを意味する。
In the case of "determining the chemical oxygen demand from the measurement result under predetermined conditions", "measurement result under predetermined conditions" means the measurement when the reaction is performed until it is considered that an equilibrium state has been reached. Not only about the result,
It also refers to a measurement result when a reaction is performed by irradiating light of a constant irradiation amount (intensity). Then, “determining the chemical oxygen demand from the measurement result under predetermined conditions” means that the dissolved oxygen consumption is determined from “measurement result under predetermined conditions” (about the method of calculating the “dissolved oxygen consumption”). Means that the chemical oxygen demand is determined based on the dissolved oxygen consumption.

【0032】「算出部」は、例えばコンピュータ等のよ
うな演算装置を意味するが、上記のような演算を行いう
るものであればこれに限定されない。
The "calculating unit" means an arithmetic unit such as a computer, for example, but is not limited to this as long as it can perform the above-described operation.

【0033】「酸化チタン微粒子が担持された反応触媒
部」とは、酸化チタン微粒子を固定しうる所定の部材
(例えば膜やビーズ等)のことを意味する。
The term "reaction catalyst portion carrying titanium oxide fine particles" means a predetermined member (for example, a film or a bead) capable of fixing titanium oxide fine particles.

【0034】「光触媒機能を発揮させる光源」には、例
えば紫外線ランプ等のように所望の波長の光を照射しう
るランプのほか、複数の波長の光が混合された光を照射
しうるランプも含まれる。また、本発明において、
「光」と言うときは、前記ランプから照射される光のよ
うに人工的に発せられる光のほか、太陽光等の自然光を
も言うものとする。但し、照射強度、波長、照射時間等
が自在にコントロールできるものが好ましい。
The "light source that exerts a photocatalytic function" includes a lamp capable of irradiating light of a desired wavelength, such as an ultraviolet lamp, and a lamp capable of irradiating light in which a plurality of wavelengths are mixed. included. In the present invention,
The term "light" refers to not only artificially emitted light such as light emitted from the lamp, but also natural light such as sunlight. However, it is preferable that the irradiation intensity, wavelength, irradiation time and the like can be freely controlled.

【0035】「フェントン試薬」とは、OHラジカルを発
生させる過酸化水素と、電子伝達を増加させる物質とし
ての鉄塩(具体的には、FeCl3、FeCl36H2O、Fe(NH3)2(S
O4)2、Fe(OH)3、FeSO4、Fe(NO3)3、Fe(NO3)39H2O等)と
の混合物を言う。後述する実施例では、「フェントン試
薬」を用いて反応を促進させる場合について説明してい
るが、反応を促進させるためにはその他の促進剤となる
試薬を用いることもできる。
"Fenton's reagent" refers to hydrogen peroxide that generates OH radicals and iron salts as substances that increase electron transfer (specifically, FeCl 3 , FeCl 3 6H 2 O, Fe (NH 3 ) 2 (S
O 4) 2, Fe (OH ) 3, FeSO 4, Fe (NO 3) 3, Fe (NO 3) 3 refers to a mixture of 9H 2 O, etc.). In the examples described later, the case where the reaction is promoted using the “Fenton's reagent” is described. However, in order to promote the reaction, a reagent serving as another promoter can be used.

【0036】「回分操作又はフローインジェクション分
析に供する装置」とは、本発明の化学的酸素要求量測定
装置が、回分操作又はフローインジェクション分析の手
法を用いて化学的酸素要求量を測定する装置であること
を意味する。
"A device for batch operation or flow injection analysis" is a device in which the chemical oxygen demand measuring device of the present invention measures the chemical oxygen demand using a batch operation or flow injection analysis technique. It means there is.

【0037】本発明は、「測定対象溶液中の溶存酸素を
利用して、該測定対象溶液の化学的酸素要求量を求める
方法」であると把握できる。
The present invention can be understood to be a “method of using the dissolved oxygen in the solution to be measured to determine the chemical oxygen demand of the solution to be measured”.

【0038】ここで、「測定対象溶液中の溶存酸素を利
用して」とは、具体的には、「溶存酸素の消費量に基づ
いて」ということであるが、「測定対象溶液中の溶存酸
素を利用して」測定対象溶液の化学的酸素要求量を求め
ているものであれば、「溶存酸素の消費量に基づいて」
測定対象溶液の化学的酸素要求量を求めるものでなくて
も本発明に含まれる。
Here, "using dissolved oxygen in the solution to be measured" specifically means "based on the consumption of dissolved oxygen", but "using dissolved oxygen in the solution to be measured". If oxygen is used to determine the chemical oxygen demand of the solution to be measured, "based on dissolved oxygen consumption"
The present invention is not limited to determining the chemical oxygen demand of the solution to be measured but is included in the present invention.

【0039】なお、「溶存酸素の消費量」は、反応前後
の測定対象溶液中の溶存酸素量を測定して差分計算を行
うことにより求めることができるほか、所定時間内にお
ける測定対象溶液中の溶存酸素量の変化を測定してその
変化量(例えば溶存酸素量の変化をグラフ化した場合に
は、そのグラフの傾き若しくは測定点における微分係
数)に基づいて求めることもできる。
The "consumed amount of dissolved oxygen" can be determined by measuring the amount of dissolved oxygen in the solution to be measured before and after the reaction and performing a difference calculation. It is also possible to measure the change in the dissolved oxygen amount and obtain the change amount based on the change amount (for example, when the change in the dissolved oxygen amount is graphed, the slope of the graph or the derivative at the measurement point).

【0040】化学的酸素消費量の測定方法には、(a)
測定対象溶液中に含まれる全有機物質の反応が完了する
まで(反応が平衡状態に達するまで)測定するものと、
(b)所定時間(一定時間)のみ測定するもの、の2つ
が考えられるが、いずれの方法も本発明に係る装置で実
施可能であり、本発明の方法に含まれる。
The method for measuring the chemical oxygen consumption includes (a)
One that measures until the reaction of all organic substances contained in the solution to be measured is completed (until the reaction reaches an equilibrium state);
(B) Measurement only for a predetermined time (constant time) is conceivable. Both methods can be implemented by the apparatus according to the present invention, and are included in the method of the present invention.

【0041】[0041]

【実施例】本発明の化学的酸素要求量(COD:Chemical
Oxygen Demand)測定装置は、回分操作(Batch type op
eration)と、フローインジェクション分析(FIA:Flow
Injection Analysis)の2つのシステムを用いて開発し
た。
EXAMPLES The chemical oxygen demand (COD) of the present invention
Oxygen Demand) measuring device is a batch type op
eration) and flow injection analysis (FIA: Flow)
Injection Analysis).

【0042】(1)回分操作型の化学的酸素要求量測定
装置 有機物質の分解について、光触媒である酸化チタン(こ
の酸化チタンは、従来法で用いられる過マンガン酸カリ
ウムと同一の酸化メカニズムを持つ)をテフロン膜に固
定化した。そして、このテフロン膜を酸素電極に装着し
て、回分操作型の化学的酸素要求量(COD)測定装置を
構築した。
(1) Batch operation type chemical oxygen demand measurement apparatus For decomposition of organic substances, titanium oxide as a photocatalyst (this titanium oxide has the same oxidation mechanism as potassium permanganate used in the conventional method) ) Was immobilized on a Teflon membrane. Then, this Teflon membrane was attached to an oxygen electrode, and a batch operation type chemical oxygen demand (COD) measuring device was constructed.

【0043】(2)フローインジェクション分析型の化
学的酸素要求量測定装置 パイレックスガラス管に酸化チタンビーズを充填したカ
ラムを用いて、フローインジェクション型の化学的酸素
要求量(COD)測定装置を構築した。
(2) Flow Injection Analysis Type Chemical Oxygen Demand Measurement Apparatus A flow injection type chemical oxygen demand (COD) measurement apparatus was constructed using a Pyrex glass tube filled with titanium oxide beads. .

【0044】以下では、これらの実施例について、図を
参照しながら詳細に説明する。
Hereinafter, these embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

【0045】[0045]

【第1実施例】第1実施例では、回分操作型COD測定装置
について説明する。
First Embodiment In a first embodiment, a batch operation type COD measuring apparatus will be described.

【0046】<装置構成>図1は、回分操作型COD測定装
置の構成を模式的に示す図である。この図1において、
符号11は攪拌機、符号12は暗箱、符号13は酸素電
極、符号14は高温槽、符号15は紫外線ランプ、符号
16はデジタルマルチメーター、符号17は記録計を示
している。
<Apparatus Configuration> FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of a batch operation type COD measuring apparatus. In this FIG.
Reference numeral 11 denotes a stirrer, reference numeral 12 denotes a dark box, reference numeral 13 denotes an oxygen electrode, reference numeral 14 denotes a high-temperature bath, reference numeral 15 denotes an ultraviolet lamp, reference numeral 16 denotes a digital multimeter, and reference numeral 17 denotes a recorder.

【0047】恒温槽14を用いて、反応セルのパイレッ
クスガラスの温度を一定に維持するとともに、反応セル
内の溶液及び溶存酸素の濃度を均一化すべく、反応セル
内の攪拌子11Aにより一定な速度で攪拌した。
Using a thermostat 14, the temperature of the Pyrex glass in the reaction cell is kept constant, and the constant velocity of the solution and dissolved oxygen in the reaction cell is controlled by the stirrer 11A in the reaction cell. With stirring.

【0048】ここで、酸素電極13は、エイブル株式会
社のガルバニ式酸素電極13Aに、酸化チタンが固定化
されたテフロン膜13Bを装着して製作した。なお、酸
化チタンは、物理的な吸着方法を用いてテフロン膜に固
定化した。
The oxygen electrode 13 was manufactured by mounting a Teflon film 13B having titanium oxide immobilized on a galvanic oxygen electrode 13A manufactured by Able Corporation. The titanium oxide was immobilized on the Teflon film using a physical adsorption method.

【0049】紫外線ランプ15は、酸化チタンが光触媒
反応を起こすための紫外線を照射するものであり、紫外
線ランプ15としては、6Wのランプ(λmax = 365n
m)を用いた。
The ultraviolet lamp 15 irradiates ultraviolet light for causing a photocatalytic reaction of titanium oxide. As the ultraviolet lamp 15, a 6 W lamp (λ max = 365n) is used.
m) was used.

【0050】デジタルマルチメーター16は、酸素電極
13により得られる電流値(μA)を測定するものであ
り、このデジタルマルチメーター16としては、ヒュー
レット・パッカード(Hewlett Packard)社のマルチメ
ーター(Multimeter)34401Aを用いた。デジタルマルチ
メーター16による測定結果は、記録計17(この記録
計17としては、東亜電波工業株式会社のレコーダー
(Recorder)EPR-151Aを用いた)にて記録した。なお、
反応セル内の溶液中の溶存酸素濃度(ppm)は、デジタ
ルマルチメーター16による測定結果と後述する検量線
とを対比させて求めた。
The digital multimeter 16 measures a current value (μA) obtained from the oxygen electrode 13. The digital multimeter 16 is a multimeter 34401A manufactured by Hewlett Packard. Was used. The result of measurement by the digital multimeter 16 was recorded by a recorder 17 (a recorder EPR-151A of Toa Denpa Kogyo Co., Ltd. was used as the recorder 17). In addition,
The dissolved oxygen concentration (ppm) in the solution in the reaction cell was determined by comparing the measurement result by the digital multimeter 16 with a calibration curve described later.

【0051】<酸化チタン固定化膜の安定性>酸化チタ
ンを固定するテフロン膜が、紫外線照射下の酸化チタン
により分解される可能性があるため、テフロン膜の安定
性を以下の2つの方法により検討した。
<Stability of Titanium Oxide-Fixed Film> Since the Teflon film for fixing titanium oxide may be decomposed by titanium oxide under ultraviolet irradiation, the stability of the Teflon film is determined by the following two methods. investigated.

【0052】第1の方法として、電子顕微鏡観察により
テフロン膜の安定性を調べた。酸化チタンが固定化され
たテフロン膜の紫外線照射前の写真(図2(a))と、
水系で紫外線170時間照射したテフロン膜の写真(図
2(b))とを比較したところ、分解による形態の変化
はなかった。
As a first method, the stability of the Teflon film was examined by observation with an electron microscope. A photograph (FIG. 2A) of the Teflon film on which the titanium oxide has been immobilized before irradiation with ultraviolet light,
Comparison with a photograph (FIG. 2B) of a Teflon film irradiated with ultraviolet rays for 170 hours in an aqueous system showed no change in morphology due to decomposition.

【0053】第2の方法として、酸素電極を用いて膜の
安定性を調べた。酸化チタンを固定化したテフロン膜が
紫外線照射下の酸化チタンによって酸化されると、その
膜と密着する酸素電極の電流値に変化が起こる。実験
は、超純水に酸化チタン固定化膜が装着される酸素電極
を浸して、10時間毎に酸素電極の電流値を測定して行
なった。このときの測定結果を図3に示す。この結果か
らわかるように、170時間紫外線を照射したときで
も、テフロン膜は紫外線照射下の酸化チタンにより全く
分解されないことがわかる。なお、実験は温度20℃で
行ない、光源として紫外線ランプ(λmax =365nm)を用
いた。固定化する酸化チタンの量は2.487mg/cmとし
た。
As a second method, the stability of the film was examined using an oxygen electrode. When the Teflon film on which titanium oxide is immobilized is oxidized by titanium oxide under ultraviolet irradiation, a change occurs in the current value of the oxygen electrode in close contact with the film. The experiment was performed by immersing the oxygen electrode on which the titanium oxide immobilized film was attached in ultrapure water and measuring the current value of the oxygen electrode every 10 hours. The measurement results at this time are shown in FIG. As can be seen from this result, even when the ultraviolet light is irradiated for 170 hours, the Teflon film is not decomposed at all by the titanium oxide under the ultraviolet light irradiation. The experiment was performed at a temperature of 20 ° C., and an ultraviolet lamp (λ max = 365 nm) was used as a light source. The amount of titanium oxide to be immobilized was 2.487 mg / cm 2 .

【0054】<酸化チタン量の影響>水質汚濁を引き起
こす原因有機物質はきわめて広範囲であり、多種多様な
物質が考えられる。家庭排水では炭水化物および陰イオ
ン界面活性剤や全溶解性有機物質が占める割合が大きい
のに対して、都市下水ではリグニン、タンニン酸、フミ
ン酸など生物学的分解の遅い成分の比率が高い。これら
の排水は下水処理場を通り、処理水として河川に放流さ
れるか、直接河川に流入する。下水処理場より放流され
る二次処理水も流入下水の組成が反映される傾向にあ
る。従って、これらの有機物質により水質汚濁が引き起
こされると考えられるため、本発明の化学的酸素消費量
(COD)測定装置では、これらの物質を対象として検討を
行う必要がある。
<Effect of Amount of Titanium Oxide> The organic substances that cause water pollution are extremely wide-ranging, and a wide variety of substances can be considered. In domestic sewage, carbohydrates, anionic surfactants, and total soluble organic substances account for a large proportion, whereas in urban sewage, lignin, tannic acid, humic acid, and other components with slow biological decomposition are high. These effluents pass through sewage treatment plants and are discharged into rivers as treated water or flow directly into rivers. Secondary effluent discharged from sewage treatment plants also tends to reflect the composition of incoming sewage. Therefore, it is considered that water pollution is caused by these organic substances.
In the (COD) measuring device, it is necessary to study these substances.

【0055】図4は、人工合成下水(リグニン;14.72
%、タンニン酸;25.33%、フミン酸;25.76%、アラビ
アゴム;28.48%、界面活性剤;5.71%)について、本
化学的酸素消費量(COD)測定装置の応答に対する酸化チ
タン量の影響を示す図である。この図から、本化学的酸
素消費量(COD)測定装置においては、人工合成下水に対
して濃度依存性があることと、酸化チタンがない状態で
も人工合成下水の4ppm以上の濃度のものは紫外線のみ
で酸化されることがわかる。本化学的酸素消費量(COD)
測定装置で、一番高い酸化力を示した酸化チタンの量は
2.487mg/cm2であった。なお、実験は温度30℃で行な
い、光源として紫外線ランプ(λmax =365nm)を用い
た。
FIG. 4 shows artificially synthesized sewage (lignin; 14.72).
%, Tannic acid; 25.33%, humic acid; 25.76%, gum arabic: 28.48%, surfactant: 5.71%), the effect of the amount of titanium oxide on the response of the present chemical oxygen consumption (COD) measuring device is shown. FIG. From this figure, it can be seen that the chemical oxygen consumption (COD) measuring device has a concentration dependency on the artificially synthesized sewage, and that the concentration of 4 ppm or more of the artificially synthesized sewage even in the absence of titanium oxide is ultraviolet rays. It can be seen that it is oxidized only by. Chemical oxygen consumption (COD)
The amount of titanium oxide that showed the highest oxidizing power in the measuring device was
It was 2.487 mg / cm 2 . The experiment was performed at a temperature of 30 ° C., and an ultraviolet lamp (λ max = 365 nm) was used as a light source.

【0056】<温度の影響>図5は、本化学的酸素消費
量(COD)測定装置に対する温度の影響を示す図である。
この図から、温度が上昇するのに従って、本化学的酸素
消費量(COD)測定装置に対する人工合成下水(リグニ
ン;14.72%、タンニン酸;25.33%、フミン酸;25.76
%、アラビアゴム;28.48%、界面活性剤;5.71%)の
酸化率が高くなることがわかる。なお、実験では光源と
して紫外線ランプ(λmax =365nm)を用い、固定化する
酸化チタンの量は2.487mg/cmとした。
<Effect of Temperature> FIG. 5 is a diagram showing the effect of temperature on the present chemical oxygen consumption (COD) measuring apparatus.
From this figure, as the temperature increases, the artificially synthesized sewage (lignin; 14.72%, tannic acid; 25.33%, humic acid; 25.76) was measured for the present chemical oxygen consumption (COD) measuring device.
%, Gum arabic; 28.48%, surfactant; 5.71%). Incidentally, using a UV lamp (λ max = 365nm) as the light source in the experiment, the amount of titanium oxide to be immobilized was 2.487mg / cm 2.

【0057】<検量線>Na2SO3溶液と溶存酸素計とを用
いて、本化学的酸素消費量(COD)測定装置で使用する酸
素電極の検量線を作成した(図6参照)。
<Calibration Curve> Using a Na 2 SO 3 solution and a dissolved oxygen meter, a calibration curve for an oxygen electrode used in the present chemical oxygen consumption (COD) measuring apparatus was prepared (see FIG. 6).

【0058】まず、本化学的酸素消費量(COD)測定装置
で、紫外線を照射せずにそれぞれのNa2SO3溶液の濃度に
対して酸素電極の電流値(単位:μA)の変化を調べ
た。その後、同一条件(温度、反応セルの溶液体積、攪
拌速度)下で、溶存酸素計で測定したNa2SO3溶液の濃度
に対する酸素濃度(単位:ppm)の変化を調べた。そし
て、図6に示すように、酸素電極の電流値に対応する酸
素濃度(ppm値)をプロットして、本化学的酸素消費量
(COD)測定装置で用いる検量線を作成した。なお、実験
は、温度20℃で紫外線ランプを消光した状態で行な
い、固定化する酸化チタンの量は2.487mg/cmとした。
First, the change in the current value (unit: μA) of the oxygen electrode with respect to the concentration of each Na 2 SO 3 solution without irradiating ultraviolet rays was examined by the present chemical oxygen consumption (COD) measuring apparatus. Was. Thereafter, under the same conditions (temperature, solution volume of the reaction cell, stirring speed), a change in the oxygen concentration (unit: ppm) with respect to the concentration of the Na 2 SO 3 solution measured by the dissolved oxygen meter was examined. Then, as shown in FIG. 6, the oxygen concentration (ppm value) corresponding to the current value of the oxygen electrode is plotted to obtain the chemical oxygen consumption.
A calibration curve used in the (COD) measuring device was prepared. The experiment was performed at a temperature of 20 ° C. with the ultraviolet lamp turned off, and the amount of titanium oxide to be immobilized was 2.487 mg / cm 2 .

【0059】<本化学的酸素消費量(COD)測定装置の安
定性>本化学的酸素消費量(COD)測定装置の安定性を図7
に示す。毎日1回から3回ずつ、人工合成下水(CODMn
=4.098ppm)に対する本化学的酸素消費量(COD)測定装
置の応答電流値の変化を2週間にわたり検討した結果、
本化学的酸素消費量(COD)測定装置の安定性が確認され
た。なお、実験は温度20℃で行ない、光源として紫外
線ランプ(λmax =365nm)を用いた。固定化する酸化チ
タンの量は2.487mg/cmとした。また、相関標準偏差は
6.08%であった。
<Stability of the present chemical oxygen consumption (COD) measuring device> The stability of the present chemical oxygen consumption (COD) measuring device is shown in FIG.
Shown in One to three times daily, artificial synthetic sewage (COD Mn
= 4.098 ppm) as a result of examining the change in the response current value of the present chemical oxygen consumption (COD) measuring device over two weeks,
The stability of this chemical oxygen consumption (COD) measuring device was confirmed. The experiment was performed at a temperature of 20 ° C., and an ultraviolet lamp (λ max = 365 nm) was used as a light source. The amount of titanium oxide to be immobilized was 2.487 mg / cm 2 . The correlation standard deviation is
6.08%.

【0060】<CODの従来法と本化学的酸素消費量(COD)
測定方法の相関関係>本化学的酸素消費量(COD)測定装
置の検量線(図6参照)を用いて、実ダム水における従
来法(過マンガン酸カリウム法(CODMn)及び二クロム
酸カリウム法(CODCr))と本化学的酸素消費量(COD)測
定法との間の相関の検討を行った。この結果、相関係数
がそれぞれ0.99,0.94となり、従来法と本発明の方法と
は非常に高い相関があることがわかった(図8(a)に
過マンガン酸カリウム法の結果を示し、図8(b)に二
クロム酸カリウム法の結果を示す)。従って、本化学的
酸素消費量(COD)測定法が実ダム水の測定に応用可能で
あることが示唆される。
<Conventional method of COD and the present chemical oxygen consumption (COD)
Correlation of measurement methods> The conventional method (potassium permanganate method (COD Mn ) and potassium dichromate) in actual dam water was measured using the calibration curve of this chemical oxygen consumption (COD) measurement device (see FIG. 6). Method (COD Cr )) and the present chemical oxygen consumption (COD) measurement method. As a result, the correlation coefficients were 0.99 and 0.94, respectively, indicating that there was a very high correlation between the conventional method and the method of the present invention (FIG. 8 (a) shows the results of the potassium permanganate method, and FIG. 8 (b) shows the results of the potassium dichromate method). Therefore, it is suggested that this method for measuring chemical oxygen consumption (COD) is applicable to the measurement of actual dam water.

【0061】なお、実験は温度20℃で行ない、光源と
して紫外線ランプ(λmax =365nm)を用いた。固定化す
る酸化チタンの量は2.487mg/cmとした。
The experiment was conducted at a temperature of 20 ° C., and an ultraviolet lamp (λ max = 365 nm) was used as a light source. The amount of titanium oxide to be immobilized was 2.487 mg / cm 2 .

【0062】そして、図8(a)又は図8(b)に示す
相関関係を参照して、前述のようにして求めた溶存酸素
濃度(ppm)から実ダム水の溶液中の化学的酸素消費量
(COD)を求めた。実ダム水を用いた場合、本化学的酸素
消費量(COD)測定法によれば、測定時間は5分以内であ
った。
Then, referring to the correlation shown in FIG. 8 (a) or FIG. 8 (b), the chemical oxygen consumption in the actual dam water solution is determined from the dissolved oxygen concentration (ppm) determined as described above. amount
(COD). When actual dam water was used, the measurement time was within 5 minutes according to the present chemical oxygen consumption (COD) measurement method.

【0063】<新規化学的酸素消費量(COD)測定装置の
高感度化>CODの従来法と本化学的酸素消費量(COD)測定
方法とは、上記図8(a)及び図8(b)に示すように
非常に高い相関関係があることがわかる。しかしなが
ら、本発明の化学的酸素消費量(COD)測定装置の酸化力
は、従来法の酸化力の10分の1である。
<High Sensitivity of New Chemical Oxygen Consumption (COD) Measuring Apparatus> The conventional method of COD and the present chemical oxygen consumption (COD) measuring method are described in FIGS. 8 (a) and 8 (b). ) Shows that there is a very high correlation. However, the oxidizing power of the chemical oxygen consumption (COD) measuring apparatus of the present invention is one-tenth of the oxidizing power of the conventional method.

【0064】そこで、本化学的酸素消費量(COD)測定装
置での酸化率を向上させることを目的として実験を行っ
た。高感度化のために、フェントン試薬(Fenton’s re
agent:過酸化水素と鉄の混合物)を利用した。このフ
ェントン試薬は、有機物質の酸化に直接関与するOHラジ
カルを増加させ、電子伝達を活発にさせることにより、
酸化力を強くする効果がある。このフェントン試薬を利
用した結果を図9(a)及び図9(b)に示す。図9
(a)は過酸化水素の添加量を変化した場合の高感度化
の結果を示し、過酸化水素の濃度が増加すると人工合成
下水(CODMn = 4.098 ppm)の分解率が上がるという結
果を得ることができた。図9(b)は鉄(III)の添加
量を変化した場合の高感度化の結果を示し、鉄(III)
が存在しないときと比較して7倍感度を上げることがで
きた。なお、実験では、光源として紫外線ランプ(λ
max =365nm)を用いた。固定化する酸化チタンの量は2.
487mg/cm とした。また、鉄(III)による高感度化の
実験には、温度20℃で行なった。
Therefore, the present chemical oxygen consumption (COD) measuring device
Experiments to improve the oxidation rate
Was. To increase sensitivity, Fenton's reagent
agent: a mixture of hydrogen peroxide and iron). This file
Enton's reagent is an OH radical that is directly involved in the oxidation of organic substances.
By increasing the cull and activating the electron transfer,
It has the effect of increasing the oxidizing power. Use this Fenton reagent
The results obtained are shown in FIGS. 9A and 9B. FIG.
(A) High sensitivity when the amount of added hydrogen peroxide is changed
The results show that when the concentration of hydrogen peroxide increases
Sewage (CODMn = 4.098 ppm)
Fruit was obtained. FIG. 9B shows the addition of iron (III).
The results show that the sensitivity was increased when the amount was changed.
7 times higher sensitivity than when no
Came. In the experiment, an ultraviolet lamp (λ
max= 365 nm). The amount of titanium oxide to be immobilized is 2.
487mg / cm 2And In addition, high sensitivity with iron (III)
The experiment was performed at a temperature of 20 ° C.

【0065】[0065]

【第2実施例】第2実施例では、フローインジェクショ
ン型COD測定装置について説明する。
Second Embodiment In a second embodiment, a flow injection type COD measuring apparatus will be described.

【0066】<装置構成>図10は、フローインジェク
ション型COD測定装置の構成を模式的に示す図である。
この図10において、符号21は超純水、符号22はポ
ンプ、符号23はインジェクター(2mlのサンプルルー
プ付き)、符号24は暗箱、符号25は酸化チタンが充
填されたカラム、符号26は紫外線ランプ、符号27は
泡抜き、符号28は酸素電極、符号29は高温漕、符号
30は記録計、符号31は廃液を示している。
<Apparatus Configuration> FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of a flow injection type COD measuring apparatus.
10, reference numeral 21 denotes ultrapure water, reference numeral 22 denotes a pump, reference numeral 23 denotes an injector (with a 2 ml sample loop), reference numeral 24 denotes a dark box, reference numeral 25 denotes a column filled with titanium oxide, reference numeral 26 denotes an ultraviolet lamp. , 27 denotes a bubble remover, 28 denotes an oxygen electrode, 29 denotes a high-temperature tank, 30 denotes a recorder, and 31 denotes waste liquid.

【0067】ここで、酸素電極28としては、エイブル
株式会社のガルバニ式酸素電極を用いた。なお、酸素電
極28は、一定な温度で維持するために恒温槽29中に
配置した。
Here, as the oxygen electrode 28, a galvanic oxygen electrode manufactured by Able Corporation was used. Note that the oxygen electrode 28 was disposed in a thermostat 29 to maintain the temperature at a constant temperature.

【0068】カラム25は、パイレックスガラス管ある
いは石英管に、酸化チタンビーズを入れた充填カラムで
あり、紫外線ランプ26としては、15Wのもの(λ
max = 365nm)を用いた。
The column 25 is a packed column in which titanium oxide beads are put in a Pyrex glass tube or a quartz tube.
max = 365 nm).

【0069】また、ポンプ22としては、ギブソン(Gi
lson)社のポンプ(pump(Minipulse 3))を用い、イ
ンジェクター23としては、ローディン(Rheodyne)社
のインジェクターを用いた。
As the pump 22, Gibson (Gi
lson) was used, and as the injector 23, an injector manufactured by Rheodyne was used.

【0070】記録計30は、酸素電極28により得られ
る電流値を測定して記録するものであり、この記録計3
0としては、日立のインテグレーター(Integrator(D-
2500))を用いた。なお、泡抜き27からの溶液中の溶
存酸素濃度は、記録計30による測定結果と後述する検
量線とを対比させて求めた。
The recorder 30 measures and records the current value obtained from the oxygen electrode 28.
0 means Hitachi Integrator (D-
2500)). The concentration of dissolved oxygen in the solution from the bubble remover 27 was determined by comparing the measurement result obtained by the recorder 30 with a calibration curve described later.

【0071】<人工合成水の濃度に対する依存性>この
化学的酸素消費量(COD)測定装置を用いた場合の、人
工合成下水(リグニン;14.72%、タンニン酸;25.33
%、フミン酸;25.76%、アラビアゴム;28.48%、界面
活性剤;5.71%)に対する濃度依存性を示すグラフを図
11に示す。図11に示すように、人工合成下水のCOD
Mn1ppmから10ppmの濃度範囲で、相関係数が0.996の
応答直線を得ることができた。なお、実験は、流速1.54
mi/min.、サンプルの注入量2ml、温度20℃で行なっ
た。また、充填カラム25中の酸化チタン量は0.9gと
した。
<Dependence on Concentration of Artificial Synthetic Water> When this chemical oxygen consumption (COD) measuring apparatus is used, artificial synthetic sewage (lignin; 14.72%, tannic acid; 25.33)
%, Humic acid; 25.76%, gum arabic; 28.48%, surfactant: 5.71%). As shown in FIG. 11, COD of artificially synthesized sewage
A response line with a correlation coefficient of 0.996 was obtained in the concentration range of Mn 1 ppm to 10 ppm. In the experiment, the flow rate was 1.54
The test was performed at mi / min., a sample injection volume of 2 ml, and a temperature of 20 ° C. The amount of titanium oxide in the packed column 25 was 0.9 g.

【0072】<検量線>フローインジェクション分析型
の化学的酸素消費量(COD)測定装置の検量線は、前述
した回分操作システムと同一の方法を用いて作成した
(図12参照)。
<Calibration Curve> A calibration curve of a flow injection analysis type chemical oxygen consumption (COD) measuring apparatus was prepared by using the same method as the batch operation system described above (see FIG. 12).

【0073】超純水にNa2SO3溶液を入れて溶存酸素を減
少させる。その時、溶存酸素計を用いて溶存酸素量の変
化(単位:ppm)を測定する。その溶液を同一温度下の
フローインジェクション分析システムのインジェクター
を通して注入する。フローインジェクション分析システ
ムにおいては、酸素電極を用いて減少した溶存酸素の濃
度を電流値として測定した。図12の縦軸の電流値は測
定電流のピークの高さを示したものである。なお、実験
は、流速1.54mi/min.、サンプルの注入量2ml、温度2
0℃、紫外線ランプ26を消光した状態で行なった。ま
た、充填カラム25中の酸化チタン量は0.9gとした。
The dissolved oxygen is reduced by adding a Na 2 SO 3 solution to ultrapure water. At that time, a change in dissolved oxygen amount (unit: ppm) is measured using a dissolved oxygen meter. The solution is injected through the injector of the flow injection analysis system at the same temperature. In the flow injection analysis system, the concentration of dissolved oxygen decreased using an oxygen electrode was measured as a current value. The current value on the vertical axis in FIG. 12 indicates the peak height of the measured current. The experiment was conducted at a flow rate of 1.54 mi / min., A sample injection amount of 2 ml, and a temperature of 2 ml.
The test was performed at 0 ° C. with the ultraviolet lamp 26 turned off. The amount of titanium oxide in the packed column 25 was 0.9 g.

【0074】<本化学的酸素消費量(COD)測定装置の安
定性>フローインジェクション分析系を用いる化学的酸
素消費量(COD)測定装置の安定性を図13に示す。毎
日1回から3回ずつ、人工合成下水(CODMn =5.896pp
m)に対する本化学的酸素消費量(COD)測定装置の電流値
の変化を検討した結果、2週間経過しても安定であるこ
とが確認された。なお、実験は、流速1.54mi/min.、サ
ンプルの注入量2ml、温度20℃で行ない、光源として
紫外線ランプ(λmax =365nm)を用い、充填カラム25
中の酸化チタン量は0.9gとした。また、相関標準偏差
は6.06%であった。
<Stability of the Chemical Oxygen Consumption (COD) Measuring Apparatus> FIG. 13 shows the stability of the chemical oxygen consumption (COD) measuring apparatus using the flow injection analysis system. One to three times daily, artificially synthesized sewage (COD Mn = 5.896 pp)
As a result of examining the change in the current value of the present chemical oxygen consumption (COD) measuring device with respect to m), it was confirmed that the device was stable even after 2 weeks. The experiment was performed at a flow rate of 1.54 mi / min., A sample injection amount of 2 ml, and a temperature of 20 ° C., using an ultraviolet lamp (λ max = 365 nm) as a light source, and using a packed column 25.
The amount of titanium oxide therein was 0.9 g. The correlation standard deviation was 6.06%.

【0075】<CODの従来法と本化学的酸素消費量(COD)
測定方法の相関関係>本化学的酸素消費量(COD)測定装
置の検量線(図12参照)を用いて、実ダム水における
従来法(過マンガン酸カリウム法(CODMn)と二クロム
酸カリウム法(CODCr))と本化学的酸素消費量(COD)測
定法との間の相関関係の検討を行った。この結果、相関
係数がそれぞれ0.98,0.96となり、従来法と本発明の方
法とは非常に高い相関があることがわかった(図14
(a)に過マンガン酸カリウム法の結果を示し、図14
(b)に二クロム酸カリウム法の結果を示す)。従っ
て、回分操作型の場合と同様に、フローインジェクショ
ン分析のシステムも実ダム水の測定に応用可能であるこ
とが示唆される。
<Conventional method of COD and the present chemical oxygen consumption (COD)
Correlation of measurement methods> The conventional method (potassium permanganate method (COD Mn ) and potassium dichromate) in actual dam water was measured using the calibration curve of this chemical oxygen consumption (COD) measurement device (see FIG. 12). Method (COD Cr )) and the present chemical oxygen consumption (COD) measurement method. As a result, the correlation coefficients were 0.98 and 0.96, respectively, indicating that there is a very high correlation between the conventional method and the method of the present invention (FIG. 14).
(A) shows the results of the potassium permanganate method, and FIG.
(B) shows the results of the potassium dichromate method). Therefore, it is suggested that the flow injection analysis system can be applied to the measurement of actual dam water as in the case of the batch operation type.

【0076】なお、実験は、流速1.54mi/min.、サンプ
ルの注入量2ml、温度20℃で行ない、光源として紫外
線ランプ(λmax =365nm)を用い、充填カラム25中の
酸化チタン量は0.9gとした。
The experiment was performed at a flow rate of 1.54 mi / min., A sample injection amount of 2 ml, and a temperature of 20 ° C., using an ultraviolet lamp (λ max = 365 nm) as a light source, and reducing the amount of titanium oxide in the packed column 25 to 0.9. g.

【0077】そして、図14(a)又は図14(b)に
示す相関関係を参照して、前述のようにして求めた溶存
酸素濃度(ppm)から実ダム水の溶液中の化学的酸素消
費量(COD)を求めた。実ダム水を用いた場合、本化学的
酸素消費量(COD)測定法によれば、測定時間は10分以
内であった。
Then, referring to the correlation shown in FIG. 14A or FIG. 14B, the chemical oxygen consumption in the actual dam water solution is calculated from the dissolved oxygen concentration (ppm) obtained as described above. The quantity (COD) was determined. When actual dam water was used, the measurement time was within 10 minutes according to the present chemical oxygen consumption (COD) measurement method.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
従来法と比較して簡便な操作により測定を行うことがで
きる上、10分以内という短時間で測定を行なうことが
できる利点がある。これは、従来法と比較して測定時間
が非常に短縮されたと言える。従って、測定装置(河川
などの動的な水系や、ダム、湖沼などの閉鎖性水域)に
おいて時々刻々変動している有機物質の濃度をモニタリ
ングすることができる。
As described in detail above, according to the present invention,
Compared with the conventional method, there is an advantage that the measurement can be performed by a simple operation and the measurement can be performed in a short time of 10 minutes or less. It can be said that the measurement time was greatly shortened as compared with the conventional method. Therefore, it is possible to monitor the concentration of the organic substance which is fluctuating from time to time in a measuring device (a dynamic water system such as a river, or a closed water body such as a dam or a lake).

【0079】また、実ダム水を用いて測定を行なった場
合に、本発明の化学的酸素要求量測定方法と従来法との
間に高い相関があることがわかり、実際のダム水におけ
る化学的酸素消費量の測定に本発明を適用することが可
能であることが示された。
Further, when the measurement was performed using actual dam water, it was found that there was a high correlation between the chemical oxygen demand measurement method of the present invention and the conventional method, and the chemical oxygen demand in the actual dam water was high. It has been shown that the present invention can be applied to the measurement of oxygen consumption.

【0080】さらに、本発明によれば、測定者によって
結果にばらつきが生じるということが少ないので、熟練
した技術を要することなく化学的酸素消費量を測定する
ことができる利点がある。
Further, according to the present invention, there is little variation in the results depending on the measurer, so that there is an advantage that the chemical oxygen consumption can be measured without requiring a skilled technique.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】回分操作型COD測定装置の構成を模式的に示す
図である。
FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of a batch operation type COD measuring apparatus.

【図2】図2(a)は紫外線照射前のテフロン膜の電子
顕微鏡写真であり、図2(b)は紫外線照射後のテフロ
ン膜の電子顕微鏡写真である。
FIG. 2A is an electron micrograph of the Teflon film before irradiation with ultraviolet light, and FIG. 2B is an electron micrograph of the Teflon film after irradiation with ultraviolet light.

【図3】酸化チタン固定化膜の安定性についての実験結
果を示す図である。
FIG. 3 is a view showing an experimental result on stability of a titanium oxide fixed film.

【図4】テフロン膜に固定する酸化チタン量の影響につ
いての実験結果を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing experimental results on the effect of the amount of titanium oxide fixed on a Teflon film.

【図5】測定を行う際の温度の影響についての実験結果
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing experimental results on the effect of temperature when performing measurement.

【図6】回分操作型COD測定装置で用いられる酸素電極
の検量線を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a calibration curve of an oxygen electrode used in a batch operation type COD measuring apparatus.

【図7】回分操作型COD測定装置の安定性についての実
験結果を示す図である。
FIG. 7 is a view showing an experimental result on stability of a batch operation type COD measuring apparatus.

【図8】実ダム水における従来法と本発明の方法との間
の相関関係を示す図である。図8(a)は従来法として
過マンガン酸カリウム法を使用した場合の相関関係を示
す図であり、図8(b)は従来法として二クロム酸カリ
ウム法を使用した場合の相関関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the correlation between the conventional method and the method of the present invention in actual dam water. FIG. 8A is a diagram showing a correlation when the potassium permanganate method is used as the conventional method, and FIG. 8B is a diagram showing a correlation when the potassium dichromate method is used as the conventional method. FIG.

【図9】本発明のCOD測定装置を高感度化についての実
験結果を示す図である。図9(a)は過酸化水素の添加
量を変化した場合の実験結果を示す図であり、図9
(b)は鉄(III)の添加量を変化した場合の実験結果
を示す図である。
FIG. 9 is a view showing an experimental result of increasing the sensitivity of the COD measuring apparatus of the present invention. FIG. 9A is a diagram showing the experimental results when the amount of added hydrogen peroxide was changed, and FIG.
(B) is a figure which shows the experimental result at the time of changing the addition amount of iron (III).

【図10】フローインジェクション型COD測定装置の構
成を模式的に示す図である。
FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of a flow injection type COD measuring device.

【図11】人工合成下水に対する濃度依存性についての
実験結果を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the results of an experiment on the concentration dependency on artificially synthesized sewage.

【図12】フローインジェクション分析型COD測定装置
で用いられる酸素電極の検量線を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a calibration curve of an oxygen electrode used in a flow injection analysis type COD measuring apparatus.

【図13】フローインジェクション分析型COD測定装置
の安定性についての実験結果を示す図である。
FIG. 13 is a view showing an experimental result on stability of a flow injection analysis type COD measuring apparatus.

【図14】実ダム水における従来法と本発明の方法との
間の相関関係を示す図である。図14(a)は従来法と
して過マンガン酸カリウム法を使用した場合の相関関係
を示す図であり、図14(b)は従来法として二クロム
酸カリウム法を使用した場合の相関関係を示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram showing a correlation between the conventional method and the method of the present invention in actual dam water. FIG. 14A is a diagram showing the correlation when the potassium permanganate method is used as the conventional method, and FIG. 14B is a diagram showing the correlation when the potassium dichromate method is used as the conventional method. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 攪拌機 11A 攪拌子 12 暗箱 13 酸素電極 13A 酸素電極 13B テフロン膜 14 高温槽 15 紫外線ランプ 16 デジタルマルチメーター 17 記録計 21は超純水 22はポンプ 23はインジェクター 24は暗箱 25 カラム 26 紫外線ランプ 27 泡抜き 28 酸素電極 29 高温漕 30 記録計 31 廃液 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Stirrer 11A Stirrer 12 Dark box 13 Oxygen electrode 13A Oxygen electrode 13B Teflon film 14 High temperature bath 15 Ultraviolet lamp 16 Digital multimeter 17 Recorder 21 Ultrapure water 22 Pump 23 Injector 24 Darkbox 25 Column 26 Ultraviolet lamp 27 Bubbles Drain 28 Oxygen electrode 29 High temperature tank 30 Recorder 31 Waste liquid

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 和仁 神奈川県横浜市栄区飯島町2073−2−D 213 (72)発明者 池袋 一典 東京都世田谷区代田3−27−29代田ヒルズ 309 (72)発明者 佐々木 聰 神奈川県川崎市宮前区犬蔵2−28−15 Fターム(参考) 4B063 QA01 QQ18 QQ61 QQ89 QQ91 QR50 QR82 QR83 QS39 QX01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazuhito Hashimoto 2073-2-D 213 Iijimacho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Kazunori Ikebukuro 3-27-29, Daida, Setagaya-ku, Tokyo 309 (72) Inventor Satoshi Sasaki 2-28-15 Inukura, Miyamae-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term (reference) 4B063 QA01 QQ18 QQ61 QQ89 QQ91 QR50 QR82 QR83 QS39 QX01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 化学的酸素要求量を測定する装置であっ
て、 測定対象溶液中の溶存酸素と該測定対象溶液中の有機物
質とを反応させる反応部と、 前記測定対象溶液中の溶存酸素量を測定するための溶存
酸素測定部と、 前記溶存酸素測定部での所定条件下の測定結果から化学
的酸素要求量を求める算出部と、を備えることを特徴と
する化学的酸素要求量測定装置。
1. An apparatus for measuring a chemical oxygen demand, comprising: a reaction section for reacting dissolved oxygen in a solution to be measured with an organic substance in the solution to be measured; and dissolved oxygen in the solution to be measured. A dissolved oxygen measuring unit for measuring the amount, and a calculating unit for calculating a chemical oxygen demand from a measurement result under predetermined conditions in the dissolved oxygen measuring unit, a chemical oxygen demand measurement characterized by comprising: apparatus.
【請求項2】 前記反応部は、酸化チタン微粒子が担持
された反応触媒部と、該酸化チタン微粒子に光触媒機能
を発揮させる光源と、を備え、 該酸化チタン微粒子の光触媒作用により前記測定対象溶
液中の溶存酸素と有機物質とを反応させることを特徴と
する請求項1記載の化学的酸素要求量測定装置。
2. The reaction section includes: a reaction catalyst section on which titanium oxide fine particles are supported; and a light source for causing the titanium oxide fine particles to exhibit a photocatalytic function. 2. The chemical oxygen demand measuring device according to claim 1, wherein the dissolved oxygen contained therein is reacted with an organic substance.
【請求項3】 前記溶存酸素測定部が、ヨウ素法、鉄
(II)法、中和滴定法、光吸収法、発光分析法、ポーラ
ログラフ法、酸素電極法、電導度測定法、電位差測定
法、電量分析法又はそれを応用した方法で測定を行う装
置であることを特徴とする請求項1又は2記載の化学的
酸素要求量測定装置。
3. The method according to claim 1, wherein the dissolved oxygen measuring section comprises an iodine method, an iron (II) method, a neutralization titration method, a light absorption method, an emission analysis method, a polarographic method, an oxygen electrode method, a conductivity measurement method, a potential difference measurement method, 3. The chemical oxygen demand measuring apparatus according to claim 1, wherein the measuring apparatus is an apparatus for performing measurement by a coulometric method or a method using the coulometric method.
【請求項4】 前記反応部が、フェントン試薬を用いて
反応を促進させる機構を備える装置であることを特徴と
する請求項1から3いずれか記載の化学的酸素要求量測
定装置。
4. The chemical oxygen demand measuring device according to claim 1, wherein the reaction unit is a device provided with a mechanism for promoting a reaction using a Fenton reagent.
【請求項5】 回分操作又はフローインジェクション分
析に供する装置であることを特徴とする請求項1から4
いずれか記載の化学的酸素要求量測定装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is used for batch operation or flow injection analysis.
The chemical oxygen demand measuring device according to any one of the above.
【請求項6】 測定対象溶液中の溶存酸素を利用して、
該測定対象溶液の化学的酸素要求量を求める方法。
6. Using dissolved oxygen in a solution to be measured,
A method for determining a chemical oxygen demand of the solution to be measured.
【請求項7】 該測定対象溶液中の溶存酸素の消費量に
基づいて、該測定対象溶液の化学的酸素要求量を求める
請求項6記載の方法。
7. The method according to claim 6, wherein the chemical oxygen demand of the solution to be measured is determined based on the consumption of dissolved oxygen in the solution to be measured.
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