JP2001050932A - アンモニア性窒素濃度測定方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メンテナンスが容易なアンモニア性窒素濃度
測定方法及びその装置を新たに提供する 【解決手段】 検出器40は、検水とアルカリを混合器41
内で混合接触させ当該検水中に含まれるアンモニア性窒
素をアンモニアガスとして遊離させた後、分離カラムア
ンモニアガス透過分離カラム１内でアンモニアガスを分
離し、さらにこれとキャリアタンク52から供給したキャ
リア（酸）と反応させ、この反応に伴うキャリアの内部
電位変化量（電圧）の測定を行う。測定電圧は、アンモ
ニア性窒素濃度算出のために図外の演算処理部に供給さ
れる。測定性能の維持を図るべく、検出器40は恒温槽44
内に格納され、検水供給系は前記カラム１洗浄のための
洗浄液供給機能と前記検出器40校正のための校正液供給
機能とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、検水中のアンモ
ニア性窒素濃度を測定する方法及びその装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】アンモニア性窒素は、水中のアンモニ
ア、またはアンモニウム塩をその窒素量で表したもので
ある。下水中のアンモニア性窒素は、主に、し尿、生活
雑排水、工場排水等に由来するもので、水の重要な汚染
指標の一つある。活性汚泥法等の好気性生物処理では処
理過程が進むと、水中の窒素形態が変転する（アンモニ
ア性窒素が亜硝酸性窒素や硝酸性窒素等へと変化する）
ので、アンモニア性窒素は、他の窒素の形態別分析結果
とともに、処理効果の判定や操作条件の検討などの維持
管理の上で重要な指針となっている。また、閉鎖水域に
おける窒素過剰による弊害、あるいは水産生物への影響
を評価するうえでも、アンモニア性窒素測定の意義は大
きい。

【０００３】現在、下水試験法（公定法）におけるアン
モニア性窒素濃度の測定方法には、主に以下の４種類が
ある（下水試験方法（上巻）1997年版、pp.160〜16
7）。 （１）中和滴定法 この方法は、試料をアルカリ性とし
て加熱蒸留したときに留出するアンモニアを飽和ほう酸
溶液に吸収させ、この留出液中のアンモニウムイオンを
中和適定によって測定し、アンモニア性窒素を定量する
方法である。定量範囲は、アンモニア性窒素（Ｎ）とし
て0.3〜40ｍｇである。 （２）インドフェノール青吸光光度法 この方法は、試
料をアルカリ性として加熱蒸留したときに留出するアン
モニアを飽和ほう酸溶液に吸収させ、この留出液中のア
ンモニウムイオンが、フェノール及び次塩素酸ナトリウ
ムと反応して生じる青色（インドフェノール青）の吸光
度を測定し、アンモニア性窒素を定量する方法である。
定量範囲は、アンモニア性窒素（Ｎ）として0.005〜0.0
5ｍｇである。 （３）イオン電極法 この方法は、試料をアルカリ性と
して、加熱蒸留したときに留出するアンモニアを硫酸に
吸収させ、この留出液をｐＨ11〜13として、アンモニウ
ムイオンをアンモニアに変えて、このアンモニアをイオ
ン電極（アンモニア電極）を用いて測定し、アンモニア
性窒素を定量する方法である。定量範囲は、アンモニウ
ムイオンとして、0.1〜100ｍｇＮＨ₄ ⁺／ｌである。 （４）イオンクロマトグラフ法 この方法は、試料中の
アンモニウムイオンをイオンクロマトグラフによって測
定し、アンモニア性窒素を定量する方法である。この方
法を適用する場合は、試料採取後、直ちに試験する。定
量範囲はアンモニウムイオンとして、0.1〜30ｍｇＮＨ₄
⁺／ｌである。

【０００４】また、ここ近年、水質分析の高度化や自動
化の技術が急速に進展し、連続自動分析装置が市販され
るまでに至っている。連続自動分析装置は、ＩＳＯの分
類によればＦＩＳ（Flow Injection System）方式とＣ
ＦＳ（Continuous Flow System）方式に大別されるが、
ＦＩＳ方式はＵＳ−ＥＰＡ、Standard methods（米国）
で規定されている。我国においてはＣＦＳ方式による環
境水の監視測定等について海洋観測指針（日本気象協
会）、湖沼環境調査指針（日本水質汚濁研究会）、河川
水質試験方法（案）（建設省技術管理業務連絡会）、で
準公定法として採用されており、下水道関係では建設省
土木研究所で実績があるほか、多くの都市で下水処理場
のモニタリングや放流水の監視、事業場排水のスクリー
ニング等に用いられている（下水試験方法（上巻）1997
年版、pp.349〜351）。

【０００５】連続自動分析装置は、細管中に試薬、また
は試料を連続的に注入し、一連の化学反応を行わせた
後、フローセル型の比色計や光度計等の検出器で目的成
分を連続的に測定することを原理とし、アンモニア性窒
素の測定においては、アンモニアが次亜塩素酸の共存下
でフェノールと反応して生ずるインドフェノール青の吸
光度を測定することを特徴としている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、アンモ
ニア性窒素濃度連続測定装置は、比色計や光度計を用い
ているため、その検出器に光源ランプを使用している。
ここで、光源ランプの種類は、タングステンランプ、ハ
ロゲンランプ、重水素放電管及び低圧水銀ランプがあ
る。そのため、光源ランプは寿命があり定期的なメンテ
ナンス、光源ランプの交換が必要とされている。

【０００７】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、メンテナンスが容
易なアンモニア性窒素濃度測定方法及びその装置を新た
に提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、第１発明は、検水とアルカリを混合接触させ、当
該検水中に含まれるアンモニア性窒素をアンモニアガス
として遊離させた後、さらにこのアンモニアガスを酸と
反応させ、この反応に伴う酸の内部電位の変化量から演
算により当該検水のアンモニア性窒素濃度を算出するこ
と特徴としている。

【０００９】第２発明は、前記のアンモニア性窒素濃度
を算出するための演算は、下記の演算式によることを特
徴としている。

【００１０】Ｙ＝ａＸ Ｙ：アンモニア性窒素濃度（ｍｇ／ｌ） Ｘ：前記遊離アンモニアと反応させる酸の内部電位変化
量（Ｖ） ａ：定数 第３発明は、検水を検出器に供給する検水供給手段と、
アルカリを検出器に供給するアルカリ供給手段と、酸を
検出器に供給するキャリア供給手段と、前記キャリア供
給手段から供給された酸の内部電位と、前記検水供給手
段とアルカリ供給手段から供給された検水とアルカリを
混合接触させ、当該検水中に含まれるアンモニア性窒素
をアンモニアガスとして遊離させた後、このアンモニア
ガスを前記キャリア供給手段から導入した酸と反応させ
たときの内部電位との差を測定する検出器と、前記検出
器から供給された測定値を格納し、演算によりアンモニ
ア性窒素濃度を算出する演算処理器とからなることを特
徴としている。

【００１１】第４発明は、前記検出器には、検水、アル
カリ及び酸が一定供給速度で連続的に供給されることを
特徴としている。

【００１２】第５発明は、前記検出器には、検水が一定
供給速度で連続的に供給され、アンモニア性窒素濃度測
定時に一定量のアルカリ及び酸が一定供給速度で供給さ
れることを特徴としている。。

【００１３】第６発明は、第５発明に係るアンモニア性
窒素濃度測定装置に係る検水供給手段、アルカリ供給手
段及びキャリア供給手段は、それぞれ一定量の検水、ア
ルカリ及び酸を吸引した後、一定供給速度で前記検出器
に供給することを特徴としている。

【００１４】第７発明は、前記検水供給手段は、前記カ
ラム洗浄のための洗浄液供給手段と前記検出器校正のた
めの校正液供給手段を備えたことを特徴としている。

【００１５】第８発明は、前記検出器は、検水とアルカ
リを混合接触することによって当該検水から遊離させた
アンモニアガスを酸と反応させるカラムと、前記カラム
に供給される酸の内部電位と前記カラムから供給された
反応液の内部電位の差を測定する回路を格納するセルと
からなることを特徴としている。

【００１６】第９発明は、前記検出器は、恒温槽内に格
納され、さらに前記カラム及びセルへの供給路に冷却器
を付帯したことを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 （第１形態）本発明に係るアンモニア性窒素濃度測定方
法は、アルカリによって試料水中に含まれるアンモニア
性窒素をアンモニアガスとして遊離させた後、このアン
モニアガスを酸と反応させ、これに伴う酸の導電性の変
化とアンモニア性窒素濃度との比例関係から当該試料水
のアンモニア性窒素濃度を算出すること特徴としてい
る。

【００１８】図１は、本発明に係るアンモニア性窒素濃
度測定原理の説明図である。図１において、管状のアン
モニアガス透過分離カラム１は内部に管状のガス透過膜
２を有し、膜２の外側に被測定試料（検水）が供給さ
れ、膜２の内側にキャリア（硫酸）が供給される。ガス
透過膜２の外側を流れる検水に水酸化ナトリウムのよう
な強アルカリ溶液が供給されると、検水中のアンモニウ
ムイオンはアンモニアガスとして遊離し、膜２を透過し
てキャリア液内に混入する。キャリア液側に取込まれた
アンモニアガスは硫酸と中和反応を起こす。この反応に
伴い硫酸の導電性は変化する。この導電性の変化量から
演算によって検水のアンモニア性窒素濃度が算出され
る。

【００１９】本発明に係るアンモニア性窒素濃度測定方
法は、前記導電性の変化を定量する手段として、前記ア
ンモニアガスと反応させる硫酸に浸漬させた電極（Ｒ電
極）と前記中和反応液に浸漬させた電極（Ｓ電極）に一
定の電圧を印加したときの電位差を測定する手段を用い
て、この測定された電位差から演算によりアンモニア性
窒素濃度を算出している。

【００２０】図２は、本発明に係るアンモニア性窒素濃
度測定を行うための検出器の回路構成図である。当該測
定回路は、前記Ｓ極とＲ極の電位差を増幅させた後に、
これを外部に出力できるように構成されている。

【００２１】図２において、Ｓ電極23には、発信器20か
ら入力電圧が増幅器21を介し印加される。Ｒ電極24に
は、前記増幅器21から入力電圧が可変抵抗ＶＲ１を有し
た増幅器22を介し印加される。

【００２２】Ｓ電極において測定された電位は、増幅器
25を介し整流器27によって整流された後、作動増幅器29
に入力される。Ｒ電極24において測定された電位も、増
幅器26を介し整流器28によって整流された後、差動増幅
器29に入力される。

【００２３】差動増幅器29から出力された電位差は、さ
らにレンジ調整抵抗ＶＲ₂およびスパン調整抵抗ＶＲ₃を
有する増幅器30により増幅された後、アンモニア性窒素
濃度算出のために図外の演算処理部に出力される。

【００２４】図３に、アンモニア性窒素濃度検出アルゴ
リズムを示す。図２の測定回路より得られるアンモニア
性窒素濃度検出波形のピーク高さを図３のように求めて
いる。ピーク高さを求めるにあたってゼロ電圧の計測は
重要な要素になるが、ここではゼロ電圧を、アルカリの
注入を開始した直後の５秒間の検出レベルを平均した値
として決定している。

【００２５】ピーク高さは、下記の（１）式により得ら
れる。

【００２６】 ピーク高さ［Ｖ］＝頂点電圧［Ｖ］−ゼロ電圧［Ｖ］ ……（１） また、スパン値は、標準液（校正液）の測定を行い、得
られたアンモニア性窒素濃度検出波形のピーク高さ
［Ｖ］から下記の（２）式により求める。

【００２７】 スパン値[ｐｐｍ／Ｖ]＝校正液の濃度[ｍｇ／ｌ]／（ピーク高さ）[Ｖ] …… （２） アンモニア性窒素濃度［ｍｇ／ｌ］は、検水を測定して
得られたピーク高さ［Ｖ］と、あらかじめ校正液を測定
して求めていたスパン値［ｐｐｍ／Ｖ］とから下記
（３）式よる演算によって得られる。

【００２８】 アンモニア性窒素濃度[ｍｇ／ｌ]＝スパン値[ｐｐｍ／Ｖ]×ピーク高さ[Ｖ] ……（３） 図４は、本発明に係るアンモニア性窒素濃度測定を行う
検出器の概要図である。当該検出器40は、アンモニアガ
ス透過膜分離カラム１、混合器41、セル42及び冷却器43
から構成される。セル42は、図２の測定回路を格納し、
さらにガス透過膜分離カラム１に供給されるキャリヤ溶
液（硫酸等）の内部電位を測定するためのＲ電極24と、
同カラム１から排出された反応液の内部電位を測定する
ためのＳ電極23を付帯している。ガス透過膜分離カラム
１の一次供給側に設置された混合器41は、検水とアルカ
リ試薬溶液（苛性ソーダ溶液等）を均一に混合させ、効
率よくアンモニアガスを遊離させる。

【００２９】検水とアルカリ試薬溶液は、混合器41にお
いて均一に攪拌された後にガス透過膜分離カラム１に供
給される。カラム１内においては、導入された検水とア
ルカリ試薬溶液の混合液から遊離したアンモニアガス
が、ガス透過膜２を透過し、系外から供給されたキャリ
ヤ溶液中の酸と中和反応を起こす。この反応液は、内部
電位の測定のためにセル42に供給される。カラム１及び
セル42から排出された検水や反応液はドレイン経路を介
し系外に排出される。

【００３０】測定流路に空気が混入すると計測に大きく
影響を及ぼす。そこで、本形態に係る検出器40は、図４
のように、アンモニアガス透過分離カラム１、導電電極
23、24などを恒温槽44（約10℃）内に格納することによ
り構成される。また、各供給配管に設置された冷却器43
は、積極的に冷却する検水、キャリヤー溶液などからの
気泡発生を抑制している。このように、測定系を恒温に
することで、計測値の温度依存性を低下させている。

【００３１】また、本形態に係る検出器40には、スパン
校正、オートスパン校正及び洗浄のような性能維持機能
が付帯される。スパン校正は、上記検水の測定に代えて
校正液を測定することによって、スパン値を導き出す。
オートスパン校正は、検水の連続測定の最中に一定間隔
置きに校正液を測定し、スパン値の補正を行なう。オー
トスパン校正の周期は、装置内のスイッチによって任意
に時間単位で設定される。洗浄は、塩酸を用いて、検水
供給路、ガス透過膜２を酸性にし、検水中に含まれるカ
ルシウム、マグネシウム等によるスラッジの生成を防止
し、ガス透過膜２の洗浄を行なう。 （第２形態）本形態例に係るアンモニア性窒素濃度測定
方法及びその装置は、ＣＦＳ（Continuous Flow Syste
m）方式で検水中のアンモニア性窒素濃度を測定するこ
とを特徴としている。すなわち、本形態例に係る測定装
置システムは、検水及び試薬の給排手段において、測定
系への検水、試薬の供給を一定の供給速度で連続的に行
い、測定された反応液等の系外への排出も一定の排出速
度で連続的に行っている。

【００３２】図５は本形態例に係るアンモニア濃度測定
装置の概要図であり、当該測定装置は第１形態に係る検
出器に検水供給手段、アルカリ供給手段及びキャリア供
給手段が具備されることにより構成される。アルカリ供
給手段とキャリヤ供給手段はそれぞれタンク51、52とポ
ンプＰ２、Ｐ３とからなり、前記ポンプＰ２、Ｐ３は定
量的に検出器に供給する機能を有する。検出器40は、前
記検水供給手段、アルカリ供給手段及びキャリア供給手
段から検水、アルカリ及び酸を一定の供給速度で連続的
に導入しながら、検出器40内のアンモニアガス透過分離
カラム１に供給される酸と前記カラム１から排出された
反応液との内部電位差を測定し、一定の排水速度で連続
的に系外に排出する。

【００３３】検水供給手段は、検水等を定量的に検出器
40に供給するための手段であり、検水槽50と検水ポンプ
Ｐ１とからなる。検水槽50への検水供給路にはバルブＢ
Ｖ１が設置され、同槽内にはレベルスイッチＬＳ１が付
帯されている。検水槽50は、バルブＢＶ１とレベルスイ
ッチＬＳ１により検水導入の制御を行なう。例えば、槽
内水位がレベルスイッチＬＳ１によって設定した位置に
達すると、バルブＢＶ１が閉まるようになっている。検
水ポンプＰ１は、流量調整機能を有し、検出器40への検
水供給を任意に設定することが可能である。

【００３４】また、前記検水供給手段はガス透過膜洗浄
機能と検出器スパン校正機能を有している。かかる機能
を遂行すべく、検水ポンプＰ１の一次側の経路には、ガ
ス透過膜２洗浄工程時に洗浄液を供給するための切換バ
ルブＳＶ１と、検出器校正工程時に校正液を供給するた
めの切換バルブＳＶ２とが設置されている。洗浄液（塩
酸溶液等）及び校正液は、検水ポンプ１により洗浄液タ
ンク53及び校正液タンク54から定量的に供給される。前
記の洗浄及び校正の始動時間・工程時間は、任意に設定
が可能である。

【００３５】測定工程において、バルブＳＶ１とバルブ
ＳＶ２の通水路はＮＯ側（供給側）に設定される。次
に、検水槽50、アルカリタンク51及びキャリアタンク52
から、検水、アルカリ溶液（苛性ソーダ溶液等）及びキ
ャリア溶液（硫酸等）が一定供給速度で連続的に検出器
40に供給される。検出器40から出力された測定電圧（ピ
ーク高さ）は、前記（３）の演算式によるアンモニア性
窒素濃度算出のために図外の演算処理部に供給される。

【００３６】検出器校正工程において、バルブＳＶ２の
通水路はＮＣ側（校正側）に設定される。次に、校正液
タンク54、アルカリタンク51及びキャリアタンク52か
ら、校正液、アルカリ溶液（苛性ソーダ溶液等）及びキ
ャリア溶液（硫酸等）校正液が一定供給速度で検出器に
供給される。検出器から出力された測定電圧（ピーク高
さ）は、前記（２）式によるスパン値算出のために図外
の演算処理部に供給される。校正工程終了後、本測定装
置は任意に設定されたタイムスケジュールに基づき待機
工程または測定工程に移行する。

【００３７】ガス透過膜洗浄工程において、バルブＳＶ
１の通水路はＮＣ側（洗浄側）に設定される。この時、
洗浄液（塩酸等）が洗浄タンク53から検出器に供給され
る。洗浄工程終了後、本測定装置は任意に設定されたタ
イムスケジュールに基づき待機工程または測定工程に移
行する。

【００３８】（第３形態）本形態に係るアンモニア濃度
測定方法及びその装置は、ＦＩＳ（Flow Injection Sys
tem）方式で検水中のアンモニア性窒素濃度を測定する
ことを特徴としている。すなわち、本形態例に係る測定
装置システムは、検水及び試薬の供給手段において、測
定系へ供給する検水に連続的な流れを形成させながら、
測定工程時に定量的な試薬の供給を行っている。これに
より測定に使用する試薬の消費量を極力抑えることが可
能となる。

【００３９】図６は、本形態例に係る測定装置システム
を示す概要図である。本形態に係る測定装置システム
は、第２形態の測定装置システムにおける検水ポンプ、
アルカリポンプ及びキャリアポンプの二次側経路に流量
計61、62、63と切替バルブＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ５を設
けることによって、検出器への検水、アルカリ及びキャ
リアの供給を定量的に行っている。

【００４０】測定工程において、バルブＳＶ１、ＳＶ２
及びＳＶ３の通水路はＮＯ側（供給側）、バルブＳＶ
４、ＳＶ５の通水路はＮＣ側（供給側）に設定される。
検水ポンプＰ１が起動し、検水槽50から検水が検出器40
に供給される。流量計61によって計測された値が予め設
定された流量に達して安定したところで、アルカリ溶
液、キャリア溶液が予め設定しておいた供給速度で検水
器40に供給される。アルカリ溶液、キャリア溶液の流量
は流量計62、63によって監視されながら一定に保たれ
る。検出器40から出力された測定電圧（ピーク高さ）
は、前記（３）式によるアンモニア性窒素濃度算出のた
めに図外の演算処理部に供給される。測定を行わない時
は、バルブＳＶ４、ＳＶ５をＮＯ側（リターン）に設定
することによって試薬の消費を抑えている。

【００４１】検出器校正工程において、バルブＳＶ２の
通水路はＮＣ側（校正側）に設定される。校正液タンク
54、アルカリタンク51及びキャリアタンク52から校正
液、アルカリ溶液（苛性ソーダ溶液）及びキャリア溶液
（硫酸）が、前記測定工程と同様の要領で検出器40に供
給される。検出器40から出力された測定電圧（ピーク高
さ）は、前記（２）式によるスパン値算出のために図外
の演算処理部に供給される。校正工程終了後、本測定装
置は任意に設定されたタイムスケジュールに基づき待機
工程または測定工程に移行する。

【００４２】ガス透過膜洗浄工程において、バルブＳＶ
１の通水路はＮＣ側（洗浄側）に設定される。この時、
検出器40には、洗浄タンクから洗浄液（塩酸等）が供給
される。洗浄工程終了後、本測定装置は任意に設定され
たタイムスケジュールに基づき待機工程または測定工程
に移行する。 （第４形態）本形態に係るアンモニア性窒素濃度測定方
法及びその装置は、第３形態と同様に、ＦＩＳ（Flow I
njection System）方式で検水中のアンモニア性窒素濃
度を測定することを特徴としているが、試薬の吸引、吐
出操作にシリンジタイプのポンプを用いることによって
分注量、分注速度の精度を向上させている。

【００４３】図７は、本形態に係る測定装置システムを
示す概要図である。当該システムに係るアルカリポンプ
71及びキャリアポンプ72は、ピストン式に流体を所定量
だけ吸引した後、予め設定された供給速度で吐出させる
機能を有している。

【００４４】検水測定工程において、バルブＳＶ１、Ｓ
Ｖ２、ＳＶ３の通水路はＮＯ側（供給側）、バルブＳＶ
４、ＳＶ５の通水路はＮＯ側（吸引側）に設定される。
アルカリ溶液（苛性ソーダ溶液）とキャリヤ溶液（硫酸
等）がアルカリポンプ71とキャリアポンプ72によって予
め設定された量だけ吸引される。吸引操作後、検水ポン
プＰ１が起動し、予め設定された供給速度で検水が検出
器40に供給される。次に、バルブＳＶ４、ＳＶ５の通水
路がＮＣ側（吐出側）に設定され、吸引されたアルカリ
溶液及びキャリヤ溶液（硫酸等）が一定供給速度でアル
カリポンプ71及びキャリアポンプ72によって検出器40に
吐出される。検出器40から出力された測定電圧（ピーク
高さ）は、前記（３）式によるアンモニア性窒素濃度算
出のために図外の演算処理部に供給される。

【００４５】検出器校正工程において、バルブＳＶ２の
通水路はＮＣ側（校正側）に設定される。この時、検出
器40には、前記測定工程と同様の要領で校正液タンク5
4、アルカリタンク51及びキャリアタンク52から校正
液、アルカリ溶液（苛性ソーダ溶液等）及びキャリア溶
液（硫酸等）が供給される。第２、３形態と同様に、検
出器40から出力された測定電圧（ピーク高さ）は、前記
（２）式によるスパン値算出のために図外の演算処理部
に供給される。校正工程終了後、本測定装置は任意に設
定されたタイムスケジュールに基づき待機工程または測
定工程に移行する。

【００４６】ガス透過膜洗浄工程は、第２、３形態と同
じ要領で行なわれるので、詳細な説明は省略する。 （第５形態）本形態は、第４形態に係る測定装置の検水
の供給手段において、シリンジタイプのポンプを用いる
ことによって検水の分注量、分注速度の精度も向上させ
たアンモニア性窒素濃度測定方法及びその装置である。

【００４７】図８は、本形態例に係る測定装置システム
を示す概要図である。本形態例に係る検水供給手段は、
シリンジタイプの検水ポンプ80の一次側経路である検水
吸引経路に校正液吸引経路と洗浄液吸引経路が具備され
ることにより構成される。さらに、気泡対策として、前
記検水ポンプ80には検水槽50から混入する空気を検水ポ
ンプ80から抜くための空気抜き用チューブが付帯されて
いる。

【００４８】検水測定工程において、バルブＳＶ１〜
３、６及び７はＮＯ側（吸引側）に、バルブＳＶ４、Ｓ
Ｖ５は閉側に設定される。検水ポンプ80、アルカリポン
プ71及び硫酸ポンプ72によって予め設定された量だけの
検水、アルカリ溶液（苛性ソーダ溶液等）及びキャリア
溶液（硫酸等）が吸引される。次に、バルブＳＶ１及び
検水流路弁ＳＶ３の通水路はＮＣ側（供給側）及び開側
に設定され、検水が検出器40に吐出され、さらにバルブ
ＳＶ６、ＳＶ７の通水路もＮＣ側（供給側）に設定さ
れ、アルカリ溶液及びキャリア溶液が検出器に吐出され
る。検出器40から出力された測定電圧（ピーク高さ）
は、前記（３）式によるアンモニア性窒素濃度算出のた
めに図外の演算処理部に供給される。尚、測定工程終了
後、検水ポンプ80内にトラップされた空気は、バルブＳ
Ｖ４によって空気抜き用チューブを介し排出される。

【００４９】検出器校正工程において、バルブＳＶ２の
通水路はＮＣ側（校正側）に設定される。検出器40に
は、前記測定工程と同様の要領で校正液タンク54、アル
カリタンク51及びキャリアタンク52から校正液、アルカ
リ溶液（苛性ソーダ溶液）及びキャリア溶液（硫酸等）
が吐出される。検出器40から出力された測定電圧（ピー
ク高さ）は、前記（２）式によるスパン値算出のために
図外の演算処理部に供給される。校正工程終了後、本測
定装置は任意に設定されたタイムスケジュールに基づき
待機工程または測定工程に移行する。

【００５０】ガス透過膜洗浄工程において、バルブＳＶ
５及びＳＶ１は開側及びＮＣ側（供給側）に設定され、
洗浄液（塩酸等）が検水ポンプ80によって吸引される。
所定量の洗浄液を吸引した後、検水流路弁ＳＶ３の通水
路は開側に設定され、洗浄液が検出器40に供給される。
洗浄工程終了後、本測定装置は任意に設定されたタイム
スケジュールに基づき待機工程または測定工程に移行す
る。

【００５１】

【発明の効果】本形態例に係るアンモニア性窒素濃度測
定方法及びその装置によれば、反応液の電気的な変化を
計測するための導電電極を用いているため、吸光光度法
において必要である光源ランプ交換作業が不要となりメ
ンテナンスも容易となる。

【００５２】また、当該アンモニア性窒素濃度測定方法
及びその装置は、中和適定法及びイオン電極法における
蒸留工程やイオンクロマトグラフ法におけるイオン交換
体の再生工程などの煩雑な工程を備えておらず、装置シ
ステムが単純化されているので、小型化が可能になるば
かりでなく、その取扱も容易となる。

【００５３】さらに、本発明に係るアンモニア性窒素濃
度測定方法及びその装置は、酸、アルカリなどの比較的
安価な試薬を用いており、検出器への試薬等の注入もＦ
ＩＳ（Flow Injection System）方式等で行なっている
ので、運転管理コストを低く抑えることが可能となる。
それゆえに、常時窒素形態の監視が必要な施設等におい
て、本発明に係る測定方法及びその装置は経済的にも有
効な手段となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアンモニア性窒素濃度測定原理の
説明図。

【図２】本発明に係るアンモニア濃度測定のための回路
構成図。

【図３】本発明に係るアンモニア性窒素濃度検出アルゴ
リズム。

【図４】本発明に係るアンモニア性窒素濃度測定を行う
検出器概要図。

【図５】第２形態に係る測定装置システム概要図。

【図６】第３形態に係る測定装置システム概要図。

【図７】第４形態に係る測定装置システム概要図。

【図８】第５形態に係る測定装置システム概要図。

【符号の説明】

１…アンモニアガス透過分離カラム ２…ガス透過膜 ２０…発信器 ２１、２２、２５、２６、３０…増幅器 ２３…Ｓ電極 ２４…Ｒ電極 ２７、２８…整流器 ２９…差動増幅器 ４０…検出器 ４１…混合器 ４２…セル ４３…冷却器 ４４…恒温槽 ５０…検水槽 ５１…アルカリタンク ５２…キャリアタンク ５３…洗浄液タンク ５４…校正液タンク ６１、６２、６３…流量計 Ｐ１、８０…検水ポンプ Ｐ２、７１…アルカリポンプ Ｐ３、７２…キャリアポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 33/18 Ｇ０１Ｎ 33/18 Ｃ (72)発明者 高瀬 長武 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 福岡 正芳 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 Ｆターム(参考） 2G042 AA01 BA04 BA05 BB06 BD12 BD19 CA02 CB03 CB04 DA02 EA05 FA01 FA02 FB02 HA02 HA06 HA07 2G060 AA06 AC03 AC04 AC05 AE17 AF08 AF09 AG11 FA01 FB02 GA07 HA01 HC13 HE01 KA07

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検水とアルカリを混合接触させ、当該検
   水中に含まれるアンモニア性窒素をアンモニアガスとし
   て遊離させた後、さらにこのアンモニアガスを酸と反応
   させ、この反応に伴う酸の内部電位の変化量から演算に
   より当該検水のアンモニア性窒素濃度を算出することを
   特徴とするアンモニア性窒素濃度測定方法。
2. 【請求項２】 前記のアンモニア性窒素濃度を算出する
   ための演算は、下記の演算式によることを特徴とする請
   求項１のアンモニア性窒素濃度測定方法。 Ｙ＝ａＸ Ｙ：アンモニア性窒素濃度（ｍｇ／ｌ） Ｘ：前記遊離アンモニアと反応させる酸の内部電位変化
   量（Ｖ） ａ：定数
3. 【請求項３】 検水を検出器に供給する検水供給手段
   と、アルカリを検出器に供給するアルカリ供給手段と、
   酸を検出器に供給するキャリア供給手段と、前記キャリ
   ア供給手段から供給された酸の内部電位と、前記検水供
   給手段とアルカリ供給手段から供給された検水とアルカ
   リを混合接触させ、当該検水中に含まれるアンモニア性
   窒素をアンモニアガスとして遊離させた後、このアンモ
   ニアガスを前記キャリア供給手段から導入した酸と反応
   させたときの内部電位との差を測定する検出器と、前記
   検出器から供給された測定値を格納し、演算によりアン
   モニア性窒素濃度を算出する演算処理器とからなること
   を特徴とするアンモニア性窒素濃度測定装置。
4. 【請求項４】 前記検出器には、検水、アルカリ及び酸
   が一定供給速度で連続的に供給されることを特徴とする
   請求項３記載のアンモニア性窒素濃度測定装置。
5. 【請求項５】 前記検出器には、検水が一定供給速度で
   連続的に供給され、アンモニア性窒素濃度測定時に一定
   量のアルカリ及び酸が一定供給速度で供給されることを
   特徴とする請求項３記載のアンモニア性窒素濃度測定装
   置。
6. 【請求項６】 前記検水供給手段、アルカリ供給手段及
   びキャリア供給手段は、それぞれ一定量の検水、アルカ
   リ及び酸を吸引した後、一定供給速度で前記検出器に供
   給することを特徴とする請求項５記載のアンモニア性窒
   素濃度測定装置。
7. 【請求項７】 前記検水供給手段は、前記カラム洗浄の
   ための洗浄液供給手段と前記検出器校正のための校正液
   供給手段を備えたことを特徴とする請求項３から６記載
   のアンモニア性窒素濃度測定装置。
8. 【請求項８】 前記検出器は、検水とアルカリを混合接
   触することによって当該検水から遊離させたアンモニア
   ガスを酸と反応させるカラムと、前記カラムに供給され
   る酸の内部電位と前記カラムから供給された反応液の内
   部電位の差を測定する回路を格納するセルとからなるこ
   とを特徴とする請求項３から７記載のアンモニア性窒素
   濃度測定装置。
9. 【請求項９】 前記検出器は、恒温槽内に格納され、さ
   らに前記カラム及びセルへの供給路に冷却器を付帯した
   ことを特徴とする請求項３から８記載のアンモニア性窒
   素濃度測定装置。