JP2005195412A - Air nozzle automatic titration apparatus for cod meter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、化学的酸素要求量(COD)を自動的に測定するためのCOD計用の自動滴定装置に関するものである。 The present invention relates to an automatic titrator for a COD meter for automatically measuring chemical oxygen demand (COD).
河川や産業廃水の水質評価の基準として、CODを測定することが規定され、一般に広く行われている。このCODとは、水中に存在する汚染源となる酸化可能物質が酸化されて無機酸化物になる際に、その酸化によって消費された酸化剤に対応する酸素量をもって表される。 As a standard for evaluating water quality of rivers and industrial wastewater, it is prescribed to measure COD, and it is generally performed. The COD is represented by the amount of oxygen corresponding to the oxidant consumed by oxidation when an oxidizable substance that is a contamination source in water is oxidized to become an inorganic oxide.
試料液のCODを測定するには、測定すべき試料液に硝酸銀と硫酸を加えて塩化物イオンを塩化銀として沈澱させた後、酸化剤として過マンガン酸カリウムを加えて加熱反応させ、そのとき消費された過マンガン酸カリウム量を滴定によって測定し、消費された酸化剤に対応する酸素量を求めている。自動的に反応の終点を求める方法としては、比較電極と白金電極により反応の酸化還元電位を求める酸化還元電位差法と、微小定電流を流した2つの白金電極により反応の電位差を求める定電流分極電位差法とがある。また、CODの測定装置は既によく知られており、例えば特開2001−091028号公報等に記載されている。 In order to measure the COD of a sample solution, silver nitrate and sulfuric acid are added to the sample solution to be measured to precipitate chloride ions as silver chloride, and then potassium permanganate is added as an oxidant and heated to react. The amount of potassium permanganate consumed is measured by titration to determine the amount of oxygen corresponding to the consumed oxidant. There are two methods for automatically determining the end point of the reaction: the redox potential difference method for obtaining the oxidation-reduction potential of the reaction with the reference electrode and the platinum electrode, and constant-current polarization for obtaining the reaction potential difference with the two platinum electrodes through which a minute constant current is applied There is a potential difference method. A COD measuring apparatus is already well known and is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-091028.
従来の自動COD計について、その1具体例を図1に示す。この自動COD計は、オイルバス2に設置された反応槽1と、先端が反応槽1内に挿入された滴定ノズル3と、モータで駆動するシリンジ7を備えた自動滴定器4と、過マンガン酸カリウム試薬8の試薬タンク5と、自動滴定器4を滴定ノズル3又は試薬タンク5に接続する三方電磁弁6とを備えている。自動滴定器4は、三方電磁弁6を切り替えることによって、試薬タンク5に接続され、あるいは滴定ノズル3に接続することができる。尚、図1には図示していないが、自動COD計には、終点を求める方法として採用された酸化還元電位差法又は定電流分極電位差法に基づいて、それぞれ必要な電極、その他各種試薬の供給部等が設置されている。
A specific example of a conventional automatic COD meter is shown in FIG. This automatic COD meter includes a reaction tank 1 installed in an
この自動COD計により試料液を滴定する場合、滴定開始前においては、三方電磁弁6により試薬タンク5と自動滴定器4が接続され、試薬タンク5内の過マンガン酸カリウム試薬8が三方電磁弁6を通って自動滴定器4のシリンジ7に吸引される。次に、滴定がスタートすると、三方電磁弁6が切り替えられて自動滴定器4が滴定ノズル3に接続され、シリンジ7内の過マンガン酸カリウム試薬は所定量ずつ送り出され、滴定ノズル3の先端から反応槽1内の試料液9に滴下される。反応が終点に達し、滴定が当量点になると、自動滴定器4が停止して、次の滴定操作の開始まで待機する。尚、通常の場合、上記の滴定動作は1時間に1回の割合で連続して、滴定の終了まで繰り返される。
When the sample liquid is titrated with this automatic COD meter, the
上記した従来の自動COD計においては、滴定が行われていない待機中であっても、例えば図1に示すように、滴定ノズル3内に過マンガン酸カリウム試薬が残っているので、滴定ノズル3の先端で過マンガン酸カリウムが空気と接触して酸化され、二酸化マンガンとなる。しかも、滴定ノズル3の先端はオイルバス2の中にあり、常時100℃又はそれに近い高温にさらされているため、二酸化マンガンの固形化が促進されやすい。そのため、滴定ノズル3の先端には固形化した二酸化マンガンが付着し始め、付着した二酸化マンガンは滴定操作中においても少しずつ大きくなり、最終的には滴定ノズル3が目詰まりを起こして滴定不能になるという問題があった。
In the above-described conventional automatic COD meter, even when the titration is not performed, the potassium permanganate reagent remains in the titration nozzle 3 as shown in FIG. At the tip, potassium permanganate comes into contact with air and is oxidized to manganese dioxide. Moreover, since the tip of the titration nozzle 3 is in the
二酸化マンガンによる滴定ノズルの目詰まりをなくすため、現在では、定期的に滴定ノズルの先端をカットしたり、洗浄したりしている。しかし、操作が面倒で効率の低下を招くうえ、カットを繰り返すと滴定ノズルが次第に短くなって、最後には使えなくなるという欠点があった。また、滴定ノズルが目詰まりした状態のまま誤って自動滴定器から試薬が送り出されると、シリンジや三方電磁弁からチューブが外れたり、シリンジから液漏れしたりして、過マンガン酸カリウムで作業環境が汚染される恐れがあった。更に、滴定ノズルの先端から過マンガン酸カリウム試薬や二酸化マンガンが雫状になって落下すると、図3に示すように、当量点近くでは、雫状になって落下するたびに指示値が振れるジャンピング現象が起きるため、測定が不安定となっていた。 In order to eliminate clogging of the titration nozzle due to manganese dioxide, the tip of the titration nozzle is regularly cut or cleaned at present. However, there are disadvantages that the operation is troublesome and the efficiency is lowered, and that the titration nozzle becomes gradually shorter when cutting is repeated, and finally becomes unusable. Also, if the reagent is accidentally sent out from the automatic titrator while the titration nozzle is clogged, the tube may come off from the syringe or the three-way solenoid valve, or liquid may leak from the syringe. Could be contaminated. Furthermore, when potassium permanganate reagent or manganese dioxide drops in the form of a bowl from the tip of the titration nozzle, as shown in FIG. Due to the phenomenon, the measurement was unstable.
本発明は、このような従来の事情に鑑み、過マンガン酸カリウム試薬が酸化により二酸化マンガンとなり、固形化して滴定ノズルを目詰まりさせることをなくすことにより、定期的に滴定ノズルの先端をカットし又は洗浄する必要がなく、効率的で常に安定した測定が可能なCOD計用の自動滴定装置を提供することを目的とする。 In view of such conventional circumstances, the present invention periodically cuts the tip of the titration nozzle by eliminating the potassium permanganate reagent from oxidation to manganese dioxide and solidifying it to clog the titration nozzle. Another object of the present invention is to provide an automatic titration apparatus for a COD meter that does not require washing and that is capable of efficient and always stable measurement.
上記目的を達成するため、本発明が提供するCOD計用エアーノズル式自動滴定装置は、オイルバスに設置された反応槽と、先端が反応槽内に挿入された滴定ノズルと、モータで駆動するシリンジを備えた自動滴定器と、過マンガン酸カリウム試薬の試薬タンクと、自動滴定器を滴定ノズル又は試薬タンクに接続する三方電磁弁とを備え、滴定ノズルと三方電磁弁との間で且つオイルバスの外側に、エアーポンプに接続された三方分岐管が配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an air nozzle type automatic titration apparatus for a COD meter provided by the present invention is driven by a reaction tank installed in an oil bath, a titration nozzle having a tip inserted into the reaction tank, and a motor. An automatic titrator equipped with a syringe, a reagent tank for a potassium permanganate reagent, and a three-way solenoid valve for connecting the automatic titrator to the titration nozzle or the reagent tank, and an oil between the titration nozzle and the three-way solenoid valve A three-way branch pipe connected to an air pump is disposed outside the bus.
上記本発明のCOD計用エアーノズル式自動滴定装置においては、試料液の滴定時に、自動滴定器により所定量の過マンガン酸カリウム試薬が三方分岐管を通して滴定ノズルに送り出されると同時に、エアーポンプから三方分岐管にエアーが供給され、過マンガン酸カリウム試薬を三方分岐管から滴定ノズル先端の間に残すことなく全て噴霧状にして滴下する。 In the air nozzle type automatic titration apparatus for a COD meter according to the present invention, a predetermined amount of potassium permanganate reagent is sent to the titration nozzle through the three-way branch pipe by the automatic titrator at the time of titration of the sample liquid. Air is supplied to the three-way branch pipe, and the potassium permanganate reagent is sprayed and dropped from the three-way branch pipe without leaving between the tips of the titration nozzles.
また、上記本発明のCOD計用エアーノズル式自動滴定装置は、試料液の滴定終了後、エアーポンプから三方分岐管にエアーが供給され、三方分岐管から滴定ノズル先端の間に残っている過マンガン酸カリウム試薬を全て排出することができる。 In the air nozzle type automatic titration apparatus for a COD meter according to the present invention, air is supplied from the air pump to the three-way branch pipe after the completion of the sample liquid titration, and the excess remaining between the three-way branch pipe and the tip of the titration nozzle is left. All potassium manganate reagent can be discharged.
本発明によれば、エアーポンプから三方分岐管を通してエアーを滴定ノズルに送り込むことにより、滴定時には三方分岐管から滴定ノズル先端までの間に過マンガン酸カリウム試薬を残すことなく滴下でき、また試料液の滴定が終了した後には三方分岐管から滴定ノズル先端までの間に残っている過マンガン酸カリウム試薬を全て排出できるため、滴定中はもちろん、滴定が行われていない待機中であっても、滴定ノズル内に過マンガン酸カリウム試薬が残らない。しかも、三方分岐管はオイルバスの外側にあるため、三方分岐管中に残っている過マンガン酸カリウム試薬は高温にならず、二酸化マンガンに酸化されることがない。 According to the present invention, by sending air from the air pump through the three-way branch pipe to the titration nozzle, the titration nozzle can be dropped without leaving the potassium permanganate reagent between the three-way branch pipe and the tip of the titration nozzle at the time of titration. After completing the titration, all the potassium permanganate reagent remaining between the three-way branch tube and the tip of the titration nozzle can be discharged, so during titration, of course, even when waiting for no titration, No potassium permanganate reagent remains in the titration nozzle. Moreover, since the three-way branch pipe is outside the oil bath, the potassium permanganate reagent remaining in the three-way branch pipe does not reach a high temperature and is not oxidized to manganese dioxide.
そのため、過マンガン酸カリウム試薬の酸化による二酸化マンガンの生成自体を防止でき、仮に二酸化マンガンが若干生成したとしても固形化が起らないので、滴定ノズルの目詰まりを完全に防止することができる。従って、定期的に滴定ノズルの先端をカットしたり、滴定ノズルを洗浄したりする必要がなく、効率的で常に安定した測定が可能なCOD計用自動滴定装置を提供することができる。 Therefore, the production of manganese dioxide due to the oxidation of the potassium permanganate reagent itself can be prevented, and even if some manganese dioxide is produced, solidification does not occur, so that the clogging of the titration nozzle can be completely prevented. Therefore, there is no need to periodically cut the tip of the titration nozzle or to wash the titration nozzle, and it is possible to provide an automatic titration apparatus for a COD meter that can perform an efficient and always stable measurement.
本発明のCOD計用エアーノズル式自動滴定装置は、エアーポンプから三方分岐管にエアーを供給することにより、過マンガン酸カリウム試薬を三方分岐管より下流に残すことなく、その全てを強制的に滴定ノズルから噴霧状にして滴下させるものである。尚、自動滴定器から過マンガン酸カリウム試薬が送り出されると同時にエアーポンプが駆動するので、試薬は三方分岐管からエアーポンプ側に侵入することはない。また、エアーポンプから供給されたエアーは、三方分岐管を通って、解放されている滴定ノズル3から試薬と共に放出され、試薬で満たされた三方分岐管から自動滴定器4側に侵入することがない。
The air nozzle type automatic titration apparatus for a COD meter of the present invention supplies all of the potassium permanganate reagent downstream from the three-way branch pipe by supplying air from the air pump to the three-way branch pipe. The liquid is sprayed from the titration nozzle. Since the air pump is driven at the same time as the potassium permanganate reagent is delivered from the automatic titrator, the reagent does not enter the air pump side from the three-way branch pipe. Further, the air supplied from the air pump passes through the three-way branch pipe, is released together with the reagent from the open titration nozzle 3, and enters the
本発明のCOD計用エアーノズル式自動滴定装置の1具体例を図2に示す。このエアーノズル式自動滴定装置は、オイルバス2に設置された反応槽1と、先端が反応槽1内に挿入された滴定ノズル3と、モータで駆動するシリンジ7を有する自動滴定器4と、過マンガン酸カリウム試薬8の試薬タンク5と、自動滴定器4を滴定ノズル3又は試薬タンク5に切り替えて接続する三方電磁弁6とを備えると共に、滴定ノズル4と三方電磁弁6との間で且つオイルバス2の外側に、エアーポンプ11に接続された三方分岐管10が配置してある。尚、図2には図示していないが、終点を求める方法として採用された酸化還元電位差法又は定電流分極電位差法に基づいて、それぞれ必要な電極、その他各種試薬の供給部等が設置されている。
One specific example of the air nozzle type automatic titration apparatus for COD meters of the present invention is shown in FIG. This air nozzle type automatic titration apparatus includes a reaction tank 1 installed in an
このCOD計用エアーノズル式自動滴定装置による滴定操作は、滴定前においては、三方電磁弁6により試薬タンク5と自動滴定器4が接続され、試薬タンク5内の過マンガン酸カリウム試薬8をシリンジ6に吸引する。滴定がスタートすると、三方電磁弁6が切り替えられて自動滴定器4は滴定ノズル3に接続され、シリンジ7内の過マンガン酸カリウム試薬の所定量が滴定ノズル3に送り出される。この時同時に、エアーポンプ11が稼動してエアーを三方分岐管10に送り込むことにより、過マンガン酸カリウム試薬はエアーにより噴霧状となって、滴定ノズル3から反応槽1の試料液9に添加される。
The titration operation by the air nozzle type automatic titration device for the COD meter is performed by connecting the
このようにして所定量の過マンガン酸カリウム試薬の滴下が1回終わると、三方分岐管10から下流側の滴下ノズル3の先端までの間に、過マンガン酸カリウム試薬が残ることがない。三方分岐管10から上流側には過マンガン酸カリウム試薬が存在しているが、三方分岐管10はオイルバス2の外側に設置してあるので、三方分岐管10内で空気と接触する過マンガン酸カリウムは高温とならず、二酸化マンガンの生成及び固形化を抑えることができる。この滴定操作を所定の時間間隔で繰り返し、滴定の当量点を求める。
When the dropping of the predetermined amount of potassium permanganate reagent is completed once in this way, the potassium permanganate reagent does not remain between the three-
また、上記本発明のエアーノズル式自動滴定装置によれば、過マンガン酸カリウム試薬はエアーと共に噴霧状となって滴下され、雫状になって滴下されることがないので、ジャンピング現象もほとんど起らない。図4は、上記本発明のCOD計用エアーノズル式自動滴定装置を用いて実際にCODを測定したときのチャートであり、ジャンピング現象がほとんど起らず、指示値が安定していることが分る。 In addition, according to the air nozzle type automatic titration apparatus of the present invention, the potassium permanganate reagent is sprayed and dropped together with air and does not drop in the form of a bowl, so that almost no jumping phenomenon occurs. Not. FIG. 4 is a chart when COD is actually measured using the above-described air nozzle type automatic titration apparatus for COD meter of the present invention, and it is found that the jumping phenomenon hardly occurs and the indicated value is stable. The
また、1つの試料液について滴定が終了した後、三方分岐管10から滴定ノズル3の先端の間に過マンガン酸カリウム試薬が残っていたとしても、エアーポンプ11から三方分岐管10にエアーを送り込むことによって、残っている過マンガン酸カリウム試薬を全て排出することができる。そのため、自動滴定器4が停止して、次の滴定操作の開始まで長期間待機する場合にも、滴定ノズル3内での過マンガン酸カリウム試薬の酸化による二酸化マンガンの生成と固形化を抑え、滴下ノズル3の目詰まりを完全になくすことができる。
Further, after the titration of one sample solution is completed, even if the potassium permanganate reagent remains between the three-
1 反応槽
2 オイルバス
3 滴定ノズル
4 自動滴定器
5 試薬タンク
6 三方電磁弁
7 シリンジ
8 試薬
9 試料液
10 三方分岐管
11 エアーポンプ
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