JP2009210333A - 排水中の金属濃度分析のための前処理装置及び該前処理装置を備えた分析システム - Google Patents
排水中の金属濃度分析のための前処理装置及び該前処理装置を備えた分析システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009210333A JP2009210333A JP2008052213A JP2008052213A JP2009210333A JP 2009210333 A JP2009210333 A JP 2009210333A JP 2008052213 A JP2008052213 A JP 2008052213A JP 2008052213 A JP2008052213 A JP 2008052213A JP 2009210333 A JP2009210333 A JP 2009210333A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample solution
- sample
- pipe
- sample liquid
- glass ball
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 119
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 94
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 87
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 70
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 claims description 162
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 144
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 65
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 49
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 17
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 14
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 8
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 5
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 5
- -1 Polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 3
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 3
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004063 acid-resistant material Substances 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005206 flow analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004401 flow injection analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
Abstract
【解決手段】試料液を容器に採取する手段と;容器内の試料液に一定量の酸を添加する酸添加手段と;ガラスボールフィルターと;容器の内外にガラスボールフィルターを挿抜する手段と;ガラスボールフィルターと試料液出口を繋ぐ試料液配管と;試料液配管に空気を供給する空気配管と;試料液配管に洗浄水を供給する洗浄水配管と;受取容器内の試料液をガラスボールフィルターを介して試料液配管に通し、試料液出口から排出させる試料液輸送手段と;試料液出口から排出される試料液を受け取る測定槽とを備えた試料液中の金属濃度分析のための前処理装置。
【選択図】図8
Description
そして、上記濃度測定部10は自動化に適するように連続流れ分析法(フローインジェクション法)に基づく測定手段によって形成されている。この測定手段は試料液の注入部、試薬添加部、試料と試薬の反応部、濃度検出計が管路によって一体に連通した測定系を有しており、サンプリングされた試料液が管路を流れる間に試薬の添加と反応、および濃度検出が連続して行われる。
1又は2以上の試料液採取箇所と、
一定量の試料液を採取及び排出する試料採取手段と;
採取した試料液を試料採取手段から受け取る受取容器と;
試料採取手段を洗浄する洗浄手段と;
試料採取手段を試料液採取箇所、受取容器及び洗浄手段の間で移動させる移送手段と;
酸貯蔵容器と;
酸供給管と;
酸貯蔵容器から酸供給管を通じて受取容器内に一定量の酸を添加する酸添加手段と;
ガラスボールフィルターと;
受取容器内外にガラスボールフィルターを挿抜する手段と;
ガラスボールフィルターと試料液出口を繋ぐ試料液配管と;
試料液配管に空気を供給する空気配管と;
試料液配管に洗浄水を供給する洗浄水配管と;
受取容器内の試料液をガラスボールフィルターを介して試料液配管に通し、試料液出口から排出させる試料液輸送手段と;
試料液出口から排出される試料液を受け取る測定槽と;
を備えた試料液中の金属濃度分析のための前処理装置である。
試料液を試料採取手段で採取するサンプリング工程と;
試料採取手段から試料液を受取容器へ移す工程と;
受取容器中の試料液に酸を添加して固形分を溶解する工程と;
酸を添加した後の試料液にガラスボールフィルターを介して空気を送り込み、試料液を攪拌する工程と;
攪拌後の試料液をガラスボールフィルターを介して試料液配管に通して試料液出口から排出し、測定槽に送る工程とを含む前処理プロセス;及び、
試料採取手段を洗浄する工程と;
試料液配管、試料液出口、ガラスボールフィルター、測定槽及び受取容器に洗浄水を流し、これらを洗浄する工程と;
試料液配管、試料液出口及びガラスボールフィルターに空気を流し、これらに残留する洗浄水を追い出す工程と;
受取容器及び測定槽中の残留洗浄水を排出する工程とを含む洗浄プロセス;
を電気制御によって自動で行うことを含む排水中の金属濃度分析のための前処理方法である。
試料液を試料採取手段で採取するサンプリング工程と;
試料採取手段から試料液を受取容器へ移す工程と;
受取容器中の試料液に酸を添加して固形分を溶解する工程と;
酸を添加した後の試料液にガラスボールフィルターを介して空気を送り込み、試料液を攪拌する工程と;
攪拌後の試料液をガラスボールフィルターを介して試料液配管に通して試料液出口から排出し、測定槽に送る工程と;
測定槽中の試料液を分析用配管を介して分析装置に投入する工程と;
分析装置によって試料液中の金属濃度を測定する工程とを含む分析プロセス;及び
試料採取手段を洗浄する工程と;
試料液配管、試料液出口、ガラスボールフィルター、測定槽及び受取容器に洗浄水を流し、これらを洗浄する工程と;
試料液配管、試料液出口及びガラスボールフィルターに空気を流し、これらに残留する洗浄水を追い出す工程と;
受取容器及び測定槽中の残留洗浄水を排出する工程と;
分析装置及び分析用配管を洗浄する工程とを含む洗浄プロセス;
を電気制御によって自動で行うことを含む排水中の金属濃度分析方法である。
サンプリング工程では試料液を採取する。試料液としては特に制限はないが、本発明が対象とする典型的な試料液は銅精錬工場等の金属精錬工場からの排水である。敷地内の1又は2以上の地点における排水の濃度を管理するために、1又は2以上の地点の排水を配管でそれぞれ本発明に係る前処理装置内に設置されている各試料液採取箇所まで導くことができる。試料液採取箇所の構造には特に制限はないが、例えばオーバーフロー構造の槽とし、流れ込んできた排水の濃度をリアルタイムで測定できるようにすることができる。試料液のサンプリングは本発明に係る前処理装置が有する試料採取手段を用いて行うことができる。試料採取手段としては一定量の試料液の吸引、保持及び排出を電気制御で行うことができる機構でよく、特に制限はないが、例えば自動ピストンビュレットに連結した先端が細くなった樹脂製(例:ポリプロピレン)の採取管による採取が挙げられる。
試料液を採取する量は特に制限はないが、あまり少ないと精度の高い分析が行えず、あまり多いと後に添加する酸が無駄になるので、一般には40〜90cc、典型的には40〜60ccである。
試料採取手段によって採取された試料液はその後、試料採取手段から排出され、受取容器に移される。この際、測定毎に受取容器に濾紙が自動的にセットされるようにして、試料液から固形分を予備的に除去することもできる。但し、排出された試料液が濾紙を通過することができるよう、十分な圧力で試料液を試料採取手段から排出する必要がある。そのような圧力は自動ピストンビュレットを使用すれば得られる。
また、本発明に係る前処理装置は試料採取手段を試料液採取箇所、受取容器及び後に説明する洗浄手段の間で移動させる移送手段を備える。移送手段としては、X・Y・Z軸方向(3次元方向)に移動可能なモーター駆動の移動体に試料採取手段を連結することが挙げられる。例えば、移動体に車輪を付けて、移動領域に敷かれたレール上を移動体が移動できるようにすることができる。移動体にタイミングベルトを連結し、ガイドに沿ったスライド機構によって移動させてもよい。ラック・アンド・ピニオンのような歯車を利用した移動機構とすることもできる。移動体の駆動手段としてはエア駆動、油圧駆動又は磁気駆動でもよい。従って、試料採取手段は所望の試料液採取箇所で試料を採取した後、受取容器の位置まで移動してから受取容器に試料液を移すことができる。
試料液を受け取った受取容器には試料液中に含まれる浮遊物等の固形分を溶解するために酸が添加される。本発明に係る前処理装置は受取容器を試料液の受け取り位置から酸供給管の出口まで移送するための移送手段を有することができる。移送手段は試料採取手段の移送手段と同様のものを採用することができる。受取容器の移動方向は受取容器と酸供給管の位置関係に応じて決めればよく、3次元方向、2次元方向又は1次元方向に移動可能とすることができる。更に、後述するように、移動体への受取容器の連結を、軸方向に回転可能なアームを介して行い、受取容器が反転できるようにしてもよい。こうすることで、受取容器に残留する試料液や洗浄水を排出することができる。
酸としては固形分を溶解することができ、測定対象となる金属の濃度分析結果に悪影響を与えないものであれば特に制限は無く、例えば塩酸、硝酸を使用することができる。装置の腐食を防止する観点からは、揮発性の小さな硝酸が好ましい。添加された酸の試料液中での濃度は測定対象成分の安定性の観点から0.5〜2mol/Lが好ましく、1.0mol/Lがより好ましい。
固形分は次の攪拌工程と相俟って溶解される。固形分を溶解しておくことで(例えばJIS K0102法に従った)正確な分析ができるとともに、使用する分析装置(例:ICP/OES)のネブライザー詰まりを防止できるという利点がある。例えば、銅精錬工場からの排水には水酸化鉄共沈の由来の固形分が含まれる。
本発明に係る前処理装置は酸を貯蔵するための酸貯蔵容器を備えており、酸は酸貯蔵容器から酸供給管を通じて受取容器内に一定量添加される。この操作を実施するために本発明に係る前処理装置は酸添加手段を有する。酸添加手段としては一定量の酸の添加を電気制御で行うことができる公知の任意の機構でよく、特に制限はないが、例えば自動ピストンビュレットが挙げられる。
また、本発明に係る前処理装置は受取容器に酸供給管を挿入し、及び挿入した酸供給管を抜き出す手段を備えることもできる。例えば、酸供給管を先述したような移送手段で上下動させればよい。
酸を添加した後、試料液にガラスボールフィルターを介して空気を送り込み、試料液を攪拌する。そのため、受取容器中の試料液にはガラスボールフィルターが挿入される。本発明に係る前処理装置は受取容器内にガラスボールフィルターを挿入し、及び挿入したガラスボールフィルターを抜き出す手段を備えている。例えば、ガラスボールフィルターを先述したような移送手段で上下動させればよい。
後述するように、ガラスボールフィルターには試料液配管が連結されており、そこに空気を供給することでガラスボールフィルターに空気を送り込むことができる。そのため、本発明に係る前処理装置は試料液配管に直接又は間接的に連結する空気配管を有しており、そこから試料液配管に空気を供給することができる。後述する貯留管が存在する場合の一実施形態においては、空気配管は貯留管の上流に設けることができる。
空気配管には例えばコンプレッサー、送風機、又はエアシリンダーを連結することができる。その中でも利便性の観点からコンプレッサーが好ましい。空気配管には、空気量や空気圧を制御するための弁(電磁弁や減圧弁等)を適宜設けることができる。空気配管からガラスボールフィルターに空気が送り込まれると、ガラスボールフィルターのボールの内側から外側に向かって空気が排出され、バブリングによって試料液が攪拌される。これによって試料液中の固形分を確実に溶解することができる。攪拌が不充分だと固形成分が溶解されず測定値が低く出るような不都合がある。攪拌時間としては、可溶性固形物の完全溶解の観点から、30〜90秒程度が好ましく、典型的には50〜70秒程度である。ガラスボールフィルターの仕様としては、十分な攪拌効果を得たいという理由により、泡が小さすぎないのが好ましい。このため、球径は5〜30mmであり、メッシュの孔径は20〜100μmとするのが好ましい。球径は10〜20μm、メッシュの孔径は20〜100μmとするのがより好ましい。例えば球径が15mm、メッシュの孔径が約40〜50μmのガラスボールフィルターを使用することができる。
試料液の攪拌後はガラスボールフィルターを介して試料液配管に吸引されて、測定槽に送られる。ガラスボールフィルターに試料液配管を介して負圧を与えると受取容器内の試料液はこの配管を通って吸い上げられる。試料液はガラスボールフィルターを通過する間に濾過され、攪拌工程で溶解しなかった固形分は除去される。濾過することで使用する分析装置(例:ICP/OES)のネブライザー詰まりを防止できる利点がある。本発明に係る前処理装置は、ガラスボールフィルターと試料液出口を繋ぐ試料液配管、及び試料液をガラスボールフィルターから試料液出口に輸送するための試料液輸送手段を有している。これにより、吸引濾過された試料液はガラスボールフィルターから試料液配管を通じて試料液出口から排出され、測定槽に入る。試料液輸送手段としては、電気制御によって試料液をガラスボールフィルターから試料液配管に吸引して輸送できる任意の手段としてよいが、一定量の試料液を吸引する観点から、自動ピストンビュレットや定量ポンプが好ましい。その中でもなるべく金属部品を使用せず安価であるという観点から自動ピストンビュレットが好ましい。
自動ピストンビュレットを使用した場合の一実施形態を説明する。ガラスボールフィルターから試料液出口までの試料液配管途中には、吸引した試料液を一旦貯めておく貯留管が設置されている。また、試料液配管途中、ガラスボールフィルターと貯留管の間、及び貯留管と試料液出口の間にはそれぞれ電磁弁が設けられている。ガラスボールフィルターと貯留管の間の電磁弁を電磁弁Aとし、貯留管と試料液出口の間の電磁弁を電磁弁Bとする。電磁弁Aを開き、電磁弁Bを閉じた状態で、貯留管の上流に設けられた自動ピストンビュレットによって試料液を吸い上げると、吸い上げられた試料液はガラスボールフィルターと貯留管の間の試料液配管を通って一時的に貯留管に貯められる。次いで、電磁弁Aを閉じて、電磁弁Bを開け、自動ピストンビュレットからの空気によって貯留管上流から試料液を加圧すると、試料液は貯留管から貯留管と試料液出口の間の試料液配管を通って試料液出口から排出される。試料液出口から排出された試料液は測定槽に入る。
試料液出口としては、配管から試料液を排出するための開口であれば特に制限はないが、汚染防止の観点から、ポリプロピレンのような撥水性があり耐酸性の材質が好ましい。また、本発明に係る前処理装置は測定槽に試料液出口を挿入し、及び挿入した試料液出口を抜き出す手段を備えることもできる。例えば、試料液出口を先述したような移送手段で上下動させればよい。
測定槽中の試料液には、分析装置に繋がる分析用配管が挿入される。試料液は分析装置によって自動的に吸い上げられ、分析装置に投入される。本発明に係る前処理装置は測定槽に分析用配管を挿入し、及び挿入した分析用配管を抜き出す手段を備えている。例えば、分析用配管を先述したような移送手段で上下動させればよい。
測定対象となる金属は特に制限はないが、本発明では特に重金属を対象とし、より特別にはAs、Se、Cd、Pd、Sb、Cu及びZnを対象元素とする。測定したい金属成分に応じて適切な分析装置を選択すればよいが、例えばICP発光分析装置、ICP質量分析装置、フレームレス原子吸光分析装置、フレーム原子吸光分析装置、吸光光度計が挙げられる。その中でも安全性及び共存元素の妨害が少ないという観点からICP発光分析装置(ICP/OES)が好ましい。
本発明に係る前処理装置は試料採取手段を洗浄する洗浄手段を備える。試料液を受取容器に移した後、試料採取手段は洗浄手段により洗浄される。洗浄手段としては特に制限は無いが、例えば洗浄水の入った洗浄槽である。洗浄槽を用いる場合、試料採取手段を移送手段によって洗浄槽に移動させ、そこで洗浄水の吸引排出を行うことで洗浄可能である。洗浄効果を上げるために吸引排出は繰り返すことができる。繰り返しの回数は洗浄効果から経験的に決定することができる。
精度の高い測定結果を得る観点から、洗浄水には測定対象となる金属イオンや他のイオンが含まれないか含まれていても測定の際、無視できる量である水を使用する。純水を使用しても良いが、通常は水道水で足りる。他の器具を洗浄するときも同様の洗浄水を使用することができる。
試料液が分析装置に投入された後は、次の試料液を受け入れる前に、試料液配管、試料液出口、ガラスボールフィルター、測定槽及び受取容器を洗浄する。洗浄はこれらの部材に洗浄水を流すことで行うことができる。貯留管を設けている場合はこれも洗浄する。
そのため、本発明に係る前処理装置は試料液配管に洗浄水を供給する洗浄水配管を有する。洗浄水配管は試料液配管に直接又は間接的に連結しており、試料液配管に洗浄水を供給することができる。洗浄水は試料液配管を流れて試料出口及びガラスボールフィルターから排出される。ガラスボールフィルターから出てきた洗浄水は受取容器内に流入し、オーバーフローによって排出される。この間に受取容器も洗浄される。また、試料出口から出てきた洗浄水は測定槽に流入し、オーバーフローによって排出される。この間に測定槽も洗浄される。受取容器及び測定槽の周辺には排水孔を設けることができ、洗浄水はそこから装置外へ出て行く。洗浄水の使用量は洗浄効果との兼ね合いで経験的に決定すればよいが、例えば受取容器及び測定槽の容量の2〜10倍、典型的には3〜4倍とすることができる。
測定槽の洗浄は測定槽の近傍に洗浄水槽を別途設置し、そこから配管で測定槽に洗浄水を流すこともできる。洗浄水は測定槽からオーバーフローさせることができる。
洗浄後、受取容器及び測定槽には洗浄水が残るので、これを排出する。排出する方法には特に制限は無いが、例えば、ガラスボールフィルター及び試料液出口を受取容器及び測定槽からそれぞれ抜き出す手段と、受取容器及び測定槽を反転させる手段の組み合わせによって可能である。例えば、ガラスボールフィルター及び試料液出口を先述したような移送手段で上下動させることで、ガラスボールフィルター及び試料液出口を受取容器及び測定槽からそれぞれ抜き取る。そして、受取容器及び測定槽を軸方向に回転可能なアームを介してそれぞれ移動体に連結することで、アームの回転に伴って受取容器及び測定槽を反転させ、洗浄水を排出することができる。この機構を利用して、受取容器や測定槽に洗浄水を流す前に、これらに残留している試料液を排出しておくこともできる。
また、受取容器や測定槽の底部に排出口を設け、排出口に電磁弁の付いた排水管を連結することもできる。排水の抜き取りは重力によってもよく、ポンプを利用することもできる。
測定槽から洗浄水を排出する方法は次のように行ってもよい。ガラスボールフィルターを受取容器から抜き取る。受取容器は試料液を受け取る位置に戻す。測定槽に試料液出口を挿入し、先述した電磁弁Aを閉じ、電磁弁Bを開けた状態で貯留管の上流に設けられた自動ピストンビュレットを作動させる。これにより、測定槽に残っている洗浄水は吸引されて、試料液出口から貯留管と試料液出口の間の試料液配管を通って貯留管に貯まる。次いで、電磁弁Aを開け、電磁弁Bを閉じ、自動ピストンビュレットによって貯留管上流から洗浄水を加圧すると、洗浄水は貯留管から貯留管とガラスボールフィルターの間の試料液配管を通ってガラスボールフィルターから排出される。ガラスボールフィルターの周辺に排水孔を設けることができ、洗浄水はそこから装置外へ出て行く。
更に、試料液配管、ガラスボールフィルター及び試料液出口に残留している洗浄水を抜き出すために前記空気配管から試料液配管に空気を供給することができる。空気供給源はバブリングに使用したものと同じでよい。供給された空気は試料液配管を通ってガラスボールフィルター及び試料液出口から排出される。試料液配管、ガラスボールフィルター及び試料液出口に残留している洗浄水は空気に同伴されて抜き出される。
分析装置の洗浄は、分析用配管を介して洗浄水を吸引することで実施することができる。ここで使用する洗浄水も上記と同様に水道水で問題ない。なお、分析装置によっては、稼働中は常に溶液を吸引させておく必要がある(例:ICP/OES)。その場合は、試料溶液を測定する以外は常時洗浄水を吸引させておけばよい。
図1は本発明に係る分析システムの平面図である。左上がICP発光分析装置であり、その右下が前処理装置である。前処理装置及び分析装置の動作はそれぞれの内部に設けられた制御部(図示せず)によって自動的に行われる。1回の前処理、分析及び洗浄に要する時間は全体で5分程度である。本実施例で使用した洗浄水はすべて水道水である。
試料を採取した後は試料採取ノズル21は移動体11によって試料受渡ステーション15まで移動し、自動ピストンビュレット(シリンダーによる加圧機構)によって試料が排出され、試料液が受取容器14に移される。試料液を移した後は試料採取ノズル21はノズル洗浄槽13まで移動し、そこに挿入されて60ccの洗浄水の吸引排出を3回繰り返す。試料液のサンプリングから試料液を受取容器へ移し、試料採取ノズルを洗浄するまでの工程の模式図を図5に示した。
測定槽19内の試料液を分析装置に投入する工程の模式図を図9に示す。測定槽19はICP発光分析装置110に繋がる分析用配管43が挿入され、試料液は分析装置110によって自動的に吸い上げられ、分析装置110に投入される。こうして、分析装置110に投入された試料液中の金属成分濃度が測定される。分析自体は2〜3分で終了する。分析用配管43はレールに沿って歯車により上下動可能なモーター駆動の移動体42に連結されており、測定槽内外に挿抜可能である。また、分析用配管43は洗浄水及び標準溶液を吸引するために、タイミングベルト(図示せず)によってガイドに沿ってX軸方向に移動可能なモーター駆動の移動体41によって洗浄水槽111及び検量線作成用の三つの標準液容器45のところまで移動することができる。
測定槽19に残留している洗浄水を抜き取るために、以下の工程を行う。電磁弁74を閉じ、電磁弁75を開けた状態で貯留管17の上流に設けられた自動ピストンビュレット81を作動させると測定槽19に残っている洗浄水は試料液出口ノズル82から貯留管17と試料液出口ノズル82の間の試料液配管76を通って貯留管17に貯まる。次いで、電磁弁74を開け、電磁弁75を閉じ、自動ピストンビュレット81によって貯留管17上流から洗浄水を加圧すると、洗浄水は貯留管17から貯留管17とガラスボールフィルター71の間の試料液配管76を通ってガラスボールフィルター71から排出される。ガラスボールフィルター71から排出された洗浄水は排水孔(図示せず)から系外に出される。
上記の分析システムを用いて1回/時間のペースで1日間連続して銅精錬工場内の排水を分析した。実験終了時も、前処理装置及び分析装置内に有意な堆積物は見つからず、構成部品のメンテナンスも必要なかった。また、実験初期(開始から1時間後)及び終期(開始から23時間後)において、本発明の分析システムを用いて測定した排水中のAs及びSeの濃度を、手作業によりサンプリング、濾過及び分析を行った場合のものと比較した。結果を表1に示す。実験初期及び終期も安定して正確な濃度を測定できていることがわかる。
11−1 試料採取用移動体X軸駆動機構
11−2 試料採取用移動体Y軸駆動機構
11−3 試料採取用移動体Z軸駆動機構
12 試料液採取槽
13 ノズル洗浄槽
14 受取容器
15 試料受渡ステーション
16 受取容器搬送用移動体
17 貯留管
18 酸添加ノズル
19 測定槽
21 試料採取ノズル
31 回転機構
32 ガラスボールフィルター連結管
41 分析用配管のZ軸移動体
42 分析用配管のX軸移動体
43 分析用配管
45 標準液容器
61 酸貯蔵容器
62 自動ビュレット
63 酸供給管
71 ガラスボールフィルター
72 空気配管
73 電磁弁
74 電磁弁
75 電磁弁
76 試料液配管
78 洗浄水配管
81 自動ビュレット
82 試料液出口ノズル
110 ICP発光分析装置
111 洗浄水槽
Claims (12)
- 1又は2以上の試料液採取箇所と、
一定量の試料液を採取及び排出する試料採取手段と;
採取した試料液を試料採取手段から受け取る受取容器と;
試料採取手段を洗浄する洗浄手段と;
試料採取手段を試料液採取箇所、受取容器及び洗浄手段の間で移動させる移送手段と;
酸貯蔵容器と;
酸供給管と;
酸貯蔵容器から酸供給管を通じて受取容器内に一定量の酸を添加する酸添加手段と;
ガラスボールフィルターと;
受取容器内外にガラスボールフィルターを挿抜する手段と;
ガラスボールフィルターと試料液出口を繋ぐ試料液配管と;
試料液配管に空気を供給する空気配管と;
試料液配管に洗浄水を供給する洗浄水配管と;
受取容器内の試料液をガラスボールフィルターを介して試料液配管に通し、試料液出口から排出させる試料液輸送手段と;
試料液出口から排出される試料液を受け取る測定槽と;
を備えた試料液中の金属濃度分析のための前処理装置。 - 試料液配管の途中には、試料液を測定槽に送る前に試料液を一時的に貯めておく貯留管が設置され、ガラスボールフィルターと貯留管の間、及び貯留管と測定槽の間にそれぞれ電磁弁が設けられており、貯留管の上流には空気配管、洗浄水配管及び試料液輸送手段が連結している請求項1記載の前処理装置。
- 前記酸は硝酸である請求項1又は2記載の前処理装置。
- 請求項1〜3何れか一項記載の前処理装置と分析装置を備えた排水中の金属濃度分析のための分析システム。
- 前記分析装置はICP発光分析装置である請求項4記載の分析システム。
- 測定対象となる金属はAs、Se、Cd、Pd、Sb、Cu及びZnよりなる群から選択される1種以上である請求項4又は5記載の分析システム。
- 試料液を試料採取手段で採取するサンプリング工程と;
試料採取手段から試料液を受取容器へ移す工程と;
受取容器中の試料液に酸を添加して固形分を溶解する工程と;
酸を添加した後の試料液にガラスボールフィルターを介して空気を送り込み、試料液を攪拌する工程と;
攪拌後の試料液をガラスボールフィルターを介して試料液配管に通して試料液出口から排出し、測定槽に送る工程とを含む前処理プロセス;及び、
試料採取手段を洗浄する工程と;
試料液配管、試料液出口、ガラスボールフィルター、測定槽及び受取容器に洗浄水を流し、これらを洗浄する工程と;
試料液配管、試料液出口及びガラスボールフィルターに空気を流し、これらに残留する洗浄水を追い出す工程と;
受取容器及び測定槽中の残留洗浄水を排出する工程とを含む洗浄プロセス;
を電気制御によって自動で行うことを含む排水中の金属濃度分析のための前処理方法。 - 試料液を試料採取手段で採取するサンプリング工程と;
試料採取手段から試料液を受取容器へ移す工程と;
受取容器中の試料液に酸を添加して固形分を溶解する工程と;
酸を添加した後の試料液にガラスボールフィルターを介して空気を送り込み、試料液を攪拌する工程と;
攪拌後の試料液をガラスボールフィルターを介して試料液配管に通して試料液出口から排出し、測定槽に送る工程と;
測定槽中の試料液を分析用配管を介して分析装置に投入する工程と;
分析装置によって試料液中の金属濃度を測定する工程とを含む分析プロセス;及び
試料採取手段を洗浄する工程と;
試料液配管、試料液出口、ガラスボールフィルター、測定槽及び受取容器に洗浄水を流し、これらを洗浄する工程と;
試料液配管、試料液出口及びガラスボールフィルターに空気を流し、これらに残留する洗浄水を追い出す工程と;
受取容器及び測定槽中の残留洗浄水を排出する工程と;
分析装置及び分析用配管を洗浄する工程とを含む洗浄プロセス;
を電気制御によって自動で行うことを含む排水中の金属濃度分析方法。 - 前記酸は硝酸である請求項7記載の前処理方法又は請求項8記載の分析方法。
- 攪拌後の試料液をガラスボールフィルターを介して試料液配管に通して試料液出口から排出し、測定槽に送る工程は、試料液を試料液配管の途中に設けられた採取管に一旦移した後に、採取管から試料液出口に試料液を送る請求項7記載の前処理方法又は請求項8記載の分析方法。
- 前記分析装置はICP発光分析装置である請求項8記載の分析方法。
- 測定対象となる金属はAs、Se、Cd、Pd、Sb、Cu及びZnよりなる群から選択される1種以上である請求項7記載の前処理方法又は請求項8記載の分析方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008052213A JP4764441B2 (ja) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | 排水中の金属濃度分析のための前処理装置及び該前処理装置を備えた分析システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008052213A JP4764441B2 (ja) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | 排水中の金属濃度分析のための前処理装置及び該前処理装置を備えた分析システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009210333A true JP2009210333A (ja) | 2009-09-17 |
JP4764441B2 JP4764441B2 (ja) | 2011-09-07 |
Family
ID=41183651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008052213A Active JP4764441B2 (ja) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | 排水中の金属濃度分析のための前処理装置及び該前処理装置を備えた分析システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4764441B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101782523A (zh) * | 2010-03-03 | 2010-07-21 | 宇星科技发展(深圳)有限公司 | 一种用于水质在线分析仪中检测砷的显色剂 |
CN102495222A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-13 | 力合科技(湖南)股份有限公司 | 锑在线分析仪及检测水样中不同形态锑的浓度的方法 |
WO2014033795A1 (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-06 | 株式会社島津製作所 | 液体採取装置およびその方法 |
KR20150112062A (ko) * | 2014-03-26 | 2015-10-07 | 한국지질자원연구원 | 광산배수 순산도 자동관측 시스템 및 방법 |
JP2017167049A (ja) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | Jx金属株式会社 | 水中の弗化物イオンおよび水銀の濃度を並列かつ自動で測定するためのシステムおよび方法 |
JP2018036160A (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 三菱マテリアル株式会社 | 誘導結合プラズマ質量分析方法 |
JP2019135486A (ja) * | 2018-01-08 | 2019-08-15 | エレメンタル・サイエンティフィック・インコーポレイテッドElemental Scientific, Inc. | 自動サンプリング、試料消化、および複数の試料導入システムの接合のためのシステム |
CN110658143A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-07 | 华友新能源科技(衢州)有限公司 | 一种高浓度盐水中痕量铋、镉、铬、铜、铁、铅、锌、镍、钴、锰元素含量的测定方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04224551A (ja) * | 1990-12-26 | 1992-08-13 | Mitsui Toatsu Chem Inc | α−ヒドロキシイソブチルアミドの製造方法 |
JPH05172710A (ja) * | 1991-12-24 | 1993-07-09 | Nippon Steel Corp | 分析用試料溶液調合装置 |
JP2005087969A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Enplas Corp | 樹脂製部材のフィルタ固定構造及びフィルタ固定方法 |
-
2008
- 2008-03-03 JP JP2008052213A patent/JP4764441B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04224551A (ja) * | 1990-12-26 | 1992-08-13 | Mitsui Toatsu Chem Inc | α−ヒドロキシイソブチルアミドの製造方法 |
JPH05172710A (ja) * | 1991-12-24 | 1993-07-09 | Nippon Steel Corp | 分析用試料溶液調合装置 |
JP2005087969A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Enplas Corp | 樹脂製部材のフィルタ固定構造及びフィルタ固定方法 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101782523A (zh) * | 2010-03-03 | 2010-07-21 | 宇星科技发展(深圳)有限公司 | 一种用于水质在线分析仪中检测砷的显色剂 |
CN101782523B (zh) * | 2010-03-03 | 2012-06-27 | 宇星科技发展(深圳)有限公司 | 二硫代安替比林甲烷为显色剂的在线检测水质中砷含量的方法 |
CN102495222A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-13 | 力合科技(湖南)股份有限公司 | 锑在线分析仪及检测水样中不同形态锑的浓度的方法 |
WO2014033795A1 (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-06 | 株式会社島津製作所 | 液体採取装置およびその方法 |
KR20150112062A (ko) * | 2014-03-26 | 2015-10-07 | 한국지질자원연구원 | 광산배수 순산도 자동관측 시스템 및 방법 |
KR101584248B1 (ko) * | 2014-03-26 | 2016-01-25 | 한국지질자원연구원 | 광산배수 순산도 자동관측 시스템 및 방법 |
JP2017167049A (ja) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | Jx金属株式会社 | 水中の弗化物イオンおよび水銀の濃度を並列かつ自動で測定するためのシステムおよび方法 |
JP2018036160A (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 三菱マテリアル株式会社 | 誘導結合プラズマ質量分析方法 |
JP2019135486A (ja) * | 2018-01-08 | 2019-08-15 | エレメンタル・サイエンティフィック・インコーポレイテッドElemental Scientific, Inc. | 自動サンプリング、試料消化、および複数の試料導入システムの接合のためのシステム |
JP7361471B2 (ja) | 2018-01-08 | 2023-10-16 | エレメンタル・サイエンティフィック・インコーポレイテッド | 自動サンプリング、試料消化、および複数の試料導入システムの接合のためのシステム |
CN110658143A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-07 | 华友新能源科技(衢州)有限公司 | 一种高浓度盐水中痕量铋、镉、铬、铜、铁、铅、锌、镍、钴、锰元素含量的测定方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4764441B2 (ja) | 2011-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4764441B2 (ja) | 排水中の金属濃度分析のための前処理装置及び該前処理装置を備えた分析システム | |
US8753518B2 (en) | Concentrate treatment system | |
TWI428291B (zh) | 廢水處理系統以及方法(二) | |
TW201243978A (en) | Real time liquid particle counter (LPC) end point detection system | |
Veeken et al. | Innovative developments in the selective removal and reuse of heavy metals from wastewaters | |
CN105536755A (zh) | 一种大孔吸附树脂自动再生装置 | |
CN108529782A (zh) | 一种工业废水处理设备及处理工艺 | |
AU2020250295A1 (en) | Online Sampling Device | |
JP5235276B2 (ja) | 重金属類を含む被汚染物の浄化装置 | |
CN102183668B (zh) | 重金属在线分析仪 | |
CN205483733U (zh) | 一种快速检测土壤稳定化效果的前处理装置 | |
CN203101101U (zh) | 一种无动力自动快速吸取溶液的取样装置 | |
US8513022B2 (en) | Analytical method and apparatus | |
CN103115799A (zh) | 一种无动力自动快速吸取溶液的取样装置 | |
JP2017053740A (ja) | ヨウ素濃度測定装置 | |
JP2008002916A (ja) | サンプル液中の特定成分をインラインで除去する成分除去システム | |
CN110629029B (zh) | 一种黄金提纯工艺酸性废液中贵金属吸附装置及工艺 | |
JP4678250B2 (ja) | 試料液の溶解処理装置および溶解処理方法 | |
JP7474524B2 (ja) | フミン物質の回収方法及び回収装置 | |
JPH05346378A (ja) | スラリー液沈降濾過装置およびそれを用いたスラリー液自動サンプリング装置 | |
WO2022201869A1 (ja) | ろ過部材、濃縮装置及び濃縮方法 | |
CN113502392A (zh) | 一种湿法冶炼自动固液分离装置及方法 | |
JP2022153192A (ja) | 水質監視装置、プラント制御装置、プラント制御方法、及び、フィルタ自動供給装置 | |
JPS594286Y2 (ja) | 全有機炭素計 | |
CN117480370A (zh) | 用于水处理的方法和系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20100830 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110125 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110325 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110531 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110610 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140617 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4764441 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |