JP6856867B2 - Reagent-free free residual chlorine measuring device and reagent-free free residual chlorine measuring method - Google Patents
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Description
本発明は残留塩素測定装置および残留塩素測定方法に関する。さらに詳しくは、無試薬式で残留塩素濃度を求めることができ、かつ海水やボイラー冷却水のようにスケールの発生しやすい試料液であっても使用可能な残留塩素測定装置および残留塩素測定方法に関する。 The present invention relates to a residual chlorine measuring device and a residual chlorine measuring method. More specifically, the present invention relates to a residual chlorine measuring device and a residual chlorine measuring method which can determine the residual chlorine concentration by a reagent-free method and can be used even for a sample liquid such as seawater or boiler cooling water where scale is likely to be generated. ..
残留塩素とは、塩素処理の結果水中に残留した消毒作用のある有効塩素のことで、次亜塩素酸などの遊離残留塩素と、クロラミンのような結合残留塩素に区分される。いずれも酸化による殺菌力を有している。
残留塩素の測定には、従来酸化還元電流を測定するポーラログラフ法が用いられている。ポーラログラフ法による残留塩素測定装置としては、試薬の添加を必要とする有試薬式と、試薬を用いない無試薬式の装置が存在する。
Residual chlorine is effective chlorine with a disinfecting effect that remains in water as a result of chlorine treatment, and is classified into free residual chlorine such as hypochlorous acid and combined residual chlorine such as chloramine. Both have bactericidal activity by oxidation.
Conventionally, the polarographic method for measuring the redox current is used for measuring the residual chlorine. As the residual chlorine measuring device by the polarographic method, there are a reagent-type device that requires the addition of a reagent and a non-reagent type device that does not use a reagent.
ポーラログラフ法、特に無試薬式の二電極式ポーラログラフ法を用いて、試料液中の遊離残留塩素を測定するためには、遊離残留塩素に感度を示し、かつ結合残留塩素の影響が少ない測定条件を見出さなければならない。
比較的結合残留塩素の影響の小さい測定条件を採用した無試薬式の残留塩素測定装置としては、例えば、白金製の検知極と銀/塩化銀の対極との間に、0〜0.3Vの範囲から選択される印加電圧を与える装置が知られている(特許文献1)。
In order to measure free residual chlorine in a sample solution using the polarograph method, especially the reagent-free two-electrode polarograph method, measurement conditions that are sensitive to free residual chlorine and are less affected by combined residual chlorine are required. Must be found.
A reagent-free residual chlorine measuring device that employs measurement conditions that are relatively unaffected by bound residual chlorine is, for example, 0 to 0.3 V between the platinum detection electrode and the silver / silver chloride counter electrode. A device that applies an applied voltage selected from a range is known (Patent Document 1).
特許文献1の残留塩素測定装置は、上水中の遊離残留塩素の測定などに使用されており、上水等の管理上問題のない性能を発揮している。しかし、海水やボイラー冷却水のようにスケールの発生しやすい試料液である場合には、結合残留塩素の影響や電極の劣化、変質、汚れの付着等が無視できず、また、長期間、安定した測定を行うことも困難であった。
そのため、海水やボイラー冷却水のようにスケールの発生しやすい試料液の場合は、上水試験方法2011年版「30.3 ジエチル−p−フェニレンジアミンによる吸光光度法」に定められたDPD法に準じた残留塩素測定装置を使用せざるを得ず、試薬代や保守作業費用等のコストが定期的に発生していた。
The residual chlorine measuring device of
Therefore, in the case of sample liquids that easily generate scale, such as seawater and boiler cooling water, follow the DPD method specified in the 2011 edition of the clean water test method "30.3 Diethyl-p-phenylenediamine absorptiometry". There was no choice but to use a residual chlorine measuring device, and costs such as reagent costs and maintenance work costs were incurred on a regular basis.
本発明は、上記事情に鑑み、試薬を用いることなく、二電極式ポーラログラフ法により遊離残留塩素濃度を求めることができ、かつ海水やボイラー冷却水のようにスケールの発生しやすい試料液であっても結合残留塩素の影響が小さく、電極が劣化、変質しにくく、薬液等を使用した洗浄も可能であり、長期間安定して使用可能な残留塩素測定装置および残留塩素測定方法を提供することを課題とする。 In view of the above circumstances, the present invention is a sample solution in which the free residual chlorine concentration can be determined by a two-electrode polarographic method without using a reagent, and scale is easily generated like seawater or boiler cooling water. It is also possible to provide a residual chlorine measuring device and a residual chlorine measuring method that can be stably used for a long period of time because the influence of the combined residual chlorine is small, the electrode is not easily deteriorated or deteriorated, and cleaning using a chemical solution or the like is possible. Make it an issue.
上記の課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
[1]二電極式ポーラログラフ法による残留塩素測定装置であって、
試料液に浸漬される金製の検知極、及び白金製の対極と、
前記検知極と対極との間に、500〜800mVの範囲から選択される印加電圧を与える加電圧機構と、
前記加電圧機構が前記印加電圧を与えた際に前記検知極と対極との間に流れる酸化還元電流を測定する電流計とを具備することを特徴とする残留塩素測定装置。
[2]さらに、演算制御部を備え、該演算制御部は、前記電流計が測定した酸化還元電流に基づき、試料液の遊離残留塩素濃度を求める[1]に記載の残留塩素測定装置。
[3]さらに、前記検知極及び対極を洗浄する自動洗浄機構を備える[1]または[2]に記載の残留塩素測定装置。
[4]試料液に浸漬した金製の検知極と白金製の対極との間に500〜800mVの範囲から選択される印加電圧を与え、該検知極と対極との間に流れる酸化還元電流を測定し、得られた酸化還元電流から遊離残留塩素濃度を求めることを特徴とする残留塩素測定方法。
[5]前記試料液が、海水またはボイラー冷却水である[4]に記載の残留塩素測定方法。
In order to achieve the above problems, the present invention has adopted the following configuration.
[1] A two-electrode polarographic method for measuring residual chlorine.
A gold detection electrode immersed in the sample liquid and a platinum counter electrode,
A voltage-applying mechanism that applies an applied voltage selected from the range of 500 to 800 mV between the detection electrode and the counter electrode.
A residual chlorine measuring apparatus comprising: an ammeter for measuring a redox current flowing between a detection electrode and a counter electrode when the boosting mechanism applies the applied voltage.
[2] The residual chlorine measuring apparatus according to [1], further comprising an arithmetic control unit, which obtains the free residual chlorine concentration of a sample solution based on the redox current measured by the ammeter.
[3] The residual chlorine measuring apparatus according to [1] or [2], further comprising an automatic cleaning mechanism for cleaning the detection electrode and the counter electrode.
[4] An applied voltage selected from the range of 500 to 800 mV is applied between the gold detection electrode immersed in the sample solution and the platinum counter electrode, and the redox current flowing between the detection electrode and the counter electrode is applied. A method for measuring residual chlorine, which comprises measuring and determining the free residual chlorine concentration from the obtained redox current.
[5] The method for measuring residual chlorine according to [4], wherein the sample liquid is seawater or boiler cooling water.
本発明の残留塩素測定装置および残留塩素測定方法によれば、試薬を用いることなく、二電極式ポーラログラフ法により遊離残留塩素濃度を求めることができ、かつ海水やボイラー冷却水のようにスケールの発生しやすい試料液であっても結合塩素の影響が小さく、電極が劣化、変質しにくく、薬液等を使用した洗浄も可能であり、長期間安定して使用することが可能である。 According to the residual chlorine measuring device and the residual chlorine measuring method of the present invention, the free residual chlorine concentration can be obtained by the two-electrode polarographic method without using a reagent, and scale is generated like seawater or boiler cooling water. Even if the sample solution is easy to use, the influence of bound chlorine is small, the electrode is not easily deteriorated or deteriorated, and it can be washed with a chemical solution or the like, and can be used stably for a long period of time.
<第1実施形態>
[装置構成]
本発明の第1実施形態に係る遊離残留塩素測定装置について図1を用いて説明する。本実施形態の遊離残留塩素測定装置は、センサ部1と本体部20とから概略構成されている。
<First Embodiment>
[Device configuration]
The free residual chlorine measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The free residual chlorine measuring device of the present embodiment is roughly composed of a
センサ部1は、試料液Sが導入される測定セル11、下部が試料液Sに浸漬される検知極支持体12、検知極支持体12の先端面に取り付けられた検知極13、下部が試料液Sに浸漬された対極支持体14、対極支持体14の下端側外周面に取り付けられた対極15、検知極13を円運動状に振動させるためのモーター16、検知極支持体12を保持する軸受け17、試料液S中に投入された検知極13洗浄用の多数のビーズ18を有している。なお、測定セル11には、検知極13と対極15との間を仕切るメッシュ状の仕切り板11aが設けられており、ビーズ18が、対極15側に流出しないようになっている。
The
本体部20は、演算制御部21、加電圧機構22、電流計23、表示装置24を有している。検知極13と演算制御部21との間は配線L1で、対極15と演算制御部21との間は配線L2で、モーター16と演算制御部21との間は配線L3で各々接続されている。電流計23は配線L1の途中に、加電圧機構22は配線L2の途中に、各々設けられている。
The
検知極13は金製である。また、対極15は白金製である。
検知極支持体12は傾斜状態に配置されており、その長さ方向中間部所定箇所が軸受け17によって保持され、軸受け17による保持箇所を支点として歳差運動できるようになっている。また、検知極支持体12の基端部12aとモーター16の回転軸16aは偏心して係合している。そのため、モーター16の回転軸16aを回転させることにより基端部12aが円運動すると共に、検知極支持体12の先端部に取り付けられた検知極13も振動(円運動)するようになっている。また、配線L1は、検知極支持体12内を通って軸受け17による保持箇所近傍から、検知極13を円運動させても、ねじれたりせずに引き出せるようになっている。
The
The
ビーズ18は、検知極13の近傍に非固定状態で多数配置されている。ビーズ18は、振動(円運動)する検知極13に接触して、検知極13を研磨するようになっている。ビーズ18の材質としては、セラミックまたはガラスが好ましい。
A large number of
[残留塩素の測定]
本実施形態の残留塩素測定装置は、加電圧機構22が、検知極13と対極15との間に印加電圧を与えるようになっている。印加電圧は、500〜800mVの範囲から選択され、550〜750mVの範囲から選択されることが好ましく、600〜700mVの範囲から選択されることがより好ましい。
また、電流計23は、加電圧機構22が検知極13と対極15との間に上記印加電圧を与えた際に検知極と対極との間に流れる酸化還元電流を、測定するようになっている。
測定対象となる試料液Sに特に限定はないが、本発明は、試料液Sがスケールの発生しやすい海水やボイラー冷却水である場合に特に好適に適用できる。
[Measurement of residual chlorine]
In the residual chlorine measuring device of the present embodiment, the
Further, the
The sample liquid S to be measured is not particularly limited, but the present invention can be particularly preferably applied when the sample liquid S is seawater or boiler cooling water in which scale is likely to be generated.
本発明の残留塩素測定方法では、本発明の残留塩素測定装置で得られた酸化還元電流から演算制御部21が遊離残留塩素濃度を求める。求められた遊離残留塩素濃度は、信号D1として表示装置24に与えられ、表示装置24に遊離残留塩素濃度が表示される。また、遊離残留塩素濃度の値は、信号D2として、外部の記録計、データロガー、メモリ、プリンター、コンピュータ等に伝達される。なお、信号D2は、デジタル信号でもアナログ信号でもよい。また、有線で伝達されてもよいし、無線で伝達されてもよい。
In the residual chlorine measuring method of the present invention, the
酸化還元電流から遊離残留塩素濃度を求めるためには、予め校正液を用いて求めた酸化還元電流と遊離残留塩素濃度との相関関係を示す検量線を用いて演算する。校正液としては、次亜塩素酸ナトリウム溶液を脱塩水で希釈したものや、実試料水が使用できる。
校正液の遊離残留塩素濃度は、上水試験方法2011年版「30.3 ジエチル−p−フェニレンジアミンによる吸光光度法」に定められたDPD法に従い、以下の方法により求められる。
まず、DPD試薬は、N,N−ジエチル−フェニレンジアミン硫酸塩1.0gと無水硫酸ナトリウム24gを混合して作製する。また、リン酸緩衝液(pH=6.5)は、0.2mol/Lリン酸二水素カリウム100mLに0.2mol/L水酸化ナトリウム溶液35.4mLを加え、これにtrans−1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸−水和物0.13gを溶解して調製する。
In order to obtain the free residual chlorine concentration from the redox current, a calibration curve showing the correlation between the redox current and the free residual chlorine concentration obtained in advance using a calibration solution is used for calculation. As the calibration solution, a solution obtained by diluting a sodium hypochlorite solution with desalinated water or actual sample water can be used.
The free residual chlorine concentration of the calibration solution is determined by the following method according to the DPD method defined in the 2011 edition of the clean water test method "30.3 Diamine-p-phenylenediamine absorptiometry".
First, the DPD reagent is prepared by mixing 1.0 g of N, N-diethyl-phenylenediamine sulfate and 24 g of anhydrous sodium sulfate. As for the phosphate buffer solution (pH = 6.5), 35.4 mL of 0.2 mol / L sodium hydroxide solution was added to 100 mL of 0.2 mol / L potassium dihydrogen phosphate, and trans-1,2- Prepared by dissolving 0.13 g of cyclohexanediamine tetraacetic acid-hydrate.
調製したリン酸緩衝液2.5mLを共栓付き容器50mLに採り、これに調製したDPD試薬0.5gを加え、次いで試料液とイオン交換水を加えて全量を50mLとして、混和する。次に混和した溶液の約3mLを吸収セルに採り、光電分光光度計を用いて、混和してから10秒後における波長528nmにおける吸光度を測定し、予め作成した検量線から、DPD法による遊離残留塩素濃度を求める。
Take 2.5 mL of the prepared phosphate buffer solution into 50 mL of a container with a stopper, add 0.5 g of the prepared DPD reagent, and then add the sample solution and ion-exchanged water to make the
本実施形態の残留塩素測定装置は、演算制御部21がこの検量線を記憶し、酸化還元電流から遊離残留塩素濃度を求めることが好ましい。この場合、本実施形態の残留塩素測定装置単独で本発明の残留塩素測定方法を実施することができる。
また、本実施形態の残留塩素測定装置は、得られた酸化還元電流から演算制御部21が全残留塩素濃度や結合残留塩素濃度を求めてもよい。全残留塩素濃度を求めるためには、予め、結合残留塩素を含む試料液で、全残留塩素濃度と酸化還元電流との関係を示す検量線を作成しておけばよい。また、結合残留塩素濃度を求めるためには、求めた全残留塩素濃度から、遊離残留塩素濃度を差し引けばよい。
In the residual chlorine measuring device of the present embodiment, it is preferable that the
Further, in the residual chlorine measuring device of the present embodiment, the
また、演算制御部21は、電流計23からの電流値を、外部コンピュータに信号D2として出力してもよい。その場合、当該外部コンピュータにおいて、酸化還元電流から遊離残留塩素濃度を求める演算を行えば、本発明の残留塩素測定方法を実施することができる。当該外部コンピュータにより、全残留塩素濃度や結合残留塩素濃度を求めてもよい。
また、演算制御部21は、電流計23からの電流値を、信号D1として表示装置24に出力してもよい。その場合、操作者が表示装置24らか読み取った電流値と予め求めた検量線に基づき、酸化還元電流から遊離残留塩素濃度を求めれば、本発明の残留塩素測定方法を実施することができる。また、操作者が表示装置24らか読み取った電流値と予め求めた検量線に基づき、酸化還元電流から全残留塩素濃度や結合残留塩素濃度を求めてもよい。
Further, the
Further, the
演算に用いる酸化還元電流については、温度補正することが好ましい。そのため、本発明の残留塩素測定装置は、温度センサを備えることが好ましい。試料液温度が充分に一定に保たれている場合や、要求される測定精度が低い場合は、温度補正は省略してもよい。
温度補正とは、酸化還元電流測定の温度依存性を考慮して、基準温度(例えば25℃)における酸化還元電流に換算することを意味する。基準温度が25℃の場合、具体的には以下の式(1)により温度補正を行う。
I(V)25=I(V)t /(1+(α×(t−25)/100)) ・・・(1)
t:測定時の試料液温度(℃)
I(V)t :試料液温度t℃において得られた電圧Vにおける酸化還元電流値
I(V)25:基準温度25℃で温度補正された電圧Vにおける酸化還元電流値
α:1℃当りの電極出力変化量(%)
It is preferable to correct the temperature of the redox current used in the calculation. Therefore, the residual chlorine measuring device of the present invention preferably includes a temperature sensor. If the temperature of the sample liquid is kept sufficiently constant, or if the required measurement accuracy is low, the temperature correction may be omitted.
Temperature correction means converting to a redox current at a reference temperature (for example, 25 ° C.) in consideration of the temperature dependence of the redox current measurement. When the reference temperature is 25 ° C., the temperature is specifically corrected by the following formula (1).
I (V) 25 = I (V) t / (1+ (α × (t-25) / 100)) ・ ・ ・ (1)
t: Sample liquid temperature (° C) at the time of measurement
I (V) t : Redox current value at voltage V obtained at sample solution temperature t ° C. I (V) 25 : Redox current value at voltage V temperature-corrected at reference temperature 25 ° C. α: 1 ° C. Electrode output change amount (%)
[洗浄]
対極15は、汚れ成分の組成に応じた薬液を用いて洗浄することかできる。例えば、シュウ酸、塩酸、過酸化水素水などを使用した薬液洗浄を行うことができる。また、オゾン洗浄を行ってもよい。また、薬液洗浄等に代えて、若しくは薬液洗浄等と共に、ブラシ洗浄等の物理洗浄を施してもよい。
また、検知極13の清浄を保つために、電解研磨を行うことが好ましい。電解研磨は、検知極と対極との間に測定時とは逆向きに電流が流れるようになっていればよく、適宜周知の方法を採用することができる。
本実施形態の残留塩素測定装置は、対極15や検知極13の洗浄を行うための自動洗浄機構を備え、定期的に洗浄を行う。
[Washing]
The
Further, in order to keep the
The residual chlorine measuring device of the present embodiment is provided with an automatic cleaning mechanism for cleaning the
<第2実施形態>
[装置構成]
本発明の第2実施形態に係る遊離残留塩素測定装置は、図1のセンサ部1が、図2に示すセンサ部2に変更された他は、第1実施形態と同じである。
<Second Embodiment>
[Device configuration]
The free residual chlorine measuring device according to the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment except that the
図2はセンサ部2の断面図である。図2に示すセンサ部2は、略円筒状のケース31が設けられ、このケース31の一方の開口部には、中心部に軸方向に沿った貫通孔32aが穿設されている支持基体32が固着されている。この支持基体32の軸方向略中央部には、上下一対の円形の窓32b、32bが、一方の周面から対向する周面に貫通するように、軸方向と直交して穿設されている。また、その先端近くには凹部32cが周方向に形成され、かつ、その凹部32cの全面にわたって対極33が巻き付けられている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
また、この対極33の下方には、支持基体32の先端を覆うようにしてメッシュからなるキャップ34が螺合している。また、キャップ34内には後述する検知極35を研磨・洗浄するためのビーズ36が多数収納されている。そして、窓32bを内側から覆う位置に内網37が設けられ、ビーズ36の流出を防ぐようになっている。
Further, below the
ケース31の内部にはモーター38が取付けられており、モーター38の回転軸38aには、偏心カップリング41の上方側に固定されている。偏心カップリング41は、カップリングケース42に保持されており、カップリングケース42は、複数本の支柱43で支持基体32の上方に保持されている。
偏心カップリング41の下方側には、略棒状の連結軸44が連結されている。回転軸38aと連結軸44とが作る角度は約3度に設定され、モーター38の駆動により、連結軸44のカップリングケース42に連結している部位が円運動を行うようになっている。
A
A substantially rod-shaped connecting
連結軸44の軸方向中央よりやや下側は、軸受け45に挿入されている。軸受け45は、連結軸44方向に円筒状の筒部45aと、この筒部45aの下端側周囲において半径方向に広がったフランジ部45bとからなり、ゴム材で形成されている。筒部45aは連結軸44に高い圧力をもって水密な状態で密着している。また、軸受け45は、その外周面が支持基体32の内周面に水密に接している。
A little lower side of the connecting
連結軸44の軸受け45よりも下端側は、略円筒状の検知極支持体46の上端側に挿入されている。これにより、検知極支持体46が連結軸44の下端側に連結固定され、支持基体32の貫通孔32a内に垂下されている。検知極支持体46の下端には、検知極35が設けられている。
モーター38の駆動により、連結軸44のカップリングケース42に連結している部位が円運動すると、連結軸44は、フランジ部45bの位置する部位を支点とする歳差運動をする。その結果、連結軸44に固定された検知極支持体46の下端に設けられた検知極35も円運動するようになっている。
The lower end side of the connecting
When the portion of the connecting
検知極35のリード線47は、最終的にはコネクター48を経由して本体部20の演算制御部21に連結されている。また、対極33は、コネクター48を経由して本体部20の演算制御部21に連結されている。モーター38も、コネクター48を経由して本体部20の演算制御部21に連結されている。
なお、図2において、リード線47のコネクター48近傍の配線については図示を省略する。また、対極33からコネクター48迄の配線と、モーター38からコネクター48迄の配線についても図示を省略する。
第1実施形態と同様、検知極35は金製であり、対極33は白金製である。
The
In FIG. 2, the wiring in the vicinity of the
Similar to the first embodiment, the
本実施形態のセンサ部2の下端を試料液Sに浸すと、試料液Sがキャップ34と窓32bから流入流出する。これにより、試料液Sは検知極35と接触すると共に、支持基体32に巻き付けられている対極33にも接触する。すなわち、検知極35と対極33が試料液Sに浸漬された状態となる。
なお、試料液Sは軸受け45により、軸受け45より上方のケース31内への侵入が阻止されるようになっている。
第2実施形態に係る遊離残留塩素測定装置は、第1実施形態に係る遊離残留塩素測定装置と同様に遊離残留塩素等の測定をすることができる。また、第1実施形態に係る遊離残留塩素測定装置と同様に対極33や検知極35の洗浄を行うことができる。
When the lower end of the
The sample liquid S is prevented from entering the
The free residual chlorine measuring device according to the second embodiment can measure free residual chlorine and the like in the same manner as the free residual chlorine measuring device according to the first embodiment. Further, the
<第3実施形態>
[装置構成]
本発明の第3実施形態に係る遊離残留塩素測定装置について図3を用いて説明する。なお、図3において、図1と同様の構成部材には、図1と同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施形態の遊離残留塩素測定装置は、センサ部3と本体部20と送液部50から概略構成されている。
<Third Embodiment>
[Device configuration]
The free residual chlorine measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, components similar to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals as those in FIG. 1, and detailed description thereof will be omitted.
The free residual chlorine measuring device of the present embodiment is roughly composed of a sensor unit 3, a
センサ部3は、第1実施形態の測定セル11が、フローセル19に変更された他は、第1実施形態のセンサ部1と同様である。フローセル19には、検知極13と対極15との間を仕切るメッシュ状の仕切り板19aが設けられており、ビーズ18が、対極15側に流出しないようになっている。
送液部50は、フローセル19に試料液Sを送る流入路51と、フローセル19から試料液Sを排出する排出路52と、流入路51に設けられたポンプ53を有している。
ポンプ53と演算制御部21との間は配線L4で各々接続されている。ポンプ53は、演算制御部21からの指示により動作するようになっている。
第3実施形態に係る遊離残留塩素測定装置は、フローセル19内に試料液Sを流動させる他は、第1実施形態に係る遊離残留塩素測定装置と同様に遊離残留塩素等の測定をすることができる。また、第1実施形態に係る遊離残留塩素測定装置と同様に対極15や検知極13の洗浄を行うことができる。
The sensor unit 3 is the same as the
The
The
The free residual chlorine measuring device according to the third embodiment may measure free residual chlorine and the like in the same manner as the free residual chlorine measuring device according to the first embodiment, except that the sample liquid S is allowed to flow in the
<第4実施形態>
[装置構成]
本発明の第4実施形態に係る遊離残留塩素測定装置は、図3のセンサ部3が、図4に示すセンサ部4に変更された他は、第3実施形態と同じである。
<Fourth Embodiment>
[Device configuration]
The free residual chlorine measuring device according to the fourth embodiment of the present invention is the same as the third embodiment except that the sensor unit 3 in FIG. 3 is changed to the sensor unit 4 shown in FIG.
図4はセンサ部4の断面図である。センサ部4は、第2実施形態のセンサ部2に、フローセル60が追加された構成となっている。図4において、図2と同一の構成部材については、図2と同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
フローセル60には、支持基体32が挿入されている。フローセル60の上端側内壁と支持基体32外周の間は、Oリング61を介して液密に固着されている。
フローセル60の先端部の中央には試料液流入用の試料液流入口60aが設けられるとともに、Oリング61近傍の側壁には試料液流出用の試料液流出口60bが設けられている。試料液流入口60aには流入路51が、試料液流出口60bには排出路52が接続される。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the sensor unit 4. The sensor unit 4 has a configuration in which a
The
A sample
本実施形態のセンサ部4のフローセル60の試料液流入口60aから試料液Sを流すと、試料液Sの一部がキャップ34内に侵入して窓32bを介して試料液流出口60bから流出する。これにより、試料液Sは検知極35と接触する。また、試料液Sの一部は試料液流入口60aから流入した後、支持基体32の外側を通過して試料液流出口60bから流出する。これにより、試料液Sは支持基体32に巻き付けられている対極33に接触する。すなわち、フローセル60の試料液流入口60aから試料液Sを流すことにより、検知極35と対極33が試料液Sに浸漬した状態となる。
When the sample liquid S flows from the
第4実施形態に係る遊離残留塩素測定装置は、第3実施形態に係る遊離残留塩素測定装置と同様に遊離残留塩素等の測定をすることができる。また、第3実施形態に係る遊離残留塩素測定装置と同様に対極33や検知極35の洗浄を行うことができる。
The free residual chlorine measuring device according to the fourth embodiment can measure free residual chlorine and the like in the same manner as the free residual chlorine measuring device according to the third embodiment. Further, the
<その他の実施形態>
上記各実施形態では、検知極の近傍に非固定状態で配置されている粒状研磨剤(ビーズ18、36)を用いたが、たとえば、検知極に向けて付勢されたバネの先端に取り付けられ検知極に接触するスポンジやブラシ等の研磨部材を用いて、検知極を研磨してもよい。
また、上記各実施形態では、検知極に接する試料液を検知極表面に対して積極的に流動させる方法により拡散層の厚みの再現性を得る方法を採用したが、検知極に接する狭い範囲の試料液の流動を抑制する方法により、拡散層の厚みの再現性を得る方法を採用してもよい。当該方法を採用した装置としては、例えば、特開2015−34740号に記載された酸化還元電流測定装置が挙げられる。
<Other Embodiments>
In each of the above embodiments, granular abrasives (
Further, in each of the above embodiments, a method of obtaining the reproducibility of the thickness of the diffusion layer by a method of positively flowing the sample liquid in contact with the detection electrode with respect to the surface of the detection electrode is adopted, but a narrow range in contact with the detection electrode is adopted. A method of obtaining reproducibility of the thickness of the diffusion layer may be adopted by a method of suppressing the flow of the sample liquid. Examples of the device adopting this method include the redox current measuring device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-34740.
以下、本発明の効果を明らかにするための実験例を示す。
以下の実験例におけるDPD分析値は、上水試験方法 30.3に定められたDPD法に従い、以下の方法により求めた。
(a)DPD試薬の作製
N,N−ジエチル−フェニレンジアミン硫酸塩1.0gと無水硫酸ナトリウム24gを混合して、DPD(N,N−ジエチル−p−フェニレンジアミン)試薬を作製した。
(b)リン酸緩衝液(pH=6.5)の調製
0.2mol/Lリン酸二水素カリウム100mLに0.2mol/L水酸化ナトリウム溶液35.4mLを加え、これにtrans−1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸−水和物0.13gを溶解し、リン酸緩衝液(pH=6.5)を調製した。
Hereinafter, an experimental example for clarifying the effect of the present invention will be shown.
The DPD analysis value in the following experimental example was obtained by the following method according to the DPD method defined in the clean water test method 30.3.
(A) Preparation of DPD reagent 1.0 g of N, N-diethyl-phenylenediamine sulfate and 24 g of anhydrous sodium sulfate were mixed to prepare a DPD (N, N-diethyl-p-phenylenediamine) reagent.
(B) Preparation of phosphate buffer (pH = 6.5) To 100 mL of 0.2 mol / L potassium dihydrogen phosphate, 35.4 mL of 0.2 mol / L sodium hydroxide solution was added, and trans-1,2 and 2 were added thereto. 0.13 g of -cyclohexanediamine tetraacetic acid-hydrate was dissolved to prepare a phosphate buffer solution (pH = 6.5).
(c)遊離残留塩素濃度の測定
リン酸緩衝液2.5mLを共栓付き容器50mLに採り、これにDPD試薬0.5gを加え、次いで試料液とイオン交換水を加えて全量を50mLとして、混和した。次に混和した溶液の約3mLを吸収セルに採り、光電分光光度計を用いて、混和してから10秒後における波長528nmにおける吸光度を測定し、予め作成した検量線から、遊離残留塩素濃度を求めた。
(d)全残留塩素濃度
上記(c)で得られた混和溶液50mLに、ヨウ化カリウム約0.5gを加えて溶解した。次にヨウ化カリウム添加後の溶液の約3mLを吸収セルに採り、光電分光光度計を用いて、ヨウ化カリウム添加後2分後における波長528nmにおける吸光度を測定し、予め作成した検量線から、全残留塩素濃度を求めた。
(e)結合塩素濃度
結合塩素濃度は(全塩素濃度)−(遊離塩素濃度)によって求めた。
(C) Measurement of free residual chlorine concentration Take 2.5 mL of phosphate buffer into 50 mL of a container with a stopper, add 0.5 g of DPD reagent to this, and then add sample solution and ion-exchanged water to make the
(D) Total residual chlorine concentration To 50 mL of the mixed solution obtained in (c) above, about 0.5 g of potassium iodide was added and dissolved. Next, about 3 mL of the solution after adding potassium iodide was taken into an absorption cell, and the absorbance at a wavelength of 528
(E) Combined chlorine concentration The combined chlorine concentration was determined by (total chlorine concentration)-(free chlorine concentration).
[実験例1]
図4の残留塩素測定装置を用いて、校正液について、DPD法によって求めた遊離残留塩素濃度と酸化還元電流との関係を調べ、検量線を作成した。校正液としては、有効塩素濃度約12%の次亜塩素酸ナトリウムの水溶液を、種々の希釈率で希釈した水溶液を用いた。
加電圧機構22では、600mVの電圧を印加した。検知極13としては、直径2mmの金電極を用い、線速度で約1500cm/sが得られる程度の回転を与えた。対極15は白金電極とした。
結果を図5に示す。図5に示すように、DPD法によって求めた遊離残留塩素濃度と酸化還元電流との間に、良好な直線性を有する検量線が得られた。
[Experimental Example 1]
Using the residual chlorine measuring device of FIG. 4, the relationship between the free residual chlorine concentration obtained by the DPD method and the redox current was investigated for the calibration solution, and a calibration curve was prepared. As the calibration solution, an aqueous solution of sodium hypochlorite having an effective chlorine concentration of about 12% diluted at various dilution rates was used.
In the boosting
The results are shown in FIG. As shown in FIG. 5, a calibration curve having good linearity was obtained between the free residual chlorine concentration obtained by the DPD method and the redox current.
[実験例2]
図4の残留塩素測定装置を用いて、遊離残留塩素の印加電圧と酸化還元電流との関係を示すポーラログラムを調べた。ただし、加電圧機構22としては、電圧を連続的に変化させられるものを用い、検知極13としては直径2mmの金電極を用い、線速度で約100cm/sが得られる程度の回転を与えた。対極15は白金電極とした。試料液としては、水道水を用いた。
[Experimental Example 2]
Using the residual chlorine measuring device of FIG. 4, a polarogram showing the relationship between the applied voltage of free residual chlorine and the redox current was investigated. However, as the boosting
結果を図6に示す。図6及び後述の図7において、FはDPD法によって求めた遊離残留塩素濃度(mg/L)、TはDPD法によって求めた全残留塩素濃度(mg/L)を示す。例えば、「F0.01 T0.02」は、DPD法によって求めた遊離残留塩素濃度が0.01mg/L、全残留塩素濃度が0.02mg/Lである試料液である。
図6の結果より、500〜800mVの範囲の範囲では、遊離残留塩素濃度との関係で、良好なプラトー領域(印加電圧が若干変化しても、電流がほとんど変化しない領域)が得られた。
The results are shown in FIG. In FIG. 6 and FIG. 7 described later, F indicates the free residual chlorine concentration (mg / L) determined by the DPD method, and T indicates the total residual chlorine concentration (mg / L) determined by the DPD method. For example, "F0.01 T0.02" is a sample solution having a free residual chlorine concentration of 0.01 mg / L and a total residual chlorine concentration of 0.02 mg / L determined by the DPD method.
From the results of FIG. 6, in the range of 500 to 800 mV, a good plateau region (a region in which the current hardly changes even if the applied voltage changes slightly) was obtained in relation to the free residual chlorine concentration.
[実験例3]
実験例2と同じ装置を用いて同じ測定条件で、結合残留塩素を含む試料液について、印加電圧と酸化還元電流との関係を示すポーラログラムを調べた。試料液としては、水道水を用いた。結果を図7と表1に示す。
[Experimental Example 3]
Using the same equipment as in Experimental Example 2, under the same measurement conditions, a polarogram showing the relationship between the applied voltage and the redox current was investigated for the sample solution containing the combined residual chlorine. Tap water was used as the sample solution. The results are shown in FIG. 7 and Table 1.
表1において、遊離残留塩素濃度の測定値は、図7における印加電圧600mVにおける酸化還元電流を、図5で得られた検量線に基づき、遊離残留塩素濃度に換算した値である。また、結合残留塩素濃度1mg/Lあたりの誤差は、遊離残留塩素濃度の測定値とDPD法による値との差を、結合残留塩素濃度(DPD法による全残留塩素濃度から遊離残留塩素濃度を差し引いた濃度)で割った値である。 In Table 1, the measured value of the free residual chlorine concentration is a value obtained by converting the redox current at the applied voltage of 600 mV in FIG. 7 into the free residual chlorine concentration based on the calibration curve obtained in FIG. For the error per 1 mg / L of the combined residual chlorine concentration, the difference between the measured value of the free residual chlorine concentration and the value obtained by the DPD method is subtracted from the combined residual chlorine concentration (the total residual chlorine concentration obtained by the DPD method minus the free residual chlorine concentration). It is the value divided by the concentration).
[実験例4]
東亜ディーケーケー株式会社製CLF−1610型無試薬式遊離塩素計を用いて、結合残留塩素を含む試料液の遊離残留塩素を測定した。CLF−1610型の印加電圧は100mV、検知極は直径2mmの金電極で、線速度で約750cm/sが得られる程度の回転を与えている。対極は、銀/塩化銀電極である。試料液としては、水道水を用いた。
結合残留塩素を含む試料液の測定に先立ち、次亜塩素酸ナトリウムの水溶液により装置の校正を行った。結果を表2に示す。
[Experimental Example 4]
The free residual chlorine of the sample solution containing the combined residual chlorine was measured using a CLF-1610 type reagent-free free chlorine meter manufactured by DKK-TOA CORPORATION. The applied voltage of the CLF-1610 type is 100 mV, and the detection electrode is a gold electrode with a diameter of 2 mm, which gives a rotation of about 750 cm / s at a linear velocity. The counter electrode is a silver / silver chloride electrode. Tap water was used as the sample solution.
Prior to the measurement of the sample solution containing the bound residual chlorine, the device was calibrated with an aqueous solution of sodium hypochlorite. The results are shown in Table 2.
表2において、遊離残留塩素濃度の測定値は、CLF−1610型の指示値である。また、結合残留塩素濃度1mg/Lあたりの誤差は、遊離残留塩素濃度の測定値とDPD法による値との差を、結合残留塩素濃度(DPD法による全残留塩素濃度から遊離残留塩素濃度を差し引いた濃度)で割った値である。 In Table 2, the measured values of free residual chlorine concentration are the indicated values of CLF-1610 type. For the error per 1 mg / L of the combined residual chlorine concentration, the difference between the measured value of the free residual chlorine concentration and the value obtained by the DPD method is subtracted from the combined residual chlorine concentration (the total residual chlorine concentration obtained by the DPD method minus the free residual chlorine concentration). It is the value divided by the concentration).
[実験例5]
図4の装置構成を用いて、海水の遊離残留塩素濃度を連続的に測定した。ただし、印加電圧は0mV、検知極は直径2mmの金電極で、線速度で約1500cm/sが得られる程度の回転を与えた。対極は銀/塩化銀電極とした。
その結果、わずか1〜2日で、安定した指示値を得ることができなくなった。
なお、対極が銀/塩化銀電極であるため、薬液洗浄やブラシ洗浄等、材質を損なう洗浄を行うことはできなかった。
[Experimental Example 5]
The free residual chlorine concentration in seawater was continuously measured using the apparatus configuration shown in FIG. However, the applied voltage was 0 mV, the detection electrode was a gold electrode with a diameter of 2 mm, and the rotation was such that a linear velocity of about 1500 cm / s could be obtained. The counter electrode was a silver / silver chloride electrode.
As a result, it became impossible to obtain a stable indicated value in only 1 to 2 days.
Since the counter electrode is a silver / silver chloride electrode, it was not possible to perform cleaning that damages the material, such as chemical cleaning and brush cleaning.
[実験例6]
図4の装置構成を用いて、海水の遊離残留塩素濃度を連続的に測定した。ただし、印加電圧は600mV、検知極は直径2mmの金電極で、線速度で約1500cm/sが得られる程度の回転を与えた。対極は銀/塩化銀電極とした。
その結果、測定開始5日後の時点では、問題なく安定した指示値を示していた。
6日後から、不安定な指示値となったため電極を観察したところ、汚れやスケールが発生していた。そこで、10日後に濃度約5%のシュウ酸溶液により薬液洗浄したところ、測定開始時と同様に安定した指示値を得られる状況に回復した。
[Experimental Example 6]
The free residual chlorine concentration in seawater was continuously measured using the apparatus configuration shown in FIG. However, the applied voltage was 600 mV, the detection electrode was a gold electrode with a diameter of 2 mm, and the rotation was such that a linear velocity of about 1500 cm / s could be obtained. The counter electrode was a silver / silver chloride electrode.
As a result, at the time 5 days after the start of the measurement, the indicated value was stable without any problem.
After 6 days, the indicated value became unstable, and when the electrodes were observed, stains and scales were found. Then, 10 days later, when the chemical solution was washed with an oxalic acid solution having a concentration of about 5%, the situation was restored to a stable reading value as at the start of the measurement.
[考察]
本発明の残留塩素測定装置及び残留塩素測定方法によれば、海水やボイラー冷却水のようにスケールの発生しやすい試料液であっても、長期間安定して遊離残留塩素濃度を測定することが可能なことが分った。特に、定期的な洗浄を施すことにより、継続的な測定が可能であることが分った。
また、表1と表2の結果の対比から明らかなように、従来の装置(CLF−1610型)と比較して、結合残留塩素濃度の影響が、約30%程度低減していた。
以上のことから、本発明の残留塩素測定装置および残留塩素測定方法によれば、試薬を用いることなく、遊離残留塩素濃度を求めることができ、かつ海水やボイラー冷却水のようにスケールの発生しやすい試料液であっても結合残留塩素の影響が小さく、長期間安定して使用できることが分った。
[Discussion]
According to the residual chlorine measuring device and the residual chlorine measuring method of the present invention, it is possible to stably measure the free residual chlorine concentration for a long period of time even for a sample liquid such as seawater or boiler cooling water where scale is likely to be generated. I found it possible. In particular, it was found that continuous measurement is possible by performing regular cleaning.
Further, as is clear from the comparison of the results in Tables 1 and 2, the influence of the combined residual chlorine concentration was reduced by about 30% as compared with the conventional apparatus (CLF-1610 type).
From the above, according to the residual chlorine measuring device and the residual chlorine measuring method of the present invention, the free residual chlorine concentration can be obtained without using a reagent, and scale is generated like seawater or boiler cooling water. It was found that even an easy sample solution is less affected by the residual chlorine bound and can be used stably for a long period of time.
1〜4…センサ部、11…測定セル、12…検知極支持体、13、35…検知極、
14…対極支持体、15、33…対極、16、38…モーター、17、45…軸受け、
18、36…ビーズ、19、60…フローセル、20…本体部、
21…演算制御部、22…加電圧機構、23…電流計、24…表示装置、
50…送液部、53…ポンプ、S…試料液
1-4 ... sensor unit, 11 ... measurement cell, 12 ... detection pole support, 13, 35 ... detection pole,
14 ... counter electrode support, 15, 33 ... counter electrode, 16, 38 ... motor, 17, 45 ... bearing,
18, 36 ... beads, 19, 60 ... flow cell, 20 ... main body,
21 ... Computational control unit, 22 ... Voltage mechanism, 23 ... Ammeter, 24 ... Display device,
50 ... Liquid feeding unit, 53 ... Pump, S ... Sample liquid
Claims (5)
試料液に直接浸漬される金製の検知極、及び白金製の対極と、
前記検知極と前記対極との間に、前記検知極側をマイナス、前記対極側をプラスとして、500〜700mVの範囲から選択される印加電圧を与える加電圧機構と、
前記加電圧機構が前記印加電圧を与えた際に前記検知極と対極との間に流れる酸化還元電流を測定する電流計とを具備することを特徴とする無試薬式遊離残留塩素測定装置。 Ri by a two-electrode polarography, a free reagent type free residual chlorine measuring device for measuring the free residual chlorine without reagents,
A gold detection electrode and a platinum counter electrode that are directly immersed in the sample solution,
Between the counter electrode and the sensing electrode, said sensing electrode side negative, the counter electrode side as the positive, and the applied voltage mechanism that gives an applied voltage selected from the range of 500 to 700 mV,
A reagent-free free residual chlorine measuring apparatus comprising: an ammeter for measuring a redox current flowing between a detection electrode and a counter electrode when the applied voltage is applied by the applying voltage mechanism.
試料液に直接浸漬した金製の検知極と白金製の対極との間に、前記検知極側をマイナス、前記対極側をプラスとして、500〜700mVの範囲から選択される印加電圧を与え、該検知極と対極との間に流れる酸化還元電流を測定し、得られた酸化還元電流から遊離残留塩素濃度を求めることを特徴とする無試薬式遊離残留塩素測定方法。 This is a reagent-free free residual chlorine measurement method that measures free residual chlorine without using reagents.
An applied voltage selected from the range of 500 to 700 mV is applied between the gold detection electrode and the platinum counter electrode directly immersed in the sample solution, with the detection electrode side as minus and the counter electrode side as plus. A reagent-free free residual chlorine measuring method, characterized in that the redox current flowing between the detection electrode and the counter electrode is measured, and the free residual chlorine concentration is obtained from the obtained redox current.
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