JPH0274861A - Ｃｏｄの自動簡易測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水のＣＯＤ　（化学的酸素消費量、以下本明細
書において同じ）の自動簡易測定装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来１例えば工場排水、下水、し尿等の処理場において
は、排水中のＢＯＤｓ（生物化学的酸素消費量、以下本
明細書において同じ）やＣＯＤＭＩ＋の減少手段として
、生物処理設備（例えば好気性または嫌気性処理或は脱
窒処理等を含む活性汚泥処理設備等）や物理化学的処理
装置が設けられている。この処理設備に於る運転管理に
おいては、例えば最終処理水を河川に放流する場合には
８０口５、海に放流する場合にはＣ０Ｄｘｎによって主
に規制されているために、ＢＯＯｓやＧＯＤＮｌｌの分
析が必ず必要となる。なおりＯＤ　５の分析は最低でも
５日かかるので、処理場における運転管理においては、
ＢＯＤ５と０００口やＣｏｎ　ｃ　ｒとの相関を求め、
ＢＯＯｓの分析の代わりにＣ０ＤＮｎ　’ｅ）　Ｃ０ｒ
Ｊｃｒの分析を行っている場合が多い・ 従って、処理場における運転管理においては、０００口
及びＣ０Ｄｃｒの分析は非常に重要となっており、これ
らの分析方法は、例えばＪＩＳ　Ｋ−０１０２等で規定
されている。

Ｃ０Ｄｈ法は、サンプルを硫酸酸性とし、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、そのとき消費した過マンガン酸カリウムの量か
ら相当する酸素の量（ｍｓ／！Ｌ）を算出しＣＯＤの値
とするものである。これに対しＣ０Ｄｃｒ法も基本的に
はＣ０ＤＩＩＩＩ法と同じであるが。

酸化剤として重クロム酸カリウムを用いる点、還流冷却
器をフラスコに付けて２時間加熱反応させる点、冷却器
の洗浄操作を要する点等において異なる。

このＣ０ＤＣｒ法によれば、被酸化物質（有機物質や無
機の還元性物質）が最終状態にまで酸化されるので略々
完全な被酸化物質濃度奢測定できる利点があるが、有害
なＯｒや）Ｉｇの化合物を使用すること及び測定操作自
体がＣ０Ｄｎ法に比較し非常に煩雑であり、特に測定時
間が非常に長くかかる等の欠点があることから、このＣ
０Ｄｃｒ法の代替法として簡便な０００Ｍｎ法が利用さ
れることが多く、例えば排水の放流規制等はこの０００
Ｍｎ法によって測定された分析値が規準とされている。

このＧＯＤＮｎの値は、被酸化物質濃度を簡便な方法で
測定するといっても、一定の厳格な条件下で３０分間反
応させた時の必要酸素の量を求めるものである。このよ
うに厳格な条件を定めているのは以下の理由による。即
ちＣ０Ｄｓｎの値は反応時間によって著しく変化し、又
時間を一定にすれば反応速度に支配され、また反応速度
は反応温度、硫酸濃度、過マンガン酸カリウム濃度、被
醜化物質濃度、＃ｌ添加量、マトリックスの影響を受け
るため、測定値に変動が生じ、そのためＪＩＳ法では再
現性のよいＣＯＤＭｈの値を得ようとして加熱時間。

加熱温度、硫酸濃度、初期値マンガン酸カリウム濃度、
硫酸銀濃度等の条件を一定にするほか、被酸化物質濃度
を限定しているのである。

しかしこのような簡便なＧＯＤＨｌｌにおいても。

次のような問題がある０ｍち、活性汚泥処理設備におい
ては、処理対象排水の濃度変動によって、ズーグレ７等
の微生物活性が急激に衰退し処理効率が低下して処理水
のＢＯ口ｓ、　Ｃｏｎ口の値が規制値をオーバーするこ
とがある。このような場合に運転管理者及び責任者並び
に分析担当者等が集って処理効率の低下の原因を究明す
る際、０００口の測定時間が長くかかりデータのフィー
ドバックが遅れると、緊急の対策を立てることができず
事態をより悪化させるという問題がある。

またＣ０Ｄｓｎ法における加熱方法は、湯浴を用いる方
法であるため、入れたときに湯温が低下し、また３０分
という加熱時間内に湯量が変動して加熱条件が変化し、
測定誤差を与える欠点があり、さらに測定の立上げ時に
は水を加温して沸騰水にするのに相当の時間を要し、１
日１回程ｎ０測定の場合にはこの立上げ時の加温に相当
時間をとられ、非常に非能率的であるという問題があっ
た。

そこで本発明者は、測定時間を大巾に短縮でき、排水処
理場等での運転管理等においても効果的に採用でき、か
つ測定誤差が少なく、測定の立上げ時の非能率性を解消
できるＣＯＤの簡易測定装置を、特願昭６２−１７８１
３号において提案した。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、この先提案技術においては、　ＣＯＤ簡易分析
の自動化について抽象的に示唆するに止り。

具体的な自動化の手段の開発が望まれていた。

特に複数のサンプルを間欠連続的に分析しようとすると
、高周波、、！型加熱装置を用いる加熱工程の自動化が
困難であったため、サンプリングから分析、分析データ
の解析という　ＣＯＤの分析のシステム化を図ることか
てきないという問題かあった。

［発明の目的］ そこで本発明の目的は、複数のサンプルを間欠連続的に
分析でき、しかも従来困難とされてきた加熱工程を自動
化して、サンプリングから分析、分析データの解析、特
にＪＩＳ法との相関解析ないし表示も自動化できＣＯＤ
の分析のシステム化を図ることができるＣＯＤの自動簡
易測定装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ね
た結果、本発明に至ったものである。

即ち本発明に係るＣＯＤの自動簡易測定装置は、被酸化
物質を含有するサンプルに酸化剤として過マンガン酸カ
リウムを加え、高周波誘電加熱装置により加熱して反応
させ、該過マンガン酸カリウムの消費量に相当する酸素
の贋により　ＣＯＤを測定するＣＯＤの簡易測定装置に
おいて。

前記サンプルを入れた容器を載置するサンプル台と、該
サンプル台上の容器を挿入可能な挿入部及び該容器内の
サンプルを加熱する際に発生する硫酸ミストを補集する
ミスト補集手段を有する高周波誘電加熱装置とが、相対
的に間欠移動する構成を有することを特徴とする。

本発明に採用される高周波誘電加熱装置は、高周波発振
装置により発生するマイクロ波を測定サンプルに照射す
ることにより、該サンプルを発熱させ加熱させる装置で
あり、測定サンプルを効率よく加熱できるものであれば
限定されず、例えば市原の家庭用電子レンジを改良した
ものも使用可能である。

この高周波誘電加熱を行うに当り、マイクロ波の出力、
測定サンプルの量及び装置の形態を適当に選定すること
により加熱時間の短縮が可能となると共にＣＯＤの測定
結果もＪＩＳ法と同等あるいは相関的な結果が得られる
０本発明においてマイクロ波の出力は、装置形状、処理
時間等により異なり特定することはできないが５通常家
庭用に用いられる電子レンジ程度である。

［実施例Ｊ 以下、本発明の好ましい実施例を添付図面に基き説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示す概略斜視図、ｆｆｇ２
図は同上の実施例に用いられるターンテーブル上のＣ地
点における要部概略断面図、第３図は本発明の他の実施
例を示す概略斜視図、第４図は本発明の他の実施例を示
す概略断面図である。

第１図において、１はサンプル台の一例として挙げられ
る円形のターンテーブルである。ターンテーブルの周囲
にはサンプルを入れる三角フラスコ２を載置するサンプ
ル載置部Ａ−Ｈが設けられている。

サンプル載置部Ａ−Ｈの構造は、三角フラスコ２を安定
して載置するために例えば第２図のように上部溝部３を
有し、該溝部中央に三角フラスコ２の底径よりも小さく
油圧シリンダー５のロッド６の径よりも大きい透孔４を
有する。

ターンテーブルｌは図示しない駆ｇＪ機構に連結する回
転軸７に回動可能に固定されている。ターンテーブルｌ
の回動は間欠的に行われる。即ち、Ａ−Ｂ→Ｃ−＋Ｄ−
＋Ｅ→Ｇ→Ｈの順で回動し、間欠的に回動させる手段は
特に限定されない。

８け高周波誘電加熱装置で、市原の家庭用電子レンジを
改造、改良したものが使用される。改造、改良手段の第
１としては、三角フラスコ２を挿・入するための挿入部
９を設けること、及びｆ５２としては加熱の際発生する
硫酸ミストを補集するミスト補集手段ｌＯを設けること
である。ＩＯＡは三角フラスコ２の上端に嵌合するキャ
ップである。なお１１は電子レンジ本体、１２はのぞき
窓１２Ａを有する蓋体である。

上記において挿入部９は丸孔として図示されているが、
これに限定されず、他の形状であってもよい、さらに三
角フラスコ２を本体１１内に挿入後に該挿入部９を密閉
できる構造にしてもよい。

油圧ロット６の上端には三角フラスコ２の底を吸い付け
るための吸引孔（図示せず）を有していることが好まし
い、また吸引孔に代えて粘着テープ等を用いることもで
きる。

次に自動化手段を第５図に示す分析法に基く場合につい
て具体的に説明する。

（１）三角フラスコ２００ｒａｌをサンプル＠置部Ａに
＠、置する。

三角フラスコにサンプルＳａ（ｍｕ）計り採る。この時
公知のオートサンプラーを用いることが好ましい、測定
サンプルの量は、１０〜５０層見であり、遣度の高いサ
ンプルの場合においては少量を上記範囲に箱釈して用い
る。

次いで蒸留水を加え、　　２０　ｍ旦定容にする。蒸留
水は自動１手動のいずれで加えてもよい。

（２）次いで三角フラスコをサンプル台ｌの回転によっ
てサンプル載置部Ｂに移動する。この時サンプルを置部
Ａには別のサンプル入玉角フラスコを載置する。

サンプル１！置部Ｂで（１＋　２）　　Ｈ２ＳＯ４５１
文を添加する。Ｈ２ＳＯ４の添加はオートビューレット
の使用で自動化することかてきる。

（３）次いで三角フラスコをサンプル台ｌの回転によっ
てサンプル載置部Ｃに移動する。この時サンプル載置部
Ａには別のサンプル人三角フラスコを載置する。

サンプル載置部Ｃで、塩素イオンの妨害を除くために、
２０％ＡｇＮ０３５　　＠父を添加する。八ｇＮｏ。

の添加はオートビューレットの使用によって自動化する
ことができる。

液撹拌は第２図に示すようにスターチ−１３を用いて行
う、１４はスターチ−固定台で、サンプル台１に接触し
ないように設けられている。１５はマグネットである。

（４）次いで三角フラスコをサンプル台ｌの回転によっ
てサンプル載置部りに移動する。この時サンプル載置部
Ａには別のサンプル入三角フラスコを載置する。

サンプル載置部りで、Ｎ／４０過マンガン酸カリウム（
ＫＭｎＯ４）溶液ｌｈ文をオートピユーレ・ントの使用
によりて添加する。

サンプル截ｒｔｔｆ！Ｂｖにもスターチ−１３と同様の
スターチ−を設は攪拌する。

（５）次いでサンプル載置部Ｅに至る。サンプル戦１０
部Ｅでは、透孔４を介して油圧ロッド６がフラスコの底
面を吸引しつつ押し上げる。フラスコは挿入部９を介し
て電子レンジ本体１１の内部に神入される。同時にミス
ト補集手段のキャップ１０Ａが嵌合される。’ｒｉ子レ
ンジの蓋体１２を閉じて加熱を開始する。なお本実施例
において電子レンジは以下の仕様ものを用いた。

［電子レンジ仕様］ 型式　東芝電子レンジ　ＥＲ−５１１に定格電圧　１０
０ｖ 定格周波数　８０　Ｈｚ 定格高周波出力　５００　Ｗ 定格消費電力　０．９４　ＫＷ 発振周波数　２４５０　ＭＨｚ 加熱時間は１分〜３分が好ましい０本実施例においては
この加熱時間によってサンプル台１の回転と停止時間が
制約される。

加熱によって発生する硫酸ミストはミスト補集手段によ
って補集され、必要に応して中和処理される。

（６）加熱後、サンプル載置部Ｆにおいて速やかにＮ／
４０蓚酸ナトリウム（Ｎ−２Ｃ２０４）溶液をｌＯｍ又
加える。

次いでサンプル載置部Ｇを経てＨに至る。

サンプル載置ｉｉＨにおいて、速やかにＮ／４０Ｊマン
ガン酸カリウム　（ＫＭｎＯ，）溶液で自動滴定装置２
０を用いて滴定し、わずかにピンク色になった点を終点
とする。終点はセンサーを用いて検出し１滴定に用いた
Ｎ／４０過マンガン酸カリウムの量を記憶し、そのデー
タをデータ処理装置２１に送信する。

データ処理装置２１ては下記の計算式によりＣＯＤ、、
ｎを算出する。

［本実施例の計算式］ ％式％ Ａ　　：　　ＧＯＤｔ、ｑ。

ａ；滴定量＠見 ｂ＝ニブランク嫡定量 ｆ　：　Ｎ／４０ＫＭｎＯｎファクターＳａ：サンプル
量１１文 データ処理袋ｊＦ１２１には、ＪＩＳ法のＣＯＤ　（ｆ
ｉの変換ソフトとして相関関係プログロラムが組み込れ
ている。

本実施例では１例えば、特願昭６２−１７８１３号にお
いて求めた両側定法の実測値から求めた回帰式　！　　
　−−５，２÷　１．０２　真を利用して相関関係プロ
グロラムを組み込むことができる。

なお、この相関関係は排水の種類によって異なる場合が
あるので、それに応じて求めておく必要がある。

以上１本発明の一実施例について説明したが、これらに
限定されず、以下の態様も含む。

■上記実施例では、ミスト補集手段が、三角フラスコ２
の上端に嵌合するキャップＩＯＡと吸引ダク）１０を有
する構成であるが、これに加えて電子レンジ本体ｌｌ内
を吸引する構成を付加して、もよい、キャップＩＯＡか
ら漏洩したミストを除去するためである。またこの時電
子レンジ本体１１内を耐蝕性の材質で形成することも好
ましい。

■上記実施例のように、高周波誘電加熱装置に対しサン
プル台か間欠移動する構成とすることか好ましいか、サ
ンプル台に対し高周波誘電加熱装置が間欠移動する構成
にしても本発明の目的を達成できる。

■上記実施例においては、サンプル台がターンテーブル
であるか、これに限定されず、第３図に示すようにベル
トコンベアのような台ｌであってもよい、このベルトコ
ンベアのような台１を用いる場合には、第３図に示すよ
うに、電子レンジに形成される挿入部９を長溝９Ａにし
て、電子レンジ８の側面の一方から挿入し、他方から排
出するようにすればよい。

■上記実施例においては、油圧シリンダーを用いて三角
フラスコを上下動させていたが、これに限定されず、第
４図に示すように構成することかてきる。即ち同図に示
すように三角フラスコの上端を挾持するクリップ３０を
用いることである。

このグリップ３０の構成は特に限定されない。

このグリップ３０とミスト補集手段を一体化すれば装置
のコンパクト化か図れる。

〔発明の効果］ 本発明によれば、サンプルを入れた容器を！置するサン
プル台と、該サンプル台上の容器を挿入可能な挿入部及
び該容器内のサンプルを加熱する際に発生する硫酸ミス
トを補集するミスト補集手段を有する高周波誘電加熱装
置とが、相対的に間欠移動する構成を有するため、複数
のサンプルを間欠連続的に分析でき、しかも従来困難と
されてきた加熱工程を自動化できたので、サンプリング
から分析、分析データの解析、特にＪＩＳ法との相関解
析ないし表示も自動化できＣ００の分析のシステム化を
図ることができる。

またミスト補集手段が、容器の上端に嵌合するキャップ
と吸引ダクトを有する構成にすれば、複数のサンプルの
分析を行っても、個々の容器からの硫酸ミストの漏洩を
極力押えることかてきる。

更に高周波誘電加熱装置が固定され、サンプル台が分析
操作に応じて間欠移動する構成にすれば高周波誘電加熱
装置の改良乃至改造か比較的容易であり、かつ分析操作
自体も容易である。

さらにサンプル台がターンテーブルであれば。

分析操作自体が容易になるばかりでなく、分析操作の自
動化が容易になる。

また挿入部が容器の径より大きい挿入孔である場合には
、熱損失を防ぎ、ミストの漏洩を最少限に押えることが
できる。

ざらにミスト補集手段が、容器の上端な挟持するグリッ
プを有する場合には、装置のコンパクト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略斜視図。 第２図は同上の実施例に用いられるターンテーブル上の
Ｃ地点における要部概略断面図、第３（２Ｉは本発明の
他の実施例を示す概略斜視図第４図は本発明の他の実施
例を示す概略断面図第５図は、 本発明の実施例における測定方法の 一例を示すフローチャートである。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）被酸化物質を含有するサンプルに酸化剤として過
   マンガン酸カリウムを加え、高周波誘電加熱装置により
   加熱して反応させ、該過マンガン酸カリウムの消費量に
   相当する酸素の量によりＣＯＤを測定するＣＯＤの簡易
   測定装置において、 前記サンプルを入れた容器を載置するサンプル台と、該
   サンプル台上の容器を挿入可能な挿入部及び該容器内の
   サンプルを加熱する際に発生する硫酸ミストを補集する
   ミスト補集手段を有する高周波誘電加熱装置とが、相対
   的に間欠移動する構成を有することを特徴とするＣＯＤ
   の自動簡易測定装置。
2. （２）ミスト補集手段が、容器の上端に嵌合するキャッ
   プと吸引ダクトを有する請求項１記載のＣＯＤの自動簡
   易測定装置。
3. （３）高周波誘電加熱装置が固定され、サンプル台が分
   析操作に応じて間欠移動する構成を有する請求項１又は
   ２記載のＣＯＤの自動簡易測定装置。
4. （４）サンプル台がターンテーブルである請求項１、２
   又は３記載のＣＯＤの自動簡易測定装置。
5. （５）挿入部が容器の径より大きい挿入孔である請求項
   １、２、３又は４記載のＣＯＤの自動簡易測定装置。
6. （６）ミスト補集手段が、容器の上端を挾持するグリッ
   プを有する請求項１、３、４又は５記載のＣＯＤの自動
   簡易測定装置。