JPH04296653A - 水質分析計 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は遊離塩素を測定する水
質分析計に係り、特にオゾン共存下に遊離塩素を正確に
測定する水質分析計に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、水道水源の水質悪化に伴い、水道
水中のトリハロメタンが大きな社会問題になっている。 トリハロメタンは浄水処理の塩素殺菌工程で、フミン質
などの原水中の有機物と遊離の塩素が反応して生成する
もので、発癌性があることから低減対策が種々検討され
ている。

【０００３】その対策の一つに、以下のように浄水処理
プロセスを変更する方法がある。

【０００４】（　原水→凝集沈澱→砂ろ過→オゾン処理
→活性炭処理→塩素殺菌　）すなわちこの方法は、塩素
殺菌を行う前にオゾン処理と活性炭処理によってトリハ
ロメタンの前駆物質である有機物を分解除去するもので
あり、有機物が分解除去されるとそれだけ塩素殺菌工程
でのトリハロメタンの生成が少なくなる。

【０００５】このような浄水処理プロセスにおいても、
塩素殺菌工程での塩素注入量は「給水せんにおける水が
、遊離残留塩素を０．１ｐｐｍ以上保持するように塩素
消毒すること」と水道法で義務付けられているので、遊
離塩素の監視は不可欠である。

【０００６】この遊離塩素の測定には従来、特開昭６１
−５６９５７号公報に示された方法が知られている。

【０００７】この方法の原理を以下に説明する。まず臭
化カリウムを含む緩衝性試薬　（例えばｐＨ＝６．０）
と試料水とを一定比率で混合させて臭素を遊離させる。 このとき遊離した臭素は試料水中の遊離塩素と当量であ
る。次に回転白金電極からなる指示極と臭化銀電極から
なる対極との間に一定の電圧　（例えば＋０．５　Ｖ）
　を印加してこの遊離した臭素を還元し、そのときの還
元電流値から間接的に遊離残留塩素を求めるものである
。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６１−５６９５
７　号公報に示された装置は確かに遊離塩素の測定には
有効である。しかし他の酸化性の物質、例えばオゾンが
含有されているような試料水では、オゾンは酸化力が強
く臭素を遊離してしまうため、その妨害をまぬがれるこ
とができない。

【０００９】従って、トリハロメタン対策を目的として
浄水処理プロセスを（　原水→凝集沈澱→砂ろ過→オゾ
ン処理→活性炭処理→塩素殺菌　）のように変更し、塩
素殺菌工程で遊離塩素を測定しようとした場合、この工
程にオゾンが流入してくるので測定値は正誤差を含むこ
とになる。

【００１０】この発明は上述の点に鑑みてなされその目
的は共存するオゾンの影響を除去して遊離塩素を精度良
く測定できる水質分析計を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば、抽出槽と、第一および第二のキャリアガス流路
と、測定チャンバとを有し、抽出槽は試料水中の遊離塩
素とオゾンをキャリアガス中に移行させ、測定チャンバ
はガスセンサを内蔵してキャリアガス中の遊離塩素とオ
ゾンとを検出し、第一のキャリアガス流路は遊離塩素と
オゾンを含むキャリアガスを所定温度に加熱して測定チ
ャンバに供給し、第二のキャリアガス流路は遊離塩素と
オゾンを含むキャリアガスを常温のまま測定チャンバに
供給するものであるとすることにより達成される。

【００１２】キャリアガス中に遊離塩素やオゾンを移行
させる方法としては以下のものがあげられる。

【００１３】（１）　多孔質チューブを試料水中に浸漬
し、このチューブの中にキャリアガスを通じるチュービ
ング法。（２）　試料水上部の気相部で接触させるヘッ
ドスペース法。（３）　試料水中に気体を吹き込むバブ
リング法、などである。

【００１４】ガスセンサとしては半導体式ガスセンサや
隔膜型ポーラグラフ式ガスセンサ等が用いられる。

【００１５】

【作用】抽出槽で試料水とキャリアガスとを接触させる
と試料水中に溶存している遊離塩素とオゾンは気液平衡
によりキャリアガス中に移行する。このキャリアガス中
の遊離塩素とオゾンの濃度は試料水中の遊離塩素とオゾ
ンの濃度と一定の関係にある。

【００１６】キャリアガス中の遊離塩素とオゾンはガス
センサによって測定されるが、常温のままの配管を通っ
てきたキャリアガスではオゾンと遊離塩素の両方が測定
され、加熱している配管を通ってきたキャリアガスでは
遊離塩素は加熱分解されるからオゾンのみが測定される
。

【００１７】従って両者の差から遊離塩素の濃度が求ま
る。

【００１８】

【実施例】図１はこの発明の実施例に係る水質分析計を
示す配置図である。本図において、１は試料水とキャリ
アガスとを接触させるための抽出槽である。試料水は採
水ポンプ２で抽出槽１に供給される。一方キャリアガス
はエアポンプ３によって空気が吸引され、シリカゲルが
充填された乾燥管４で除湿されて流量計５，　６の二つ
に分岐される。流量計５を経由したガスはキャリアガス
となり抽出槽１の試料水中に吹き込まれ遊離塩素，　オ
ゾンを気相中に移行させる。また流量計６を経由したガ
スは乾燥ガスとして配管中で結露がおこらないように遊
離塩素，　オゾンを抽出したキャリアガスと混合される
。

【００１９】乾燥ガスと混合されたキャリアガスは電磁
弁７，　８を経由してガスセンサを内蔵した測定チャン
バ９に導かれ、キャリアガス中の遊離塩素，　オゾンの
濃度が測定される。１０は演算装置である。電磁弁７，
　８の間はキャリアガスを常温のまま送る配管により形
成される第二のキャリアガス流路１９とヒータ１１によ
って加熱された配管により形成される第一のキャリアガ
ス流路１８の二つの流路を持っており、電磁弁７，　８
の切換えによって流路の選択が可能である。二つの配管
は遊離塩素による腐食を防止するためフッ素樹脂が用い
られる。

【００２０】測定チャンバ９に内蔵されたガスセンサは
半導体式ガスセンサでも隔膜型ポーラグラフ法によるガ
スセンサでもかまわないが、以下には半導体式ガスセン
サの詳細を図２を用いて説明する。半導体式ガスセンサ
は電気絶縁性基板、例えばアルミナ基板２１、アルミナ
基板２１の表面に蒸着により形成されたＩｎ２　Ｏ３　
を主成分とする金属酸化物半導体薄膜２２、半導体薄膜
２２の抵抗変化を測定するＰｔ膜電極２３、アルミナ基
板２１の裏面に形成された気相中の水分，　油脂分によ
る感度の経時的劣化を避けるためのＰｔ膜ヒータ２４に
より構成されている。

【００２１】半導体式ガスセンサでは、遊離塩素および
オゾンは金属酸化物半導体薄膜に吸着され、この半導体
薄膜の抵抗を変化させる。抵抗変化の程度は遊離塩素お
よびオゾン濃度に比例するから、キャリアガス中の遊離
塩素およびオゾン濃度、ひいては試料水中の遊離塩素お
よびオゾン濃度が測定される。

【００２２】さて、このような装置で試料水中に遊離塩
素とオゾンが共存しているとき、以下のようにしてオゾ
ンの妨害を除いて遊離塩素を正確に測定する。

【００２３】まず電磁弁７，　８間の配管を常温のまま
の流路１９として測定する。このときの測定される濃度
は遊離塩素とオゾンの合計濃度であり、これは演算装置
１０に入力される。次に電磁弁７，　８間の配管をヒー
タ１１によって加熱された流路１８として測定する。加
熱温度は遊離塩素が分解される温度であり、例えば８０
〜１００　℃では１００　％遊離塩素は分解される。従
ってこのときの濃度はオゾンのみの濃度である。この濃
度も演算装置１０に入力され、遊離塩素とオゾンの合計
濃度とオゾンのみの濃度との差を演算することにより遊
離塩素濃度を求めることができる。このように電磁弁７
，　８により常温の配管と加熱した配管を交互に切換え
て測定する。

【００２４】図３はこの発明の異なる実施例に係る水質
分析計を示す配置図である。図１に示した水質分析計と
異なる点はガスセンサを内蔵している測定チャンバを二
つにしたことである。まず抽出槽１で遊離塩素とオゾン
とを捕捉し乾燥ガスと混合されたキャリアガスを二つに
分岐し、流量計１２，　測定チャンバ１３の系統では配
管を常温のままとして遊離塩素とオゾンの合計濃度を測
定し、他方の流量計１４，　測定チャンバ１５の系統で
は途中の配管にヒータ１６を設けて加熱してオゾンのみ
を測定する。演算装置１７には測定チャンバ１３および
１５からの信号が入力され前述と同様にして遊離塩素濃
度が算出される。

【００２５】この水質分析計では配管を電磁弁で切換え
る必要がないので、連続的に遊離塩素を測定できるとい
う利点がある。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、抽出槽と、第一およ
び第二のキャリアガス流路と、測定チャンバとを有し、
抽出槽は試料水中の遊離塩素とオゾンをキャリアガス中
に移行させ、測定チャンバはガスセンサを内蔵してキャ
リアガス中の遊離塩素とオゾンとを検出し、第一のキャ
リアガス流路は遊離塩素とオゾンを含むキャリアガスを
所定温度に加熱して測定チャンバに供給し、第二のキャ
リアガス流路は遊離塩素とオゾンを含むキャリアガスを
常温のまま測定チャンバに供給するものであるので、

【
００２７】第二のキャリアガス流路を通ったキャリアガ
スからはオゾンと遊離塩素の両濃度が測定され、第一の
キャリアガス流路を通ったキャリアガスからは遊離塩素
が加熱分解され、オゾン濃度のみが測定される。両者の
差を求めると遊離塩素濃度が正確に算出される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係る水質分析計を示す配置
図

【図２】この発明の実施例に係る水質分析計の半導体式
ガスセンサを示し、図２（ａ）　は斜視図、図２（ｂ）
　は断面図

【図３】この発明の異なる実施例に係る水質分析計を示
す配置図

【符号の説明】

１　　　　抽出槽 ９　　　　測定チャンバ １０　　　　演算装置 １１　　　　ヒータ １３　　　　測定チャンバ １５　　　　測定チャンバ １６　　　　ヒータ １７　　　　演算装置 １８　　　　第一のキャリアガス流路 １９　　　　第二のキャリアガス流路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】抽出槽と、第一および第二のキャリアガス
   流路と、測定チャンバとを有し、抽出槽は試料水中の遊
   離塩素とオゾンをキャリアガス中に移行させ、測定チャ
   ンバはガスセンサを内蔵してキャリアガス中の遊離塩素
   とオゾンとを検出し、第一のキャリアガス流路は遊離塩
   素とオゾンを含むキャリアガスを所定温度に加熱して測
   定チャンバに供給し、第二のキャリアガス流路は遊離塩
   素とオゾンを含むキャリアガスを常温のまま測定チャン
   バに供給するものであることを特徴とする水質分析計。
2. 【請求項２】請求項１記載の水質分析計において、抽出
   槽はキャリアガスを試料水中にバブルさせて試料水中の
   遊離塩素とオゾンをキャリアガス中に移行させるもので
   あることを特徴とする水質分析計。
3. 【請求項３】請求項１記載の水質分析計において、第一
   および第二のキャリアガス流路は耐食性材料を用いて形
   成されるものであることを特徴とする水質分析計。
4. 【請求項４】請求項１記載の水質分析計において、第一
   のキャリアガス流路は８０〜１００　℃の温度に加熱さ
   れるものであることを特徴とする水質分析計。
5. 【請求項５】請求項１記載の水質分析計において、ガス
   センサは半導体式ガスセンサであることを特徴とする水
   質分析計。
6. 【請求項６】請求項３記載の水質分析計において、耐食
   性材料はフッ素樹脂であることを特徴とする水質分析計
   。