JPH05264537A - Method and apparatus for measuring concentration of organic acid and ammonia for digested sludge - Google Patents

Method and apparatus for measuring concentration of organic acid and ammonia for digested sludge

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JPH05264537A
JPH05264537A JP6272292A JP6272292A JPH05264537A JP H05264537 A JPH05264537 A JP H05264537A JP 6272292 A JP6272292 A JP 6272292A JP 6272292 A JP6272292 A JP 6272292A JP H05264537 A JPH05264537 A JP H05264537A
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JP
Japan
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titration
ammonia
sample
tank
organic acid
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Application number
JP6272292A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Matsunaga
旭 松永
Shigeo Sato
茂雄 佐藤
Hiroyuki Goto
浩之 後藤
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Meidensha Corp
Original Assignee
Meidensha Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a method and an apparatus which enables handy measurement of the concentration of organic acid and ammonia in a liquid containing ammonia of a high concentration like a digested sludge. CONSTITUTION:After the injection of a non-phosphor soluble reagent 2b and a coagulant 2a into a sample to be measured extracted and separated from a digested sludge, a fixed amount of a liquid passing through a filter film of an ultrafilter 16 is transferred to a titration tank 17 for measuring organic acid and a titration tank 18 for measuring ammonia to acidify and a nitrogen gas is passed through both the titration tanks to volatilize dissolving carbonic acid. A titration is performed using an alkali solution to calculate the total concentration of organic acid in the sample to be measured from the amount of the alkali solution required for neutral titration of the sample in the titration tank 17 for measuring the organic acid. The titration is further continued for the titration tank 18 for measuring ammonia to calculate the total concentration of ammonia of the sample to be measured from the titration quantity of alkali required until ammonia ions in the titration tank 18 for measuring the ammonia turns to isolated ammonia.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は汚泥処理工程における消
化槽の内部状態をモニターしながら、この消化汚泥の有
機酸濃度とアンモニア濃度を測定する装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring the organic acid concentration and ammonia concentration of digested sludge while monitoring the internal condition of the digestion tank in the sludge treatment process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から汚泥消化槽あるいはメタン発酵
槽の内部状態をモニターする際に、槽内における液相の
有機酸濃度とアンモニア濃度は重要な監視項目である。
上記の有機酸濃度を測定する方法として、以下に記す5
つの手段が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when monitoring the internal condition of a sludge digestion tank or a methane fermentation tank, the organic acid concentration and ammonia concentration in the liquid phase in the tank have been important monitoring items.
As a method for measuring the above organic acid concentration, the following 5
One means is known.

【0003】(1)水蒸気蒸留法・・・・・検体を遠心分離
機にかけ、上澄液に硫酸(1+1)を加えてpH3〜4
に酸性化し、これに硫酸マグネシウムと硫酸銅水溶液を
添加し、しかる後に水蒸気蒸留を行い、留出液にフェノ
ールフタレイン指示薬2〜3滴を加え、N/10水酸化
ナトリウム溶液で中和滴定して要した水酸化ナトリウム
溶液の量(ml)を求める。更にN/10水酸化ナトリ
ウム溶液を所定量加え、直ちに塩化バリウムを加えて密
栓し、振り混ぜながら5分間放置する。次いでN/10
塩を紅色が消えるまで滴定し、要したN/10塩酸の量
と上記水酸化ナトリウムの量とから揮発性有機酸濃度を
算出する(下水試験方法の1984年版を参照)。
(1) Steam distillation method ... The sample is put in a centrifuge, and sulfuric acid (1 + 1) is added to the supernatant to adjust the pH to 3-4.
Acidified to this, magnesium sulfate and copper sulfate aqueous solution were added thereto, then steam distillation was carried out, 2 to 3 drops of phenolphthalein indicator were added to the distillate, and neutralization titration was carried out with N / 10 sodium hydroxide solution. Determine the amount (ml) of sodium hydroxide solution required. Further, a predetermined amount of N / 10 sodium hydroxide solution is added, and then barium chloride is immediately added to the container and the container is tightly sealed. The mixture is left for 5 minutes while shaking. Then N / 10
The salt is titrated until the red color disappears, and the volatile organic acid concentration is calculated from the required amount of N / 10 hydrochloric acid and the amount of sodium hydroxide (see the sewage test method, 1984 version).

【0004】(2)直接滴定法・・・・・検体を遠心分離機
にかけ、上澄液に硫酸(1+1)を加えてpH3.5に
酸性化する。次にホットプレート上で還流冷却器をつけ
て5分間沸騰して二酸化炭素を除去した後、室温に冷却
し、この液をN/10水酸化ナトリウム溶液でpHを
4.0に調整する。更にN/10水酸化ナトリウム溶液
でpHが7.0になるまで中和滴定を行い、pHが4.
0から7.0になるまでに要したN/10水酸化ナトリ
ウム溶液の量(ml)から揮発性有機酸濃度を酢酸のm
g/lとして算出する(下水試験方法の1974年版を
参照)。
(2) Direct titration method: The sample is put in a centrifuge, and sulfuric acid (1 + 1) is added to the supernatant to acidify it to pH 3.5. Then, the mixture was boiled for 5 minutes on a hot plate with a reflux condenser to remove carbon dioxide, cooled to room temperature, and adjusted to pH 4.0 with a N / 10 sodium hydroxide solution. Further, neutralization titration was performed with a N / 10 sodium hydroxide solution until the pH reached 7.0, and the pH was adjusted to 4.
From the amount of N / 10 sodium hydroxide solution (ml) required from 0 to 7.0, the concentration of volatile organic acid was calculated as m of acetic acid.
Calculate as g / l (see 1974 version of Sewage Test Method).

【0005】(3)直接蒸留法・・・・・検体を遠心分離機
にかけ、上澄液に硫酸(1+1)を加えて酸性化し、蒸
留速度毎分5〜6mlで直接蒸留し、この留出液にフェ
ノールフタレイン指示薬を加え、N/10水酸化ナトリ
ウム溶液で中和滴定する。そして要した水酸化ナトリウ
ム溶液の量mlから揮発性有機酸濃度を酢酸のmg/l
として算出する(下水試験方法の1974年版を参
照)。
(3) Direct distillation method: The sample is put in a centrifuge, sulfuric acid (1 + 1) is added to the supernatant to acidify it, and it is directly distilled at a distillation rate of 5 to 6 ml / min, and this distillate is distilled off. A phenolphthalein indicator is added to the solution, and the solution is neutralized and titrated with a N / 10 sodium hydroxide solution. Then, from the required amount of the sodium hydroxide solution (ml), the volatile organic acid concentration was adjusted to
(See the 1974 version of the sewage test method).

【0006】(4)ガスクロマトグラフ法・・・・・脂肪
酸,例えば酢酸5mlを水に溶かして1lとして脂肪酸
標準液とする。この標準液は使用のつど濃度を標定す
る。そして検体を遠心分離機にかけ、上澄液にpH11
になるまで水酸化ナトリゥム溶液を加え、濃縮冷却した
後、濃縮液に塩酸(1+2)を加えてpH4以下に調整
し、更に蟻酸10mlを加え、水を加えて試料液とす
る。この試料液を脂肪酸標準液に注入してガスクロマト
グラムを記録し、脂肪酸の保持時間に相当する位置のピ
ーク面積を測定し、検量線から当該脂肪酸の量を求め、
試料中の揮発性脂肪酸濃度(mg/l)を算出する(下
水試験方法の1984年版を参照)。
(4) Gas chromatographic method: A fatty acid, for example, 5 ml of acetic acid is dissolved in water to make 1 liter to prepare a fatty acid standard solution. The concentration of this standard solution is standardized each time it is used. Then, centrifuge the sample and add 11 to the supernatant.
A sodium hydroxide solution is added until it becomes, and the solution is concentrated and cooled. Then, hydrochloric acid (1 + 2) is added to the concentrated solution to adjust the pH to 4 or less, 10 ml of formic acid is further added, and water is added to prepare a sample solution. This sample solution was injected into a fatty acid standard solution to record a gas chromatogram, the peak area at a position corresponding to the retention time of the fatty acid was measured, and the amount of the fatty acid was calculated from the calibration curve.
The volatile fatty acid concentration (mg / l) in the sample is calculated (see the 1984 version of the Sewage Test Method).

【0007】(5)イオンクロマトグラフ法・・・・・移動
相としてイオンを用いるクロマトグラフ法(基本的な手
段はガスクロマトグラフと共通であるため、詳細な説明
は省略する)。
(5) Ion chromatographic method: a chromatographic method using ions as a mobile phase (the basic means is common to that of a gas chromatograph, and detailed description thereof is omitted).

【0008】上記5つの手段の中で、比較的精度が高い
(1)の水蒸気蒸留法が一般に採用されているが、この
水蒸気蒸留法は操作が煩瑣で測定時間がかかるという難
点がある。又、ガスクロマトグラフ法の場合も操作がや
や煩瑣であり、且つ蟻酸の濃度が測定できない等の難点
があるため、普及率は低くなっている。そして遠心分離
機による上澄液の採取とか、ホットプレート上で還流冷
却器をつけての沸騰による二酸化炭素の除去等の自動化
が難しい操作が含まれているため、上記(1),
(2),(3),(4)の各手段を利用した有機酸の自
動測定装置は実用化されていない現状にある。
Among the above-mentioned five means, the steam distillation method (1), which is relatively high in accuracy, is generally adopted, but this steam distillation method has a drawback that the operation is complicated and the measurement time is long. Further, in the case of the gas chromatograph method, the operation is rather complicated, and the concentration of formic acid cannot be measured. Since it involves operations that are difficult to automate, such as collecting the supernatant with a centrifuge or removing carbon dioxide by boiling with a reflux condenser on a hot plate, (1),
The automatic measuring device for organic acid using each of the means (2), (3), and (4) has not yet been put into practical use.

【0009】上記の手段以外にも、イオン選択電極法と
か、希釈電導度法を利用した有機酸測定装置も開発され
ているが、操作の煩瑣性に加えて測定精度が充分に満足
できる水準に達していない。
In addition to the above-mentioned means, an organic acid measuring device utilizing an ion selective electrode method or a dilute conductivity method has been developed. However, in addition to the complexity of the operation, the measurement accuracy can be sufficiently satisfied. Has not reached.

【0010】そこで近時は、操作が比較的簡易であり、
各種の有機酸が種類毎に分別測定できるイオンクロマト
グラフ法が普及しつつあり、更に限外濾過装置とイオン
クロマトグラフ法とを組み合わせた有機酸自動装置が市
販されている。
Therefore, recently, the operation is relatively simple,
An ion chromatographic method capable of separately measuring various organic acids for each type is becoming widespread, and an organic acid automatic apparatus combining an ultrafiltration apparatus and an ion chromatographic method is commercially available.

【0011】他方でアンモニア濃度の測定方法として、
例えば下水試験方法(1984年版)には、インドフェ
ノール青吸光光度法、中和滴定法、イオン電極法が記載
されている。これらの各方法を簡単に説明すると、 (6)インドフェノール青吸光光度法・・・・・試料をアル
カリ性として、加熱蒸留した時に留出するアンモニアを
ほう酸溶液に吸収させ、この留出液中のアンモニウムイ
オンがフェノール及び次亜塩素酸ナトリウムと反応して
生じる青色(インドフェノール青)の吸光度を測定して
アンモニウム性窒素を定量する方法。定量範囲は0.0
05〜0.05mg/l。
On the other hand, as a method for measuring the ammonia concentration,
For example, the sewage test method (1984 edition) describes indophenol blue absorptiometry, neutralization titration method, and ion electrode method. Each of these methods will be briefly described as follows: (6) Indophenol blue absorptiometric method: The sample is made alkaline, and the ammonia distilled during heating distillation is absorbed by the boric acid solution, A method for quantifying ammonium nitrogen by measuring the absorbance of a blue color (indophenol blue) produced by the reaction of ammonium ions with phenol and sodium hypochlorite. Quantitative range is 0.0
05-0.05 mg / l.

【0012】(7)中和滴定法・・・・・試料をアルカリ性
として、加熱蒸留した時に留出するアンモニアを飽和ほ
う酸溶液に吸収させ、この留出液中のアンモニウムイオ
ンを中和滴定によって測定し、アンモニウム性窒素を定
量する方法。定量範囲は0.7〜10mg/l。
(7) Neutralization titration method: The sample is made alkaline, ammonia distilled during heating and distillation is absorbed in a saturated boric acid solution, and ammonium ion in the distillate is measured by neutralization titration. Method to quantify ammonium nitrogen. The quantitative range is 0.7 to 10 mg / l.

【0013】(8)イオン電極法・・・・・試料をアルカリ
性として、加熱蒸留した時に留出するアンモニアを硫酸
に吸収させ、この留出液をpH11〜13としてアンモ
ニウムイオンをアンモニアに変えて、このアンモニアを
イオン電極(アンモニア電極)を用いて測定し、アンモ
ニウム性窒素を定量する方法。定量範囲はアンモニウム
イオンとして0.1〜100mgNH4 +/l。
(8) Ion electrode method: The sample is made alkaline, ammonia distilled during heating and distillation is absorbed by sulfuric acid, and the distillate is adjusted to pH 11 to 13 to change ammonium ion to ammonia. A method of measuring this ammonia using an ion electrode (ammonia electrode) to quantify ammonium nitrogen. The quantitative range is 0.1 to 100 mg NH 4 + / l as ammonium ion.

【0014】一方、上記の既存分析方法とは全く異なる
測定原理を用いて消化汚泥の総有機酸濃度,総アンモニ
ア濃度及び全無機炭素濃度を同時に定量する自動測定方
法及び装置(消化タンクモニタ装置)が提案されてい
る。この方法は、酸,塩基平衡理論に基づいて消化汚泥
を一定のpHに調整するのに必要な酸,塩基の滴定量か
ら有機酸やアンモニア、無機炭素濃度を算出する方法で
あり、測定装置の自動化が比較的容易で実現性の高い方
法である。
On the other hand, an automatic measuring method and device (digestion tank monitor device) for simultaneously quantifying the total organic acid concentration, total ammonia concentration and total inorganic carbon concentration of digested sludge by using a measurement principle completely different from the above-mentioned existing analysis method. Is proposed. This method is a method of calculating organic acid, ammonia, and inorganic carbon concentrations from titration amounts of acids and bases necessary for adjusting digested sludge to a constant pH based on the acid-base equilibrium theory. It is a method that is relatively easy and highly feasible to automate.

【0015】本発明者等は、先に上記の酸,塩基滴定法
に最適化という統計解析方法を導入した新しい測定方法
を開発した。即ち、pH滴定曲線を利用して化学平衡式
と電荷バランス式より導いた式の重回帰分析より算出し
た総有機酸濃度,総アンモニア濃度及び全無機炭素濃度
等を初期値として、シンプレックス法を用いて最適化処
理を行う方法である。ここで最適化処理の評価関数は、
各pHの実測値と計算値の二乗和として、この最小値を
与える総有機酸濃度,総アンモニア濃度及び全無機炭素
濃度を算出して滴定法による測定値とした(特願平3−
301455号及び特願平3−340549号等)。こ
の方法によって総有機酸,総アンモニア及び全無機炭素
の三者とも500から1000mg/lの濃度範囲では
測定値が10〜20%の誤差の範囲内に入り、総アンモ
ニアと全無機炭素に関しては実用上満足できる測定精度
が得られている。
The present inventors have previously developed a new measuring method which is introduced with the statistical analysis method of optimizing the above-mentioned acid / base titration method. That is, the simplex method is used with initial values such as total organic acid concentration, total ammonia concentration and total inorganic carbon concentration calculated by multiple regression analysis of a formula derived from a chemical equilibrium equation and a charge balance equation using a pH titration curve. This is a method for performing optimization processing. Here, the evaluation function of the optimization process is
The total organic acid concentration, the total ammonia concentration and the total inorganic carbon concentration that give this minimum value were calculated as the sum of the squares of the measured and calculated values of each pH and used as the measured values by the titration method (Japanese Patent Application No.
No. 301455 and Japanese Patent Application No. 3-340549). By this method, the total value of organic acid, total ammonia and total inorganic carbon is within the error range of 10 to 20% in the concentration range of 500 to 1000 mg / l. Satisfactory measurement accuracy is obtained.

【0016】上記自動測定装置の概要を図4に基づいて
簡単に説明すると、消化汚泥は先ず抽出液が十分確保で
きるくらいの容量を持つ受泥槽1に受け入れられ、次に
凝集槽2で高分子凝集剤2aが添加されて微粒子成分が
凝集化される。次に沈澄槽3で固液分離された後、この
沈澄槽3の上澄液がフィルター4を用いて濾過され、目
標とするss濃度以下の濾液を得て、この濾液が濾液槽
5に貯留される。フィルター4としてガラスビーズとか
限外濾過装置を利用すると、沈澄槽3で沈澱除去できな
かった固形物が除去される。そして濾液の一定量がサン
プリングされて、酸滴定槽6及びアルカリ滴定槽7に送
り込まれ、滴定試薬であるHClとNaOHが分注器8
a,8b及び電動ビューレットを用いて添加されて滴定
が行われ、この滴定量とpH計9で測定されたpH値
と、温度計10で測定された温度値が制御部11を構成
するシーケンスコントローラ12及びパーソナルコンピ
ュータ13に送り込まれて、酸−アルカリ平衡理論と電
荷バランス式に得られたデータを代入して作成された多
数の式に基づく演算処理が実施され、測定項目である総
有機酸濃度(A),総アンモニア濃度(N),全無機炭
素濃度(T)等がモニタリングされる。尚、温度計10
で測定された値は、制御部11におけるデータ処理時の
温度係数補正用として用いられる。
The outline of the above automatic measuring device will be briefly described with reference to FIG. 4. The digested sludge is first received in the sludge receiving tank 1 having a capacity sufficient to secure the extract, and then in the coagulating tank 2, The molecular aggregating agent 2a is added to agglomerate the fine particle component. Next, after solid-liquid separation in the precipitating tank 3, the supernatant of the precipitating tank 3 is filtered using the filter 4 to obtain a filtrate having a target ss concentration or less, and the filtrate is collected in the filtrate tank 5 Stored in. When glass beads or an ultrafiltration device is used as the filter 4, solid matter that could not be removed by precipitation in the clarification tank 3 is removed. Then, a fixed amount of the filtrate is sampled and sent to the acid titration tank 6 and the alkali titration tank 7, where HCl and NaOH as titration reagents are dispensed by the dispenser 8.
a, 8b and an electric burette are added for titration, and the sequence in which the titer, the pH value measured by the pH meter 9 and the temperature value measured by the thermometer 10 constitute the control unit 11 The total organic acid, which is a measurement item, is sent to the controller 12 and the personal computer 13 to perform arithmetic processing based on a number of formulas created by substituting the obtained data into the acid-alkali equilibrium theory and the charge balance formula. The concentration (A), the total ammonia concentration (N), the total inorganic carbon concentration (T), etc. are monitored. The thermometer 10
The value measured at is used for temperature coefficient correction during data processing in the control unit 11.

【0017】この酸−アルカリ平衡理論に基づく連続モ
ニタリングを実施するに際して、全工程が制御部11を
構成する前記シーケンスコントローラ12もしくはパー
ソナルコンピュータ13に予め組み込まれたプログラム
に基づいて全自動的に実施されることが特徴となってい
る。測定結果はパーソナルコンピュータ13の出力装置
であるCRT画面に表示される。この測定結果の信頼性
を高めるため、前記の重回帰分析とかシンプレックス法
を用いた最適化処理を実施している。
When carrying out the continuous monitoring based on the acid-alkali equilibrium theory, all the steps are carried out fully automatically based on a program previously incorporated in the sequence controller 12 or the personal computer 13 constituting the control section 11. It is characterized by The measurement result is displayed on a CRT screen which is an output device of the personal computer 13. In order to increase the reliability of this measurement result, the multiple regression analysis or the optimization process using the simplex method is performed.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の水蒸気蒸留法等を利用した有機酸濃度測定装置
及びインドフェノール青吸光光度法等を利用したアンモ
ニア濃度測定装置は、何れも操作が煩瑣で測定時間がか
かる上、測定操作を自動化することが困難であるという
課題があった。
However, both the conventional organic acid concentration measuring apparatus utilizing the steam distillation method and the ammonia concentration measuring apparatus utilizing the indophenol blue absorptiometry method are complicated in operation. There is a problem that it takes time to measure and it is difficult to automate the measuring operation.

【0019】即ち、前記(1)(2)(3)の各手段
は、検体の遠心分離操作,加熱還流操作及び水蒸気蒸留
操作を必要とするが、これらの操作を自動化することは
技術的に困難である。更に(1)(3)の手段では、水
蒸気蒸留によって得られた有機酸を含む留出液にN/1
0水酸化ナトリウム溶液を用いて中和滴定を行っている
ため、測定精度は高い反面で水蒸気蒸留に長時間を要し
てしまうという難点がある。
That is, each of the means (1), (2), and (3) requires a centrifuge operation, a heating reflux operation, and a steam distillation operation for a sample, but it is technically technical to automate these operations. Have difficulty. Further, in the means of (1) and (3), N / 1 is added to the distillate containing the organic acid obtained by steam distillation.
Since the neutralization titration is performed using a 0 sodium hydroxide solution, the measurement accuracy is high, but there is a drawback that steam distillation requires a long time.

【0020】又、前記(2)の手段では、水蒸気蒸留は
行わず、代りに検体を還流冷却器を用いて沸騰させるこ
とにより溶解性の二酸化炭素を除去し、次にN/10水
酸化ナトリウム溶液を用いた中和滴定を実施しているた
め、比較的短時間で測定が行えるという利点があるが、
検体中に炭酸とか硫化水素が残存していたり、亜硝酸塩
とか亜硫酸塩又はリン酸塩等の不揮発性のアルカリ消費
物質があった場合には、測定結果に対して正の誤差を与
えてしまい、特に有機酸の低濃度領域における測定精度
が低下してしまうことがあるという問題点がある。
In the means (2), steam distillation is not carried out. Instead, the sample is boiled by using a reflux condenser to remove soluble carbon dioxide, and then N / 10 sodium hydroxide is added. Since neutralization titration using a solution is performed, there is an advantage that measurement can be performed in a relatively short time.
If carbon dioxide or hydrogen sulfide remains in the sample, or if there is a non-volatile alkali consuming substance such as nitrite or sulfite or phosphate, it gives a positive error to the measurement result, Particularly, there is a problem that the measurement accuracy may be lowered in the low concentration region of the organic acid.

【0021】更に前記(4)(5)の手段であるガスク
ロマトグラフ法とかイオンクロマトグラフ法における各
操作を自動化するには高度な技術が要求され、従って前
記した限外濾過装置とイオンクロマトグラフ法とを組み
合わせた有機酸自動装置は極めて高価になってしまうと
いう難点がある。
Further, in order to automate each operation in the gas chromatograph method or the ion chromatograph method, which is the means of the above (4) and (5), a high level of technology is required. Therefore, the ultrafiltration device and the ion chromatograph method described above are required. The organic acid automatic device in which the above and the above are combined has a drawback that it becomes extremely expensive.

【0022】他方において、前記(6)(7)(8)に
示したアンモニア濃度測定方法は、操作の煩瑣性に加え
て試料の希釈等に起因する測定精度の低下が発生し易
く、且つ測定操作を自動化することが困難であるという
課題があった。特に上記の各測定方法を用いて消化汚泥
のようにアンモニア性窒素濃度が数百から数千mg/l
程度の高濃度の試料の測定を行う場合には、試料の希釈
を行う必要があるが、試料の希釈を行う場合、一般に希
釈倍率が高くなるほど測定精度が低下することが知られ
ている。従って高アンモニア濃度の試料を測定する場合
には、上記方法の中で定量範囲が比較的広く、且つ希釈
の程度が低くて済む前記(8)のイオン電極法が一般に
採用されている。
On the other hand, in the ammonia concentration measuring methods described in (6), (7) and (8) above, in addition to the complexity of the operation, a decrease in measurement accuracy due to dilution of the sample is likely to occur, and the measurement There is a problem that it is difficult to automate the operation. In particular, using each of the above-mentioned measurement methods, the concentration of ammoniacal nitrogen in digested sludge is in the range of hundreds to thousands of mg / l.
Although it is necessary to dilute the sample when measuring a sample having a high concentration, it is generally known that when the sample is diluted, the higher the dilution ratio, the lower the measurement accuracy. Therefore, in the case of measuring a sample having a high ammonia concentration, the ion electrode method (8), which has a relatively wide quantitative range and a low degree of dilution, is generally adopted among the above methods.

【0023】しかしイオン電極法を用いても、同一試料
の繰返し測定誤差が5〜20%あり、蒸留操作に時間が
かかる等、測定精度や測定操作の面において改善の余地
がある。又、消化タンクの維持管理を目的としたアンモ
ニアの測定の場合を例にとると、測定精度は現状のイオ
ン電極法と同じレベルか、もしくはやや劣る程度でも良
いが、測定時間が短縮された自動測定装置の開発が望ま
れている現状にある。
However, even if the ion electrode method is used, there is room for improvement in terms of measurement accuracy and measurement operation, such as a repeated measurement error of 5 to 20% for the same sample and a long distillation operation. Also, taking the case of measuring ammonia for the purpose of maintenance of the digestion tank as an example, the measurement accuracy may be at the same level as the current ion electrode method or a little inferior, but the measurement time is shortened automatically. The situation is such that development of a measuring device is desired.

【0024】更に前記した酸,塩基滴定法を利用した自
動測定装置は現在開発中であるが、総アンモニアと全無
機炭素に関しては消化汚泥中の濃度が500〜1000
mg/lの範囲にあることが多いため、実用上十分な測
定精度が得られるが、総有機酸に関しては消化汚泥中の
濃度が0から数千mg/lと変動範囲が広く、消化状態
が良好な場合は100mg/l以下であるため、100
mg/lを境としてこの濃度より高いか低いかを識別で
きる程度の測定精度を必要とする。これに対して上記の
自動測定装置の場合には測定原理から考慮して±1mm
ole/l,即ち、±60mg/l程度の測定誤差が生
じることはやむを得ないものと予想される。更に消化汚
泥試料の固液分離装置、酸,塩基滴定装置、パソコン等
の制御装置から構成される測定装置の価格は極めて高価
であり、従ってこのような高価な測定装置を用いずに測
定時間が短縮された測定方法があれば、仮りに測定精度
はイオン電極法と同程度かやや劣るとしても実用上有用
であると考えられる。
Further, an automatic measuring device utilizing the above-mentioned acid and base titration method is currently under development, but the concentration of total ammonia and total inorganic carbon in the digested sludge is 500 to 1000.
Since the concentration is often in the range of mg / l, practically sufficient measurement accuracy can be obtained, but with respect to total organic acid, the concentration range in the digested sludge is wide from 0 to several thousand mg / l, and the digestion state is 100 mg / l or less when it is good, so 100
It is necessary to have such a measurement accuracy that it is possible to distinguish whether the concentration is higher or lower than this concentration with mg / l as the boundary. On the other hand, in the case of the above-mentioned automatic measuring device, considering the measurement principle, ± 1 mm
It is expected that a measurement error of about ole / l, that is, about ± 60 mg / l will occur. Furthermore, the price of a measuring device consisting of a solid-liquid separation device for digested sludge sample, an acid / base titrator, and a control device such as a personal computer is extremely expensive. If there is a shortened measuring method, it is considered to be practically useful even if the measuring accuracy is comparable to or slightly inferior to that of the ion electrode method.

【0025】そこで本発明は、総有機酸濃度と総アンモ
ニア濃度が同時に測定可能であって測定精度が良好に維
持され、しかも操作が簡易化されて測定時間が短縮でき
る上、価格の高騰化を伴なわずに測定操作の自動化を可
能とする有機酸濃度とアンモニア濃度測定方法及びその
装置を提供することを目的とするものである。
Therefore, according to the present invention, the total organic acid concentration and the total ammonia concentration can be measured at the same time, the measurement accuracy is maintained in good condition, the operation is simplified, the measurement time can be shortened, and the price is increased. It is an object of the present invention to provide an organic acid concentration / ammonia concentration measuring method and an apparatus thereof, which enables automation of the measuring operation without being accompanied.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、消化汚泥から抽出分離した被測定試料に
リン不溶化試薬を注入してリン酸イオンを不溶性の塩に
するとともに、凝集剤を注入して微粒子成分を形成する
工程と、該試料を限外濾過装置にかけて液中の塩,懸濁
物質成分及び蛋白質を除去する工程と、一定量の試料を
有機酸測定用滴定槽とアンモニア測定用滴定槽へ移送し
た後に両滴定槽内の試料を酸性化する工程と、両滴定槽
内に窒素ガス又は二酸化炭素を除去した空気を一定時間
通気して、試料中の溶解性炭酸を揮散させる工程と、両
滴定槽に対してアルカリ溶液を用いて滴定を行い、有機
酸測定用滴定槽内の試料の中和滴定に要したアルカリ溶
液の量から被測定試料中の総有機酸濃度を算出する工程
と、アンモニア測定用滴定槽に対する滴定を継続して、
該アンモニア測定用滴定槽内のアンモニウムイオンが遊
離アンモニアになるまでに要したアルカリの滴定量から
被測定試料の総アンモニア濃度を算出する工程とを備え
た消化汚泥の有機酸とアンモニア濃度測定方法とその装
置の構成にしてある。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention injects a phosphorus insolubilizing reagent into a sample to be measured extracted and separated from digested sludge to make a phosphate ion into an insoluble salt, and to agglomerate it. A step of injecting an agent to form a fine particle component, a step of removing the salt, suspended matter component and protein in the liquid by subjecting the sample to an ultrafiltration device, and a fixed amount of the sample as a titration tank for measuring an organic acid. A step of acidifying the samples in both titration tanks after transfer to the titration tank for ammonia measurement, and aeration of nitrogen gas or carbon dioxide in both titration tanks for a certain period of time to dissolve soluble carbonic acid in the samples The step of volatilizing and performing titration using an alkaline solution for both titration tanks, and the total organic acid concentration in the sample to be measured from the amount of alkali solution required for neutralization titration of the sample in the titration tank for measuring organic acid And the ammonia measurement To continue the titration against use drop Joso,
And a method for measuring the organic acid and ammonia concentration of digested sludge, comprising the step of calculating the total ammonia concentration of the sample to be measured from the titration amount of alkali required until the ammonium ions in the ammonia measurement titration tank become free ammonia. It has the structure of the device.

【0027】上記被測定試料は、消化汚泥の上澄液を遠
心分離処理して得られた液体であり、又、アンモニア測
定用滴定槽内のアンモニウムイオンが遊離アンモニアに
なるまでに要したアルカリの滴定量は、試料のpHが7
から11.5になるまでに要したアルカリ量にしてあ
る。
The sample to be measured is a liquid obtained by subjecting the supernatant of the digested sludge to a centrifugal separation treatment, and the sample of the alkali required until the ammonium ion in the titration tank for ammonia measurement becomes free ammonia. The titer of the sample is 7
The amount of alkali required to reach from 1 to 11.5.

【0028】更に上記有機酸測定用滴定槽とアンモニア
測定用滴定槽を1個の滴定槽を用いて兼用し、この滴定
槽に対するアルカリ滴定によって有機酸濃度を算出した
後、更に滴定を継続してアンモニア濃度を算出する用に
した測定方法及び装置の構成にしてある。
Further, one titration tank is used as both the titration tank for organic acid measurement and the titration tank for ammonia measurement, and the organic acid concentration is calculated by alkali titration to this titration tank, and then the titration is continued. The measurement method and device are used to calculate the ammonia concentration.

【0029】[0029]

【作用】かかる有機酸とアンモニア濃度測定方法及び装
置によれば、消化汚泥から抽出された被測定試料中のの
リンが不溶化され、且つ微粒子成分が凝集化された後、
試料を限外濾過装置にかけることによって妨害物質とし
ての液中の懸濁物質成分及び蛋白質が除去されて、アン
モニア測定値に対する正の誤差が減少する。
According to such an organic acid and ammonia concentration measuring method and device, after phosphorus in a sample to be measured extracted from digested sludge is insolubilized and fine particle components are aggregated,
By subjecting the sample to an ultrafiltration device, suspended matter components and proteins in the liquid as interfering substances are removed and the positive error on the ammonia readings is reduced.

【0030】そして窒素ガス又は二酸化炭素を除去した
空気を通気することによって溶解性炭酸が揮散され、そ
の後にアルカリ溶液を用いて滴定を行い、中和滴定に要
したアルカリ溶液の量から被測定試料中の総有機酸濃度
が算出されるとともに溶液中のアンモニウムイオンが遊
離アンモニアになるまでに要したアルカリの滴定量,即
ち、pHが7から11.5になるまでに要したアルカリ
滴定量と、ブランク試料のデータとの差から演算式によ
って総アンモニア濃度が算出される。
The soluble carbonic acid is volatilized by aerating the air from which nitrogen gas or carbon dioxide is removed, and then titration is performed using an alkaline solution, and the amount of the alkaline solution required for the neutralization titration is used to determine the sample to be measured. The total amount of organic acids in the solution was calculated, and the titration amount of alkali required until the ammonium ions in the solution became free ammonia, that is, the alkali titration amount required for the pH to change from 7 to 11.5, The total ammonia concentration is calculated from the difference from the data of the blank sample by an arithmetic expression.

【0031】従って本発明によれば、総有機酸濃度と総
アンモニア濃度が同時に測定可能であり、しかも操作が
簡易化されて測定時間が短縮できる上、測定操作の自動
化を可能とする有機酸とアンモニア濃度測定方法及びそ
の装置がえられる。
Therefore, according to the present invention, the total organic acid concentration and the total ammonia concentration can be measured at the same time, and the operation is simplified and the measurement time can be shortened. A method and apparatus for measuring ammonia concentration can be obtained.

【0032】[0032]

【実施例】以下本発明にかかる消化汚泥の有機酸とアン
モニア濃度測定装置の一実施例を、前記従来の構成部分
と同一の構成部分に同一の符号を付して詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the organic acid and ammonia concentration measuring apparatus for digested sludge according to the present invention will be described in detail below with the same components as those of the above-mentioned conventional components given the same reference numerals.

【0033】図1に基づいて本実施例の構成を説明す
る。本実施例では全体的な構成が図示したように試料前
処理部30、アルカリ滴定処理部40、測定結果演算処
理部50及び洗浄処理部60に大別される。
The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the overall configuration is roughly divided into a sample pretreatment unit 30, an alkali titration processing unit 40, a measurement result calculation processing unit 50, and a cleaning processing unit 60 as shown in the figure.

【0034】先ず試料前処理部30の構成を説明する
と、1は受泥槽であって該受泥槽1は消化汚泥の抽出液
が十分確保できる容量を有している。2は凝集槽、3は
沈澄槽、16は限外濾過装置、5は濾液槽であり、上記
凝集槽2には高分子凝集剤2aとリン不溶化試薬2bと
が注入されるとともにモータと羽根で構成された撹拌機
構2cが付設されている。又、沈澄槽3の上澄液はポン
プP1の作用に伴って限外濾過装置16により濾過さ
れ、この濾液が濾液槽5に貯留される。
First, the structure of the sample pretreatment unit 30 will be described. 1 is a mud receiving tank, and the mud receiving tank 1 has a capacity capable of sufficiently securing an extract of digested sludge. 2 is a flocculation tank, 3 is a precipitation tank, 16 is an ultrafiltration device, and 5 is a filtrate tank. The flocculation tank 2 is filled with a polymer flocculant 2a and a phosphorus insolubilizing reagent 2b, and a motor and blades. An agitation mechanism 2c configured by is attached. Further, the supernatant of the sedimentation tank 3 is filtered by the ultrafiltration device 16 in association with the action of the pump P 1 , and this filtrate is stored in the filtrate tank 5.

【0035】次にアルカリ滴定処理部40の構成を説明
する。即ち、17は有機酸測定用滴定槽(以下A滴定槽
と略称する)、18はアンモニア測定用滴定槽(以下N
滴定槽と略称する)であり、このA滴定槽17とN滴定
槽18には前記濾液槽5から濾液の一定量がサンプリン
グされて送り込まれる。9は両滴定槽17,18内に浸
漬されるpH電極に連結されたpH計である。
Next, the structure of the alkali titration processing section 40 will be described. That is, 17 is a titration tank for measuring organic acid (hereinafter abbreviated as A titration tank), and 18 is a titration tank for measuring ammonia (hereinafter N titration tank).
(Abbreviated as a titration tank), a fixed amount of the filtrate is sampled and sent from the filtrate tank 5 to the A titration tank 17 and the N titration tank 18. Reference numeral 9 is a pH meter connected to a pH electrode immersed in both titration tanks 17 and 18.

【0036】A滴定槽17には、アルカリ滴定用の分注
器19と酸分注器20とが配備され、N滴定槽18には
同様にアルカリ滴定用の分注器21と酸分注器22とが
配備されている。23は窒素ガス供給装置であり、この
窒素ガス供給装置23からA滴定槽17とN滴定槽18
に窒素ガスが送り込まれる。
The A titration tank 17 is provided with an alkali titration dispenser 19 and an acid dispenser 20, and the N titration tank 18 is similarly provided with an alkali titration dispenser 21 and an acid dispenser. 22 and 22 are deployed. Reference numeral 23 denotes a nitrogen gas supply device, from which the A titration tank 17 and the N titration tank 18 are connected.
Nitrogen gas is sent to.

【0037】次に測定結果演算処理部50の構成を説明
する。即ち、12はシーケンスコントローラ、13はパ
ーソナルコンピュータであり、このシーケンスコントロ
ーラ12とパーソナルコンピュータ13により制御部1
1が構成されている。
Next, the configuration of the measurement result calculation processing section 50 will be described. That is, 12 is a sequence controller and 13 is a personal computer.
1 is configured.

【0038】次に洗浄処理部60の構成を説明すると、
25は洗浄水貯留槽であり、この洗浄水貯留槽25に貯
留された洗浄水は、ポンプP2により前記受泥槽1に供
給されており、且つポンプP3によりA滴定槽17とN
滴定槽18にも洗浄水が供給される。
Next, the structure of the cleaning processing unit 60 will be described.
Reference numeral 25 denotes a wash water storage tank. The wash water stored in the wash water storage tank 25 is supplied to the mud receiving tank 1 by a pump P 2 and the A titration tank 17 and N by a pump P 3.
Cleaning water is also supplied to the titration tank 18.

【0039】本実施例では、A滴定槽による有機酸濃度
の測定と、N滴定槽によるアンモニア濃度の測定が制御
部11を構成する前記シーケンスコントローラ12もし
くはパーソナルコンピュータ13に予め組み込まれたプ
ログラムに基づいて全自動的に実施されることが特徴と
なっている。測定結果はパーソナルコンピュータ13の
出力装置であるCRT画面に表示される。
In the present embodiment, the measurement of the organic acid concentration by the A titration tank and the measurement of the ammonia concentration by the N titration tank are based on a program previously incorporated in the sequence controller 12 or the personal computer 13 constituting the control unit 11. It is characterized by being carried out fully automatically. The measurement result is displayed on a CRT screen which is an output device of the personal computer 13.

【0040】次に図2,図3を併用して本発明装置の動
作を説明する。先ずステップ101により、図外の消化槽
より遠心分離法等によって抽出分離された消化汚泥が試
料として計量されて受泥槽1に投入され、一時貯留され
た後に凝集槽2へ移送される。次にステップ102で試料
中にリン不溶化試薬2bが注入され、撹拌機構2cによ
り撹拌される。
Next, the operation of the device of the present invention will be described with reference to FIGS. First, in step 101, digested sludge extracted and separated from a digestion tank (not shown) by a centrifugal separation method or the like is weighed as a sample, put into the mud receiving tank 1, temporarily stored, and then transferred to the coagulation tank 2. Next, in step 102, the phosphorus insolubilizing reagent 2b is injected into the sample and stirred by the stirring mechanism 2c.

【0041】ステップ102でリン不溶化試薬を添加する
理由として、通常消化汚泥にはリン酸塩がかなり含まれ
ており、このリン酸塩が測定結果に対して正の誤差を与
えてしまうことが考慮される。従って本実施例ではリン
不溶化試薬として、例えば試料10ml当たり塩化カル
シウム溶液(1.1W/V%)2ml,及び水酸化カリ
ウム溶液(1W/V%)と炭酸ナトリウム溶液(1.3
W/V%)の等容混合液1mlを加えて撹拌機構2cを
利用して撹拌混合することにより、リン酸イオンが不溶
性の塩として除去される。
As a reason for adding the phosphorus insolubilizing reagent in step 102, it is considered that the digested sludge usually contains a considerable amount of phosphate, and this phosphate gives a positive error to the measurement result. To be done. Therefore, in this embodiment, as the phosphorus insolubilizing reagent, for example, 2 ml of calcium chloride solution (1.1 W / V%), potassium hydroxide solution (1 W / V%) and sodium carbonate solution (1.3
By adding 1 ml of an equal volume mixture of W / V%) and stirring and mixing by using the stirring mechanism 2c, the phosphate ion is removed as an insoluble salt.

【0042】次にステップ103で凝集槽2に高分子凝集
剤が注入され、撹拌されることにより微粒子成分が凝集
化される。ステップ104で撹拌停止し、一定時間静置し
た後、分離液が沈澄槽3に移送される。ステップ105で
は、ポンプP1を稼働することによって分離液が限外濾
過装置16にかけられ、この限外濾過装置16の濾過膜
を透過した試料が濾液槽5に移送される。この濾過膜を
透過しない液は再度沈澄槽3に戻され、繰り返し限外濾
過装置16にかけられる。
Next, in step 103, the polymer coagulant is injected into the coagulation tank 2 and stirred to coagulate the fine particle components. In step 104, the stirring is stopped, and after standing for a certain period of time, the separated liquid is transferred to the precipitation tank 3. In step 105, the separated liquid is applied to the ultrafiltration device 16 by operating the pump P 1 , and the sample that has passed through the filtration membrane of the ultrafiltration device 16 is transferred to the filtrate tank 5. The liquid that does not pass through the filtration membrane is returned to the clarification tank 3 and repeatedly applied to the ultrafiltration device 16.

【0043】ステップ105で限外濾過装置を用いる理由
としては、水中の懸濁物質(ss成分)とか緩衝性のあ
る蛋白質を除去することにより、アンモニア濃度測定時
における妨害物質をなくして測定誤差を低減することに
ある。
The reason why the ultrafiltration device is used in step 105 is to eliminate suspended substances (ss component) in water and proteins having a buffering property to eliminate interfering substances at the time of ammonia concentration measurement and to eliminate measurement error. To reduce.

【0044】次にステップ106により、濾液槽5から一
定量の試料がA滴定槽17とN滴定槽18へ移送され
る。そしてステップ107で両滴定槽17,18に対して
酸分注器20,22から(1+1)硫酸が滴下されて、
両滴定槽17,18のpHを3以下とする。次にステッ
プ108で窒素ガス供給装置23から両滴定槽17,18
に窒素ガスが送り込まれて、20〜30分間バブリング
され、試料中の溶解性炭酸が除去される。尚、上記窒素
ガスN2に代えて二酸化炭素が除去された空気を用いる
ことも可能である。
Next, at step 106, a fixed amount of sample is transferred from the filtrate tank 5 to the A titration tank 17 and the N titration tank 18. Then, in step 107, (1 + 1) sulfuric acid is dropped from the acid dispensers 20, 22 to both titration tanks 17, 18.
The pH of both titration tanks 17 and 18 is set to 3 or less. Next, at step 108, both titration tanks 17, 18 are fed from the nitrogen gas supply device 23.
Nitrogen gas is fed into the chamber and bubbled for 20 to 30 minutes to remove soluble carbonic acid in the sample. It is also possible to use air from which carbon dioxide has been removed, instead of the nitrogen gas N 2 .

【0045】次にステップ109により、両滴定槽17,
18に対してアルカリ滴定用分注器19,21から0.
1N・NaOH又は1N・NaOH溶液が分注される。そ
して両滴定槽17,18内に浸漬されたpH電極に連結
されているpH計9により両滴定槽17,18内の酸性
度が測定され、このpH測定値が制御部11を構成する
シーケンスコントローラ12に送り込まれる。
Next, in step 109, both titration tanks 17,
18 from alkaline titration dispensers 19, 21 to 0.
1N NaOH or 1N NaOH solution is dispensed. Then, the pH meter 9 connected to the pH electrode immersed in both titration tanks 17 and 18 measures the acidity in both titration tanks 17 and 18, and the measured pH value constitutes the controller 11 of the sequence controller. It is sent to 12.

【0046】そしてステップ109からステップ110へ進ん
でA滴定槽17内の有機酸濃度が算出される一方、ステ
ップ109からステップ117へ進んでN滴定槽18内のアン
モニア濃度が算出される。
Then, from step 109 to step 110, the concentration of the organic acid in the A titration tank 17 is calculated, while from step 109 to step 117, the concentration of ammonia in the N titration tank 18 is calculated.

【0047】即ち、図3に示すステップ110では、A滴
定槽17におけるpHがpH4からpH7になるまで滴
定を行い、この滴定に要した0.1N水酸化ナトリウム
溶液mlの量からステップ111で有機酸濃度を演算式を
用いて算出する。
That is, in step 110 shown in FIG. 3, titration is performed until the pH in the A titration tank 17 is changed from pH 4 to pH 7, and the amount of 0.1N sodium hydroxide solution ml required for this titration is used in step 111. The acid concentration is calculated using an arithmetic expression.

【0048】次にステップ112で予め用意した滴定pH
補正表により滴定pH範囲を補正した後、ステップ113
により補正した滴定pH範囲の滴定量を測定し、ステッ
プ114で蒸留水を用いて同様に実施したブランク試験の
滴定量のデータを入力した後、ステップ115で総有機酸
濃度が算出され、ステップ116で結果がCRTに表示さ
れる。
Next, in step 112, the titrated pH prepared in advance is used.
After correcting the titration pH range by the correction table, step 113
The titration amount in the titration pH range corrected by is measured, and after inputting the data of the titration amount of the blank test similarly performed using distilled water in step 114, the total organic acid concentration is calculated in step 115, and the step 116 is performed. The result is displayed on the CRT.

【0049】そしてpHがpH4からpH7になるまで
に要したアルカリ溶液の量aから試料中の有機酸の総量
Then, from the amount a of the alkaline solution required for the pH to change from pH 4 to pH 7 to the total amount of the organic acid in the sample,

【0050】[0050]

【数1】 総有機酸(mg/l)=aF×(1000/検体ml)×6.01・・・・・(1) (Fはアルカリ溶液のファクター) 式によって算出する。(この有機酸濃度に関するステッ
プの詳細と演算式に関しては特願平3−216818号
を参照)。
## EQU1 ## Total organic acid (mg / l) = aF × (1000 / sample ml) × 6.01 (1) (F is a factor of alkaline solution) Calculated by the formula. (Refer to Japanese Patent Application No. 3-216818 for the details of the steps relating to the organic acid concentration and the arithmetic expression).

【0051】一方、前記ステップ109からステップ117へ
進み、N滴定槽18におけるpHがpH7からpH1
1.5になるまで滴定を行い、ステップ118でブランク
試験による滴定量のデータが入力されてステップ119で
後述する演算式に基づいて総アンモニア濃度が算出さ
れ、ステップ116で結果がCRTに表示される。尚、ス
テップ118におけるブランク滴定量データを得るために
は蒸留水等を用いたブランク試験を実施する必要がある
が、ブランク試験の結果はほぼ一定の範囲にあるため、
予め手分析により測定したブランク値を上記の演算式に
代入すれば良く、別途にブランク試験を実施する必要は
ない。
On the other hand, the process proceeds from step 109 to step 117, and the pH in the N titration tank 18 is changed from pH 7 to pH 1.
Titration is carried out until it reaches 1.5, the data of the titration amount by the blank test is input in step 118, the total ammonia concentration is calculated based on the arithmetic expression described later in step 119, and the result is displayed on the CRT in step 116. It Incidentally, in order to obtain the blank titration data in step 118, it is necessary to carry out a blank test using distilled water or the like, but since the results of the blank test are in a substantially constant range,
It suffices to substitute a blank value measured by manual analysis in advance into the above-mentioned arithmetic expression, and it is not necessary to separately carry out a blank test.

【0052】ステップ117におけるN滴定槽の滴定pH
範囲を7から11.5にしたのは以下の理由による。即
ち、通常溶液中のアンモニアの存在形態とpHとの関係
から該アンモニアは中性付近ではほとんどアンモニウム
イオンとして存在しているが、pH11.5ではほとん
ど遊離アンモニアとなる。従ってpH11.5以上では
アンモニウムイオンの遊離アンモニアへの変化はなく、
水素イオンが放出されることもないので、本滴定におけ
る終点とみなすことができる。
Titration pH of the N titration tank in step 117
The reason why the range is changed from 7 to 11.5 is as follows. That is, due to the relationship between the existing form of ammonia in a normal solution and pH, the ammonia mostly exists as ammonium ions in the vicinity of neutrality, but becomes almost free ammonia at pH 11.5. Therefore, at pH 11.5 and above, there is no change of ammonium ion to free ammonia,
Since hydrogen ions are not released, it can be regarded as the end point in this titration.

【0053】又、ステップ119でアルカリ滴定量から総
アンモニア濃度を算出する計算式は次式のよう表わすこ
とが出来る。
Further, the calculation formula for calculating the total ammonia concentration from the alkali titration amount in step 119 can be expressed as the following formula.

【0054】[0054]

【数2】 総アンモニア(mg・N/l)=(a−b)F×(1000/検体ml)×14×1.3 ・・・・・・(2) ここでa;試料の滴定pH範囲(7〜11.5)に相当する
滴定量 b;ブランク試験による滴定pH範囲(7〜11.5)に相
当する滴定量 F;1N水酸化ナトリウム溶液のファクター (2)式で14は濃度換算係数、1.3はリン不溶化処理を
行った場合のリン不溶化試薬添加による希釈を考慮した
換算係数である。アルカリとして0.1N・NaOHを用い
た場合には更に係数0.1を乗じる。
## EQU00002 ## Total ammonia (mg.N / l) = (ab) F.times. (1000 / sample ml) .times.14.times.1.3 (2) where a; titration pH range of sample ( Titration amount corresponding to 7 to 11.5) b; Titration amount corresponding to the titration pH range (7 to 11.5) by blank test F; Factor of 1N sodium hydroxide solution (2) where 14 is the concentration conversion coefficient and 1.3 is phosphorus This is a conversion factor that takes into consideration the dilution due to the addition of the phosphorus insolubilizing reagent when the insolubilization treatment is performed. When 0.1N NaOH is used as the alkali, the coefficient is multiplied by 0.1.

【0055】このようにして被測定試料の総有機酸濃度
と総アンモニア濃度を測定した後にステップ120により
洗浄操作を行う。この洗浄操作は、前記ポンプP2を稼
働して洗浄水貯留槽25内の洗浄水により受泥槽1の内
壁面を洗浄するとともに、ポンプP3を稼働して同様に
両滴定槽17,18の内壁面を洗浄する。洗浄操作の終
了後はステップ101へ戻り、同様な操作が繰り返され
る。
After measuring the total organic acid concentration and the total ammonia concentration of the sample to be measured in this way, a cleaning operation is performed in step 120. In this cleaning operation, the pump P 2 is operated to clean the inner wall surface of the mud receiving tank 1 with the cleaning water in the cleaning water storage tank 25, and the pump P 3 is operated to similarly perform both titration tanks 17 and 18. Clean the inner wall of the. After completion of the washing operation, the process returns to step 101, and the same operation is repeated.

【0056】尚、図1に示す試料前処理部30で、リン
酸不溶化試薬2bを注入して、試料中のリン酸イオンを
不溶性の塩とする操作を実施した場合は、試薬の注入に
よる試料の希釈を考慮して濃度補正を実施する必要があ
る。本実施例では前処理段階でリン酸を不溶化した後に
限外濾過を実施したことにより、ss成分等の正の誤差
を与える原因物質の大部分を除去することができて、ア
ンモニア及び有機酸の低濃度領域における測定精度を改
善することが可能である。
In the sample pretreatment unit 30 shown in FIG. 1, when the phosphate insolubilizing reagent 2b is injected to make the phosphate ion in the sample an insoluble salt, the sample is injected by the reagent. It is necessary to correct the concentration in consideration of the dilution of. In this example, by performing ultrafiltration after insolubilizing phosphoric acid in the pretreatment stage, most of the causative substances that give a positive error such as the ss component can be removed, and ammonia and organic acid It is possible to improve the measurement accuracy in the low concentration region.

【0057】本実施例では、アルカリ滴定処理部40と
して2個の滴定槽17,18を用いているが、1個の滴
定槽によって上記2個の滴定槽を兼用させることが可能
である。この場合には、該滴定槽によって先ず有機酸濃
度を測定した後、アルカリの滴定を継続してアンモニア
濃度を測定することができる。
In this embodiment, the two titration tanks 17 and 18 are used as the alkali titration processing section 40, but one titration tank can be used as the two titration tanks. In this case, after the organic acid concentration is first measured by the titration tank, the alkali concentration can be continuously measured to measure the ammonia concentration.

【0058】更に被測定試料の前処理操作と試薬を変更
して、アルカリに代えて塩酸等の酸を用いて滴定するこ
とも可能である。この場合にはリン不溶化試薬とか溶解
性炭酸の除去工程が省略可能であり、1N・HClを用
いて滴定を行い、pHが4.8になるまでの滴定量から
アルカリ度が算出されて、このアルカリ度に係数を乗ず
ることによって全無機炭素濃度を推定可能である。
Furthermore, it is also possible to change the pretreatment operation of the sample to be measured and the reagent, and perform titration using an acid such as hydrochloric acid instead of alkali. In this case, the step of removing the phosphorus insolubilizing reagent or the soluble carbonic acid can be omitted, and the alkalinity is calculated from the titration amount until the pH reaches 4.8 by performing titration using 1N HCl. The total inorganic carbon concentration can be estimated by multiplying the alkalinity by a coefficient.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる消化汚泥の有機酸とアンモニア濃度測定方法及びそ
の装置によれば、有機酸濃度とアンモニア濃度とがほぼ
同時に測定可能であり、しかも測定操作の自動化をはか
ることができる。特に従来の水蒸気蒸留法等を利用した
有機酸濃度測定装置とかインドフェノール青吸光光度法
等を利用したアンモニア濃度測定装置に比して操作が簡
易化され、且つ測定時間が短縮されるという効果があ
り、しかも試料の希釈等に起因する測定精度の低下が発
生しないという効果がある。又、消化汚泥のようにアン
モニア性窒素濃度が数百から数千mg/l程度の高濃度
の試料の測定を行う場合にあっても試料の希釈を行う必
要がなく、且つ同一試料の繰返し測定誤差を許容範囲に
することが可能である。
As described in detail above, according to the method for measuring the organic acid and ammonia concentration of digested sludge and the apparatus therefor according to the present invention, the organic acid concentration and the ammonia concentration can be measured almost simultaneously, and The measurement operation can be automated. Especially, compared to the conventional organic acid concentration measuring device using the steam distillation method or the ammonia concentration measuring device using the indophenol blue absorptiometry method, the operation is simplified and the measurement time is shortened. In addition, there is an effect that the measurement accuracy does not decrease due to the dilution of the sample. Moreover, even when measuring a sample with a high concentration of ammonia nitrogen of several hundred to several thousand mg / l, such as digested sludge, it is not necessary to dilute the sample, and the same sample is repeatedly measured. It is possible to make the error within an allowable range.

【0060】実施に際しては被測定試料を酸性下で窒素
通気することによって溶解性炭酸と硫化物イオンを大気
中に揮散させて除去する作用があり、アルカリ溶液の直
接滴定を行うことによって液体中の有機酸濃度と総アン
モニア濃度を算出によって求めることができる。又、滴
定用のアルカリの濃度を変えることにより、試料の希釈
操作なしで低濃度から高濃度までの広範囲の有機酸濃度
とアンモニア濃度を測定することができる。
In the practice, the sample to be measured has a function of volatilizing and removing soluble carbonic acid and sulfide ions in the air by aerating with nitrogen under an acidic condition. The organic acid concentration and the total ammonia concentration can be calculated. Further, by changing the concentration of the alkali for titration, it is possible to measure a wide range of organic acid concentration and ammonia concentration from low concentration to high concentration without diluting the sample.

【0061】又、消化汚泥試料の固液分離装置とかパソ
コン等の高価な制御装置を用いなくとも実用上満足でき
る測定精度が得られ、しかも測定操作の自動化を可能と
するアンモニア濃度測定方法を提供することが出来る。
Further, a method for measuring the concentration of ammonia is provided, which can obtain a practically satisfactory measurement accuracy without using a solid-liquid separation device for a digested sludge sample or an expensive control device such as a personal computer, and can automate the measurement operation. You can do it.

【0062】更に被測定試料の前処理としてリン不溶化
試薬を用いて、pH緩衝作用のあるリン酸イオンを不溶
性の塩として除去することにより、アンモニア濃度の測
定値に与える正の誤差が減少し、更に前試料として限外
濾過装置にかけて同様にpH緩衝作用のあるss成分中
の酸可溶性固形硫化物とか蛋白質を除去することによ
り、妨害物質による正の誤差をなくすことができる。
Further, by using a phosphorus insolubilizing reagent as a pretreatment of the sample to be measured and removing the phosphate ion having a pH buffering action as an insoluble salt, the positive error given to the measured value of the ammonia concentration is reduced, Further, by applying an ultrafiltration device as a pre-sample to remove the acid-soluble solid sulfides and proteins in the ss component that also have a pH buffering action, positive errors due to interfering substances can be eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明装置の測定原理を説明するための概要
図。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the measurement principle of the device of the present invention.

【図2】本発明装置の作用を説明するチャート図。FIG. 2 is a chart illustrating the operation of the device of the present invention.

【図3】本発明装置の作用を説明するチャート図。FIG. 3 is a chart illustrating the operation of the device of the present invention.

【図4】酸,塩基平衡理論に基づいて有機酸,アンモニ
ア及び無機炭素濃度を算出する装置例を示す概要図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a device for calculating organic acid, ammonia, and inorganic carbon concentrations based on the acid-base equilibrium theory.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 消化汚泥から抽出分離した被測定試料に
リン不溶化試薬を注入してリン酸イオンを不溶性の塩に
するとともに、凝集剤を注入して微粒子成分を形成する
工程と、該試料を限外濾過装置にかけて液中の塩,懸濁
物質成分及び蛋白質を除去する工程と、一定量の試料を
有機酸測定用滴定槽とアンモニア測定用滴定槽へ移送し
た後に両滴定槽内の試料を酸性化する工程と、両滴定槽
内に窒素ガス又は二酸化炭素を除去した空気を一定時間
通気して、試料中の溶解性炭酸を揮散させる工程と、両
滴定槽に対してアルカリ溶液を用いて滴定を行い、有機
酸測定用滴定槽内の試料の中和滴定に要したアルカリ溶
液の量から被測定試料中の総有機酸濃度を算出する工程
と、アンモニア測定用滴定槽に対する滴定を継続して、
該アンモニア測定用滴定槽内のアンモニウムイオンが遊
離アンモニアになるまでに要したアルカリの滴定量から
被測定試料の総アンモニア濃度を算出する工程とを備え
たことを特徴とする消化汚泥の有機酸とアンモニア濃度
測定方法。
1. A step of injecting a phosphorus insolubilizing reagent into a sample to be measured extracted and separated from digested sludge to convert phosphate ions into an insoluble salt, and injecting a flocculant to form a fine particle component, and the sample. Applying an ultrafiltration device to remove salts, suspended matter components and proteins in the liquid, and after transferring a certain amount of sample to the organic acid measurement titration tank and the ammonia measurement titration tank, the samples in both titration tanks are removed. A step of acidifying, aeration of air from which nitrogen gas or carbon dioxide has been removed in both titration tanks for a certain period of time to volatilize the soluble carbonic acid in the sample, and using an alkaline solution for both titration tanks. Perform the titration and calculate the total organic acid concentration in the sample to be measured from the amount of the alkaline solution required for the neutralization titration of the sample in the organic acid measurement titration tank, and continue the titration for the ammonia measurement titration tank. hand,
And a step of calculating the total ammonia concentration of the sample to be measured from the titration amount of alkali required until the ammonium ion in the ammonia measuring titration tank becomes free ammonia, and an organic acid of digested sludge, Ammonia concentration measurement method.
【請求項2】 前記被測定試料は、消化汚泥の上澄液を
遠心分離処理して得られた液体である請求項1記載の消
化汚泥の有機酸とアンモニア濃度測定方法。
2. The method for measuring the organic acid and ammonia concentrations of digested sludge according to claim 1, wherein the sample to be measured is a liquid obtained by subjecting a supernatant of the digested sludge to a centrifugal separation treatment.
【請求項3】 アンモニア測定用滴定槽内のアンモニウ
ムイオンが遊離アンモニアになるまでに要したアルカリ
の滴定量は、試料のpHが7から11.5になるまでに
要したアルカリ量である請求項1記載の消化汚泥の有機
酸とアンモニア濃度測定方法。
3. The titration amount of alkali required for the ammonium ions in the ammonia titration tank to become free ammonia is the amount of alkali required for the pH of the sample to change from 7 to 11.5. 1. The method for measuring the organic acid and ammonia concentrations of digested sludge according to 1.
【請求項4】 前記有機酸測定用滴定槽とアンモニア測
定用滴定槽を1個の滴定槽を用いて兼用し、この滴定槽
に対するアルカリ滴定によって有機酸濃度を算出した
後、更に滴定を継続してアンモニア濃度を算出すること
を特徴とする消化汚泥の有機酸とアンモニア濃度測定方
法。
4. The organic acid measuring titration tank and the ammonia measuring titration tank are combined into one titration tank, and the organic acid concentration is calculated by alkali titration to the titration tank, and then the titration is continued. A method for measuring the organic acid and ammonia concentration of digested sludge, which comprises calculating the ammonia concentration by means of a method.
【請求項5】 消化汚泥から抽出分離した被測定試料を
受け入れる受泥槽と、被測定試料にリン不溶化試薬と凝
集剤を注入してリン酸イオンを不溶性の塩にするととも
に微粒子成分を形成する凝集槽と、試料中の塩,懸濁物
質成分及び蛋白質を除去するを限外濾過装置と、一定量
の試料が移送される有機酸測定用滴定槽及びアンモニア
測定用滴定槽と、両滴定槽内の試料を酸性化する酸分注
器と、両滴定槽内に窒素ガスを通気する窒素ガス供給装
置と、両滴定槽内の試料に対してアルカリ溶液を滴定す
るアルカリ滴定用分注器と、両滴定槽に配備されたpH
計の測定値に基づいて、酸分注器及びアルカリ滴定用分
注器の作動を制御するとともに、有機酸測定用滴定槽内
の試料の中和滴定に要したアルカリ溶液の量から被測定
試料中の総有機酸濃度を算出する一方、アンモニア測定
用滴定槽内のアンモニウムイオンが遊離アンモニアにな
るまでに要したアルカリの滴定量から被測定試料中の総
アンモニア濃度を算出する測定結果演算処理部とを備え
て成ることを特徴とする消化汚泥の有機酸とアンモニア
濃度測定装置。
5. A mud receiving tank for receiving a sample to be measured extracted and separated from digested sludge, and a phosphorus insolubilizing reagent and an aggregating agent are injected into the sample to be measured to convert phosphate ions into an insoluble salt and form a fine particle component. A coagulation tank, an ultrafiltration device for removing salts, suspended matter components and proteins in the sample, a titration tank for measuring an organic acid and a titration tank for measuring ammonia, to which a fixed amount of sample is transferred, and both titration tanks An acid dispenser that acidifies the sample inside, a nitrogen gas supply device that aerates nitrogen gas in both titration tanks, and an alkali titration dispenser that titrates the alkaline solution with respect to the samples in both titration tanks , PH provided in both titration tanks
Based on the measured value of the meter, while controlling the operation of the acid dispenser and the dispenser for alkali titration, the amount of the alkaline solution required for neutralization titration of the sample in the titration tank for measuring organic acid Measurement result calculation unit that calculates the total organic acid concentration in the sample, while calculating the total ammonia concentration in the sample to be measured from the titration amount of alkali required until the ammonium ions in the ammonia measurement titration tank become free ammonia An apparatus for measuring organic acid and ammonia concentrations in digested sludge, which comprises:
【請求項6】 測定終了後に前記受泥槽,有機酸測定用
滴定槽及びアルカリ測定用滴定槽に洗浄水を供給する洗
浄処理部を設けたことを特徴とする請求項5記載の消化
汚泥の有機酸とアンモニア濃度測定装置。
6. The digested sludge according to claim 5, further comprising a cleaning treatment unit for supplying cleaning water to the mud receiving tank, the organic acid measuring titration tank and the alkali measuring titration tank after the measurement is completed. Organic acid and ammonia concentration measuring device.
JP6272292A 1992-03-19 1992-03-19 Method and apparatus for measuring concentration of organic acid and ammonia for digested sludge Pending JPH05264537A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104965048A (en) * 2015-05-27 2015-10-07 黄晓乐 Liquid ammonia content rapid measurement method
WO2024116530A1 (en) * 2022-12-01 2024-06-06 三菱重工業株式会社 Water quality measurement method

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