JPH0660900B2 - Codの自動簡易測定装置 - Google Patents

Codの自動簡易測定装置

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JPH0660900B2
JPH0660900B2 JP22627288A JP22627288A JPH0660900B2 JP H0660900 B2 JPH0660900 B2 JP H0660900B2 JP 22627288 A JP22627288 A JP 22627288A JP 22627288 A JP22627288 A JP 22627288A JP H0660900 B2 JPH0660900 B2 JP H0660900B2
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cod
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frequency dielectric
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亨 後藤
博美 和田
るみ 吉田
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三井東圧化学株式会社
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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、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BOD5(生物化学的酸素消費量、以下本明細
書において同じ)や CODMnの減少手段として、生物処理
整備(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BOD5、海に
放流する場合には CODMnによって主に規制されているた
めに、BOD5や CODMnの分析が必ず必要となる。なおBOD5
の分析は最低でも5日はかかるので、処理場における運
転管理においては、BOD5とCODMn やCODCr との相関を求
め、BOD5の分析の代わりにCODMn やCODCr 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、CODMn
び CODCr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。
CODMn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(mg/)を算出し CODの値とするもので
ある。これに対し CODCr法も基本的には CODMn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 CODCr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
な被酸化物質濃度を測定できる利点があるが、有害なCr
やHgの化合物を使用すること及び測定操作自体が CODMn
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 CODCr法の代替
法として簡便な CODMn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 CODMn法によって測定された
分析値が規準とされている。
この CODMn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 COD
Mn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、被酸化物質
濃度、銀添加量、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 C
ODMn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 CODMnにおいても、次のような
問題がある。即ち、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、ズーグレア等の微生物活
性が急激に衰退し処理効率が低下して処理水のBOD5、CO
DMn 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、CODMn 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 CODMn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
程度の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62−17813
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
の手段の開発に望まれていた。
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、高周波誘電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ができな
いという問題があった。
[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の鋭意検討を重
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
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。
本発明に採用される高周波誘電加熱装置は、高周波誘電
加熱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、例えば市販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。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、通常家庭用
に用いられる電子レンジ程度である。
[実施例] 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、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1は図示しない駆動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1の
回動は間欠的に行われる。即ち、A→B→C→D→E→
F→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は高周波誘電加熱装置で、市販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、及び第2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10を設けることであ
る。10A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1
2A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。
油圧ロッド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200 mlをサンプル載置部Aに載
置する。
三角フラスコにサンプルSa( ml)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〜 50mlであり、濃度の高いサンプ
ルの場合においては少量を上記範囲に希釈して用いる。
次いで蒸留水を加え、20 ml定容にする。蒸留水は自
動、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1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Bで(1+2) H2SO45 ml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
ことができる。
(3)次いで三角フラスコをサンプル台1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には別のサンプル入三角フラスコを載置する。
サンプル載置部Cで、塩化イオンの妨害を除くために、
20%AgNO5 mlを添加する。AgNO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ラー13を用いて行
う。14はスターラー固定台で、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1の回転によっ
てサンプル載置部D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Dで、N/40過マンガン酸カリウム(KMnO
4)溶液 10mlをオートビューレットの使用によって添加
する。
サンプル載置部Dにもスターラー13と同様のスターラ
ーを設け撹拌する。
(5)次いでサンプル載置部Eに至る。サンプル載置部
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の内部に挿入される。同時にミスト
補集手段のキャップ10Aが嵌合される。電子レンジの
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-511K 定格電圧 100 V 定格周波数 60 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。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、必要に応じて中和処理される。
(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(Na2C2O4)溶液を 10ml加える。
次いでサンプル載置部Gを経てHに至る。
サンプル載置部Hにおいて、速やかにN/40過マンガン酸
カリウム (KMnO4)溶液で自動滴定装置20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、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では下記の計算式によりCODE-Mn
算出する。
[本実施例の計算式] A :CODE-Mn a :滴定量 ml b :ブランクの滴定量 f :N/40KMnO4ファクター Sa:サンプル量 ml データ処理装置21には、JIS法のCOD値の変換ソ
フトとして相関関係プログラムが組み込れている。
本実施例では、例えば、特願昭62−17813号にお
いて求めた両測定法の実測値から求めた回帰式 y =
-5.2 + 1.02 x を利用して相関関係プログラムを組み
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、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10Aと吸引ダクト10を有
する構成であるが、これに加えて電子レンジ本体11内
を吸引する構成を付加してもよい。キャップ10A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
プル台が間欠移動する構成とすることが好ましいが、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
であるが、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1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ができる。即ち同図に示
すように三角フラスコの上端を挾持するグリップ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
のコンパクト化が図れる。
[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 COD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
極力押えることができる。
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が比較的容易であり、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。
また挿入部が容易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。
さらにミスト補集手段が、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 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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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。
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