JPS6244662A - 水中の窒素化合物の分析装置 - Google Patents

水中の窒素化合物の分析装置

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JPS6244662A
JPS6244662A JP18402485A JP18402485A JPS6244662A JP S6244662 A JPS6244662 A JP S6244662A JP 18402485 A JP18402485 A JP 18402485A JP 18402485 A JP18402485 A JP 18402485A JP S6244662 A JPS6244662 A JP S6244662A
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JP
Japan
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water
sample water
sample
ozonized air
cleaning
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JP18402485A
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English (en)
Inventor
Satoshi Nishikata
西方 聡
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は工場、事業所等からの廃水、あるいは河川、
湖沼等の環境水中に含有される微量の窒素化合物の分析
装置に係り、詳細には水中の窒素化合物をオゾン化空気
により硝酸イオンに酸化分解し、次いでこの硝酸イオン
を定量することにより水中の窒素化合物量を測定する分
析装置に係り、特にオゾン化空気洗浄水の補充あるいは
交換を必要としない水中の窒素化合物の分析装置に関す
る。
〔従来技術とその問題点〕
近年、湖沼や内海等の閉鎖性水域において、窒素、リン
等による富栄養化が問題となっており、水道水の異臭味
の発生、魚貝類の死滅等の障害も発生している。このた
め環境庁では冨栄−y化防止対策の一環として昭和57
年12月に[湖沼の窒素、リン等に係る環境基準」をセ
4.示し、今後はさらに海域の環境基準、排水規制等の
告示も予定している。
これらの告示により水中の低濃度の窒素、リン等を++
’1度よく測定する必要があり、このうち窒素に関して
出願人はオゾン酸化法と紫外線吸光光度法の組み合わせ
からなる水中の窒素化合物の分析方法および装置を出願
中である。(特願昭59−34994号)。これは試料
水中にオゾンをアルカリ性の条件下で通気して試料水中
の窒素化合物を硝酸イオンに酸化分解し、次いで生成し
た硝酸イオンを紫外線吸光光度法で定量して水中の窒素
化合物量を求めようとしたもので、懸濁物質を含む水中
の微量の窒素化合物量を簡便に、しかも精度よ< /I
tl+定できる。
前述のオゾンは通常、酸素または空気を原料としてオゾ
ナイザ−で発生させることにより得られるが、このオゾ
ン濃度は原料としての酸素濃度の平方根にほぼ比例する
ことから、酸素を原料としたときには空気を原料とした
ときよりも約2倍のオゾン濃度が得られることになる。
しかし、酸素1         41高価7あ′″′
:′iらず・輸送・貯蔵等0問題も生じるため、オゾン
製造の原料として空気を用いることが多い。この場合、
空気の乾燥度が低いとオゾン発生効率が低下するため、
除湿してから使用される。また、原料空気中の窒素はオ
ゾナイザ−1’ 一部N z O5に酸化される。窒素
のN 20 sへの転換率は原料空気の乾燥度に依存し
、乾燥度が高いと転換率は小さくなるが、通学前られる
乾燥度ではN、O,、の生成は避けられない。
N20.は極めて水溶性が高く、次式に示されるように
水に)容けてNO3−になる。
Nz05−+−tr、O−2H’ +2NOff−従っ
て、前述において、試料水中の窒素化合物をN0ff−
に酸化分解するために、試料水中にオゾン化空気を直接
吹き込んだのではN 、 O、に起因するNo、−分だ
け正誤差を与える。このため、窒素化合物を酸化分解す
る前に、オゾン化空気をあらかしめ水洗いしてN z 
Osを除去しなければならない。
オゾン化空気を用いた水中の窒素化合物の分析装置とし
て、従来、第4図に示されるものが知られている。第4
図において、1はブロワ−12は除湿器、3はオゾナイ
ザ−14,18は切換えコック、5は洗浄ビン、6は反
応槽、7.8は散気管、9はオゾン分解炉、10.12
.14.15はポンプ、11はアルカリ剤供給タンク、
13は酸供給タンク、16は紫外線吸光光度計、17は
記録計、19.20.21.22.23はパルプである
。ここで、N20.除去のための水洗部分について説明
すると、オゾンの原料となる空気はプロワ−1で除湿器
2に送られて除湿された後、オゾナイザ−3でオゾン化
空気となる。このとき空気中の窒素の一部が酸化されて
N2O5になっている一NtOsを含むオゾン化空気は
切り換えコック4を通って洗浄ビン5内に吹き込まれて
水洗され、N x Osが除去される。
N 20 、が除去されたオゾン化空気は次いで反応槽
6内の試料水に一定時間散気され、窒素化合物をNo、
−に酸化分解する。
このようにして構成される従来装置では、乾燥度の高い
オゾン化空気が洗浄ビン5の出口でほぼ飽和濃度になる
ことから、洗浄ビン5中の洗浄水が次第に減少するとと
もに洗浄水中にNo、−の蓄積が起こる。
これを詳述すると、オゾンの原料空気は通常、露点−4
0℃以下に除湿されることがら原料空気の露点を一40
℃とすると、飽和湿度は1.17 X10−’kg/k
g (乾燥空気)と与えられる。また、水洗後のオゾン
化空気の温度を25℃とすると、飽和湿度は2.01 
X 10−2kg/kg (乾燥空気)となる。
したがって、乾燥空気1 kgを水洗すると、(2,0
1xio−”−1,l7X10−’) #2.00xl
O−2kg= 20 gc7)洗浄水が減少する。
今、オゾンによる試料水の酸化条件をオゾン化空気通気
量2.017分、■試料あたりの通気時間50分/試料
、1日当り24試料分析すると、1日当、りのオゾン化
空気量は2.400 A /日となる。一方、1 kg
の乾燥空気は25℃では約8431であるがら1日当り
の洗浄水の減少量は このようにして、従来の分析装置では減少した洗浄水を
頻繁に補充しなければならず、また、洗浄水中にNo3
−が次第に蓄積されて高濃度となることから、時々洗浄
水の交換も行わなければならず、したがって非常に手間
がかかるという欠点があった。
〔発明の目的〕
この発明の目的はオゾン化空気中のN20.を除去する
ための洗浄水の補充、交換を必要とせず、前述の公知技
術に存する欠点を改良した手間のかからない水中の窒素
化合物の分析装置を提供することにある。
〔発明の要点〕
前述の目的を達成するため、この発明によれば試料水導
入部、アルカリ剤供給部、オゾン化空気発生部、および
オゾン化空気洗浄部を備えた、試料水をアルカリ性の条
件下でオゾン化空気と接触させて試料水中の窒素化合物
を硝酸イオンに酸化分解する反応槽と、この反応槽に連
結され、前記酸化分解により生成された試料水中の硝酸
イオン(を定量して前記試料水中0窒素化合物量を測定
する硝酸イオン定量部とから構成された水中の窒素化合
物の分析装置において、前記反応槽とオゾン化空気洗浄
部とを導管等の液系配管で連結して反応槽中の酸化分解
終了後の試料水をオゾン化空気洗浄部に洗浄水として送
液し、洗浄水を分析毎に順次更新するようにしたことを
特徴とする。
オゾンによる酸化分解終了後の試料水はもともと含有し
ていた窒素化合物量に応したNO,−Lか含まないから
NOx−C度が低くまた一定時間オシンが通気されてい
るためオゾンと反応する物質を含まず、あるいは仮に含
むとしてもわずかであり、したがって水洗後のオゾン化
空気のオゾンl農度を低下させるようなことがなく、本
発明はこのような酸化分解終了後の試料水を洗浄水とし
て自動的に順次、補充、希釈するようにしたものである
〔発明の実施例〕
以下、本発明装置を示1図を用いて詳述する。
第1図は本発明にかかる分析装置の一具体例のフローシ
ートであって、指示番号l乃至23は全て第4図の従来
装置と同しであるが、■は試料水導入部であって、ポン
プ10を含み、導管を通じて反応槽6と連結され、■は
アルカリ剤供給部であって、アルカリ剤供給タンクとポ
ンプ12を含み、専管を通して反応槽6と連結され、■
はオゾン化空気発生部であって、ブロワ−1、除湿器2
、およびオゾナイザ−3を含み、洗浄ビン5およびこの
中に配置された、散気管7からなるオゾン化空気洗浄部
■を介し、導管を通して反応槽6とそれぞれ連結される
。また1、■は硝酸イオン定量部であって、ポンプ15
、紫外線吸光光度計16および記録計17を含み、専管
を通して反応槽6と連結され、酸化分解により生成した
試料水中の硝酸イオンを定量して前記試料中の窒素化合
物量を測定する。
本発明は上述の分析装置において、反応槽6とオゾン化
空気洗浄部■の洗浄ビン5とを立管25で連結して反応
槽6中の酸化分解終了後の試料水を洗浄ビン5に洗浄水
として送液することを特徴とする。24はバルブである
上述の本発明装置の作用を説明すると以下のとおりであ
る。まず、測定すべき試料水を試料水導入部■からポン
プ10の作動により反応槽6に一定量採取する。次いで
、アルカリ剤供給部■のアルカリ剤供給タンク11から
、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ剤をポンプ12
の作動により反応槽6内の試料水中に供給し、試料水の
PH値を約12に調整する。次いでバルブ19.20を
閉じた後、さらに反応槽6の試料水中にオゾン化空気を
オゾン化空気発生部■からオゾン化空気洗浄部■を通し
て通気して、試料中の窒素化合物をN Os−に酸化分
解する。
試料水をアルカリ性の条件下でオゾン化空気を通気する
のはオゾンによる窒素化合物の酸化をアルカリ性の条件
下で行わせた方が反応速度が大きいためである。第2図
はアンモニウムイオン(No、+)10曜−N/lの標
(1先液のP Hを2.5〜12.8の範囲で変化させ
、オゾンを60分間通気したときのN Ha ’のNO
1゛への分解率を示す。第2図から明白なように試料水
中のPMが4付近かうNF■4′はオゾンにより酸化分
解され、PH11以上ではNH,’90%以上が分解さ
れる。従って、水中の窒素化合物をオゾン分解するには
試料水のPHを11以上にすることが好ましい。
オゾン化空気は第1図のオゾン化空気発生部■に示され
るように空気をブロワ−1で除湿器2に送り、乾燥度高
めた後にオゾナイザ−3で発生させる。次に、このオゾ
ン化空気を洗浄ビン5中の洗浄水に散気管7から散気し
てN t Osを除去する。
このときの洗浄水は前回の分析でオゾン酸化された反応
槽6中の試料水である一NzOsが除去されたオゾン化
空気は反応槽6内の散気管8から試料水中に散気しされ
、試料水中の窒素化合物をN Oz −に酸化する。こ
のようにして試料水中に一定時間オシン化空気を通気し
て窒素化合物の酸化分解が完了したら、バルブ21を開
けて酸供給タンク13内の塩酸等の酸をポンプ14の作
動により反応槽6中の試料水中に供給し、試料水のPH
を2〜3に調整する。このPH副調整より試料水中に残
留する水酸化物等のコロイド粒子は溶解し、また、有機
物の分解によって生じた炭酸イオンは二酸化炭素として
放出される。
上述のようにして処理された試料水は次いで、硝酸イオ
ン定量部■で紫外部の吸光度を測定してN O3−が定
量される。すなわち、バルブ22が開けられて試料水は
ポンプ15の作動により紫外線吸光光度計16に送られ
て吸光度が測定される。この吸光度は記録計17に記録
され、例えば第3図に示されるN Oy−の検量線から
N Oz−の定量が行われ、試料水中の窒素化合物が求
められる。
次に、吸光度の測定に用いられなかったオゾン酸化分解
後の試料水はバルブ23.24を開けて導管25を通し
て洗浄ビン5に送られて前回の洗浄水を補充、希釈して
次回の分析のための新たな洗浄水となる。また、一定量
以上の洗浄水はオーバーフローしてバルブ24を通って
排液となる。このようにして、本発明では前回のオゾン
酸化分解後の試料水を洗浄水とするために、洗浄水には
すでにオゾンと反応する物質は含まれていないか、ある
いは含まれていたとしても極めてわずかであるため、水
洗後のオゾン化空気のオゾン濃度を低下させることなく
、乾燥度の高いオゾン化空気によって持ち去られた洗浄
水を補充することができる。また、N O3−濃度の低
いオゾン酸化分解後の試料水で洗浄水をI+li次希釈
するので、N Ox−の蓄積は生〔発明の効果〕 上述の本発明によれば、反応槽と洗浄ビンとを液系配管
で連結することによってオゾン酸化終了後の試料水を洗
浄ビンに送液して新たな洗浄水としたから、洗浄水の補
充を自動的に行うことができ、従来のように洗浄水を補
充する手間が省け、また、この洗浄水はオゾンと反応す
る物質が含まれないかあるいは極めて少ないため、オゾ
ン化空気のオゾン濃度を低下させない。さらに洗浄水中
のNO3−も分析毎に希釈しされるため、蓄積は起こら
ず、従来のように洗浄水の交換の手間もなくなった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一興体例のフローシートであり、
第2図はオゾン酸化によるN Ha ”の分解に及ぼす
PHの影響を示すグラフであり、第3図はNO,l−の
検it線を表わしたグラフであり、第4図は従来の分析
装置のフローシートである。 1・・ブロワ−12・・除湿器、 3・・オゾナイザ−15・・洗浄ビン 6・・反応槽、7.8・・llk気管、10.12.1
5・・ポンプ、 11・・アルカリ剤供給タンク、 16・・紫外線吸光光度計、17・・記録計25・・導
管、■・・試料水専人部、 ■・・アルカリ剤供給部、 ■・・オゾン化空気発生部 ■・・オゾン化空気洗浄部 ■・・硝酸イオン定量部、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 試料水導入部、アルカリ剤供給部、オゾン化空気発生部
    およびオゾン化空気洗浄部を備えた、試料水をアルカリ
    性の条件下でオゾン化空気と接触させて試料水中の窒素
    化合物を硝酸イオンに酸化分解する反応槽と、この反応
    槽に連結され、前記酸化分解により生成された試料水中
    の硝酸イオンを定量して前記試料水中の窒素化合物量を
    求める硝酸イオン定量部とから構成された水中の窒素化
    合物の分析装置において、前記反応槽とオゾン化空気洗
    浄部とを連結して反応槽中の酸化分解終了後の試料水を
    オゾン化空気洗浄部に洗浄水として送液することを特徴
    とする水中の窒素化合物の分析装置。
JP18402485A 1985-08-23 1985-08-23 水中の窒素化合物の分析装置 Pending JPS6244662A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS64461A (en) * 1987-03-09 1989-01-05 Minoru Tada Instrument for measuring nitrogen compound in water

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS64461A (en) * 1987-03-09 1989-01-05 Minoru Tada Instrument for measuring nitrogen compound in water

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