JP5586972B2 - Nitrite nitrogen measuring method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、フローセルを用い電気化学測定法を検出系としてフローインジェクション分析法により溶液中の亜硝酸性窒素を測定する方法及び測定する装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for measuring nitrite nitrogen in a solution by flow injection analysis using an electrochemical measurement method as a detection system using a flow cell.
水質総量規制制度は産業の集中、人口の増加等の影響で汚濁の著しい東京湾等の広域な閉鎖性水域を対象に、環境基準の確保を図るため、当該水域に流入する上流県等の内陸部からの負荷、生活排水等を含めた汚濁源について、汚濁負荷量の総量を統一的かつ効果的に削減することを目的として制定された。この制度は、昭和53年の水質汚濁防止法の改正により導入され、昭和55年から化学的酸素要求量(Chemical Oxygen Demand:COD)を対象項目とし、実施されてきた。 The total water quality regulation system is inland in upstream prefectures, etc. that flow into the water area in order to secure environmental standards for wide-area closed water areas such as Tokyo Bay, which are highly polluted due to industrial concentration and population growth. It was established for the purpose of uniformly and effectively reducing the total amount of pollution load for pollution sources, including loads from the department and domestic wastewater. This system was introduced by the amendment of the Water Pollution Control Law in 1978, and has been implemented since 1975 with the subject of chemical oxygen demand (COD).
その結果、東京湾に係る汚濁負荷量は着実に削減されてきたが、CODの環境基準の達成率は満足できる状況にはなく、また、赤潮等の窒素、リンに起因する富栄養化に伴う問題も発生していることから、従来のCODに加えて新たに窒素含有量及びリン含有量も対象とした総量規制が実施されている。 As a result, the pollution load related to Tokyo Bay has been steadily reduced, but the achievement rate of COD environmental standards is not satisfactory, and accompanying eutrophication due to nitrogen and phosphorus such as red tide Since problems also occur, in addition to the conventional COD, a total amount regulation for nitrogen content and phosphorus content has been newly implemented.
そのため、窒素含有量及びリン含有量を連続的にモニタリングする必要があり、特にリンに関して、特許文献1には、溶解性リンを精度良く、連続的に測定できる装置が提案されている。
Therefore, it is necessary to continuously monitor the nitrogen content and the phosphorus content, and particularly regarding phosphorus,
窒素は広く存在し、自然水中にも含まれているが、水中に窒素が増加するのは、食品、し尿、肥料等に多量に含まれているため、生活排水、工場排水、農業排水等の混入に由来する場合が多い。 Nitrogen is widely present and is also contained in natural water. However, nitrogen increases in water because it is contained in food, human waste, fertilizer, etc. Often comes from contamination.
窒素は生物の増殖活動に重要な役割を果たしており、排水の生物処理に関わる微生物にとって必須の元素である。しかし、窒素は湖沼、海域等の富栄養化を促進する一因とされており、水中の窒素化合物の増加は好ましくない。 Nitrogen plays an important role in biological growth activities and is an essential element for microorganisms involved in biological treatment of wastewater. However, nitrogen is considered to be a cause of promoting eutrophication of lakes, marshes and the like, and an increase in nitrogen compounds in water is not preferable.
上記のような排水中の窒素除去方法として、非特許文献1に示される生物学的硝化脱窒法がある。
As a method for removing nitrogen in waste water as described above, there is a biological nitrification denitrification method described in Non-Patent
生物学的硝化脱窒法について説明する。まず好気条件下において硝化細菌の働きにより水中のアンモニアを亜硝酸や硝酸とする。生じた硝酸、亜硝酸は脱窒細菌の働きにより、NO3 -→NO2 -→NO→N2O→N2の順で還元されて窒素ガスとして除去される。 The biological nitrification denitrification method will be described. First, ammonia in water is converted into nitrous acid or nitric acid by the action of nitrifying bacteria under aerobic conditions. The produced nitric acid and nitrous acid are reduced in the order of NO 3 − → NO 2 − → NO → N 2 O → N 2 and removed as nitrogen gas by the action of denitrifying bacteria.
この生物学的硝化脱窒プロセスの制御については、非特許文献1に次のように記載されている。「窒素除去プロセスについては、硝化や脱窒反応をセンサを用いてモニタリングする技術がある程度確立されており、それを応用した技術開発が活発である。アンモニアの測定法としてイオン電極法、硝酸・亜硝酸の測定として紫外線吸光度法が主に用いられる。」
この記載にあるようなアンモニア性窒素のモニタリング用計測装置としては、HACH社アンモニア分析装置AMTAXsc等がある。硝酸・亜硝酸性窒素のモニタリング用計測装置としては、HACH社UV式硝酸計NITRATAX等がある。これは硝酸+亜硝酸イオン濃度を測定するものである。また、アンモニア性窒素と硝酸性窒素のイオン電極式モニタリング用計測装置として、WTW社VARiONシステムがある。このように水処理プロセス監視制御用で、アンモニア性窒素及び硝酸性窒素をモニタリングできる計測装置はあるが、亜硝酸性窒素単独をモニタリングするものはない。
As a measuring device for monitoring ammonia nitrogen as described in this description, there is an ammonia analyzer ANTAXsc manufactured by HACH. As a measuring device for monitoring nitric acid / nitrite nitrogen, there is a UV type nitric acid meter NITRATAX manufactured by HACH. This measures the nitric acid + nitrite ion concentration. Further, there is a WTW VARiON system as an ion electrode type monitoring device for monitoring ammonia nitrogen and nitrate nitrogen. As described above, there is a measuring device for monitoring and controlling ammonia treatment nitrogen and nitrate nitrogen for water treatment process monitoring, but there is no device for monitoring nitrite nitrogen alone.
生物学的硝化脱窒プロセスの制御は、上記のモニタリング技術を用いて、硝化反応、脱窒反応の終点を検出し酸素供給をオン・オフするという制御法が多く用いられている。 For controlling the biological nitrification / denitrification process, a control method is often used in which the end point of the nitrification / denitrification reaction is detected and the oxygen supply is turned on / off using the above-described monitoring technique.
硝化工程ではアンモニア性窒素を、亜硝酸性窒素を経由して硝酸性窒素まで好気条件下で酸化するのが一般的である。しかし、脱窒するためには、硝酸性窒素まで酸化する必要はなく、亜硝酸性窒素まで酸化すればよい。そのほうが亜硝酸性窒素を硝酸性窒素に酸化するために必要な酸素供給を行う必要がなくなり、省エネルギーにつながる。 In the nitrification step, ammonia nitrogen is generally oxidized under aerobic conditions to nitrite nitrogen via nitrite nitrogen. However, in order to denitrify, it is not necessary to oxidize to nitrate nitrogen, and it is sufficient to oxidize to nitrite nitrogen. This eliminates the need to supply oxygen necessary to oxidize nitrite nitrogen to nitrate nitrogen, leading to energy saving.
しかし、水処理プロセスで亜硝酸性窒素をモニタリングできる技術がないため、必要酸素供給量は増えるものの、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化するのが一般的である。 However, since there is no technology that can monitor nitrite nitrogen in the water treatment process, it is common to oxidize ammonia nitrogen to nitrate nitrogen, although the required oxygen supply is increased.
水中の亜硝酸性窒素をモニタリングできる計測装置があれば、上記のような生物学的硝化脱窒法において、アンモニア性窒素が亜硝酸性窒素に酸化された段階を検出できるため、現状より省エネルギー運転が可能となる。 If there is a measurement device that can monitor nitrite nitrogen in water, the biological nitrification and denitrification method as described above can detect the stage in which ammonia nitrogen is oxidized to nitrite nitrogen, so energy-saving operation can be performed from the current level. It becomes possible.
また、近年新しい生物学的窒素除去法として、非特許文献2に示すような嫌気性アンモニア酸化による窒素除去法が提案されている。
In recent years, a nitrogen removal method by anaerobic ammonia oxidation as shown in Non-Patent
嫌気性アンモニア酸化の反応は、NO2 -がNH2OHに還元され、還元されたNH2OHとNH4 +とからN2H4が生成し、最終的にN2ガスに脱窒される。化学量論的には次式で表される。
NH4 ++1.32NO2 -+0.066HCO3 -+0.13H+
→1.02N2+0.26NO3 -+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O
嫌気性アンモニア酸化法では、嫌気性アンモニア酸化菌が独立栄養性の脱窒素反応を行うので水素供与体としての有機炭素源を不要とし、排水中のNH4 +の半量をNO2 -に酸化すればよいので酸素供給量を削減でき、余剰汚泥発生量も低減できる。嫌気性アンモニア酸化プロセスの適用は窒素濃度が高い排水に適している。
The reaction of the anaerobic ammonium oxidation, NO 2 - is reduced to NH 2 OH, N 2 H 4 is produced from NH 2 OH and which is reduced NH 4 + and is denitrified to finally N 2 gas . In terms of stoichiometry, it is represented by the following formula.
NH 4 + + 1.32NO 2 − + 0.066HCO 3 − + 0.13H +
→ 1.02N 2 + 0.26NO 3 − + 0.066CH 2 O 0.5 N 0.15 + 2.03H 2 O
The anaerobic ammonium oxidation, since anaerobic ammonium oxidizing bacteria perform denitrification of autotrophic and unnecessary organic carbon source as the hydrogen donor, the NH 4 + half of the waste water NO 2 - by oxidation Therefore, the amount of oxygen supply can be reduced, and the amount of excess sludge generated can be reduced. Application of anaerobic ammonia oxidation process is suitable for wastewater with high nitrogen concentration.
また、嫌気性アンモニア酸化法は、従来の生物学的硝化脱窒法に比べて窒素除去速度が非常に速い。非特許文献3の記載に、従来型の生物学的硝化脱窒法と嫌気性アンモニア酸化処理の設計負荷条件を比較しているが、硝化プロセス、脱窒プロセスともに嫌気性アンモニア酸化処理の設計負荷のほうが1オーダー大きな値となっていることが示されている。また、非特許文献4の記載にあるように、嫌気性アンモニア酸化細菌は、その基質である亜硝酸性窒素の濃度によっては活性を阻害されることがある。
In addition, the anaerobic ammonia oxidation method has a very high nitrogen removal rate compared with the conventional biological nitrification denitrification method. In the description of Non-Patent
上記のような嫌気性アンモニア酸化処理プロセスではアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素から脱窒するため、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素のモニタリングがプロセス監視制御において重要になる。このプロセスの処理対象となる水の亜硝酸性窒素は高濃度であり、プロセスの結果である処理水の亜硝酸性窒素は低濃度になる。したがって、本プロセスでの亜硝酸性窒素モニタリングは広い濃度範囲で可能なほうが有利となる。しかも、迅速に測定できることが望まれている。 In the anaerobic ammonia oxidation treatment process as described above, denitrification is performed from ammonia nitrogen and nitrite nitrogen. Therefore, monitoring of ammonia nitrogen and nitrite nitrogen is important in process monitoring control. The nitrite nitrogen in the water to be treated in this process has a high concentration, and the nitrite nitrogen in the treated water resulting from the process has a low concentration. Therefore, it is advantageous that nitrite nitrogen monitoring in this process is possible over a wide concentration range. Moreover, it is desired to be able to measure quickly.
水中の亜硝酸性窒素の測定法としては、ナフチルエチレンジアミン吸光光度法、イオンクロマトグラフ法がある(非特許文献5)。ナフチルエチレンジアミン吸光光度法は、試料にスルファニルアミドを加え、これを亜硝酸イオンによってジアゾ化し、N−1−ナフチルエチレンジアミンを加えて生じる赤い色のアゾ化合物の吸光度を測定して亜硝酸イオンを定量するものである。この方法による定量範囲は亜硝酸イオンとして0.6〜6μg、繰返し分析精度は変動係数で3〜10%である。イオンクロマトグラフ法の定量範囲は亜硝酸イオンとして0.5〜40mg/L、繰返し分析精度は変動係数で2〜10%である。 Methods for measuring nitrite nitrogen in water include naphthylethylenediamine absorptiometry and ion chromatography (Non-Patent Document 5). In the naphthylethylenediamine spectrophotometry method, sulfanilamide is added to a sample, this is diazotized with nitrite ions, and N-1-naphthylethylenediamine is added to measure the absorbance of the red colored azo compound to quantify nitrite ions. Is. The quantification range by this method is 0.6 to 6 μg as nitrite ion, and the repeat analysis accuracy is 3 to 10% in terms of coefficient of variation. The quantification range of the ion chromatograph method is 0.5 to 40 mg / L as nitrite ion, and the repeated analysis accuracy is 2 to 10% as a coefficient of variation.
その他、公定法ではないが、ラボ用測定方法として、株式会社東興化学研究所の亜硝酸イオンメータTiN−9003がある(非特許文献6)。 In addition, although not an official method, there is a nitrite ion meter TiN-9003 from Toko Chemical Laboratory Co., Ltd. as a measurement method for laboratories (Non-patent Document 6).
非特許文献6によると、このイオンメータは、隔膜電極方式の亜硝酸イオン測定専用メータである。サンプルのpHが1.5以下になると亜硝酸イオンは亜硝酸に変化する。亜硝酸は隔膜を通過して電極内部に入り、亜硝酸の濃度に応じて電解液のpHを変化させる。隔膜式亜硝酸イオン電極は、このpH変化を測定して亜硝酸イオン濃度を検出する。サンプルにpH調整剤を滴下するだけの簡単な操作で、より速く、安定した亜硝酸イオンの測定が可能と記載されている。なお、亜硝酸イオンメータTiN−9003の測定範囲は0.2〜460mg/Lである。
According to Non-Patent
この亜硝酸イオンメータは、測定範囲はナフチルエチレンジアミン法やイオンクロマトグラフ法に比べて広い。しかし、試料水を容器に採水し、これにpH調整剤を添加後、電極を浸してスターラーで攪拌しながら測定しなければならないため、有人での測定が基本となり、時間も要する。 This nitrite ion meter has a wider measurement range than the naphthylethylenediamine method and ion chromatograph method. However, sample water must be collected in a container, and after adding a pH adjuster, the electrode must be immersed and measured while stirring with a stirrer, so measurement by manned is fundamental and time is required.
一方、フローインジェクション分析法は、液体が連続して流れる中へ液体サンプルを注入することに基づく方法である。 On the other hand, the flow injection analysis method is a method based on injecting a liquid sample into a liquid flowing continuously.
試薬溶液と測定に影響を与えない蒸留水等のキャリアー液の2本の流路を設け、試料水をキャリアー液の流れに導入する方式が一般的な構成である。 A method of providing two flow paths for a reagent solution and a carrier liquid such as distilled water that does not affect the measurement and introducing the sample water into the flow of the carrier liquid is a common configuration.
これに対して、試薬溶液の代わりに試料水とキャリアー液を一定流速で流し、試薬溶液をキャリアー液の流れに導入する逆フローインジェクション分析法と呼ばれる方法や、高価な試薬を使用する場合には、試薬溶液をキャリアー液の流れに導入した後、検出器のところで一端、流れを停止するストップトフロー方式や単一の試料水流路に対して複数のキャリアー液、試薬溶液の流路を設けて多成分の分析を行う方法等さまざまな方法が提案されている(非特許文献7)。 On the other hand, in the case of using a method called reverse flow injection analysis method in which sample water and carrier liquid are flowed at a constant flow rate instead of the reagent solution and the reagent solution is introduced into the carrier liquid flow, or an expensive reagent is used. After introducing the reagent solution into the carrier liquid flow, at the detector, provide a stopped-flow system that stops the flow, and a plurality of carrier liquid and reagent solution flow paths for a single sample water flow path. Various methods such as a method of analyzing multiple components have been proposed (Non-Patent Document 7).
フローインジェクション分析法は可動部分が少なく、細管中を溶液側が移動することで測定を行えることが特徴であるため装置化が容易である。 The flow injection analysis method has few moving parts, and is characterized in that the measurement can be performed by moving the solution side in the narrow tube, and therefore it is easy to make an apparatus.
また、電気化学測定法は、高速、高感度な測定法であることから食品分野・医療分野等の各分野で広く用いられている。電気化学測定法は、化学反応を用いる方法と比較して、操作が簡便である点で優れた測定方式である。電気化学測定で用いられている方法には、ボルタンメトリのように測定用電極に一定の電位を印加して保持し、流れる電流の変化を検出する測定方法、ポーラログラフィのように測定用電極の電位変化を検出する測定方法等、各種の測定法が用いられ、いずれも測定用電極に流れる電流や測定用電極の電位変化を検出して測定を行っている。 Electrochemical measurement methods are widely used in various fields such as the food field and the medical field because they are high-speed and high-sensitivity measurement methods. The electrochemical measurement method is an excellent measurement method in that the operation is simpler than the method using a chemical reaction. Methods used in electrochemical measurement include a measurement method that applies and holds a constant potential to the measurement electrode, such as voltammetry, and detects changes in the flowing current, and a potential of the measurement electrode, such as polarography. Various measurement methods such as a measurement method for detecting a change are used, and each of them measures the current flowing in the measurement electrode and the potential change of the measurement electrode.
しかしながら、現在の亜硝酸性窒素の測定法では、水処理プロセスからの採水から亜硝酸性窒素の検出まで時間を要するため迅速さに欠ける。また、イオンクロマトグラフ法では、亜硝酸性窒素の定量範囲の上限が40mg/L程度と低いので、亜硝酸性窒素が高濃度の場合には、試料水を希釈して測定しなければならない。 However, current measurement methods for nitrite nitrogen lack timeliness because it takes time from water collection from the water treatment process to detection of nitrite nitrogen. In the ion chromatographic method, since the upper limit of the nitrite nitrogen determination range is as low as about 40 mg / L, when the nitrite nitrogen has a high concentration, the sample water must be diluted and measured.
特に、嫌気性アンモニア酸化処理プロセスは、窒素除去速度が従来の生物学的硝化脱窒法に比べて非常に速く、処理時間が短い。また、正常な処理プロセスが亜硝酸性窒素の濃度によっては阻害されるおそれもある。したがって、より迅速に亜硝酸性窒素濃度測定し、処理プロセスを制御することが求められている。 In particular, the anaerobic ammonia oxidation treatment process has a very high nitrogen removal rate and a short treatment time compared to the conventional biological nitrification denitrification method. Also, normal processing may be hindered by the concentration of nitrite nitrogen. Therefore, it is required to measure the nitrite nitrogen concentration more quickly and control the treatment process.
上記課題を解決するため、本発明では、測定可能な亜硝酸性窒素濃度範囲が広く、迅速かつ高精度に測定できる亜硝酸性窒素測定方法及びその装置を提供することを目的とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a nitrite nitrogen measuring method and apparatus capable of measuring a nitrite nitrogen concentration range wide and capable of being measured quickly and with high accuracy.
上記目的を達成する本発明の亜硝酸性窒素測定方法は、試料水と、硫酸溶液、塩酸溶液、クエン酸溶液、酢酸溶液、硝酸溶液のいずれかの酸性試薬溶液と、を混合させた反応溶液を、当該試薬溶液をキャリアー液として所定の速度でフローセルに供給し、前記フローセルに配置した作用電極と対極との間に、前記作用電極の電位がAg/AgCl参照電極に対して270〜480mVとなるように電圧を印加して、前記作用電極と対極との間を流れる電流または電荷に基づいて前記試料水中の亜硝酸性窒素濃度を測定することを特徴としている。 The nitrite nitrogen measuring method of the present invention that achieves the above object is a reaction solution in which sample water and an acidic reagent solution of any one of a sulfuric acid solution, a hydrochloric acid solution, a citric acid solution, an acetic acid solution, and a nitric acid solution are mixed. The reagent solution is supplied as a carrier liquid to the flow cell at a predetermined speed, and the potential of the working electrode is 270 to 480 mV with respect to the Ag / AgCl reference electrode between the working electrode and the counter electrode arranged in the flow cell. A voltage is applied so that the nitrite nitrogen concentration in the sample water is measured based on a current or a charge flowing between the working electrode and the counter electrode .
また、上記目的を達成する本発明の亜硝酸性窒素測定装置は、試料水に、硫酸溶液、塩酸溶液、クエン酸溶液、酢酸溶液、硝酸溶液のいずれかの酸性試薬溶液を混合させた反応溶液が、当該試薬溶液をキャリアー液として所定の速度で導入されるフローセルと、該フローセルに配置される作用電極と対極との間に、前記作用電極の電位がAg/AgCl参照電極に対して270〜480mVとなるように電圧を印加して、前記作用電極と対極との間を流れる電流または電荷に基づいて、前記試料水中の亜硝酸性窒素濃度を測定する測定手段と、を備えたことを特徴としている。 The nitrite nitrogen measuring apparatus of the present invention that achieves the above object is a reaction solution in which a sample water is mixed with an acidic reagent solution of a sulfuric acid solution, a hydrochloric acid solution, a citric acid solution, an acetic acid solution, or a nitric acid solution. However , the potential of the working electrode is 270 to 270 with respect to the Ag / AgCl reference electrode between the flow cell introduced with the reagent solution as a carrier liquid at a predetermined rate, and the working electrode and the counter electrode arranged in the flow cell. A measuring means for applying a voltage of 480 mV and measuring a nitrite nitrogen concentration in the sample water based on a current or a charge flowing between the working electrode and the counter electrode. It is said.
したがって、以上の発明によれば、迅速かつ高精度に溶液中の亜硝酸性窒素の濃度を測定することができる。 Therefore, according to the above invention, the concentration of nitrite nitrogen in the solution can be measured quickly and with high accuracy.
本発明は、連続的に、迅速かつ高精度に自動測定できる亜硝酸性窒素測定方法とその装置に関するものである。以下、本発明の実施形態に係る亜硝酸性窒素測定装置を例示して本発明の亜硝酸性窒素測定方法、及び亜硝酸性窒素測定装置について詳細に説明するが、本発明の亜硝酸性窒素測定方法、及び亜硝酸性窒素測定装置は、実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を損なわない範囲で適宜設計変更可能である。 The present invention relates to a nitrite nitrogen measuring method and apparatus capable of automatic measurement continuously and rapidly with high accuracy. Hereinafter, the nitrite nitrogen measuring device and the nitrite nitrogen measuring device of the present invention will be described in detail by exemplifying the nitrite nitrogen measuring device according to the embodiment of the present invention. The measurement method and the nitrite nitrogen measuring device are not limited to the embodiment, and can be appropriately changed in design as long as the effects of the present invention are not impaired.
(実施形態1)
図1に示された、本発明の実施形態1に係る亜硝酸性窒素測定装置1は、フローインジェクション分析によって亜硝酸性窒素濃度を測定する。フローインジェクション分析は、試薬溶液とキャリアー液を一定流量で流し、この流れの中に測定対象の試料水を導入して測定する方法である。試料水としては例えば下水処理場や食品製造業、繊維工業、化学工業等の製造業から排出された廃水等が挙げられる。
(Embodiment 1)
The nitrite
亜硝酸性窒素測定装置1は、試薬溶液として硫酸溶液が供される。フローインジェクション分析手段2は、インジェクションバルブ3と混合器4とフローセル5とを備える。フローインジェクション分析手段2によって試料水中の亜硝酸性窒素濃度を電気化学的に測定する。
The nitrite
亜硝酸性窒素測定装置1へ供する試薬溶液として、硫酸溶液を例示したが、酸性溶液なら問題なく、塩酸溶液、クエン酸溶液、酢酸溶液、硝酸溶液等が利用できる。
A sulfuric acid solution is exemplified as the reagent solution to be supplied to the nitrite
インジェクションバルブ3はキャリアー液と試薬溶液又は試料水とを注入するための注入手段である。図示されたインジェクションバルブ3は六方ロータリーバルブタイプである。インジェクションバルブ3には流路として細管31〜35が接続されている。細管31はポンプP2によって供給されたキャリアー液を注入するための流路を構成する管である。細管32はポンプP3によって供給された試料水を注入するための流路を構成する管である。細管33はサンプルループを構成した管である。細管34は試料水を含んだキャリアー液を混合器4に供給するための流路を構成した管である。細管35はサンプルループ(細管33)からオーバーフローした試料水をドレイン部であるドレイン瓶7に移送するための管である。
The
インジェクションバルブ3は、キャリアー液と試料水とを注入する形態となっているが、キャリアー液と試薬溶液とを注入するような形態にしてもよい。また、前記注入手段の形態は、インジェクションバルブ3のような六方ロータリーバルブタイプに限定されず、例えば注射器タイプや比例インジェクタータイプ等が挙げられる。
The
混合器4は前記キャリアー液と前記試薬溶液と前記試料水とを混合する。混合器4としては電気化学検出を用いたフローインジェクション分析に供されている既知の混合器を用いればよい。混合器4には細管34と細管41、42が接続されている。細管41はポンプP1によって供給された試薬溶液を注入するための流路を構成する管である。細管42は混合器4から供給された試料水及び試薬を含んだキャリアー液をフローセル5に注入するための流路を構成する管である。これら、化学反応にかかわる細管部等は、適宜加温装置(図示省略)で加温することにより反応速度を高めることができる。その結果、さらなる測定の迅速化を図ることができる。
The
フローセル5には細管42を介して供されたキャリアー液等をドレイン瓶7に移送するための細管51が接続されている。
Connected to the
また、フローセル5の内部は、作用電極と参照電極と対極及び電解液から構成される。本発明の実施形態である亜硝酸性窒素測定装置1のフローセル5の内部の作用電極はグラッシーカーボン、参照電極はAg/AgCl、対極はSUS316等からなる。この作用電極、参照電極、対極等の各電極の種類は、上記各電極等の組合せに限定されるものではなく、測定に支障がない種類・組合せを適宜選択する。
Moreover, the inside of the
フローセル5は、ポテンショスタット8によって参照電極に対する作用電極の電圧を一定に保ちながら、混合器4から供給されたキャリアー液に含まれた試料水と試薬溶液との反応に基づき生ずる作用電極と対極間の電流変化を検出する。
The
参照電極に対する作用電極の印加電圧は、270〜480mVとした。ただし、印加電圧の範囲はこの範囲に限定されるものではなく、測定に支障がない値に適宜設定される。電気化学測定法としては、クーロメトリー、クロノアンペロメトリー等を用いる。 The applied voltage of the working electrode with respect to the reference electrode was 270 to 480 mV. However, the range of the applied voltage is not limited to this range, and is appropriately set to a value that does not hinder measurement. As an electrochemical measurement method, coulometry, chronoamperometry, or the like is used.
また、フローセル5や亜硝酸性窒素測定装置1内部や設置環境等の温度が図示省略の計測装置により計測され、計測された計測信号がコンピュータ9へ送信される。
Further, the temperature inside the
本発明の亜硝酸性窒素測定装置1の試薬溶液として、硫酸濃度が0.6〜60mL/Lの硫酸溶液を調製した。ただし、硫酸溶液の硫酸濃度はこの範囲に限定されるものではなく、測定に支障がない値に適宜設定される。
A sulfuric acid solution having a sulfuric acid concentration of 0.6 to 60 mL / L was prepared as a reagent solution for the nitrite
また、キャリアー液は純水を使用する。ただし、該キャリアー液は、試料水及び試薬溶液に対して不活性であれば、純水でなくとも超純水やフッ素系不活性液体等を使用すればよい。 The carrier liquid uses pure water. However, as long as the carrier liquid is inactive with respect to the sample water and the reagent solution, ultrapure water or a fluorine-based inert liquid may be used instead of pure water.
亜硝酸性窒素測定装置1の動作例について図1を参照しながら説明する。試薬溶液、キャリアー液及び試料水はそれぞれポンプP1、P2及びP3により、一定速度で各ポンプに接続された細管へと送液される。試料水は、ポンプP3によりドレイン部(ドレイン瓶7)まで送液される。サンプル瓶6内の試料水はポンプP3によって細管32を介してインジェクションバルブ3に供給される。インジェクションバルブ3とサンプルループの細管33とで計量された試料水はインジェクションバルブ3の経路切替により細管31を介して供されたキャリアー液の流れに乗って細管33、34を介して混合器4に供給される。このとき、試料水に含まれる亜硝酸性窒素は細管41を介して注入された試薬溶液と反応する。この反応液は細管42を介してフローセル5に到達すると、試料水中の亜硝酸性窒素濃度に応じた電流がフローセル5で測定される。フローセル5で測定される電流は、反応温度等の影響を受け変化する。そのため、ポテンショスタット8による電極間電圧制御下において、フローセル5で亜硝酸性窒素濃度に対して計測される電流は、コンピュータ9に入力され積分処理されるとともに、温度計測値による補正等の演算処理の後に、亜硝酸性窒素濃度計測値として表示される。そして、この亜硝酸性窒素濃度計測値は、生物処理プロセス制御用の伝送出力等として外部出力される。
An example of the operation of the nitrite
フローセル5を経由した試薬溶液及び試料水を含んだキャリアー液は細管51を介して廃液としてドレイン瓶7に導かれる。
The carrier liquid containing the reagent solution and the sample water that has passed through the
図2はフローインジェクション分析法で測定された電流のパターンを示した特性図である。図2は試料水として亜硝酸性窒素標準液を用い、同一濃度の亜硝酸性窒素標準液を6分間隔で繰返し3回ずつ測定した結果である。 FIG. 2 is a characteristic diagram showing a current pattern measured by a flow injection analysis method. FIG. 2 shows the results obtained by measuring a nitrite-nitrogen standard solution of the same concentration as sample water and measuring the same concentration of nitrite-nitrogen standard solution three times at intervals of 6 minutes.
図3〜図9を参照して、測定条件の試薬溶液中の硫酸濃度について検討した結果を示す。 With reference to FIGS. 3-9, the result of having examined about the sulfuric acid concentration in the reagent solution of measurement conditions is shown.
図1の亜硝酸性窒素測定装置1において、表1に示した条件で硫酸濃度が0.6〜60mL/Lとなるように試薬を調製し、試料水の測定を行った。試料水としては0、100、200、300mg−N/Lの亜硝酸性窒素標準液を用い、インジェクションバルブ3から注入して測定した。
In the nitrite
図3は、試薬溶液中の硫酸濃度と最大電流の関係(亜硝酸性窒素標準液200mg−N/Lの場合)を示したものである。図3のように試薬溶液中の硫酸濃度が高いほど最大電流は高くなった。
FIG. 3 shows the relationship between the sulfuric acid concentration in the reagent solution and the maximum current (in the case of nitrite
図4〜図9は、図1の亜硝酸性窒素測定装置1において、表1の条件で試薬溶液として硫酸溶液の濃度が0.6〜60mL/Lである場合に、0〜300mg−N/Lの亜硝酸性窒素標準液濃度に対してフローセル5で測定した電流値から算出した電気量(mC)を示す。なお、図4〜図9に表記された図の縦軸はフローセル5で測定された電流値に基づいて算出される電気量(mC)、図の横軸は試料水の亜硝酸性窒素濃度(mg−N/L)である。
4 to FIG. 9 show that when the concentration of the sulfuric acid solution as the reagent solution is 0.6 to 60 mL / L in the nitrite
図4〜図9から明らかなように、試薬溶液中の硫酸濃度が0.6〜60mL/Lの場合、0〜300mg−N/Lの濃度範囲の亜硝酸性窒素が測定できた。 As is apparent from FIGS. 4 to 9, when the sulfuric acid concentration in the reagent solution was 0.6 to 60 mL / L, nitrite nitrogen in a concentration range of 0 to 300 mg-N / L could be measured.
試薬の使用量は少ないほうがランニングコストが安くなり好ましい。また、本装置での測定廃液はpHが低く、処分の際に中和が必要になるが、その場合を考えても測定に用いる硫酸濃度は低いほうが、ランニングコストが安くなり、さらに好ましい。試薬溶液中の硫酸濃度は測定精度の許容できる範囲で低い濃度を設定する。 It is preferable that the amount of reagent used is small because the running cost is low. In addition, the measurement waste liquid in this apparatus has a low pH and needs to be neutralized at the time of disposal. Considering such a case, it is more preferable that the sulfuric acid concentration used for the measurement is low because the running cost is low. The sulfuric acid concentration in the reagent solution is set to a low concentration within the allowable range of measurement accuracy.
図10〜図18に、測定条件のうち印加電圧について検討した結果を示す。 10 to 18 show the results of examining the applied voltage among the measurement conditions.
図1の亜硝酸性窒素測定装置1において、表2の条件で硫酸溶液を試薬溶液とし、インジェクションバルブ3から試料水として0、100、200、300、400、500mg−N/Lの亜硝酸性窒素標準液を注入し、印加電圧は270mV〜480mVまで変化させ、フローセル5で電流値を測定し、電流値から電気量を算出した。
In the nitrous acid
図10は、印加電圧と測定した電流値から算出した電気量の関係(亜硝酸性窒素標準液濃度100mg−N/Lの場合)を示す特性図である。この印加電圧の範囲では、印加電圧が増加するに伴って、電流値から算出した電気量は減少した。 FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the applied voltage and the amount of electricity calculated from the measured current value (when the nitrite nitrogen standard solution concentration is 100 mg-N / L). In this applied voltage range, the amount of electricity calculated from the current value decreased as the applied voltage increased.
図11〜図18は、図1の亜硝酸性窒素測定装置1において、表2の条件で印加電圧を270〜480mVとし、0〜500mg−N/Lの亜硝酸性窒素標準液濃度に対してフローセル5で測定した電流値から算出した電気量(mC)を示す。
11 to FIG. 18 show that in the nitrite
図11〜図18に示された決定係数(R2)がいずれもR2>0.9であるので、表2の条件において、印加電圧270〜480mVの範囲で精度よく測定できることを示している。印加電圧は感度等に影響するので、測定に支障のない範囲内で適宜設定される。 Since the determination coefficients (R 2 ) shown in FIGS. 11 to 18 are all R 2 > 0.9, it is shown that the measurement can be performed accurately in the range of the applied voltage of 270 to 480 mV under the conditions of Table 2. . Since the applied voltage affects sensitivity and the like, it is appropriately set within a range that does not hinder measurement.
図19〜図25に、試薬溶液及びキャリアー液の流速について検討した結果を示す。 19 to 25 show the results of studying the flow rates of the reagent solution and the carrier liquid.
図1の亜硝酸性窒素測定装置1において、表3の条件で、インジェクションバルブ3から試料水として0〜500mg−N/Lの亜硝酸性窒素標準液を注入し、フローセル5で測定した電流値から電気量を算出した。試薬溶液及びキャリアー液の流速は、0.3〜1.2mL/分の範囲で変化させた。
In the nitrite
図19〜図24は、硫酸溶液を試薬溶液とし、インジェクションバルブから試料水として0〜500mg−N/Lの亜硝酸性窒素標準液を注入し、試薬溶液及びキャリアー液の流速を0.3〜1.2mL/分に変化させ、フローセル5で測定した電流値から電気量(mC)を算出した結果である。
19 to 24, a sulfuric acid solution is used as a reagent solution, a 0-500 mg-N / L nitrite nitrogen standard solution is injected as sample water from an injection valve, and the flow rates of the reagent solution and the carrier solution are 0.3- This is the result of calculating the amount of electricity (mC) from the current value measured by the
図19に、試薬溶液及びキャリアー液の流速と測定した電流値から算出した電気量の関係(亜硝酸性窒素標準液濃度100mg−N/Lの場合)を示す。表3に示す試薬及びキャリアー液の流速範囲では、流速が遅いほど電気量が増加した。 FIG. 19 shows the relationship between the flow rate of the reagent solution and the carrier liquid and the amount of electricity calculated from the measured current value (in the case of a nitrite nitrogen standard solution concentration of 100 mg-N / L). In the flow rate range of the reagent and carrier liquid shown in Table 3, the amount of electricity increased as the flow rate decreased.
図20〜図24は、図1の亜硝酸性窒素測定装置1において、表3の条件で試薬溶液及びキャリアー液の流速を0.3〜1.2mL/分の範囲で変化させ、0〜500mg−N/Lの亜硝酸性窒素標準液において、フローセル5で測定した電流値から電気量(mC)を算出した結果である。
20 to 24 show the nitrite-
図20〜24に示された決定係数(R2)がいずれもR2>0.9であるので、表3の条件において、キャリアー液の流速が0.3〜1.2mL/分の範囲で亜硝酸性窒素濃度が測定できることを示している。 Since the determination coefficients (R 2 ) shown in FIGS. 20 to 24 are all R 2 > 0.9, the flow rate of the carrier liquid is within the range of 0.3 to 1.2 mL / min under the conditions in Table 3. It shows that nitrite nitrogen concentration can be measured.
また、図25は、試薬溶液及びキャリアー液の流速が0.45mL/分及び1.2mL/分における測定電流のパターンを示す特性図である。図25のように流速が遅いほど、電流変化パターンがブロードになる。また、流速が遅いほうが、電流が検出される時間が長くなる。反応液の流速が速くなると測定電流の時間変化パターンはシャープになり、前記流速が遅くなるとブロードになる。フローインジェクション分析法では一般に流速は測定の感度等に影響するので、流速は、測定に支障のない範囲内で適宜設定される。 FIG. 25 is a characteristic diagram showing a pattern of measurement current when the flow rates of the reagent solution and the carrier liquid are 0.45 mL / min and 1.2 mL / min. As shown in FIG. 25, the slower the flow rate, the broader the current change pattern. Also, the slower the flow rate, the longer the time for detecting the current. When the flow rate of the reaction solution is increased, the time change pattern of the measurement current becomes sharper, and when the flow rate is decreased, it is broader. In the flow injection analysis method, since the flow velocity generally affects the sensitivity of measurement, the flow velocity is appropriately set within a range that does not hinder measurement.
前記流速は混合器内において硫酸を含む試薬溶液と試料水との化学反応に影響するとともにフローセル5内の作用電極上での酸化還元反応に影響する。
The flow rate affects the chemical reaction between the reagent solution containing sulfuric acid and the sample water in the mixer, and also affects the redox reaction on the working electrode in the
試薬溶液及びキャリアー液の使用量は少ないほうがランニングコストを抑えることができるため、流速が遅いほうが好ましい。一方、流速を遅くすることにより電流が計測される時間が長くなるため、1回の計測に要する測定間隔が長くなる。流速は、測定精度、測定間隔の許容できる範囲内でできるだけ遅く設定するほうがよい。 Since the running cost can be reduced when the amount of the reagent solution and the carrier liquid used is small, it is preferable that the flow rate is low. On the other hand, since the time during which the current is measured becomes longer by slowing down the flow rate, the measurement interval required for one measurement becomes longer. The flow rate should be set as late as possible within the allowable range of measurement accuracy and measurement interval.
図26、27に、試料量について検討した結果を示す。 26 and 27 show the results of studying the sample amount.
図1の亜硝酸性窒素測定装置1において、表4の条件で試料水として100mg−N/Lの亜硝酸性窒素標準液をインジェクションバルブ3から50、100、200、400、600μLの試料量で注入し、フローセル5で電流値を測定し、電気量を算出した。
In the nitrite-
図26は、試料量(μL)と測定した電流値から算出した電気量(mC)の関係を示した特性図である。なお、図26には試料量200μLでの電気量とゼロ点(0、0)を結んだ線を直線で記してある。 FIG. 26 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of sample (μL) and the amount of electricity (mC) calculated from the measured current value. In FIG. 26, a line connecting the amount of electricity at a sample amount of 200 μL and the zero point (0, 0) is indicated by a straight line.
図26に示すように、試料量が大きいほど電気量が大きくなるが、表4の条件では電気量は試料量に比例しているわけではない。試料量50、100、200μLの電気量は前述の直線に沿っている。一方、試料量400、600μLの電気量はこの直線より下方に位置しているが、硫酸濃度、試料量、試薬とキャリアー液の流速等の測定条件を最適化すれば直線上に乗ってくると考えられる。 As shown in FIG. 26, the larger the sample amount, the larger the amount of electricity. Under the conditions in Table 4, the amount of electricity is not proportional to the sample amount. The amount of electricity of sample amounts 50, 100, and 200 μL is along the above-mentioned straight line. On the other hand, the sample quantities of 400 and 600 μL are located below the straight line. However, if the measurement conditions such as sulfuric acid concentration, sample quantity, flow rate of the reagent and carrier liquid are optimized, it will be on the straight line. Conceivable.
図27に、試料量100μL、600μLでの電流測定パターンを示す。試料量が大きいほど最大電流が大きくなり、電流が測定される時間が長くなる。 FIG. 27 shows current measurement patterns with sample amounts of 100 μL and 600 μL. The larger the sample amount, the larger the maximum current, and the longer the time during which the current is measured.
この結果から、電気量が試料量に比較的比例している範囲で、かつ電気量ができるだけ大きい試料量として、200μLを選定して試験を行った。ただし、試料量は、この値に限定されるものではなく、測定に支障がない範囲で適宜選定される。 From this result, a test was conducted by selecting 200 μL as a sample amount in which the amount of electricity is relatively proportional to the amount of sample and the amount of electricity is as large as possible. However, the amount of sample is not limited to this value, and is appropriately selected within a range that does not hinder measurement.
図28に、測定範囲について検討した結果を示す。 FIG. 28 shows the results of studying the measurement range.
図1の亜硝酸性窒素測定装置1において、表5の条件で0〜20mg−N/Lの亜硝酸性窒素標準液を試料水として、インジェクションバルブ3から200μLの試料量を注入し、フローセル5で電流値を測定し、電気量を算出した。
In the nitrite-
図28は、亜硝酸性窒素標準液の濃度(0〜20mg−N/L)と電流値から算出した電気量との関係を示す特性図である。 FIG. 28 is a characteristic diagram showing the relationship between the concentration of nitrite nitrogen standard solution (0 to 20 mg-N / L) and the amount of electricity calculated from the current value.
図28の決定係数(R2)が0.996と高く、表5の条件において亜硝酸性窒素濃度が20mg−N/L以下の範囲でも測定できることを示している。 The coefficient of determination (R 2 ) in FIG. 28 is as high as 0.996, indicating that measurement can be performed even in the range where the nitrite nitrogen concentration is 20 mg-N / L or less under the conditions in Table 5.
図29に、亜硝酸性窒素測定装置1による測定値の再現性について示す。図29は、図1の亜硝酸性窒素測定装置1において、表6の条件で亜硝酸性窒素標準液100mg−N/Lを6分間隔で測定した結果である。
In FIG. 29, the reproducibility of the measured value by the nitrite
図29から、53回の測定値の変動係数は0.7%となり良好な再現性で測定できることが示された。 FIG. 29 shows that the coefficient of variation of 53 measurement values is 0.7%, which can be measured with good reproducibility.
本発明に係る亜硝酸性窒素測定方法による、各種窒素形態の選択性について検討した結果を説明する。 The result of having examined the selectivity of various nitrogen forms by the nitrite nitrogen measuring method according to the present invention will be described.
図1の亜硝酸性窒素測定装置1において、表7の条件で、硝酸性窒素、アンモニア性窒素、亜硝酸性窒素及び3種類の窒素形態の混合液の4種類の試料水を調製し測定した。その測定結果を図30に示す。
In the nitrite
硝酸性窒素、アンモニア性窒素、亜硝酸性窒素及び3種類の窒素形態の混合液に対して、亜硝酸性窒素のみ測定された。 Only nitrite nitrogen was measured for nitrate nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite nitrogen and a mixture of three nitrogen forms.
したがって、各種窒素形態に対して、本発明に係る測定方法は、亜硝酸性窒素を選択的に測定できることが確認できた。 Therefore, it was confirmed that the measurement method according to the present invention can selectively measure nitrite nitrogen with respect to various nitrogen forms.
次に、本発明に係る亜硝酸性窒素測定法と公定法(ナフチルエチレンジアミン吸光光度法)との比較試験結果について説明する。 Next, a comparative test result between the nitrite nitrogen measuring method and the official method (naphthylethylenediamine absorptiometry) according to the present invention will be described.
図1の亜硝酸性窒素測定装置1において、表8の条件で、活性汚泥脱水ろ液の亜硝酸化処理水及び無機合成廃水の亜硝酸化処理水を適宜希釈して試料水として測定した。また、公定法でも同一試料水を測定した。その結果を図31に示す。
In the nitrite
本発明の測定結果と公定法による測定結果との相関が高く、かつ、回帰直線の傾きが1.00となり、両測定法による測定値に誤差はほとんど無く高精度に測定できることが示された。 The correlation between the measurement result of the present invention and the measurement result by the official method is high, and the slope of the regression line is 1.00, which shows that the measurement value by both measurement methods has almost no error and can be measured with high accuracy.
(実施形態2)
図32に示された、本発明の実施形態2に係る亜硝酸性窒素測定装置10は、フローインジェクション分析によって亜硝酸性窒素濃度を測定する。本発明の実施形態2に係る亜硝酸性窒素測定装置10は、フローインジェクション分析において、試薬溶液を一定流量で流し、この流れの中に測定対象の試料水を導入して測定すること以外は、本発明の実施形態1に係る亜硝酸性窒素測定装置1と同様方法により分析を行うものである。したがって、測定条件や使用する試薬の種類等は実施形態1で説明した亜硝酸性窒素測定装置1と同様であり、亜硝酸性窒素測定装置10において亜硝酸性窒素測定装置1と同様のものについては同様の符合を付し、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
The nitrite
亜硝酸性窒素測定装置10は、試薬溶液として硫酸溶液が供される。フローインジェクション分析手段11は、インジェクションバルブ3とフローセル5とを備える。フローインジェクション分析手段11によって試料水中の亜硝酸性窒素濃度を電気化学的に測定する。
The nitrite
インジェクションバルブ3は試薬溶液に試料水を注入するための注入手段である。図示されたインジェクションバルブ3は六方ロータリーバルブタイプである。インジェクションバルブ3には流路として細管32、33、35、43、44が接続されている。細管43はポンプP4によって供給された試薬溶液を注入するための流路を構成する管である。細管32はポンプP3によって供給された試料水を注入するための流路を構成する管である。細管33はサンプルループを構成した管である。細管44は試料水を含んだ試薬溶液をフローセル5に供給するための流路を構成した管である。細管35はサンプルループ(細管33)からオーバーフローした試料水をドレイン部であるドレイン瓶7に移送するための管である。
The
前記注入手段の形態は、インジェクションバルブ3のような六方ロータリーバルブタイプに限定されず、例えば注射器タイプや比例インジェクタータイプ等を用いればよい。
The form of the injection means is not limited to the six-way rotary valve type such as the
化学反応にかかわる細管部(例えば、細管44)等は、適宜加温装置(図示省略)で加温することにより反応速度を高めることができる。その結果、さらなる測定の迅速化を図ることができる。 The reaction rate can be increased by appropriately heating a thin tube part (for example, the thin tube 44) involved in the chemical reaction with a heating device (not shown). As a result, it is possible to further speed up the measurement.
フローセル5には細管44を介して供された試薬溶液や試料水をドレイン瓶7に移送するための細管51が接続されている。
Connected to the
また、フローセル5の内部は、作用電極と参照電極と対極及び電解液から構成される。本発明の実施形態である亜硝酸性窒素測定装置10のフローセル5の内部の作用電極はグラッシーカーボン、参照電極はAg/AgCl、対極はSUS316等からなる。この作用電極、参照電極、対極等の各電極の種類は、上記各電極等の組合せに限定されるものではなく、測定に支障がない種類・組合せを適宜選択する。
Moreover, the inside of the
フローセル5は、ポテンショスタット8によって参照電極に対する作用電極の電圧を一定に保ちながら、細管44から供給された試料水と試薬溶液との反応に基づき生ずる作用電極と対極間の電流変化を検出する。
The
参照電極に対する作用電極の印加電圧は、270〜480mVとした。ただし、印加電圧の範囲はこの範囲に限定されるものではなく、測定に支障がない値に適宜設定される。電気化学測定法としては、クーロメトリー、クロノアンペロメトリー等を用いる。 The applied voltage of the working electrode with respect to the reference electrode was 270 to 480 mV. However, the range of the applied voltage is not limited to this range, and is appropriately set to a value that does not hinder measurement. As an electrochemical measurement method, coulometry, chronoamperometry, or the like is used.
また、フローセル5や亜硝酸性窒素測定装置10内部や設置環境等の温度は図示省略の計測器により計測され、計測された計測信号がコンピュータ9へ送信される。
Further, the temperature inside the
本発明の亜硝酸性窒素測定装置10の試薬溶液として、硫酸濃度が0.3〜30mL/Lの硫酸溶液を調製した。ただし、硫酸溶液の硫酸濃度はこの範囲に限定されるものではなく、測定に支障がない値に適宜設定される。
A sulfuric acid solution having a sulfuric acid concentration of 0.3 to 30 mL / L was prepared as a reagent solution of the nitrite
亜硝酸性窒素測定装置10の動作例について図32を参照しながら説明する。試薬溶液はポンプP4により、一定速度で細管44へ送液される。サンプル瓶6内の試料水はポンプP3によって細管32を介してインジェクションバルブ3に供給され、ドレイン部(ドレイン瓶7)まで送液される。インジェクションバルブ3とサンプルループの細管33とで計量された試料水は、インジェクションバルブ3の経路切替により細管43を介して供された試薬溶液の流れに乗って細管33、44を介してフローセル5に供給される。このとき、試料水に含まれる亜硝酸性窒素は試薬溶液と反応する。この反応液は細管44を通過してフローセル5に到達すると、試料水中の亜硝酸性窒素濃度に応じた電流がフローセル5で測定される。フローセル5で測定される電流は、反応温度等の影響を受け変化する。そのため、ポテンショスタット8による電極間電圧制御下において、フローセル5で亜硝酸性窒素濃度に対して計測される電流は、コンピュータ9に入力され積分処理されるとともに、温度計測値による補正等の演算処理の後に、亜硝酸性窒素濃度計測値として表示される。そして、この亜硝酸性窒素濃度計測値は、生物処理プロセス制御用の伝送出力等として外部出力される。
An example of the operation of the nitrite
フローセル5を経由した試薬溶液及び試料水を含んだキャリアー液は細管51を介して廃液としてドレイン瓶7に導かれる。
The carrier liquid containing the reagent solution and the sample water that has passed through the
実施形態1に係る亜硝酸性窒素測定装置1と同様に、実施形態2に係る亜硝酸性窒素測定装置10によれば、水中の0〜500mg−N/Lの亜硝酸性窒素を希釈することなく測定できることが実験で確認された。
Similarly to the nitrite
実施形態2に係る亜硝酸性窒素測定装置10によれば、キャリアー液を流通させるための配管とポンプが不要であるため、装置部品点数を削減でき、亜硝酸性窒素測定装置10を簡略化することができる。また、ポンプの数を削減することで、削減したポンプの流量変動による測定精度の低下が起こらないので、亜硝酸性窒素測定装置10の測定精度が向上する。さらに、測定に必要な溶液(試薬溶液、試料水)の数が2つとなるため、溶液を格納するための容器の数を減らすことができ、溶液の補充等の作業が軽減される。
According to the nitrite
以上、実施形態1、2で示したように、本発明の亜硝酸性窒素測定方法及び亜硝酸性窒素測定装置によれば、水処理プロセスで亜硝酸性窒素をモニタリングできるとともに、亜硝酸性窒素濃度の計測信号を用いたプロセス制御により、生物学的硝化脱窒法による廃水処理の省エネルギー運転が可能となる。
As described above, as shown in
また、本発明の亜硝酸性窒素測定装置は、水中の0〜500mg−N/Lの亜硝酸性窒素を希釈することなく測定することが可能である。さらに、迅速に精度よく、無人で連続的に測定することができる。 Moreover, the nitrite nitrogen measuring apparatus of this invention can measure without diluting 0-500 mg-N / L nitrite nitrogen in water. Furthermore, it is possible to measure quickly and accurately, unattended and continuously.
したがって、本発明の亜硝酸性窒素測定装置を、高い亜硝酸性窒素含有水を処理する嫌気性アンモニア酸化処理プロセスの監視制御に用いることが可能となる。 Therefore, the nitrite nitrogen measuring device of the present invention can be used for monitoring and controlling an anaerobic ammonia oxidation process for treating high nitrite nitrogen-containing water.
1、10…亜硝酸性窒素測定装置
2、11…フローインジェクション分析手段
3…インジェクションバルブ
4…混合器
5…フローセル
6…サンプル瓶
7…ドレイン瓶
8…ポテンショスタット
9…コンピュータ(測定手段)
31〜35、41〜44、51…細管
DESCRIPTION OF
31-35, 41-44, 51 ... capillary
Claims (2)
を特徴とする亜硝酸性窒素測定方法。 Supply a reaction solution, which is a mixture of sample water and an acidic reagent solution of sulfuric acid solution, hydrochloric acid solution, citric acid solution, acetic acid solution, or nitric acid solution, to the flow cell at a predetermined rate using the reagent solution as a carrier solution. Then , a voltage is applied between the working electrode arranged in the flow cell and the counter electrode so that the potential of the working electrode is 270 to 480 mV with respect to the Ag / AgCl reference electrode, and the working electrode and the counter electrode are A method for measuring nitrite nitrogen, comprising measuring a nitrite nitrogen concentration in the sample water based on a current or a charge flowing between them.
該フローセルに配置される作用電極と対極との間に、前記作用電極の電位がAg/AgCl参照電極に対して270〜480mVとなるように電圧を印加して、前記作用電極と対極との間を流れる電流または電荷に基づいて、前記試料水中の亜硝酸性窒素濃度を測定する測定手段と、を備えたこと
を特徴とする亜硝酸性窒素測定装置。 A reaction cell in which an acidic reagent solution of any one of a sulfuric acid solution, a hydrochloric acid solution, a citric acid solution, an acetic acid solution, and a nitric acid solution is mixed with sample water is introduced into the flow cell at a predetermined rate using the reagent solution as a carrier liquid. ,
A voltage is applied between the working electrode and the counter electrode between the working electrode and the counter electrode so that the potential of the working electrode is 270 to 480 mV with respect to the Ag / AgCl reference electrode. And a measuring means for measuring a nitrite nitrogen concentration in the sample water based on a current or a charge flowing through the nitrite nitrogen measuring device.
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