JPH07306195A - 海水のオキシダント成分の濃度測定装置及び濃度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オキシダント成分の濃度測定において、微孔
性の高分子膜による薄膜分離法を採用し、ＰＨ調整によ
り気相に移動させたオキシダントをガスセンサにより測
定することで、簡易にオキシダント成分の濃度測定を行
う。 【構成】 請求項１の濃度測定装置の構成は、試料水導
入口と試料水排出口とを設けた密閉容体を形成し、密閉
容体へは微孔性の高分子膜の壁面を形成すると共に該高
分子膜の外側に測定室を形成させ、測定室へガスセンサ
を配設させ、試料水導入口へは高分子膜の壁面に向けて
試料水を吐出させる接触管を設けた濃度測定装置におい
て、試料水導入口へ接続する試料水の導入側配管路へＰ
Ｈ調整部を設け、請求項２の濃度測定方法は、請求項１
に記載の濃度測定装置において、測定の前処理工程にお
いてＰＨ調整部で試料水のＰＨを調整することにより、
試料水中の所望のオキシダント成分を測定室内の気相中
に移動させ、その際のガスセンサによる測定値に基づい
て濃度測定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オゾンを用いた海水の
殺菌処理後の残留オキシダントの濃度測定を行う海水の
オキシダント成分の濃度測定装置及び濃度測定方法に関
するものであり、詳細には、海水から採取させた試料水
中の残留オキシダントを微孔性の高分子膜を介して気相
中に移動させて半導体素子等のガスセンサにより測定
し、その測定値に基づいて試料水中のオキシダント濃度
を測定するオキシダント成分の濃度測定装置及び濃度測
定方法に関する。

【０００２】

【従来技術】一般に、水中のアンモニア、亜硝酸、有機
物等の有害成分の除去や殺菌等にオゾンが極めて有効で
あることが知られている。

【０００３】ところが、海水利用のプラントや水産生物
の飼育等において、この種の処理を行った場合、被処理
水である海水中に含まれる臭素イオン等とオゾンが反応
して有害成分であるオキシダントが生成されることか
ら、この残留オキシダントを、例えば、チオ硫酸ソーダ
等の中和剤を添加して亜硫酸カルシウムとして除去した
り、活性炭を充填した除去管内を通過させる等の方法に
より除去する必要があり、これに伴い、例えば、活性炭
の劣化を監視するために、処理水中のオキシダントの濃
度を測定することが極めて重要となっている。

【０００４】従来のオキシダントの濃度測定方法として
は、ヨウ化カリウムを添加して残留オキシダントから遊
離したヨウ素を光学測定する中性ヨウ化カリウム法、酸
化還元電極により電位差を計測する電量法、エチレンガ
スを使用する化学発光法、また、紫外線吸収法等が公知
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の公知
の濃度測定方法は、各種の要因による影響を受けるため
に、装置構成が複雑化するものであり、大型化やコスト
高を免れない等の問題があった。

【０００６】

【課題を解決する手段】本発明は、上記の事由に鑑み
て、微孔性の高分子膜による薄膜分離法を採用して簡易
構造の濃度測定装置の提供を試みた。

【０００７】即ち、本発明の濃度測定装置は、試料水中
のオキシダント成分が試料水のＰＨを調整することによ
り、微孔性の高分子膜を介して気相中に移動することに
着目したものである。例えば、水中の分子状臭素は、弱
酸性域や高濃度の臭素水中で存在する。塩素のように塩
化臭素は大きな加水分解定数を有しているので、水処理
工程におけるような低濃度では分子状態で存在しない。
分子状臭素と次亜臭素酸との存在比は、次式のようにＰ
Ｈ値と臭化物濃度の両者に依存する。

【０００８】log（Ｂｒ₂）／ＨＯＢｒ＝log（Ｂｒイオ
ン）−ＰＨ＋８．２４

【０００９】従って、試料水中のＰＨ値を調整すること
により、分子状臭素または次亜臭素酸を気相中に移動す
ることができる。

【００１０】このため、本発明では、密閉容体内に高分
子膜で仕切られた測定室を設け、この測定室内に設けた
半導体素子構造等のガスセンサで、気相移動させた試料
水中のオキシダント成分を測定させることにより、簡易
な装置構成で連続的なオキシダント成分の濃度測定を可
能にしたのである。

【００１１】

【発明の目的】本発明の目的は、この種のオキシダント
成分の濃度測定において、微孔性の高分子膜による薄膜
分離法を採用し、ＰＨ調整により気相に移動させたオキ
シダントをガスセンサにより測定することで、簡易にオ
キシダント成分の濃度測定を行うことである。

【００１２】

【発明の構成】本発明の特許請求の範囲の請求項１の構
成は、試料水導入口と試料水排出口とを設けた密閉容体
を形成し、密閉容体へは微孔性の高分子膜の壁面を形成
すると共に該高分子膜の外側に測定室を形成させ、測定
室へガスセンサを配設させ、試料水導入口へは高分子膜
の壁面に向けて試料水を吐出させる接触管を設けた濃度
測定装置において、試料水導入口へ接続する試料水の導
入側配管路へＰＨ調整部を設けた構成であり、請求項２
の構成は、特許請求範囲の請求項１に記載の濃度測定装
置において、測定の前処理工程においてＰＨ調整部で試
料水のＰＨを調整することにより、試料水中の所望のオ
キシダント成分を測定室内の気相中に移動させ、その際
のガスセンサによる測定値に基づいて濃度測定を行う構
成である。

【００１３】

【実施例】斯る目的を達成した本発明を以下の実施例の
図面により説明する。

【００１４】図１は、本発明に係る濃度測定装置の全体
概要図であり、図２は、本発明の濃度測定装置の具体的
な構造を示す概要図である。

【００１５】本発明に係るオキシダントは、中性ヨウ化
カリウム等のハロゲン化アルカリ金属溶液からヨウ素を
遊離し得る酸化物質の総称を示す。

【００１６】本発明の濃度測定装置は、図１に図示の如
く、試料水導入口１ａと試料水排出口１ｂとを設けた密
閉容体１を形成し、該密閉容体１へは微孔性の高分子膜
２の壁面を形成すると共に該高分子膜２の外側に測定室
３を形成させ、該測定室３へガスセンサ４を配設させ、
前記試料水導入口１ａへは高分子膜２の壁面に向けて試
料水Ａを吐出させる接触管５を設けた濃度測定装置にお
いて、前記試料水導入口１ａへ接続する試料水Ａの導入
側配管路７ａへＰＨ調整部８を設けたことを要旨とす
る。

【００１７】即ち、請求項１に記載のオキシダントの濃
度測定装置は、測定用のフローセルの役割を果たすもの
として、底面等の下方辺に試料水導入口１ａを設けると
共に側面等の上方辺に試料水排出口１ｂを設けた適宜形
状の密閉容体１を形成させたものである。

【００１８】前記密閉容体１の試料水導入口１ａはポン
プ装置等を配設させた試料水Ａの導入側配管路７ａに接
続されると共に試料水排出口１ｂは試料水Ａの排出側配
管路７ｂに接続されており、試料水Ａ中のオキシダント
濃度の測定は、前記試料水導入口１ａから試料水排出口
１ｂに向けて試料水Ａを連続的に流入させ乍ら、後述す
る測定室３内に配設させたガスセンサ４により行われ
る。また、前記試料水Ａの導入側配管路７ａにはＰＨ調
整部８が設けられている。

【００１９】前記測定室３は、例えば、密閉容体１の上
面を内部側に膨出させた気密空間として形成させるもの
で、該測定室３の底面へは水等の液体は通過させさない
がオキシダント等の気体を透過させるＰＴＦＥ等の微孔
性の薄膜から成る高分子膜２の壁面を形成させると共
に、測定室３の空間部へは表示装置６等と接続させた半
導体素子構造等のガスセンサ４を配設させたものであ
る。

【００２０】前記ガスセンサ４は、抵抗器等を用いた解
析回路、制御回路等へ電気的に接続させた、例えば、Ｓ
ｎＯ₂、ＺｎＯ、Ｆｅ₂Ｏ₂等の金属酸化物半導体から成
り、該ガスセンサ４の表面へオキシダントが接触すると
電気抵抗値（電気伝導率）が変化するものである。

【００２１】本発明の濃度測定装置は、前記密閉容体１
の内部の試料水Ａ中に溶存するオキシダント成分を微孔
性の高分子膜２を介して測定室３内の気相中に移動させ
ると共にオキシダント成分の接触により変化したガスセ
ンサ４の電気抵抗値に基づいて濃度を測定させるもので
あるが、この高分子膜２の表面に気泡が蓄積すると、試
料水Ａ中のオキシダントが測定室３内の気相中へ円滑に
移動せず、その結果、測定値にバラツキが生じる等の精
度の低下を招く。

【００２２】この為、本発明の濃度測定装置において
は、前記試料水導入口１ａへ前記高分子膜２の近傍に排
出口を配置した接触管５を設け、試料水Ａの密閉容体１
内への導入時には高分子膜２の壁面に向けて試料水Ａを
吐出させて高分子膜２上の気泡発生を防止させたもので
ある。

【００２３】本発明の濃度測定装置の具体的な装置構造
は、図２に示されている。

【００２４】図２の濃度測定装置は、主として、密閉容
体１と高分子膜２の壁面及び測定室３を形成するための
汎用の筒状継手３ａ及びキャップ体３ｂとで構成されて
いる。

【００２５】前記密閉容体１は、例えば、円筒状の容器
本体と該容器本体の上面開口部及び底面開口部へ環状リ
ング等の適宜なシール手段を介して嵌合させた蓋体等か
ら成り、該上面の蓋体の一部へ略円形状の貫通孔を形成
し、該貫通孔へ適宜なシール手段を介して筒状継手３ａ
を挿入固定させたものであり、図２及び図３の実施例で
は、貫通孔へ螺子部を形成し、該螺子部へ筒状継手３ａ
の螺子部を螺入させて固定したものである。

【００２６】前記筒状継手３ａは、密閉容体１の内部側
と成る一方の管端部の外周面に螺子部を備えた汎用の合
成樹脂製の管継手等で形成されると共に、該筒状継手３
ａの螺子部へ螺合可能なキャップ体３ｂを形成して、該
筒状継手３ａとキャップ体３ｂとを着脱自在に固定させ
たものである。

【００２７】前記密閉容体１の外部側と成る他方の管端
部から胴部内の空間部へは外部に配設された表示手段６
と接続させた半導体素子構造のガスセンサ４を配設させ
ると共に、該他方の管端部を適宜手段により密閉させ、
前記キャップ体３ｂと筒状継手３ａの胴部で囲まれた空
間部を測定室３として用いたものである。

【００２８】前記キャップ体３ｂの先端面には開口部が
形成されており、該キャップ体３ｂを前記筒状継手３ａ
へ螺合させる際に、シート状の微孔性の高分子膜２をキ
ャップ体３ｂと筒状継手３ａの間に挾み込んで、キャッ
プ体３ｂの開口部を高分子膜２で閉塞させることによ
り、前記測定室３へ高分子膜２の壁面を形成させるもの
である。

【００２９】この構造の濃度測定装置は、高分子膜２を
配設したキャップ体３ｂが筒状継手３ａに対して着脱可
能であるため、経時の使用で高分子膜２が劣化した際に
は、キャップ体３ｂを取り外して高分子膜２を交換する
だけで良く、メンテナンスが容易である等の利点があ
る。

【００３０】

【作用】本発明は、以上の如く構成した濃度測定装置を
使用することにより、極めて簡易に試料水Ａ中のオキシ
ダント成分を測定することができるものであり、以下に
その濃度測定方法を説明する。

【００３１】先ず、導入側配管路７ａからは、オゾン等
により処理された後の海水がポンプ装置を介して試料水
Ａとして導入される。この試料水Ａには、海水に含有さ
れる臭素イオン等とオゾンが接触反応して、オキシダン
トが生成されている。

【００３２】次に、前記試料水ＡのＰＨを硫酸等を用い
たＰＨ調整部８で調整させる。これにより、試料水Ａの
オキシダント成分は高分子膜２を介して測定室３内の気
相中に移動する。この際のＰＨ値は、測定対象とするオ
キシダント成分の種類によって決定される。

【００３３】次に、測定室３内のオキシダント成分は、
ガスセンサ４により測定され、この際の測定値に基づい
て試料水Ａ中のオキシダント成分の濃度測定が行われ
る。

【発明の効果】本発明の濃度測定装置及び濃度測定方法
は、試料水中のオキシダント成分を密閉容体に設けた微
孔性の高分子膜を介して気相中に移動させ、これを半導
体素子構造等のガスセンサにより測定させるので、従来
の濃度測定装置の如く、測定値に影響を与える各種要因
の干渉がなく、また、装置構成をより簡略化させて低コ
ストを実現することができるので、この種のオキシダン
ト成分の濃度管理を必要とする海水のオゾン処理プラン
ト等を有効に運転させることのできる画期的で且つ有意
義な発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る濃度測定装置の全体概要図であ
る。

【図２】本発明の濃度測定装置の具体的な構造を示す概
要図である。

【符号の説明】

Ａ 試料水 １ 密閉容体 １ａ 試料水導入口 １ｂ 試料水排出口 ２ 高分子膜 ３ 測定室 ３ａ 筒状継手 ３ｂ キャップ体 ４ ガスセンサ ５ 接触管 ６ 表示装置 ７ａ 導入側配管路 ７ｂ 排出側配管路 ８ ＰＨ調整部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料水導入口と試料水排出口とを設けた密
   閉容体を形成し、該密閉容体へは微孔性の高分子膜の壁
   面を形成すると共に該高分子膜の外側に測定室を形成さ
   せ、該測定室へガスセンサを配設させ、前記試料水導入
   口へは高分子膜の壁面に向けて試料水を吐出させる接触
   管を設けた濃度測定装置において、前記試料水導入口へ
   接続する試料水の導入側配管路へＰＨ調整部を設けたこ
   とを特徴とする海水のオキシダント成分の濃度測定装
   置。
2. 【請求項２】特許請求範囲の請求項１に記載の濃度測定
   装置において、測定の前処理工程において前記ＰＨ調整
   部で試料水のＰＨを調整することにより、試料水中の所
   望のオキシダント成分を測定室内の気相中に移動させ、
   その際のガスセンサによる測定値に基づいて濃度測定を
   行うことを特徴とする海水のオキシダント成分の濃度測
   定方法。