JP2005024408A - Instrument of measuring residual chlorine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料液中の残留塩素を、よう素や臭素に置換することなく直接検知する、いわゆる無試薬式の残留塩素測定装置に関する。
さらに詳しくは、試料液中のハロゲン化物イオン濃度に関わりなく、安定した残留塩素濃度測定が可能な残留塩素測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
塩素処理は、上水、下水、工業用水、排水、食品洗浄水、プール水等、種々の水に対して、これを消毒するために行われている。この塩素処理において使用される塩素剤は、消毒するために十分な量を消毒対象の水中に投入しなければならないが、あまり過剰に投入することは、環境に悪影響を及ぼしたり、人体に害を与えたりするため望ましくない。そこで、塩素剤を投入した水の残留塩素濃度を測定することが行われている。
【0003】
残留塩素には、塩素剤が水に溶けて生成する次亜塩素酸(遊離残留塩素)と、これがアンモニアと結合して生じるクロロアミン(結合塩素)とがあり、遊離残留塩素濃度と結合塩素濃度とを合わせたものが、全残留塩素濃度である。
【0004】
この残留塩素濃度を測定する手分析法としては、o−トリジン比色法(OT法)、ジエチル−p−フェニレンジアミン比色法(DPD法)、よう素滴定法等が用いられている。しかし、手分析法は煩雑であると共に測定データが間欠的にしか得られないため、従来から残留塩素測定装置が使用されている。この残留塩素測定装置は、いわゆる有試薬式残留塩素測定装置と無試薬式残留塩素測定装置とに分類される。
【0005】
有試薬式残留塩素測定装置とは、試料にヨウ化カリウム溶液(又は臭化カリウム溶液)を加え、残留塩素濃度に応じて遊離したよう素(又は臭素)が、対極に対して負の測定電圧がかけられている検知極によって電解還元を受け、よう素イオン(又は臭素イオン)となるときの還元電流(拡散電流)を増幅して残留塩素濃度を求めるものである。
【0006】
一方、無試薬式残留塩素測定装置とは、残留塩素をよう素等に置換せず、試料液中の残留塩素自体をそのまま電解還元させ、これにより検知極と対極との間に流れる酸化還元電流を検出して酸化還元電流を測定するものである。
無試薬式の残留塩素測定装置では、遊離残留塩素と結合塩素とが、感度差はあるものの共に検出されるが、上水においては残留塩素の大部分が遊離残留塩素のため、遊離残留塩素測定装置として使用されている。
最近では、この無試薬式残留塩素測定装置を、大部分の残留塩素が結合塩素である下水放流水に使用することも提案されている(特許文献1参照。)。
【0007】
この無試薬式の残留塩素測定装置は、基本的に試薬が不要なため、測定装置の構成が複雑にならない利点があるが、共存成分の影響を受けやすいという問題がある。中でも電解質、特に、塩化物イオン等のハロゲン化物イオンの影響を受けやすく、ハロゲン化物イオン濃度が大きく変動すると、ポーラログラムにおけるプラトー領域が変化してしまう。したがって、ハロゲン化物イオン濃度に応じた適切な測定電圧の設定が必要である。
そのため、ハロゲン化物イオン濃度に対応する電気伝導率を測定し、この電気伝導率の値から、適切な測定電圧を求めることが行われていた(特許文献2参照。)。特許文献2の装置は電気伝導率を自動的に測定する機能を有するため、サンプリングした試料液を持ち帰って測定する必要がないという特徴を有している。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−275214号公報
【特許文献2】
実用新案登録第2596034号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献2の装置では、電気伝導率測定を専用の電気伝導率センサを用いることなく行っているため、複雑な回路構成の装置とせざるを得なかった。
また、試料液の電気伝導率を自動的に連続測定しても、海水が混入する河口付近の下水放流水のように、ハロゲン化物イオン濃度が絶えず変動する試料液の場合、ハロゲン化物イオン濃度に応じた測定電圧をリアルタイムで印加することは困難である。そのため、ハロゲン化物イオン濃度が絶えず変動する試料液の残留塩素濃度を正確に連続測定することは困難であった。
【0010】
本発明は、上記事情に鑑みて、ハロゲン化物イオン濃度の変動にかかわらず、残留塩素濃度の正確な連続測定が可能で、しかも測定電圧を変えるなどの複雑な回路構成を要しない残留塩素測定装置を提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、対極の周囲にハロゲン化物イオンを含む電解質溶液層を形成し、この電解質溶液層を介して試料液と導通させることによって、試料液のハロゲン化物イオン濃度にかかわらず一定したプラトー領域が得られ、測定電圧を変えることなく残留塩素測定が可能となることを見出した。
本発明により上記課題が解決できるのは、対極の周囲のハロゲン化物イオン濃度を安定化することにより、対極の電位が安定するためであると推定される。
【0012】
すなわち、本発明は、試料液中の残留塩素濃度を測定する残留塩素測定装置であって、前記試料液中に浸漬される検知極と、該検知極に接する試料液を該検知極表面に対して相対的に流動させる液流発生手段と、前記試料液と電気的に導通する対極と、前記対極の周囲に、ハロゲン化物イオンを含む電解質溶液層を形成する電解質溶液層形成手段とを備え、前記試料液中の残留塩素が電解還元されることにより前記検知極と前記対極との間に流れる酸化還元電流を検出して、残留塩素濃度を測定することを特徴とする残留塩素測定装置を提供する。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明においては、塩素をよう素や臭素に置換することなく、塩素自体が還元されることによって、検知極と対極との間に流れる酸化還元電流を検出する。
本発明における検知極としては、金電極、金を主成分とする合金電極、白金電極、ガラス状炭素電極等が挙げられる。また、本発明における対極としては、銀/塩化銀電極、白金電極等が挙げられる。
検知極と対極との間に印加する測定電圧に特に限定はなく、組み合わせる検知極と対極の種類、及び遊離塩素と結合塩素のどちらを測定するか、等によって決まるプラトー領域内の電圧とすることが好ましい。
【0014】
たとえば、金電極の検知極と、銀/塩化銀電極の対極とを組み合わせて使用する場合は、検知極に、対極を基準として+100〜+400mVの測定電圧を印加することが好ましい。また、遊離塩素の測定を主目的とするのであれば、金電極の検知極と、銀/塩化銀電極の対極とを組み合わせて使用する場合、+200〜+300mVの測定電圧を印加することがより好ましい。また、結合塩素の測定を主目的とするのであれば、金電極の検知極と、銀/塩化銀電極の対極とを組み合わせて使用する場合、+100〜+200mVの測定電圧を印加することがより好ましい。
なお、測定電圧は0mVであってもよい。すなわち、検知極と対極との間に電圧を印加するポーラロ方式であっても、電圧を印加しないガルバニ方式であってもよい。
【0015】
本発明の残留塩素測定装置は、対極の周囲に、ハロゲン化物イオンを含む電解質溶液層を形成する手段を備えている。
ハロゲン化物イオンとしては塩化物イオンが好ましいが、臭化物イオン、よう化物イオンであってもよい。また、ハロゲン化物イオンを含む電解質としては、ナトリウム塩、カリウム塩が特に好ましい。
電解質溶液層中のハロゲン化物イオンの濃度に特に制限はないが、試料液よりも高濃度のハロゲン化物イオンを含むことが好ましく、試料液よりも遙かに高濃度のハロゲン化物イオンを含むことがより好ましい。飽和塩化ナトリウム溶液、飽和塩化カリウム溶液等の飽和溶液であることが特に好ましい。これにより、試料液中のハロゲン化物イオン濃度が変動しても、電解質溶液層中のハロゲン化物イオン濃度が、実質的に変動することを抑えることができる。
電解質溶液層は、液状であっても、ゾル状やゲル状、固体状であってもよい。
【0016】
電解質溶液層形成手段としては、内部にハロゲン化物イオンを含む電解質溶液が収容されると共に、該電解質溶液を前記試料液と電気的に導通させるための液絡部を有する電解質溶液容器を採用し、該電解質溶液容器が前記試料液中に浸漬されると共に、該電解質溶液容器内の電解質溶液に前記対極が浸漬されるようにすることができる。
ここで用いる液絡部は、内部液と試料液とを電気的に導通すためのものである。液絡部としては、多孔質のセラミックや樹脂、スリーブ、ピンホール等公知の液絡部が挙げられるが、多孔質のセラミックや樹脂であることが好ましい。
【0017】
また、前記電解質溶液層形成手段が、前記対極の周囲にハロゲン化物イオンを含む電解質溶液を供給する手段であってもよい。例えば、対極の近傍に配置したフィルターから電解質溶液を流出させたり、対極の近傍に、塩化ナトリウム錠剤、塩化カリウム錠剤等の試料液に溶解して電解質溶液を生成させる電解質を配置したりすることかできる。
また、前記電解質溶液層形成手段が、対極表面に巻き付けられた、ゲル状の電解質溶液層であってもよい。
【0018】
本発明において測定される酸化還元電流は、被還元物質である塩素が一定の厚さの拡散層と呼ばれる層の中において、濃度勾配による自然拡散によってのみ検知極表面に運ばれ、その表面で還元されるときに流れる拡散電流である。
【0019】
塩素濃度に応じた酸化還元電流(拡散電流)を得るためには、拡散層が常に新しくなるようにすることが必要である。本発明の残留塩素測定装置は、検知極に接する試料液を検知極表面に対して相対的に流動させる液流発生手段を備えているので、拡散層が常に一定に保たれ、試料液液中の塩素はその濃度に応じて検知極に供給される。
【0020】
液流発生手段としては、検知極を回転又は振動させる検知極駆動手段と、検知極は静止させたままで、試料液の方をポンプ等で流動させる手段が挙げられる。回転させて使用する検知極を回転電極、振動させて使用する電極を振動電極と称するが、これらは、試料液の通常の流速よりはるかに大きい線速度で回転、振動する。このため、試料液流速と無関係に安定な拡散層を形成することができ、試料液流速の変動による測定値への影響を受けにくい。また、検知極を洗浄ビーズ中で回転、振動させることも可能で、この場合、検知極への汚れの付着を容易に防止することができる。
【0021】
回転電極では、回転する検知極からリード線を切断せずに引き出すために、水銀接点を使用する方式、回転方向を交互に切り替えてリード線のねじれを防ぐ方式等があるが、実公平7−4566号公報に示すように、検知極の支持体を回転させずにすりこぎ状に動かすことによって検知極を円運動させる方式が好ましい。振動電極については、外部のバイブレータで検知極を振動させる方式(実公昭62−41240号公報参照)のものや、内蔵した電磁石を利用して振動させる方式(実公平6−765号公報)等種々の方式のものが知られており、本発明においては、いずれの方式のものを採用してもよい。
【0022】
(第1実施形態)
以下、図1に沿って本発明の第1実施形態を説明する。
図1において、1は内部に試料液Aを満たす水槽であり、この水槽1中の試料液Aに対極ユニット2と検知極ユニット3とが浸漬されている。試料液Aには、ヨウ化物イオンや臭化物イオン等のハロゲン化物イオンを含む試薬は添加されない。
【0023】
対極ユニット2は、支持管2aと、この支持管2aの上部を覆う蓋2bと、この支持管2aの底部の開口に取り付けられたフィルタ2cと、この支持管2a内に挿入された対極2dと、この支持管2a内に充填された塩化ナトリウム錠剤2eとから概略構成されている。
検知極ユニット3は、検知極3aと、この検知極3aを支承するホルダ3bとからなり、このホルダ3bは図示を省略するモータ等の検知極駆動手段により回転または振動させられるようになっている。
検知極3aと対極2cとは、導線4を介して接続されている。また、導線4には、検知極3aと対極2cとの間に一定電圧を印加する電源6と、検知極3aと対極2cとの間に流れる電解電流を検出する電流計7とが介装されている。
【0024】
以上のように構成された本実施形態に係る装置では、支持管2a内にフィルタ2cを介して試料液Aの一部が流入することにより、試料液Aに塩化ナトリウム錠剤2eが溶解し、これにより電解質溶液Bが生成する。この電解質溶液Bの塩化物イオン濃度は試料液Aの塩化物イオン濃度よりも遙かに高濃度のものとすることができる。
本実施形態に係る装置により残留塩素濃度を測定するには、ホルダ3bを検知極駆動手段により回転または振動させた状態で両電極2c,3a間に所定の測定電圧を印加することにより行なわれる。このとき、フィルタ2cは、試料液Aと電解質溶液Bとを電気的に導通させる液絡部として作用する。これにより、検知極3aの表面で塩素が還元されることによる酸化還元電流が検出される。
本実施形態では、対極2dが電解質溶液Bに浸漬されており、得られる酸化還元電流は、試料液Aのハロゲン化物イオン濃度の変動にかかわらず、一定の測定電圧において、試料液の残留塩素濃度に対応した値として得られる。したがって、残留塩素濃度を正確に連続して測定することが可能である。
【0025】
(第2実施形態)
以下、図2に沿って本発明の第2実施形態を説明する。
図2において、図1と同一の構成部材については図1と同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態では、対極2fが支持管2a内に挿入されているのではなく、フィルタ2cの外側に巻き付けられている。
【0026】
本実施形態に係る装置では、試料液Aに塩化ナトリウム錠剤2eが溶解して生成した電解質溶液Bは、フィルタ2cを介して流出する。これにより、対極2fの周囲に試料液Aよりも遙かに高い塩化物イオン濃度の電解質溶液層が形成される。
本実施形態に係る装置により残留塩素濃度を測定するには、ホルダ3bを検知極駆動手段により回転または振動させた状態で両電極2c,3a間に所定の測定電圧を印加することにより行なわれる。これにより、検知極3aの表面で塩素が還元されることによる酸化還元電流が検出される。
本実施形態では、対極2dが、電解質溶液Bが流出することによって形成される電解質溶液層に接しており、得られる酸化還元電流は、試料液Aのハロゲン化物イオン濃度の変動にかかわらず、一定の測定電圧において、試料液の残留塩素濃度に対応した値として得られる。したがって、残留塩素濃度を正確に連続して測定することが可能である。
【0027】
【実施例】
(実施例1)
第1実施形態の装置(検知極:金、対極:銀/塩化銀電極)を用いて、水道水から下水処理水相当のハロゲン化物イオンを含む試料液1〜4と、海水相当の約3%のNaClを含む試料液5〜8の残留塩素濃度を測定した。測定電圧は200mVとした。
表1に、a.各試料の電気伝導率(EC)、b.DPD法により求めた遊離塩素濃度(DPD−F)、c.試料1、試料2を、各々ゼロ、スパン液として校正して得られた装置の測定値、d.b(DPD−F)に対するc(測定値)の誤差を示す。
表1に示すように、測定電圧を200mVに固定したままでも、水道水から下水処理水相当のハロゲン化物イオンを含む試料液1、2で校正した装置で、海水相当の試料液5〜8の残留塩素濃度を正確に測定することができた。
【0028】
【表1】
【0029】
(比較例1)
対極が直接試料液に接している従来技術に係る残留塩素測定装置(検知極:金、対極:銀/塩化銀電極)を用いて、水道水から下水処理水相当のハロゲン化物イオンを含む試料液11〜14と、海水相当の約3%のNaClを含む試料液15〜17の残留塩素濃度を測定した。測定電圧は0mVとした。
表2に、a.各試料の電気伝導率(EC)、b.DPD法により求めた遊離塩素濃度(DPD−F)、c.試料11、試料12を、各々ゼロ、スパン液として校正して得られた装置の測定値、d.b(DPD−F)に対するc(測定値)の誤差を示す。
表2に示すように、測定電圧を0mVに固定したままでも、水道水から下水処理水相当のハロゲン化物イオンを含む試料液11、12で校正した装置で、海水相当の試料液15〜17の残留塩素濃度を正確に測定することができた。
【0030】
【表2】
【0031】
(実施例2)
第1実施形態の装置(検知極:金、対極:銀/塩化銀電極)を用いて、水道水から下水処理水相当のハロゲン化物イオンを含む試料液31、32と、海水相当の約3%のNaClを含む試料液33〜35の残留塩素濃度を測定した。測定電圧は100mVとした。
表3に、a.各試料の電気伝導率(EC)、b.DPD法により求めた結合塩素濃度(DPD−B)、c.試料31、試料32を、各々ゼロ、スパン液として校正して得られた装置の測定値、d.b(DPD−B)に対するc(測定値)の誤差を示す。
表3に示すように、測定電圧を100mVに固定したままでも、水道水から下水処理水相当のハロゲン化物イオンを含む試料液31、32で校正した装置で、海水相当の試料液33〜35の残留塩素濃度を正確に測定することができた。
【0032】
【表3】
【0033】
(比較例2)
対極が直接試料液に接している従来技術に係る残留塩素測定装置(検知極:金、対極:銀/塩化銀電極)を用いて、水道水から下水処理水相当のハロゲン化物イオンを含む試料液41〜42と、海水相当の約3%のNaClを含む試料液43〜45の残留塩素濃度を測定した。測定電圧は−100mVとした。
表2に、a.各試料の電気伝導率(EC)、b.DPD法により求めた結合塩素濃度(DPD−B)、c.試料41、試料42を、各々ゼロ、スパン液として校正して得られた装置の測定値、d.b(DPD−B)に対するc(測定値)の誤差を示す。
表4に示すように、水道水から下水処理水相当のハロゲン化物イオンを含む試料液41、42で校正した装置で、測定電圧を−100mVに固定したままで、海水相当の試料液43〜45の残留塩素濃度を測定すると、0.1mg/L以上の誤差が生じた。
【0034】
【表4】
【0035】
上記実施例1、2より、本発明の装置を用いれば、測定電圧を固定したままで、塩化物イオン濃度にかかわらず、遊離塩素、結合塩素共に正確に測定できることが確認された。
これに対して、従来装置を用いた比較例1、2によれば、測定電圧を固定したままででは、塩化物イオン濃度の変化によって結合塩素の測定値に誤差が生じてしまうことが確認された。
【0036】
【発明の効果】
本発明の残留塩素測定装置によれば、試料液中のハロゲン化物イオン濃度が変動しても、同じ残留塩素濃度であれば測定電圧を固定したままで一定した酸化還元電流が得られ、残留塩素濃度の正確な測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す概略図である。
【図2】本発明の第2実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
1・・水槽、2・・対極ユニット、3・・検知極ユニット、2d・・対極、
2e・・塩化ナトリウム錠剤、2f・・対極、6・・電源、7・・電流計、
A・・試料液、B・・電解質溶液[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a so-called reagentless type residual chlorine measuring apparatus that directly detects residual chlorine in a sample solution without replacing it with iodine or bromine.
More specifically, the present invention relates to a residual chlorine measuring apparatus capable of measuring a stable residual chlorine concentration regardless of the halide ion concentration in a sample solution.
[0002]
[Prior art]
Chlorination is performed to disinfect various types of water such as clean water, sewage, industrial water, waste water, food washing water, and pool water. The chlorinating agent used in this chlorination must be put in a sufficient amount to disinfect the water to be disinfected, but if it is added too much, it will adversely affect the environment and harm the human body. It is not desirable to give. Therefore, measurement of the residual chlorine concentration of water charged with a chlorinating agent is performed.
[0003]
Residual chlorine includes hypochlorous acid (free residual chlorine) produced by the dissolution of the chlorine agent in water, and chloroamine (bound chlorine) generated by combining it with ammonia. Is the total residual chlorine concentration.
[0004]
As a manual analysis method for measuring the residual chlorine concentration, an o-tolidine colorimetric method (OT method), a diethyl-p-phenylenediamine colorimetric method (DPD method), an iodine titration method, or the like is used. However, since the manual analysis method is complicated and measurement data can be obtained only intermittently, a residual chlorine measuring device has been conventionally used. This residual chlorine measuring device is classified into a so-called reagent type residual chlorine measuring device and a reagentless type residual chlorine measuring device.
[0005]
Reagent-type residual chlorine measuring device is a potassium iodide solution (or potassium bromide solution) added to a sample, and iodine (or bromine) released according to the residual chlorine concentration is negatively measured with respect to the counter electrode. The residual chlorine concentration is obtained by amplifying the reduction current (diffusion current) when it is subjected to electrolytic reduction by the detection electrode to which iodine is applied and becomes iodine ion (or bromine ion).
[0006]
On the other hand, the reagentless residual chlorine measuring device does not replace residual chlorine with iodine etc., but electrolyzes the residual chlorine itself in the sample solution as it is, so that the oxidation-reduction current flowing between the detection electrode and the counter electrode Is detected and the redox current is measured.
In the reagentless type residual chlorine measuring device, free residual chlorine and bound chlorine are detected together although there is a difference in sensitivity. However, in the drinking water, most of the residual chlorine is free residual chlorine. Used as a device.
Recently, it has also been proposed to use this reagentless type residual chlorine measuring device for sewage effluent water in which most of the residual chlorine is bound chlorine (see Patent Document 1).
[0007]
This reagentless type residual chlorine measuring device has an advantage that the configuration of the measuring device is not complicated because basically no reagent is required, but there is a problem that it is easily affected by coexisting components. Above all, it is easily influenced by halide ions such as electrolyte ions, particularly chloride ions, and if the halide ion concentration varies greatly, the plateau region in the polarogram changes. Therefore, it is necessary to set an appropriate measurement voltage according to the halide ion concentration.
Therefore, the electrical conductivity corresponding to the halide ion concentration has been measured, and an appropriate measurement voltage has been obtained from this electrical conductivity value (see Patent Document 2). Since the apparatus of
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-275214 A [Patent Document 2]
Utility Model Registration No. 2596034 Publication [0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the apparatus of
In addition, even if the electrical conductivity of the sample solution is automatically and continuously measured, in the case of a sample solution whose halide ion concentration is constantly changing, such as sewage effluent near the estuary where seawater is mixed, It is difficult to apply the corresponding measurement voltage in real time. Therefore, it has been difficult to accurately and continuously measure the residual chlorine concentration of the sample liquid in which the halide ion concentration constantly changes.
[0010]
In view of the above circumstances, the present invention provides a residual chlorine measuring device that can accurately and continuously measure the residual chlorine concentration regardless of variations in the halide ion concentration and does not require a complicated circuit configuration such as changing the measurement voltage. It is an issue to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention formed an electrolyte solution layer containing halide ions around the counter electrode, and conducted with the sample solution through this electrolyte solution layer. It was found that a constant plateau region was obtained regardless of the halide ion concentration of the liquid, and that residual chlorine measurement was possible without changing the measurement voltage.
It is presumed that the above problem can be solved by the present invention because the potential of the counter electrode is stabilized by stabilizing the halide ion concentration around the counter electrode.
[0012]
That is, the present invention is a residual chlorine measuring device for measuring a residual chlorine concentration in a sample solution, wherein a detection electrode immersed in the sample solution and a sample solution in contact with the detection electrode are attached to the surface of the detection electrode. Liquid flow generating means for relatively flowing, a counter electrode electrically conducting with the sample solution, and an electrolyte solution layer forming means for forming an electrolyte solution layer containing halide ions around the counter electrode, Provided is a residual chlorine measuring device for measuring a residual chlorine concentration by detecting an oxidation-reduction current flowing between the detection electrode and the counter electrode by electrolytic reduction of residual chlorine in the sample solution. To do.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the oxidation / reduction current flowing between the detection electrode and the counter electrode is detected by reducing the chlorine itself without replacing the chlorine with iodine or bromine.
Examples of the detection electrode in the present invention include a gold electrode, an alloy electrode containing gold as a main component, a platinum electrode, and a glassy carbon electrode. Moreover, a silver / silver chloride electrode, a platinum electrode, etc. are mentioned as a counter electrode in this invention.
The measurement voltage applied between the detection electrode and the counter electrode is not particularly limited. The voltage within the plateau region determined by the type of detection electrode and counter electrode to be combined, whether free chlorine or combined chlorine is measured, etc. Is preferred.
[0014]
For example, when a detection electrode of a gold electrode and a counter electrode of a silver / silver chloride electrode are used in combination, it is preferable to apply a measurement voltage of +100 to +400 mV to the detection electrode with reference to the counter electrode. If the main purpose is measurement of free chlorine, it is more preferable to apply a measurement voltage of +200 to +300 mV when the detection electrode of the gold electrode and the counter electrode of the silver / silver chloride electrode are used in combination. . If the main purpose is measurement of bound chlorine, it is more preferable to apply a measurement voltage of +100 to +200 mV when the detection electrode of the gold electrode and the counter electrode of the silver / silver chloride electrode are used in combination. .
Note that the measurement voltage may be 0 mV. That is, a polar system that applies a voltage between the detection electrode and the counter electrode or a galvanic system that does not apply a voltage may be used.
[0015]
The residual chlorine measuring apparatus of the present invention includes means for forming an electrolyte solution layer containing halide ions around the counter electrode.
The halide ion is preferably a chloride ion, but may be a bromide ion or an iodide ion. Moreover, as an electrolyte containing a halide ion, a sodium salt and a potassium salt are particularly preferable.
There is no particular restriction on the concentration of halide ions in the electrolyte solution layer, but it is preferable to contain a higher concentration of halide ions than the sample solution, and to contain a much higher concentration of halide ions than the sample solution. More preferred. A saturated solution such as a saturated sodium chloride solution or a saturated potassium chloride solution is particularly preferable. Thereby, even if the halide ion concentration in the sample solution varies, it can be suppressed that the halide ion concentration in the electrolyte solution layer substantially varies.
The electrolyte solution layer may be liquid, sol, gel, or solid.
[0016]
As the electrolyte solution layer forming means, an electrolyte solution container containing a halide ion therein is accommodated, and an electrolyte solution container having a liquid junction for electrically connecting the electrolyte solution to the sample solution is employed. The electrolyte solution container may be immersed in the sample solution, and the counter electrode may be immersed in the electrolyte solution in the electrolyte solution container.
The liquid junction used here is for electrically connecting the internal liquid and the sample liquid. Examples of the liquid junction include known liquid junctions such as porous ceramics, resins, sleeves, and pinholes, but porous ceramics and resins are preferable.
[0017]
Further, the electrolyte solution layer forming means may be means for supplying an electrolyte solution containing halide ions around the counter electrode. For example, the electrolyte solution is allowed to flow out of a filter placed near the counter electrode, or an electrolyte that dissolves in a sample solution such as a sodium chloride tablet or a potassium chloride tablet is placed near the counter electrode. it can.
Further, the electrolyte solution layer forming means may be a gel electrolyte solution layer wound around the counter electrode surface.
[0018]
The oxidation-reduction current measured in the present invention is transported to the surface of the detection electrode only by natural diffusion due to a concentration gradient in a layer called a diffusion layer having a constant thickness, and the reduction target chlorine is reduced on the surface. The diffusion current that flows when
[0019]
In order to obtain an oxidation-reduction current (diffusion current) according to the chlorine concentration, it is necessary to constantly update the diffusion layer. Since the residual chlorine measuring device of the present invention includes liquid flow generating means for causing the sample liquid in contact with the detection electrode to flow relative to the surface of the detection electrode, the diffusion layer is always kept constant, Chlorine is supplied to the sensing electrode according to its concentration.
[0020]
Examples of the liquid flow generating means include a detection electrode driving means for rotating or vibrating the detection electrode, and a means for causing the sample liquid to flow with a pump or the like while the detection electrode is kept stationary. The detection electrode used by rotating is called a rotating electrode, and the electrode used by vibrating is called a vibrating electrode. These electrodes rotate and vibrate at a linear velocity much higher than the normal flow rate of the sample liquid. For this reason, a stable diffusion layer can be formed regardless of the sample liquid flow rate, and the measurement value due to fluctuations in the sample liquid flow rate is not easily affected. It is also possible to rotate and vibrate the detection electrode in the cleaning bead, and in this case, it is possible to easily prevent dirt from adhering to the detection electrode.
[0021]
In rotating electrodes, there are a method of using a mercury contact and a method of preventing the twisting of the lead wire by alternately switching the rotation direction in order to pull out the lead wire from the rotating detection electrode without cutting it. As shown in Japanese Patent No. 4566, a method in which the detection pole is moved circularly by moving the support of the detection pole in a chopped form without rotating is preferable. As for the vibrating electrode, there are various methods such as a method of vibrating the detection pole with an external vibrator (see Japanese Utility Model Publication No. 62-41240), a method of vibrating using a built-in electromagnet (Japanese Utility Model Publication No. 6-765). In this invention, any system may be adopted.
[0022]
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1,
[0023]
The
The
The
[0024]
In the apparatus according to the present embodiment configured as described above, a part of the sample liquid A flows into the
The residual chlorine concentration is measured by the apparatus according to the present embodiment by applying a predetermined measurement voltage between the
In the present embodiment, the
[0025]
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and detailed descriptions thereof are omitted.
In the present embodiment, the
[0026]
In the apparatus according to the present embodiment, the electrolyte solution B generated by dissolving the
The residual chlorine concentration is measured by the apparatus according to the present embodiment by applying a predetermined measurement voltage between the
In the present embodiment, the
[0027]
【Example】
(Example 1)
Using the apparatus of the first embodiment (detection electrode: gold, counter electrode: silver / silver chloride electrode),
In Table 1, a. Electrical conductivity (EC) of each sample, b. Free chlorine concentration (DPD-F) determined by DPD method, c. Measured values of the apparatus obtained by calibrating
As shown in Table 1, even with the measurement voltage fixed at 200 mV, the
[0028]
[Table 1]
[0029]
(Comparative Example 1)
Sample solution containing halide ions equivalent to sewage treated water from tap water using a conventional residual chlorine measuring device (detection electrode: gold, counter electrode: silver / silver chloride electrode) with the counter electrode in direct contact with the sample solution Residual chlorine concentrations of 11 to 14 and sample solutions 15 to 17 containing about 3% NaCl equivalent to seawater were measured. The measurement voltage was 0 mV.
In Table 2, a. Electrical conductivity (EC) of each sample, b. Free chlorine concentration (DPD-F) determined by DPD method, c. Measured values of the apparatus obtained by calibrating Sample 11 and Sample 12 as zero and span solutions, respectively; d. The error of c (measured value) with respect to b (DPD-F) is shown.
As shown in Table 2, even with the measurement voltage fixed at 0 mV, the sample liquids 11 and 12 containing halide ions equivalent to sewage treated water from tap water were calibrated with sample liquids 15 to 17 equivalent to seawater. Residual chlorine concentration could be measured accurately.
[0030]
[Table 2]
[0031]
(Example 2)
Using the apparatus of the first embodiment (detection electrode: gold, counter electrode: silver / silver chloride electrode), sample solutions 31 and 32 containing halide ions equivalent to sewage treated water from tap water, and about 3% equivalent to seawater The residual chlorine concentration of the sample liquids 33 to 35 containing NaCl was measured. The measurement voltage was 100 mV.
In Table 3, a. Electrical conductivity (EC) of each sample, b. Combined chlorine concentration determined by DPD method (DPD-B), c. Measured values of devices obtained by calibrating Sample 31 and Sample 32 as zero and span solutions, respectively. D. The error of c (measured value) with respect to b (DPD-B) is shown.
As shown in Table 3, even when the measurement voltage was fixed at 100 mV, the sample liquids 31 and 32 containing halide ions equivalent to sewage treated water from tap water were calibrated. Residual chlorine concentration could be measured accurately.
[0032]
[Table 3]
[0033]
(Comparative Example 2)
Sample solution containing halide ions equivalent to sewage treated water from tap water using a conventional residual chlorine measuring device (detection electrode: gold, counter electrode: silver / silver chloride electrode) with the counter electrode in direct contact with the sample solution Residual chlorine concentrations of sample solutions 43 to 45 containing 41 to 42 and about 3% NaCl equivalent to seawater were measured. The measurement voltage was −100 mV.
In Table 2, a. Electrical conductivity (EC) of each sample, b. Combined chlorine concentration determined by DPD method (DPD-B), c. Measured values of the apparatus obtained by calibrating Sample 41 and Sample 42 as zero and span solutions, respectively; d. The error of c (measured value) with respect to b (DPD-B) is shown.
As shown in Table 4, sample liquids 43 to 45 corresponding to seawater were calibrated with sample liquids 41 and 42 containing halide ions equivalent to sewage treated water from tap water, with the measurement voltage fixed at −100 mV. When the residual chlorine concentration was measured, an error of 0.1 mg / L or more was generated.
[0034]
[Table 4]
[0035]
From Examples 1 and 2 above, it was confirmed that if the apparatus of the present invention was used, both free chlorine and bound chlorine could be measured accurately regardless of the chloride ion concentration with the measurement voltage fixed.
On the other hand, according to Comparative Examples 1 and 2 using the conventional apparatus, it was confirmed that an error occurred in the measured value of the combined chlorine due to the change in the chloride ion concentration with the measurement voltage fixed. It was.
[0036]
【The invention's effect】
According to the residual chlorine measuring apparatus of the present invention, even if the halide ion concentration in the sample solution fluctuates, a constant oxidation-reduction current can be obtained with the measurement voltage fixed while the residual chlorine concentration is the same. The concentration can be accurately measured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. ・ Water tank, 2. ・ Counter electrode unit, 3. ・ Detection electrode unit, 2d ・ ・ Counter electrode,
2e ... Sodium chloride tablets, 2f ... Counter electrode, 6 ... Power supply, 7 ... Ammeter,
A ... Sample solution, B ... Electrolyte solution
Claims (4)
前記試料液中に浸漬される検知極と、
該検知極に接する試料液を該検知極表面に対して相対的に流動させる液流発生手段と、
前記試料液と電気的に導通する対極と、
前記対極の周囲に、ハロゲン化物イオンを含む電解質溶液層を形成する電解質溶液層形成手段とを備え、
前記試料液中の残留塩素が電解還元されることにより前記検知極と前記対極との間に流れる酸化還元電流を検出して、残留塩素濃度を測定することを特徴とする残留塩素測定装置。A residual chlorine measuring device for measuring the residual chlorine concentration in a sample liquid,
A sensing electrode immersed in the sample solution;
A liquid flow generating means for causing the sample liquid in contact with the detection electrode to flow relative to the surface of the detection electrode;
A counter electrode in electrical communication with the sample solution;
An electrolyte solution layer forming means for forming an electrolyte solution layer containing halide ions around the counter electrode;
A residual chlorine measuring device for measuring a residual chlorine concentration by detecting an oxidation-reduction current flowing between the detection electrode and the counter electrode by electrolytic reduction of residual chlorine in the sample solution.
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08278282A (en) * | 1995-04-04 | 1996-10-22 | Dkk Corp | Liberation chlorine measuring instrument |
JPH08304335A (en) * | 1995-05-08 | 1996-11-22 | Dkk Corp | Multiple component measuring device |
JPH11142370A (en) * | 1997-11-12 | 1999-05-28 | Masaaki Amano | Portable residual chlorine meter |
JP2000131276A (en) * | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Masaaki Amano | Potable type residual chlorine meter |
JP2000275214A (en) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Dkk Corp | Residual chlorine measuring device for sewage processed water |
JP2001108652A (en) * | 1999-10-06 | 2001-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Measuring apparatus for concentration of residual chlorine |
JP2002148237A (en) * | 2000-11-15 | 2002-05-22 | Suido Kiko Kaisha Ltd | Measuring method for chlorous acid ion concentration |
JP2003075394A (en) * | 2001-09-06 | 2003-03-12 | Hirotaka Komiya | Detector for oxidizing-gas |
-
2003
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08278282A (en) * | 1995-04-04 | 1996-10-22 | Dkk Corp | Liberation chlorine measuring instrument |
JPH08304335A (en) * | 1995-05-08 | 1996-11-22 | Dkk Corp | Multiple component measuring device |
JPH11142370A (en) * | 1997-11-12 | 1999-05-28 | Masaaki Amano | Portable residual chlorine meter |
JP2000131276A (en) * | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Masaaki Amano | Potable type residual chlorine meter |
JP2000275214A (en) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Dkk Corp | Residual chlorine measuring device for sewage processed water |
JP2001108652A (en) * | 1999-10-06 | 2001-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Measuring apparatus for concentration of residual chlorine |
JP2002148237A (en) * | 2000-11-15 | 2002-05-22 | Suido Kiko Kaisha Ltd | Measuring method for chlorous acid ion concentration |
JP2003075394A (en) * | 2001-09-06 | 2003-03-12 | Hirotaka Komiya | Detector for oxidizing-gas |
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