(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応槽に貯留した所定量の試料液に酸化剤を加えて加熱し所定時間酸化反応させた後、該酸化反応の際に消費された酸化剤の量を滴定により求めることにより、前記試料液のＣＯＤを測定するＣＯＤ自動測定装置において、
前記酸化反応後かつ前記滴定前に、前記試料液に加える補助液を所定量計量して前記反応槽へ導入する補助液導入手段を備え、
前記反応槽は、天面に開口を有する試料測定部と、該試料測定部の底部と連通し下方に伸延する有底管状の試料加熱部と、を有し、
前記試料加熱部は、水平断面の面積が前記試料測定部の水平断面の面積よりも小さく、容積が前記酸化反応時の試料液の体積よりも大きく、前記補助液が加えられた後の試料液の体積よりも小さいことを特徴とするＣＯＤ自動測定装置。
【請求項２】
前記滴定の終点を検出するための電極を備え、
前記電極は、前記試料測定部に前記開口から挿入されることを特徴とする請求項１に記載のＣＯＤ自動測定装置。
【請求項３】
試料液に酸化剤を加えて加熱し酸化反応させた後、該酸化反応の際に消費された酸化剤の量を滴定により求めることにより、前記試料液のＣＯＤを測定するＣＯＤ自動測定装置において、
天面に開口を有する試料測定部と、該試料測定部の底部と連通し下方に伸延する有底管状の試料加熱部と、を有し、該試料加熱部の水平断面の面積が前記試料測定部の水平断面の面積よりも小さい反応槽と、
前記試料測定部に前記開口から挿入された前記滴定の終点を検出する電極と、
全体を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（１）前記試料液を計量して前記反応槽へ導入する試料液導入ステップ、
（２）前記試料液を酸性またはアルカリ性にするための試薬を計量して前記反応槽へ導入する試薬導入ステップ、
（３）前記試料液を酸化するための酸化剤を計量して前記反応槽へ導入する酸化剤導入ステップ、
（４）前記反応槽内で前記試料液と前記酸化剤とを加熱し所定時間酸化反応させる酸化反応ステップ、
（５）前記酸化剤と前記滴定に用いる滴定試薬とに反応する反応試薬を計量して前記反応槽へ導入する反応試薬導入ステップ、
（６）前記試料液に加える補助液を計量して前記反応槽へ導入する補助液導入ステップ、
（７）前記反応槽内で前記補助液が加えられた後の試料液を滴定する滴定ステップ、
（８）前記滴定の終点から前記酸化反応時に消費した酸化剤の量を求め、相当する酸素の量を前記試料液のＣＯＤとして算出する演算ステップ、
の各ステップを順に実行し、前記酸化反応ステップにおける液面が前記試料加熱部に位置し、前記滴定ステップにおける液面が前記電極の検知面よりも上部に位置するように、前記試料液導入ステップ、試薬導入ステップ、酸化剤導入ステップ、反応試薬導入ステップおよび補助液導入ステップの各ステップで計量する液量を制御することを特徴とするＣＯＤ自動測定装置。
【請求項４】
前記電極は、平坦な板状の白金からなる検知面がボディの下端部に水平に保持されている２つの白金電極により構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のＣＯＤ自動測定装置。
【請求項５】
前記試料加熱部は、沸騰水浴中または油浴中に浸漬されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＣＯＤ自動測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料液の化学的酸素消費量（ＣＯＤ）を自動的に測定するＣＯＤ自動測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化学的酸素消費量（ＣＯＤ）は、水質汚濁の指標の一つであり、試料液に含まれる有機化合物等の被酸化性物質を、酸化剤を用いて酸化して、その際に消費された酸化剤の量を酸素当量として表わしたものである。
【０００３】
ＣＯＤは、例えば、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２により定められた方法により測定することができる。ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２の１７．［１００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量（ＣＯＤＭｎ）］による方法では、試料液を硫酸酸性とし、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分間加熱し酸化反応させ、過剰のしゅう酸ナトリウムを加えて酸化を停止した後、試料液を５０〜６０℃に保ち過マンガン酸カリウムにより滴定を行い、消費された酸化剤の量を求めることにより、試料液のＣＯＤを測定することができる。
【０００４】
このような方法により、河川水、湖沼水、工場排水等の化学的酸素消費量を測定するためのＣＯＤ自動測定装置では、滴定の終点を検出する手段として、双白金電極を用いた定電流分極電位差法や白金電極と比較電極とを用いた酸化還元電位差法が利用されている。そして、これらのＣＯＤ自動測定装置では、酸化から滴定の終点検出までが１つの反応槽内で行われるようになっている。このため、反応槽は、終点検出用の電極（検出器）を挿入できるように、上部が広く開口した寸胴型やコーン形状に形成されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９５４１２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１２７３３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２：２０１３「工場排水試験方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＣＯＤ自動測定装置は上述のように試薬を用いるものであることから、環境負荷、ランニングコスト、廃液の回収や試薬の補充等のメンテナンス頻度の観点等から試薬の使用量を削減することが求められている。また、測定装置に対する一般的な要請として、消費電力の低減がある。これらの解決策としては、試料液の量を少なくすることが有効である。
【０００８】
しかし、上述のように上部が広く開口した寸胴型やコーン形状に形成された反応槽で試料液を加熱すると水分蒸発量が多く、試料液の量が少ない場合には、水分蒸発による測定値への影響が無視できないものとなる。このため、精度よく測定することができないという問題があった。
一方、水分蒸発量を減少させるには液面の表面積を小さくすることが有効であるが、反応槽を小さくすると電極（検出器）を挿入するスペースを確保することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、試料液の量が少なくても精度よく測定でき、環境負荷、ランニングコスト、廃液の回収や試薬の補充等のメンテナンス頻度の低減、あるいは消費電力の低減等の要請に応えることができるＣＯＤ自動測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達成するために、本発明は、以下の構成を採用した。
［１］反応槽に貯留した所定量の試料液に酸化剤を加えて加熱し所定時間酸化反応させた後、該酸化反応の際に消費された酸化剤の量を滴定により求めることにより、前記試料液のＣＯＤを測定するＣＯＤ自動測定装置において、前記酸化反応後かつ前記滴定前に、前記試料液に加える補助液を所定量計量して前記反応槽へ導入する補助液導入手段を備え、前記反応槽は、天面に開口を有する試料測定部と、該試料測定部の底部と連通し下方に伸延する有底管状の試料加熱部と、を有し、前記試料加熱部は、水平断面の面積が前記試料測定部の水平断面の面積よりも小さく、容積が前記酸化反応時の試料液の体積よりも大きく、前記補助液が加えられた後の試料液の体積よりも小さいことを特徴とするＣＯＤ自動測定装置。
【００１１】
［２］前記滴定の終点を検出するための電極を備え、前記電極は、前記試料測定部に前記開口から挿入されることを特徴とする［１］に記載のＣＯＤ自動測定装置。
【００１２】
［３］試料液に酸化剤を加えて加熱し酸化反応させた後、該酸化反応の際に消費された酸化剤の量を滴定により求めることにより、前記試料液のＣＯＤを測定するＣＯＤ自動測定装置において、天面に開口を有する試料測定部と、該試料測定部の底部と連通し下方に伸延する有底管状の試料加熱部と、を有し、該試料加熱部の水平断面の面積が前記試料測定部の水平断面の面積よりも小さい反応槽と、前記試料測定部に前記開口から挿入された前記滴定の終点を検出する電極と、全体を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、
（１）前記試料液を計量して前記反応槽へ導入する試料液導入ステップ、
（２）前記試料液を酸性またはアルカリ性にするための試薬を計量して前記反応槽へ導入する試薬導入ステップ、
（３）前記試料液を酸化するための酸化剤を計量して前記反応槽へ導入する酸化剤導入ステップ、
（４）前記反応槽内で前記試料液と前記酸化剤とを加熱し所定時間酸化反応させる酸化反応ステップ、
（５）前記酸化剤と前記滴定に用いる滴定試薬とに反応する反応試薬を計量して前記反応槽へ導入する反応試薬導入ステップ、
（６）前記試料液に加える補助液を計量して前記反応槽へ導入する補助液導入ステップ、
（７）前記反応槽内で前記補助液が加えられた後の試料液を滴定する滴定ステップ、
（８）前記滴定の終点から前記酸化反応時に消費した酸化剤の量を求め、相当する酸素の量を前記試料液のＣＯＤとして算出する演算ステップ、
の各ステップを順に実行し、前記酸化反応ステップにおける液面が前記試料加熱部に位置し、前記滴定ステップにおける液面が前記電極の検知面よりも上部に位置するように、前記試料液導入ステップ、試薬導入ステップ、酸化剤導入ステップ、反応試薬導入ステップおよび補助液導入ステップの各ステップで計量する液量を制御することを特徴とするＣＯＤ自動測定装置。
【００１３】
上述のような構成のＣＯＤ自動測定装置であれば、加熱時の試料液面の面積を小さくして水分蒸発量を減少させることができる。また、滴定時の試料液面の面積は大きくできるため、電極を挿入するためのスペースを確保することができる。さらに、補助液を導入することにより、加熱後の試料液を効率的に冷却することができる。
【００１４】
［４］前記電極は、平坦な板状の白金からなる検知面がボディの下端部に水平に保持されている２つの白金電極により構成されていることを特徴とする［２］または［３］に記載のＣＯＤ自動測定装置。
【００１５】
このようなＣＯＤ自動測定装置であれば、滴定時の液面の深さを浅くすることができるため、廃液の量を少なくすることができる。
【００１６】
［５］前記試料加熱部は、沸騰水浴中または油浴中に浸漬されることを特徴とする［１］から［４］のいずれか一項に記載のＣＯＤ自動測定装置。
【００１７】
このようなＣＯＤ自動測定装置であれば、有底管状の試料加熱部のみを沸騰水浴中または油浴中に浸漬すればよいため、ウォーターバスやオイルバスを小型化することができ、消費電力の低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、試料液の量が少なくても精度よく測定でき、環境負荷、ランニングコスト、廃液の回収や試薬の補充等のメンテナンス頻度の低減、あるいは消費電力の低減等の要請に応えることができるＣＯＤ自動測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るＣＯＤ自動測定装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る反応槽の構造を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＣＯＤ測定のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＣＯＤ自動測定装置１の各機能を説明するための機能ブロック図であり、実線は試料液や試薬等の液体の流れを示し、一点鎖線は電気信号の流れを示すものである。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態のＣＯＤ自動測定装置１は、計量された試料液が貯留され、酸化から滴定までが行われる反応槽２と、試料液、試薬および純水を計量する計量部３と、試薬および純水を貯蔵する貯蔵部４と、滴定を行い、その終点を検出する検出部５と、装置全体を制御したり、演算を行ったりする制御部６とを備えている。また、ＣＯＤ自動測定装置１は、図示しない表示部、入力部および出力部を備えている。
【００２２】
なお、ここでは、ＣＯＤ自動測定装置１は、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２の１７.［１００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量（ＣＯＤＭｎ）］に準じた方法でＣＯＤを測定するものとして説明する。すなわち、試料液を硫酸酸性とし、酸化剤として過マンガン酸カリウムを加え、沸騰水浴中または油浴中で３０分間加熱し酸化反応させ、過剰のしゅう酸ナトリウムを加えて酸化を停止した後、過マンガン酸カリウムにより滴定を行い、消費された酸化剤の量を求めることにより、試料液のＣＯＤを測定するものである。
したがって、試料液を酸性にするための試薬として硫酸を、酸化剤および滴定試薬として過マンガン酸カリウムを、酸化剤と滴定試薬とに反応する反応試薬としてしゅう酸ナトリウムを、それぞれ用いるものである。
【００２３】
反応槽２は、図２に示すように、天面に開口を有する試料測定部２１と、試料測定部の底部と連通し下方に伸延する有底管状の試料加熱部２２を備えている。また、試料加熱部２２は、水平断面の面積が試料測定部２１の水平断面の面積よりも小さく形成されている。
試料加熱部２２には排液チューブ２３が挿入され、測定後の試料液や洗浄液を排出することができるようになっている。また、反応槽２はオーバーフロー管２４を備えており、試料測定部の天面から液体が漏れ出たりしないようになっている。
【００２４】
反応槽２には、試料液を導入する試料液導入管２５と、硫酸を導入する試薬導入管２６と、しゅう酸ナトリウムを導入する反応試薬導入管２７と、補助液や洗浄液として用いる純水を導入する純水導入管２８と、過マンガン酸カリウムを導入する過マンガン酸カリウム導入管２９が挿入されている。さらには、滴定の終点を検出するための２本の白金電極５０が挿入されている。
また、反応槽２の試料加熱部２２は、図示しない沸騰水浴（ウォーターバス）または油浴（オイルバス）中に浸漬されており、試料加熱部２２内の試料液を加熱することができるようになっている。
【００２５】
計量部３は、試料液、硫酸、しゅう酸ナトリウムおよび純水（補助液）をそれぞれ所定量計量する試料液計量器、硫酸計量器、しゅう酸ナトリウム計量器、および純水計量器を備えている。各計量器には、例えば、シリンジポンプやパルスポンプ等の定量ポンプを用いることができる。
試料液計量器は、上流側が図示しない試料液採取部と配管やバルブ等を介して接続され、下流側が上述の試料液導入管２５と接続されており、所定量の試料液を計量し、反応槽２へ導入することができるようになっている。
【００２６】
貯蔵部４は、硫酸、しゅう酸ナトリウム、純水および過マンガン酸カリウムをそれぞれ貯蔵する硫酸貯蔵槽、しゅう酸ナトリウム貯蔵槽、純水貯蔵槽および過マンガン酸カリウム貯蔵槽を備えている。
硫酸貯蔵槽、しゅう酸ナトリウム貯蔵槽および純水貯蔵槽は、配管やバルブ等を介してそれぞれ上述の硫酸計量器、しゅう酸ナトリウム計量器、および純水計量器と接続されている。そして、これらの計量器は、上述の試薬導入管２６、反応試薬導入管２７、純水導入管２８にそれぞれ接続されており、所定量の硫酸、しゅう酸ナトリウムおよび純水（補助液）を反応槽２へ導入することができるようになっている。
また、過マンガン酸カリウム貯蔵槽は、後述する検出部５に設けられた滴定ポンプと接続されている。
【００２７】
検出部５は、滴定を行う滴定ポンプと、滴定の終点を検出するための２本の白金電極５０とを備えている。
滴定ポンプは、上流側が上述の過マンガン酸カリウム貯蔵槽と配管やバルブ等を介して接続され、下流側が上述の過マンガン酸カリウム導入管２９と接続されており、所定量の過マンガン酸カリウムを計量し、反応槽２へ導入することができるようになっている。
【００２８】
白金電極５０は、ガラス管等からなるボディの下端部に、平坦な板状の白金を備えており、この白金板は、ボディの下端部に水平に配置され、検知面５０２を構成している。また、白金電極５０のボディの内部には白金板と外部とを電気的に接続するため銀線が配置されている。
２本の白金電極５０は、滴定時には検知面５０２が試料液の液面下に位置するようになっており、それぞれの検知面５０２の間には一定の電流が流れるように構成され、２つの検知面５０２間の電位差を測定することができるようになっている。
【００２９】
検知面５０２が、ボディの下端部に水平に配置された平坦な板状の白金により構成されているため、滴定時の液面の深さが浅くても２つの検知面５０２間の電位差を測定することができる。その結果、ＣＯＤ自動測定装置１は、廃液の量を少なくすることができるようになっている。
【００３０】
制御部６は、ＣＰＵや記憶装置等からなり、あらかじめ記憶しているプログラムや設定に基づいて、装置を動作させたり、上述の各計量器や滴定ポンプが計量する液量を制御したり、白金電極５０の電位差測定（定電流分極電位差法）に基づき滴定の終点を検出したり、試料液のＣＯＤを算出したりすることができるようになっている。
なお、制御部６が記憶しているプログラムや設定は、必要に応じて、入力部からの入力により変更することができるようになっている。また、制御部６自身に自己診断機能をもたせて、各種設定を随時変更することができるように構成してもよい。
【００３１】
このようにＣＯＤ自動測定装置１は、試料液採取部と試料液計量器と試料液導入管２５と制御部６により試料液導入手段が、硫酸貯蔵槽と硫酸計量器と試薬導入管２６と制御部６により試薬導入手段が、しゅう酸ナトリウム貯蔵槽としゅう酸ナトリウム計量器と反応試薬導入管２７と制御部６により反応試薬導入手段が、純水貯蔵槽と純水計量器と純水導入管２８と制御部６により補助液導入手段が、それぞれ構成されている。
また、過マンガン酸カリウム貯蔵槽と滴定ポンプと過マンガン酸カリウム導入管２９と制御部６により、酸化剤導入手段と滴定手段とが構成されている。
【００３２】
また、ＣＯＤ自動測定装置１は、反応槽２内の試料液を撹拌するために、撹拌手段を備えていることが好ましい。撹拌手段としては、反応槽２内に撹拌子や撹拌翼を挿入することも考えられるが、反応槽２の試料加熱部２２は、内径が狭いため、例えば、過マンガン酸カリウム導入管２９の上流にエアポンプを接続し、エアによる撹拌を行うことが好ましい。
【００３３】
次に、この実施形態のＣＯＤ測定動作を、図３のフローチャートに従って説明する。
［試料液導入ステップ］
ＣＯＤ自動測定装置１は、ＣＯＤ測定にあたり、まず、試料液を計量して反応槽２へ導入する試料液導入ステップを行う。
試料液の導入は、前述の試料液導入手段によって行われる。試料液計量器は、制御部６により、あらかじめ設定された量の試料液を計量し、試料液導入管２５を介して反応槽２へ導入する。
【００３４】
ここで、例えば、以下のような構成とすれば、試料液計量器に用いるポンプと、純水計量器に用いるポンプとを共用とすることもできる。すなわち、試料液採取部（試料水槽）とシリンジポンプとを配管を介して接続し、試料液採取部とシリンジポンプとの間の流路の試料液採取部側にリザーバタンクを、シリンジポンプ側にバッファタンクを設け、リザーバタンクと試料液採取部との間の流路に三方電磁弁を介して試料液導入管２５を接続する。また、バッファタンクとシリンジポンプとの間の流路に三方電磁弁を介して純水貯蔵槽を接続する。さらに、バッファタンクとシリンジポンプと間の流路に別の三方電磁弁を介して純水導入管２８を接続する。そして、バッファタンク内に純水を入れた状態で三方電磁弁のそれぞれ試料液導入管２５側、純水貯蔵槽側、純水導入管２８側の流路を閉じ、シリンジポンプにより吸引することにより、試料水槽内の試料液をリザーバタンク内に導入する。その後、試料液導入管２５側の流路を開き、リザーバタンク内の試料液をシリンジポンプで所定量押し出す。このような動作により、計量された試料液を反応槽２へ導入することができる。
【００３５】
このステップにおいて計量される試料液の液量（体積）は、反応槽２の試料加熱部２２の容積よりも少なく、試料液導入管２５から反応槽２へ導入された試料液の液面は、試料加熱部２２に位置している。
また、このステップにおいて、必要に応じて試料液を希釈してもよいが、この場合も希釈後の試料液の液面が試料加熱部２２に位置するように制御されている。  
【００３６】
［試薬導入ステップ］
次に、ＣＯＤ自動測定装置１は、試料液を酸性にするための試薬を計量して反応槽２へ導入する試薬導入ステップを行う。
試薬の導入は、前述の試薬導入手段によって行われる。試薬計量器は、制御部６により、あらかじめ設定された量の硫酸を計量し、試薬導入管２６を介して反応槽２へ導入する。
【００３７】
［酸化剤導入ステップ］
次いで、ＣＯＤ自動測定装置１は、試料液を酸化するための酸化剤を計量して反応槽２へ導入する酸化剤導入ステップを行う。
酸化剤の導入は、前述の酸化剤導入手段によって行われる。滴定ポンプは、制御部６により、あらかじめ設定された量の過マンガン酸カリウムを計量し、過マンガン酸カリウム導入管２９を介して反応槽２へ導入する。
【００３８】
［酸化反応ステップ］
次いで、ＣＯＤ自動測定装置１は、反応槽２内で試料液と酸化剤とを加熱し所定時間（ここでは３０分間）酸化反応させる酸化反応ステップを行う。
制御部６は、この酸化反応ステップにおける試料液の液面が、例えば、図２のＡの高さのように試料加熱部２２に位置するように、前述の試料液導入ステップ、試薬導入ステップおよび酸化剤導入ステップの各ステップで計量する液量を制御している。
換言すると、反応槽２は、試料加熱部２２の容積が、酸化反応時の試料液の体積よりも大きくなるように構成されている。
【００３９】
このような構成により、試料加熱部２２内の試料液が、試料加熱部２２の外周面から沸騰水浴（ウォーターバス）または油浴（オイルバス）により加熱される間の水分蒸発量を少なくすることができる。また、有底管状の試料加熱部２２内にのみ、加熱すべき試料液が貯留されているため、試料加熱部２２のみを沸騰水浴中または油浴中に浸漬すればよく、ウォーターバスまたはオイルバスを小型化することができ、消費電力の低減を図ることができる。
【００４０】
［反応試薬導入ステップ］
次いで、ＣＯＤ自動測定装置１は、酸化剤と滴定試薬とに反応する反応試薬を計量して反応槽２へ導入する反応試薬導入ステップを行う。
反応試薬の導入は、前述の反応試薬導入手段によって行われる。反応試薬計量器は、制御部６により、あらかじめ設定された量のしゅう酸ナトリウムを計量し、反応試薬導入管２７を介して反応槽２へ導入する。
【００４１】
しゅう酸ナトリウムを試料液に加えることにより、酸化反応を停止させることができ、所定時間（ここでは３０分間）の酸化反応で消費された酸化剤の量を正確に求めることができる。また、過剰のしゅう酸ナトリウムを加えて過マンガン酸カリウムにより滴定（逆滴定）することにより、滴定の終点を検出しやすくすることができる。
【００４２】
［補助液導入ステップ］
次いで、ＣＯＤ自動測定装置１は、試料液に加える補助液（純水）を計量して反応槽２へ導入する補助液導入ステップを行う。
補助液の導入は、前述の補助液導入手段によって行われる。純水計量器は、制御部６により、あらかじめ設定された量の純水を計量し、純水導入管２８を介して反応槽２へ導入する。
【００４３】
制御部６は、次の滴定ステップにおける試料液の液面が、例えば、図２のＢの高さのように試料測定部２１内の白金電極５０の検知面５０２よりも上部に位置するように、計量する補助液の液量を制御している。
換言すると、反応槽２は、試料加熱部２２の容積が、補助液が加えられた後の試料液の体積よりも小さくなるように構成されている。
【００４４】
このような構成により、滴定時には試料加熱部２２よりも断面積が大きい試料測定部２１に試料液の液面が位置することとなり、電極を挿入するためのスペースを確保することができる。また、補助液を導入することにより、加熱後の試料液を効率的に冷却することができる。
【００４５】
［滴定ステップ］
次いで、ＣＯＤ自動測定装置１は、反応槽２内で補助液が加えられた後の試料液を滴定する滴定ステップを行う。
滴定は、前述の滴定手段によって行われる。滴定ポンプは、制御部６により、あらかじめ設定された量の過マンガン酸カリウムを計量し、過マンガン酸カリウム導入管２９を介して反応槽２へ導入する。
滴定中は、２本の白金電極５０のそれぞれの検知面５０２の間に一定の電流が流れ、２つの検知面５０２間の電位差が測定される。そして、定電流分極電位差法に基づき滴定の終点が検出される。
【００４６】
［演算ステップ］
次いで、ＣＯＤ自動測定装置１は、滴定の終点から酸化反応時に消費した酸化剤の量を求め、相当する酸素の量を試料液のＣＯＤとして算出する演算ステップを行う。
演算は、前述の制御部６によって行われる。
【００４７】
なお、ＣＯＤ自動測定装置１は、上述のＣＯＤ測定に先立って、ゼロ液（純水）によるゼロ校正およびスパン液（しゅう酸ナトリウム）によるスパン校正を行う。これにより、より正確なＣＯＤ測定を行うことができる。
【００４８】
また、ＣＯＤ自動測定装置１は、試料液に塩化物イオンが多く含まれている場合には、滴定ステップに先立ち、試料液にマスキング剤として硝酸銀を加えることができるようにされていることが好ましい。このようにすることにより、過マンガン酸カリウムが塩化物イオンと反応してしまい、正確な滴定が阻害されることを防止することができる。
【００４９】
ＣＯＤ自動測定装置１は、上述のＣＯＤ測定後には、反応槽２の洗浄を行う。洗浄液としては、しゅう酸ナトリウムを用いることができるが、マスキング剤として硝酸銀を加えた場合には、アンモニア溶液を用いるとよい。これらの洗浄液により反応槽２を洗浄した後、純水で十分に洗い流す。
【００５０】
以上、本発明における実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計変更も含まれる。即ち、本発明にかかるＣＯＤ自動測定装置は、天面に開口を有する試料測定部と、該試料測定部の底部と連通し下方に伸延する有底管状の試料加熱部と、を有し、該試料加熱部の水平断面の面積が前記試料測定部の水平断面の面積よりも小さい反応槽を備え、試料加熱部の容積が酸化反応時の試料液の体積よりも大きく、補助液が加えられた後の試料液の体積よりも小さいことを特徴としており、この特徴が備えられている限り、いかなる実施形態をも包含している。例えば、用いる試薬は異なるものであってもよい。
【実施例】
【００５１】
上述のＣＯＤ自動測定装置１の一実施例について説明する。
本実施例では、試料測定部２１の内径が４１ｍｍ、高さが６７ｍｍ、試料加熱部２２の内径が１２ｍｍ、高さが７０ｍｍの反応槽２を用いた。
この場合、試料液の加熱時（酸化反応ステップ）の液面の面積は、約１１３ｍｍ２であり、従来の寸胴型の反応槽の液面の面積である約２３７５ｍｍ２の約１／２１とすることができた。
【００５２】
そして、試料液の量を従来の１００ｍＬから５ｍＬに、硫酸の量を１０ｍＬから０．５ｍＬに、酸化剤としての過マンガン酸カリウムの量を１０ｍＬから０．５ｍＬに、しゅう酸ナトリウムの量を１０ｍＬから０．５ｍＬに、それぞれ低減させることができ、試料液量、試薬量、廃液量を約１／２０（約９５％減）とすることができた。
【符号の説明】
【００５３】
１…ＣＯＤ自動測定装置、２…反応槽、２１…試料測定部、２２…試料加熱部、２３…排液チューブ、２５…試料液導入管、２６…試薬導入管、２７…反応試薬導入管、２８…純水導入管、２９…過マンガン酸カリウム導入管、５０…白金電極、５０２…検知面、Ａ…酸化反応ステップにおける試料液の液面、Ｂ…滴定ステップにおける試料液の液面
【要約】
【課題】試料液の量が少なくても精度よく測定でき、環境負荷、ランニングコスト、廃液の回収や試薬の補充等のメンテナンス頻度の低減、あるいは消費電力の低減等の要請に応えることができるＣＯＤ自動測定装置を提供する。
【解決手段】反応槽２は、天面に開口を有する試料測定部２１と、試料測定部の底部と連通し下方に伸延する有底管状の試料加熱部２２を備えている。また、試料加熱部２２は、水平断面の面積が試料測定部２１の水平断面の面積よりも小さく形成されている。さらに、反応槽２は、試料加熱部２２の容積が、酸化反応時の試料液の体積よりも大きく、補助液が加えられた後の試料液の体積よりも小さくなるように構成されており、酸化反応ステップにおける液面が試料加熱部２２に位置し、滴定ステップにおける液面が電極の検知面５０２よりも上部に位置するようになっている。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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