(57)【要約】      （修正有）【課題】試料水の分析結果の正確性を向上させることが可能な試料水分析装置を提供する。【解決手段】不揮発性全有機炭素の分析作業を実行するための試料水分析装置１であって、不揮発性全有機炭素の分析作業の実行時に、オゾン発生機３１からオゾンを発生させ、塩素イオンによる酸化剤の働きへの影響度合いが低減されるように、オゾンによって試料水中の塩素イオンを除去し、次いで、オゾンと酸化剤とが混合された試料水を収容空間１１１とＵＶ光供給モジュール１４との間で循環流動させることで、試料水中の不揮発性全有機炭素をほぼ完全に酸化させ、試料水分析計１２が試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量を正確に分析できるようになる。【選択図】図１
2019152651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素イオンが含まれている試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量を分析するための試料水分析装置であって、
定量の前記試料水を収容するための収容空間を内部に有する装置本体と、
前記収容空間に連通し、前記収容空間内の前記試料水中の前記不揮発性全有機炭素の含有量を分析するための試料水分析計と、
前記収容空間に連通し、ＵＶ光を供給するためのＵＶ光供給モジュールと、
酸素を供給するための酸素供給モジュールと、
前記酸素を受け取り、前記収容空間に連通し、前記酸素に放電することでオゾンを発生させるためのオゾン発生機と、
前記収容空間に連通し、酸化剤を供給するための酸化剤供給モジュールと、
前記試料水分析計又は前記収容空間に連通し、第一キャリアガスを供給するための第一キャリアガス供給モジュールと、
不揮発性全有機炭素の分析作業を実行するための実行モジュールと、を含み、
前記不揮発性全有機炭素の分析作業が前記実行モジュールによって実行される時、前記オゾン発生機から前記収容空間に前記オゾンが供給され、前記酸化剤供給モジュールから前記試料水に前記酸化剤が供給され、その後、前記オゾンと前記酸化剤とを混合させた前記試料水が前記収容空間と前記ＵＶ光供給モジュールとの間で循環流動することで、前記塩素イオンによる前記酸化剤の働きへの影響度合いが低減されるように、前記オゾンによって前記塩素イオンが除去されるとともに、前記ＵＶ光供給モジュールから前記試料水に前記ＵＶ光が供給されることで、前記ＵＶ光、前記オゾン及び前記酸化剤による前記試料水への反応を介して、前記試料水中の前記不揮発性全有機炭素を酸化させて不揮発性全有機炭素の気体状酸化物を生成させ、次いで、前記第一キャリアガス供給モジュールから前記収容空間に前記第一キャリアガスが供給されることで、前記試料水中の前記不揮発性全有機炭素の気体状酸化物が放出されて前記試料水分析計に進入し、前記収容空間内の前記試料水中の前記不揮発性全有機炭素の含有量が分析される
試料水分析装置。
【請求項２】
前記収容空間に連通する流体排出管路を更に含み、
前記オゾン発生機から前記収容空間に前記オゾンが供給される時、前記流体排出管路が開放され、前記収容空間内のオゾン濃度が予想通りになるまで前記収容空間内からの流体が排出されたら、前記流体排出管路が閉鎖されるとともに、前記オゾン発生機から前記収容空間への前記オゾンの供給が停止される
請求項１に記載の試料水分析装置。
【請求項３】
前記流体排出管路に設けられ、前記収容空間内からの流体を測定して、前記収容空間内のオゾン濃度が予想通りであるか否かを判断するためのオゾン濃度測定器を更に含む
請求項２に記載の試料水分析装置。
【請求項４】
前記オゾン発生機による前記オゾンの発生の継続時間を計時することで、前記収容空間内のオゾン濃度が予想通りであるか否かを判断する計時用のタイマを更に含む
請求項１に記載の試料水分析装置。
【請求項５】
前記収容空間に連通する流体排出管路を更に含み、
前記実行モジュールは、ブローバック作業を更に実行し、
前記ブローバック作業が前記実行モジュールによって実行される時、前記流体排出管路が開放され、前記第一キャリアガス供給モジュールと前記試料水分析計とが連通して、前記第一キャリアガスが前記試料水分析計に供給されることで、前記試料水分析計内の元残留気体が前記第一キャリアガスと共に前記収容空間に進入し、その後に前記流体排出管路を介して前記収容空間から排出される
請求項１に記載の試料水分析装置。
【請求項６】
前記ＵＶ光の光波長は、２５４ｎｍである
請求項１に記載の試料水分析装置。
【請求項７】
前記収容空間に連通する流体排出管路を更に含み、
前記収容空間は、定量水位と、前記定量水位よりも高いオーバーフロー水位とを有し、前記流体排出管路は、前記収容空間の前記オーバーフロー水位から前記装置本体の外まで延びており、前記試料水分析装置は、
前記収容空間の底部に連通する試料水導入管路と、
前記収容空間に連通し、前記収容空間の前記定量水位から前記装置本体の外まで延びる定量排水管路と、を更に含み、
前記実行モジュールは、試料水導入作業を更に実行し、
前記試料水導入作業が前記実行モジュールによって実行される時、前記流体排出管路が開放され、前記試料水導入管路による導入がスタートされ、前記試料水が前記収容空間の底部から前記収容空間内に導入されるとともに、前記流体排出管路によって前記収容空間内における前記オーバーフロー水位を超えている前記試料水が排出されて、前記試料水の前記収容空間内における水位を前記オーバーフロー水位にさせ、その後、前記試料水導入管路が閉鎖され、前記定量排水管路が開放され、前記定量排水管路によって前記収容空間内における前記定量水位を超えている前記試料水が排出されて、前記試料水の前記収容空間内における水位を前記定量水位にさせ、前記収容空間に定量の前記試料水が収容されるようになる
請求項１に記載の試料水分析装置。
【請求項８】
前記試料水導入管路に連通し、前記試料水に塩素イオン除去剤を添加して前記試料水中の塩素イオンを除去するための塩素イオン除去手段を更に含む
請求項７に記載の試料水分析装置。
【請求項９】
前記収容空間は、循環高水位と循環低水位とを有し、前記試料水分析装置は、
前記収容空間に連通し、前記循環低水位から前記ＵＶ光供給モジュールを介して前記循環高水位まで延びる試料水循環管路を更に含み、
前記不揮発性全有機炭素の分析作業が前記実行モジュールによって実行される時、前記試料水循環管路によって前記収容空間の前記試料水を、前記循環低水位から前記ＵＶ光供給モジュールを介して前記循環高水位に流してから再び前記収容空間に進入するようにして、前記試料水の前記収容空間と前記ＵＶ光供給モジュールとの間での循環流動が実現される
請求項１に記載の試料水分析装置。
【請求項１０】
前記収容空間に連通する流体排出管路を更に含み、前記試料水分析装置は、
前記収容空間に連通し、酸性剤を供給するための酸性剤供給モジュールと、
前記収容空間に連通し、第二キャリアガスを供給するための第二キャリアガス供給モジュールと、を更に含み、
前記実行モジュールは、無機炭素除去作業を更に実行し、
前記無機炭素除去作業が前記実行モジュールによって実行される時、前記流体排出管路が開放され、前記酸性剤供給モジュールによって前記収容空間内の前記試料水に前記酸性剤が供給されることで、前記試料水を酸化させて前記試料水中の無機炭素が二酸化炭素に転化され、次いで、前記第二キャリアガス供給モジュールによって前記収容空間に前記第二キャリアガスが供給されることで、前記試料水中の前記二酸化炭素が放出され、前記流体排出管路を介して排出される
請求項１に記載の試料水分析装置。
【請求項１１】
前記無機炭素除去作業が前記実行モジュールによって実行される時、前記ＵＶ光供給モジュールによる前記ＵＶ光の供給が維持されるとともに、試料水循環管路が閉鎖されることで、前記実行モジュールによる前記無機炭素除去作業の実行時に、前記収容空間内の前記試料水が、前記ＵＶ光供給モジュールに進入することができず、前記ＵＶ光の影響を受けないようになる
請求項１０に記載の試料水分析装置。
【請求項１２】
前記第一キャリアガス供給モジュール又は前記第二キャリアガス供給モジュールに連通し、前記第一キャリアガス又は前記第二キャリアガスに二酸化炭素吸着剤を供給して、前記第一キャリアガス又は前記第二キャリアガスに含まれている二酸化炭素を吸着するための二酸化炭素吸着手段を更に含む
請求項１０に記載の試料水分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量を分析可能な試料水分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人々が環境を重視するに伴い、各国政府は、汚水や廃水による環境への汚染を減らすために、汚水や廃水等の試料水中の不揮発性全有機炭素（ｎｏｎ−ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｔｏｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃａｒｂｏｎ、ｎｏｎ−ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＴＯＣと略してもよい）の含有量を規制している。そのため、業界の不揮発性全有機炭素分析装置は、試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量を分析するために広く使用されている。不揮発性全有機炭素分析装置は、通常、試料水中の有機物を酸化させて、例えば、非分散型赤外線分析計（Ｎｏｎ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ａｎａｌｙｚｅｒ、ＮＤＩＲと略す）等の試料水分析計で、試料水中の不揮発性全有機炭素の濃度を測るようにしている。
【０００３】
通常、試料水分析装置による試料水分析において、一段階の気体分析作業を行った後は、何らかの気体が試料水分析計に残ることは避けられない（本願では、それを元残留気体として定義する）。これらの元残留気体は、試料水分析計の次の段階の気体分析作業に極めて大きな影響を与えるため、分析結果の正確性が低下してしまう。
【０００４】
なお、従来技術では、試料水中の有機物を酸化させる方法として、少なくとも、高温燃焼法、ＵＶ過硫酸塩法、及び、二段階促進酸化法の３つの方法がある。高温燃焼法については、一般的に、試料水中の有機物を高温炉の壁で酸化させているが、この場合、高温炉の壁に物質が残留してしまい、洗浄し難い等といった人から批判される問題が発生する。ＵＶ過硫酸塩法については、一般的に、ＵＶ光で過硫酸塩を活性化させて水酸基ラジカルを生成させ、試料水中の有機物を酸化させているが、試料水中の塩素イオン（Ｃｌ−）の濃度が０．０５％を超えると、水酸基ラジカルの生成が抑制されてしまい、そして、試料水の濁度が高いと、ＵＶ光が遮断されることで、過硫酸塩の活性化が不十分になる恐れがあり、そうなると、試料水中の有機物を完全に酸化させることができず、試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量の分析が不正確になってしまう。二段階促進酸化法については、一般的に、アルカリ剤（ＮａＯＨ）を加えることで試料水中の有機物を二酸化炭素に酸化させてから、二酸化炭素の測定データに基づいて、試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量を分析しているが、そもそもアルカリ剤から二酸化炭素が放出されるため、アルカリ剤の使用によって、有機物酸化由来以外の二酸化炭素が生じ、試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量の分析が不正確になってしまう。
【０００５】
上記に鑑みて、本願の主な技術的思想は、如何にして、上記の種々の問題を解決し、試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量の分析結果の正確性を向上させるとともに、試料水中の有機物（即ち不揮発性全有機炭素）の酸化を順調に完成させるかである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願は、オゾン発生機から発生させたオゾンにより、試料水中の不揮発性全有機炭素の酸化を順調に完成させることで、試料水の分析結果の正確性を向上させることが可能な試料水分析装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願に係る試料水分析装置は、塩素イオンが含まれている試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量を分析するための試料水分析装置であって、定量の試料水を収容するための収容空間を内部に有する装置本体と、収容空間に連通し、収容空間内の試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量を分析するための試料水分析計と、収容空間に連通し、ＵＶ光を供給するためのＵＶ光供給モジュールと、酸素を供給するための酸素供給モジュールと、酸素を受け取り、収容空間に連通し、酸素に放電することでオゾンを発生させるためのオゾン発生機と、収容空間に連通し、酸化剤を供給するための酸化剤供給モジュールと、試料水分析計又は収容空間に連通し、第一キャリアガスを供給するための第一キャリアガス供給モジュールと、不揮発性全有機炭素の分析作業を実行するための実行モジュールと、を含み、不揮発性全有機炭素の分析作業が実行モジュールによって実行される時、オゾン発生機から収容空間にオゾンが供給され、酸化剤供給モジュールから試料水に酸化剤が供給され、その後、オゾンと酸化剤とを混合させた試料水が収容空間とＵＶ光供給モジュールとの間で循環流動する。塩素イオンによる酸化剤の働きへの影響度合いが低減されるように、オゾンによって塩素イオンが除去されるとともに、ＵＶ光供給モジュールから試料水にＵＶ光が供給されることで、ＵＶ光、オゾン及び酸化剤による試料水への反応を介して、試料水中の不揮発性全有機炭素を酸化させて不揮発性全有機炭素の気体状酸化物を生成させ、次いで、第一キャリアガス供給モジュールから収容空間に第一キャリアガスが供給されることで、試料水中の不揮発性全有機炭素の気体状酸化物が放出されて試料水分析計に進入し、収容空間内の試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量が分析される。
【０００８】
好ましくは、本願に係る試料水分析装置は、収容空間に連通する流体排出管路を更に含み、オゾン発生機から収容空間にオゾンが供給される時、流体排出管路が開放され、収容空間内のオゾン濃度が予想通りになるまで収容空間内からの流体が排出されたら、流体排出管路が閉鎖されるとともに、オゾン発生機から収容空間へのオゾンの供給が停止される。
【０００９】
好ましくは、本願に係る試料水分析装置は、流体排出管路に設けられ、収容空間内からの流体を測定して、収容空間内のオゾン濃度が予想通りであるか否かを判断するためのオゾン濃度測定器を更に含む。
【００１０】
好ましくは、本願に係る試料水分析装置は、オゾン発生機によるオゾンの発生の継続時間を計時することで、収容空間内のオゾン濃度が予想通りであるか否かを判断する計時用のタイマを更に含む。
【００１１】
好ましくは、本願に係る試料水分析装置は、収容空間に連通する流体排出管路を更に含み、実行モジュールは、ブローバック作業を更に実行可能である。ブローバック作業が実行モジュールによって実行される時、流体排出管路が開放され、第一キャリアガス供給モジュールと試料水分析計とが連通して、第一キャリアガスが試料水分析計に供給されることで、試料水分析計内の元残留気体が第一キャリアガスと共に収容空間に進入し、その後に流体排出管路を介して収容空間から排出される。
【００１２】
好ましくは、本願に係る試料水分析装置において、ＵＶ光の光波長は２５４ｎｍである。
【００１３】
好ましくは、本願に係る試料水分析装置は、収容空間に連通する流体排出管路を更に含み、収容空間は、定量水位と、定量水位よりも高いオーバーフロー水位とを有し、流体排出管路は、収容空間のオーバーフロー水位から装置本体の外まで延びており、試料水分析装置は、収容空間の底部に連通する試料水導入管路と、収容空間に連通し、収容空間の定量水位から装置本体の外まで延びる定量排水管路と、を更に含む。実行モジュールは、試料水導入作業を更に実行可能であり、試料水導入作業が実行モジュールによって実行される時、流体排出管路が開放され、試料水導入管路による導入がスタートされ、試料水が収容空間の底部から収容空間内に導入されるとともに、流体排出管路によって収容空間内におけるオーバーフロー水位を超えている試料水が排出されて、試料水の収容空間内における水位をオーバーフロー水位にさせ、その後、試料水導入管路が閉鎖され、定量排水管路が開放され、定量排水管路によって収容空間内における定量水位を超えている試料水が排出されて、試料水の収容空間内における水位を定量水位にさせ、収容空間に定量の試料水が収容されるようになる。
【００１４】
好ましくは、本願に係る試料水分析装置は、試料水導入管路に連通し、試料水に塩素イオン除去剤を添加して試料水中の塩素イオンを除去するための塩素イオン除去手段を更に含む。
【００１５】
好ましくは、本願に係る試料水分析装置において、収容空間は、循環高水位と循環低水位とを有し、試料水分析装置は、収容空間に連通し、循環低水位からＵＶ光供給モジュールを介して循環高水位まで延びる試料水循環管路を更に含む。不揮発性全有機炭素分析作業が実行モジュールによって実行される時、試料水循環管路によって収容空間の試料水を、循環低水位からＵＶ光供給モジュールを介して循環高水位に流してから再び収容空間に進入するようにして、試料水の収容空間とＵＶ光供給モジュールとの間での循環流動が実現される。
【００１６】
好ましくは、本願に係る試料水分析装置は、収容空間に連通する流体排出管路を更に含み、試料水分析装置は、収容空間に連通し、酸性剤を供給するための酸性剤供給モジュールと、収容空間に連通し、第二キャリアガスを供給するための第二キャリアガス供給モジュールと、を更に含む。実行モジュールは、無機炭素除去作業を更に実行可能であり、無機炭素除去作業が実行モジュールによって実行される時、流体排出管路が開放され、酸性剤供給モジュールによって収容空間内の試料水に酸性剤が供給されることで、試料水を酸化させて試料水中の無機炭素が二酸化炭素に転化され、次いで、第二キャリアガス供給モジュールによって収容空間に第二キャリアガスが供給されることで、試料水中の二酸化炭素が放出され、流体排出管路を介して排出される。
【００１７】
好ましくは、本願に係る試料水分析装置において、無機炭素除去作業が実行モジュールによって実行される時、ＵＶ光供給モジュールによるＵＶ光の供給が維持されるとともに、試料水循環管路が閉鎖されることで、実行モジュールによる無機炭素除去作業の実行時に、収容空間内の試料水は、ＵＶ光供給モジュールに進入することができず、ＵＶ光の影響を受けないようになる。
【００１８】
好ましくは、本願に係る試料水分析装置は、第一キャリアガス供給モジュール又は第二キャリアガス供給モジュールに連通し、第一キャリアガス又は第二キャリアガスに二酸化炭素吸着剤を供給して、第一キャリアガス又は第二キャリアガスに含まれている二酸化炭素を吸着するための二酸化炭素吸着手段を更に含む。
【発明の効果】
【００１９】
本願に係る試料水分析装置は、従来技術に比べて、不揮発性全有機炭素の分析作業の実行時に、オゾンを供給して試料水中の塩素イオンを除去することで、試料水中の塩類によって不揮発性全有機炭素分析が干渉されるという問題を解決するとともに、オゾンと酸化剤が含まれている試料水を収容空間とＵＶ光供給モジュールとの間で循環流動させ、試料水中の不揮発性全有機炭素をほぼ完全に酸化させることで、試料水中の不揮発性全有機炭素の酸化が順調に完成できない等の問題を解決し、試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量の分析結果の正確性を効果的に向上させている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本願に係る試料水分析装置の一実施形態の構造模式図である。
【図２】本願に係る試料水分析装置の別の実施形態の構造模式図である。
【図３】本願に係る試料水分析装置のオゾン発生機の動作原理模式図である。
【図４Ａ】本願に係る試料水分析装置がブローバック作業を実行する場合の実行モジュールの制御模式図である。
【図４Ｂ】本願に係る試料水分析装置が不揮発性全有機炭素の分析作業を実行する場合の実行モジュールの制御模式図である。
【図４Ｃ】本願に係る試料水分析装置が試料水導入作業を実行する場合の実行モジュールの制御模式図である。
【図４Ｄ】本願に係る試料水分析装置が無機炭素除去作業を実行する場合の実行モジュールの制御模式図である。
【図５】本願に係る試料水分析装置におけるオゾンによる塩素イオン除去効果の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本願は、試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量（濃度）を分析するための試料水分析装置を提供する。以下、本願の技術的思想について、本願図面における図１〜図３、図４Ａ〜図４Ｄ及び図５に示す内容を参照して例示的に説明する。
【００２２】
図１〜図３を参照すると、これらの図面は、本願に係る試料水分析装置の実施形態の構造模式図を示している。図１に示すように、試料水分析装置１は、実行モジュール１０、装置本体１１、試料水分析計１２、ＵＶ光供給モジュール１４、第一キャリアガス供給モジュール１５、酸素供給モジュール３０、オゾン発生機３１、及び、酸化剤供給モジュール３５を含む。なお、本願に係る試料水分析装置の構造は、実際のニーズに応じて調整可能であり、図１に示す構造に限定されない。
【００２３】
装置本体１１は、その内部に、定量の試料水を収容するための収容空間１１１を有する。試料水分析計１２は、例えば、収容空間１１１に連通する非分散型赤外線分析計であって、収容空間１１１内の試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量を分析するためのものである。
【００２４】
酸素供給モジュール３０は、オゾン発生機３１に酸素（Ｏ２）を供給するためのものである。図３に示すように、オゾン発生機３１は、酸素を受け取り、電極３１１を介して酸素に放電することでオゾン（Ｏ３）を発生させるためのものである。オゾン発生機３１は、収容空間１１１に連通して、収容空間１１１内のオゾン濃度が予想通りになるまで収容空間１１１にオゾンを供給することで、試料水中の塩素イオンをオゾンで除去して、試料水中の塩素イオンによる酸化剤の働きへの影響度合いを低減させ、試料水中の塩類によって不揮発性全有機炭素分析が干渉されるという問題を解決することができる。好ましくは、収容空間１１１内の予想オゾン濃度は、５０ｍｇ／ｍ３である。
【００２５】
図１に示すように、試料水分析装置１は、流体排出管路１３に設けられ、流体排出管路１３を介して収容空間１１１内からの流体を測定して、収容空間１１１内のオゾン濃度が予想通りであるか否かを判断するためのオゾン濃度測定器１３１を有してもよい。
【００２６】
図２に示すように、試料水分析装置１は、オゾン発生機３１によるオゾンの発生の継続時間を計時することで、収容空間１１１内のオゾン濃度が予想通りであるか否かを判断するための計時用のタイマ３２を有してもよい。このようにすれば、タイマ３２は、オゾン濃度測定器１３１の代わりに、収容空間１１１内のオゾン濃度を判断することが可能になる。
【００２７】
酸化剤供給モジュール３５は、収容空間１１１に連通し、収容空間１１１内の試料水に酸化剤を供給するためのものである。ＵＶ光供給モジュール１４は、収容空間１１１に連通し、ＵＶ光供給モジュール１４を流れる試料水であって、オゾンと酸化剤が含まれている試料水にＵＶ光を供給することで、試料水中の不揮発性全有機炭素を酸化させ、例えば、二酸化炭素といった不揮発性全有機炭素の気体状酸化物を生成させるためのものである。ＵＶ光供給モジュール１４により供給されるＵＶ光は、その光波長が２５４ｎｍであることが好ましく、この場合、オゾンを過酸化水素に転化してから水酸基ラジカル（ＯＨ）に触媒的に転化し、試料水中の有機物を水酸基ラジカルで酸化させることで、試料水中の不揮発性全有機炭素がほぼ完全に酸化され、試料水分析計が試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量を正確に分析できるようになる。
【００２８】
図１に示すように、ＵＶ光供給モジュール１４は、装置本体１１内に内蔵されるものではなく、外付けの形で装置本体１１の外部に個別に設けられている。この場合の主な利点としては、試料水分析装置１が不揮発性全有機炭素の分析作業以外の関連作業、例えば、無機炭素除去作業を実行する時でも、試料水循環管路１８を閉鎖させて、収容空間１１１内の試料水がＵＶ光供給モジュール１４に進入することができないようにすることで、無機炭素除去作業の実行中に、ＵＶ光供給モジュール１４をオンしても、収容空間１１１内の試料水はＵＶ光の影響を受けることなく、試料水中の不揮発性全有機炭素が無機炭素除去作業中に酸化されるのが回避される。これにより、ＵＶ光供給モジュール１４を常にオン状態に維持し、ＵＶ光供給モジュール１４を繰り返してオンオフする回数を減らすことができ、分析作業の実行効率が効果的に向上する。
【００２９】
第一キャリアガス供給モジュール１５は、第一キャリアガスを供給するためのものであり、試料水分析計１２又は収容空間１１１に連通してもよい。第一キャリアガス供給モジュール１５と試料水分析計１２との連通路には、例えば、三方弁である弁体Ｖ６が設けられており、弁体Ｖ６を切り替えることで、試料水分析計１２を第一キャリアガス供給モジュール１５又は外部空間と連通させることが可能である。弁体Ｖ６を切り替えて第一キャリアガス供給モジュール１５と試料水分析計１２とを連通させるとともに、弁体Ｖ８を閉じると、第一キャリアガス供給モジュール１５によって試料水分析計１２に第一キャリアガスを供給することができる。弁体Ｖ６を切り替えて第一キャリアガス供給モジュール１５と試料水分析計１２との間の通路を遮断するとともに、弁体Ｖ８を開くと、試料水分析計１２が外部空間に連通され、試料水分析計１２内の分析気体を排出することができ、この時、第一キャリアガス供給モジュール１５と収容空間１１１とが連通され、収容空間１１１に第一キャリアガスが供給される。
【００３０】
実行モジュール１０は、不揮発性全有機炭素の分析作業を実行可能であり、この際、オゾン発生機３１から収容空間１１１にオゾンを供給し、且つ酸化剤供給モジュール３５から試料水に酸化剤を供給し、その後、オゾンと酸化剤とが混合された試料水を収容空間１１１とＵＶ光供給モジュール１４との間で循環流動させることで、塩素イオンによる酸化剤の働きへの影響度合いが低減されるように、オゾンによって試料水中の塩素イオンを除去するとともに、ＵＶ光供給モジュール１４から試料水にＵＶ光を供給することで、ＵＶ光、オゾン及び酸化剤により試料水を反応させ、試料水中の不揮発性全有機炭素を酸化させて不揮発性全有機炭素の気体状酸化物を生成させ、次いで、第一キャリアガス供給モジュール１５から収容空間１１１に第一キャリアガスを供給することで、試料水中の不揮発性全有機炭素の気体状酸化物が放出されて試料水分析計１２に進入し、収容空間１１１内の試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量が分析される。
【００３１】
図５に示すように、符号Ａに示すエリアは、３０％の塩素イオンが含まれている標準試料水に対して、オゾンによって標準試料水の塩素イオンを除去せずに、試料水中の不揮発性全有機炭素含有量を分析した結果である。一方、符号Ｂに示すエリアは、３０％の塩素イオンが含まれている標準試料水に対して、オゾンによって標準試料水の塩素イオンを除去した上で、試料水中の不揮発性全有機炭素含有量を分析した結果である。オゾンによって標準試料水の塩素イオンを除去しないと、不揮発性全有機炭素の酸化が不完全となり、実際の値よりも測定値が低くなるため、符号Ａに示すエリアの面積は、符号Ｂに示すエリアよりも小さく、不揮発性全有機炭素の分析結果の正確性が悪くなってしまう。従って、オゾンによって試料水中の塩素イオンを除去することで、試料水中の塩素イオンによる酸化剤の働きへの影響度合いを低減させ、試料水中の塩類によって不揮発性全有機炭素の分析が干渉されて分析結果が不正確になってしまうという問題を解決することができる。
【００３２】
好ましくは、試料水分析装置１は、試料水導入管路１６を有する。それに応じて、収容空間１１１内に、オーバーフロー水位Ｌ１及び定量水位Ｌ２を有することになる。図１に示すように、オーバーフロー水位Ｌ１は、定量水位Ｌ２よりも高くなっており、試料水導入管路１６は、収容空間１１１の底部に連通しており、試料水を下から上に向かって収容空間１１１に進入させる。試料水導入管路１６には、ポンプＰ１が設けられており、ポンプＰ１をオンすることで、試料水導入管路１６を介して試料水を収容空間１１１内に導入する。試料水導入管路１６の先端には、弁体Ｖ７が設けられており、遠位サンプリング源と連通しているオーバーフローカップから試料水を導入するか、それとも手動サンプリングで試料水を導入するかを試料水導入管路１６に選択させることを可能にするためには、弁体Ｖ７が三方弁とされていてもよい。
【００３３】
好ましくは、試料水分析装置１は、収容空間１１１に連通し、収容空間１１１の定量水位Ｌ２から装置本体１１の外まで延びる定量排水管路１７を有し、定量排水管路１７には、ポンプＰ３が設けられており、ポンプＰ３をオンすると、収容空間１１１内における定量水位Ｌ２を超えている試料水が定量排水管路１７に沿って排出され、分析対象となる試料水の収容空間１１１内における水位が定量水位Ｌ２の位置になるため、収容空間１１１の内部に定量の試料水が収容されるという要件が満たされ、試料水の分析条件が予想通りになる。
【００３４】
好ましくは、試料水分析装置１は、試料水循環管路１８を有し、それに応じて、収容空間１１１内には、循環高水位Ｌ３及び循環低水位Ｌ４が設けられており、試料水循環管路１８は、装置本体１１の収容空間１１１に連通しており、収容空間１１１の循環低水位Ｌ４からＵＶ光供給モジュール１４を介して収容空間１１１の循環高水位Ｌ３まで延びている。試料水循環管路１８には、循環ポンプＰ１１が設けられており、循環ポンプＰ１１をオンすると、収容空間１１１内の試料水を循環低水位Ｌ４からＵＶ光供給モジュール１４を介して循環高水位Ｌ３に流動させ、再び収容空間１１１内に還流させることができるため、試料水の収容空間１１１とＵＶ光供給モジュール１４との間での循環流動という効果が実現される。図１に示すように、循環高水位Ｌ３は、定量水位Ｌ２よりも高く、循環低水位Ｌ４は、定量水位Ｌ２よりも低くなっている。一方、試料水の収容空間１１１内における水位は定量水位Ｌ２の高さ位置とされるはずなので、試料水は、循環中に循環高水位Ｌ３から定量水位Ｌ２に落下することになり、試料水を十分に動かして、試料水中の不揮発性全有機炭素の気体状酸化物の放出に寄与させる。試料水を十分に循環流動させるという要件を満たすためには、循環高水位Ｌ３がオーバーフロー水位Ｌ１と定量水位Ｌ２との間に位置し、循環低水位Ｌ４が収容空間１１１の底部に位置するのは、好適である。
【００３５】
好ましくは、試料水分析装置１は、収容空間１１１に連通し、収容空間１１１のオーバーフロー水位Ｌ１から装置本体１１の外まで延びる流体排出管路であって、収容空間１１１内の気体（例えば、二酸化炭素等）又は液体（例えば、試料水等）を排出するための流体排出管路１３を有し、流体排出管路１３には、流体排出管路１３の開閉を制御するための弁体Ｖ１０が設けられている。弁体Ｖ１０を開くと、収容空間１１１内におけるオーバーフロー水位Ｌ１を超えている試料水を、流体排出管路１３を介して排出させ、試料水の収容空間１１１内における水位を最高でオーバーフロー水位Ｌ１の位置になるようにすることができるため、収容空間１１１内の試料水が過剰になることを回避している。
【００３６】
好ましくは、試料水分析装置１は、収容空間１１１の底部から装置本体１１の外まで延びる底部排水管路２３を有する。底部排水管路２３には、ポンプＰ２が設けられており、ポンプＰ２をオンすると、収容空間１１１内の試料水を底部排水管路２３に沿って完全に排出させ、収容空間１１１を空にして次の段階の分析待ちにすることができる。
【００３７】
好ましくは、試料水分析装置１には、ポンプＰ４、弁体Ｖ９、酸性剤供給モジュール１９、及び、第二キャリアガス供給モジュール２０が設けられている。酸性剤供給モジュール１９は、収容空間１１１に連通し、収容空間１１１に酸性剤を供給するためのものである。ポンプＰ５をオンすると、酸性剤供給モジュール１９により供給された酸性剤を収容空間１１１内に打ち込ませて、収容空間１１１内で試料水と混合させ、無機炭素除去作業（詳細は後述）を実行することができる。第二キャリアガス供給モジュール２０は、収容空間１１１に連通し、収容空間１１１に第二キャリアガスを供給するためのものである。第二キャリアガス供給モジュール２０と収容空間１１１との間の通路の開閉は、弁体Ｖ９の開閉によって実現可能である。
【００３８】
なお、第一、第二キャリアガス供給モジュール１５、２０には、流量計が含まれており、第一キャリアガス供給モジュール１５により、第一流量の第一キャリアガスが供給され、第二キャリアガス供給モジュール２０により、第二流量の第二キャリアガスが供給され、第一、第二キャリアガスは、例えば、酸素又は窒素であってもよいが、酸素の方が、好適である。第一流量の大きさは、試料水分析計１２の許容キャリアガス流量により定義され、第二流量は、試料水中の二酸化炭素を放出させることが可能なキャリアガス流量の大きさにより定義されるため、第一流量は、第二流量よりも小さくなる。異なる試料水中の無機炭素（ＴＩＣ）の実際濃度（含有量）が異なる可能性があるので、第一、第二キャリアガス供給モジュール１５、２０を個別に設けることで、第一キャリアガス供給モジュール１５の流量の大きさを調整せずに、試料水中の無機炭素の実際濃度に応じて、第二キャリアガス供給モジュール２０の流量の大きさを単独で調整して、試料水中の無機炭素の除去効率を向上させることができる。ただし、本願の第一、第二キャリアガス供給モジュール１５、２０は、装置構成の簡素化という設計要件を満たすために、一体化して単体とされてもよい。
【００３９】
好ましくは、試料水分析装置１に、第一、第二キャリアガス供給モジュール１５、２０に連通する二酸化炭素吸着手段であって、第一、第二キャリアガスに、例えば、ゼオライトといった二酸化炭素吸着剤を供給し、第一、第二キャリアガスに含まれている二酸化炭素を吸着して、第一、第二キャリアガスに二酸化炭素が含まれなくなるのを確保することで、第一、第二キャリアガスにおける二酸化炭素による水質の分析結果への影響を回避するための二酸化炭素吸着手段２１が設けられている。また、第一及び第二キャリアガス供給モジュール１５、２０が高圧キャリアガスの衝突を受けてその耐用寿命が影響されてしまうことを防止するために、第一及び第二キャリアガス供給モジュール１５、２０の先端に、キャリアガスの入力圧力を微調整するための圧力微調整器２２を更に設けてもよい。
【００４０】
好ましくは、試料水分析装置１に、試料水導入管路１６に連通し、試料水に塩素イオン除去剤を添加して試料水中の塩素イオンを除去し、試料水中の塩類によって不揮発性全有機炭素分析が干渉されるという問題を解決するための塩素イオン除去手段３４が設けられている。
【００４１】
本願に係る試料水分析装置１は、実行モジュール１０の制御の下で、図４Ａ〜図４Ｄに示すような水質分析の関連作業を実行可能であり、以下、具体的に説明する。
【００４２】
図１及び図４Ａの両方を参照すると、実行モジュール１０がブローバック作業を実行する場合、弁体Ｖ１０を開いて流体排出管路１３を開放させ、且つ弁体Ｖ６を切り替えることで第一キャリアガス供給モジュール１５と試料水分析計１２とを連通させるとともに、弁体Ｖ８を閉じ、第一キャリアガス供給モジュール１５をオンして、試料水分析計１２に第一キャリアガスを供給することで、試料水分析計１２に正圧となる気流を供給して、試料水分析計１２内の元残留気体を第一キャリアガスとともに収容空間１１１に逆に進入させ、開放している流体排出管路１３を介して収容空間１１１から排出させる。このブローバック作業により、試料水分析計１２に元残留気体が残ることに起因して後続の分析結果が不正確になってしまうという問題の発生が回避される。
【００４３】
図１及び図４Ｂの両方を参照すると、実行モジュール１０が不揮発性全有機炭素の分析作業を実行する場合、弁体Ｖ１０を開いて流体排出管路１３の通路を開放させ、弁体Ｖ１２を開いて酸素供給モジュール３０及びオゾン発生機３１をオンすることで、収容空間１１１内のオゾン濃度が予想通りになるまで、酸素供給モジュール３０からオゾン発生機３１に酸素を供給し、オゾン発生機３１から収容空間１１１にオゾンを供給する。この時、試料水中の塩類によって不揮発性全有機炭素分析の分析結果が干渉されるという問題を解決するために、試料水中の塩素イオンをオゾンで除去し、次いで、弁体Ｖ１０を閉じて流体排出管路１３の通路を閉鎖させ、ポンプＰ５及び酸化剤供給モジュール３５をオンすることで、酸化剤供給モジュール３５から収容空間１１１における試料水に酸化剤を供給し、その後に、ポンプＰ１１をオンして、オゾンと酸化剤とが混合された試料水を収容空間１１１とＵＶ光供給モジュール１４との間で循環流動させ、ＵＶ光供給モジュール１４をオンして、ＵＶ光供給モジュール１４を流れる試料水にＵＶ光を供給することで、ＵＶ光、オゾン及び酸化剤による試料水への反応を介して、試料水中の不揮発性全有機炭素を酸化させて不揮発性全有機炭素の気体状酸化物を生成させる。次いで、弁体Ｖ８を開いて、弁体Ｖ６を切り替えることで第一キャリアガス供給モジュール１５と試料水分析計１２との間の通路を遮断し、第一キャリアガス供給モジュールと収容空間１１１とを連通させ、第一キャリアガス供給モジュール１５から収容空間１１１に第一キャリアガスを供給することで、試料水中の不揮発性全有機炭素の気体状酸化物を放出させて試料水分析計１２に進入させる。そして、試料水分析計１２をオンして、収容空間１１１内の試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量を分析する。
【００４４】
更に、図１に示すように、収容空間１１１内に収容されている試料水の水位が定量水位Ｌ２に位置し、循環高水位Ｌ３が定量水位Ｌ２よりも高くなっているため、試料水は、循環高水位Ｌ３を介して再び収容空間１１１に還流すると、一時的に自由落下することになり、試料水中の不揮発性全有機炭素の気体状酸化物の放出に寄与する。
【００４５】
なお、不揮発性全有機炭素の分析作業は、ブローバック作業の後に実行されることで、試料水分析計１２による不揮発性全有機炭素の分析作業の実行前に、試料水分析計１２における元残留気体を除去するため、分析結果の正確性が向上する。ただし、試料水分析計１２における元残留気体が多くない場合は、不揮発性全有機炭素の分析作業がブローバック作業の前に実行されてもよいし、ブローバック作業の実行が省略されてもよい。
【００４６】
図１及び図４Ｃの両方を参照すると、実行モジュール１０が試料水導入作業を実行する場合、弁体Ｖ１０を開いて流体排出管路１３を開放させ、その後に塩素イオン除去手段３４をオンすることで、試料水中の塩素イオンによる酸化剤の働きへの影響度合いが低減されるように、塩素イオン除去手段３４によって、試料水に塩素イオン除去剤を添加して試料水中の塩素イオンを除去するとともに、ポンプＰ１による導入をスタートさせ、試料水導入管路１６を介して試料水を収容空間１１１の底部から収容空間１１１に導入し、導入中には、開放している流体排出管路１３を介して、収容空間１１１内におけるオーバーフロー水位Ｌ１を超えている試料水を排出させ、試料水の収容空間１１１内における水位をオーバーフロー水位Ｌ１になるようにすることができ、そして、試料水の水位がオーバーフロー水位Ｌ１に達すると、実行モジュール１０がポンプＰ１をオフすることで、試料水導入管路１６による試料水の導入を停止させ、ポンプＰ３をオンして、定量排水管路１７を介して、収容空間１１１内においける定量水位Ｌ２を超えている試料水を排出させる。これにより、試料水の収容空間１１１内における水位を定量水位Ｌ２になるようにし、収容空間１１１内に定量の試料水が収容されるという目的を達成し、試料水の分析条件を予想通りにする。なお、実行モジュール１０による試料水導入作業の実行中に、上述したブローバック作業を同時に実行して試料水分析計１２に正圧となる第一キャリアガスを逆供給することで、試料水導入作業の実行中に試料水から生成した水分の試料水分析計１２内への進入を阻止し、試料水分析計１２を常に乾燥の状態に保ってもよい。
【００４７】
図１及び図４Ｄの両方を参照すると、実行モジュール１０が無機炭素除去作業を実行する場合、弁体Ｖ１０を開いて流体排出管路１３を開放させ、その後に、ポンプＰ４をオンすることで、酸性剤供給モジュール１９から収容空間１１１内の試料水に酸性剤を供給する。これにより、収容空間１１１内の試料水を酸化させ、試料水中の無機炭素を二酸化炭素に転化させ、次いで、実行モジュール１０が弁体Ｖ９を開くことで、第二キャリアガス供給モジュール２０から収容空間１１１に第二キャリアガスを供給する。これにより、試料水から生成した二酸化炭素を放出させ、流体排出管路１３を介して排出させる。
【００４８】
なお、上述した無機炭素排出作業は、試料水導入作業の後及び不揮発性全有機炭素の分析作業の前に実行されてもよく、また、無機炭素除去作業の実行中に、ブローバック作業を同時に実行し、試料水分析計１２を介して収容空間１１１に第一キャリアガスを逆送して、第一キャリアガス及び第二キャリアガスにより、試料水から放出された二酸化炭素を流体排出管路１３で排出させてもよい。
【００４９】
以上を纏めると、本願に係る試料水分析装置は、不揮発性全有機炭素の分析作業の実行時に、オゾン発生機から酸素に放電してオゾンを発生させ、オゾンによって試料水中の塩素イオンを除去することで、塩素イオンによる酸化剤の働きへの影響度合いを低減させ、次いで、オゾンと酸化剤が含まれている試料水を収容空間とＵＶ光供給モジュールとの間で循環流動させ、試料水中の不揮発性全有機炭素をほぼ完全に酸化させることで、試料水の分析結果の正確性を更に向上させている。また、本願に係る試料水分析装置は、ブローバック作業を実行可能であり、試料水分析計に正圧となる第一キャリアガスを逆供給することで、試料水分析計内の元残留気体を排出させ、試料水分析計の分析結果の正確性を確保している。
【符号の説明】
【００５０】
１：試料水分析装置
１０：実行モジュール
１１：装置本体
１１１：収容空間
１２：試料水分析計
１３：流体排出管路
１４：ＵＶ光供給モジュール
１５：第一キャリアガス供給モジュール
１６：試料水導入管路
１７：定量排水管路
１８：試料水循環管路
１９：酸性剤供給モジュール
２０：第二キャリアガス供給モジュール
２１：二酸化炭素吸着手段
２２：圧力微調整器
２３：底部排水管路
３０：酸素供給モジュール
３１：オゾン発生機
３１１：電極
３２：タイマ
３４：塩素イオン除去手段
３５：酸化剤供給モジュール
Ｌ１：オーバーフロー水位
Ｌ２：定量水位
Ｌ３：循環高水位
Ｌ４：循環低水位
Ｐ１〜Ｐ５、Ｐ１１：ポンプ
Ｖ６〜Ｖ１２：弁体
【図１】
2019152651.tif 000003
【図２】
2019152651.tif 000004
【図３】
2019152651.tif 000005
【図４Ａ】
2019152651.tif 000006
【図４Ｂ】
2019152651.tif 000007
【図４Ｃ】
2019152651.tif 000008
【図４Ｄ】
2019152651.tif 000009
【図５】
2019152651.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月20日(2018.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
酸化剤供給モジュール３５は、収容空間１１１に連通し、収容空間１１１内の試料水に酸化剤を供給するためのものである。ＵＶ光供給モジュール１４は、収容空間１１１に連通し、ＵＶ光供給モジュール１４を流れる試料水であって、オゾンと酸化剤が含まれている試料水にＵＶ光を供給することで、試料水中の不揮発性全有機炭素を酸化させ、例えば、二酸化炭素といった不揮発性全有機炭素の気体状酸化物を生成させるためのものである。ＵＶ光供給モジュール１４により供給されるＵＶ光は、その光波長が２５４ｎｍであることが好ましく、この場合、オゾンを過酸化水素に転化してから水酸基ラジカル（・ＯＨ）に触媒的に転化し、試料水中の有機物を水酸基ラジカルで酸化させることで、試料水中の不揮発性全有機炭素がほぼ完全に酸化され、試料水分析計が試料水中の不揮発性全有機炭素の含有量を正確に分析できるようになる。