(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱硫排水から試料を採取して該試料を適切な倍率に希釈するためのサンプリング装置と、イオンクロマトグラフ分析によりほう素及びＳＯ42-イオンを分析するイオンクロマトグラフ装置と、サンプリング時間を制御し、内蔵するデータ処理ソフトウエアにより装置の自動校正及びデータ処理を行い、かつ測定されたＳＯ42-イオン濃度に応じて、試料の希釈倍率を設定し、設定信号を出力して試料を希釈するデータ処理装置とを含み、ほう素を連続的かつ自動的に分析するほう素自動分析装置。
【請求項２】
試料の自動ろ過装置をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のほう素自動分析装置    。
【請求項３】
脱硫排水から試料を採取する工程と、該試料を純水で希釈する工程と、イオンクロマトグラフ分析によりほう素及びＳＯ42-イオンを分析する工程と、データ処理装置によりサンプリング時間を制御する工程と、上記データ処理装置が内蔵するデータ処理ソフトウエアにより、装置の自動校正及びデータ処理をする工程と、測定されたＳＯ42-イオン濃度に応じて、試料の希釈倍率を上記データ処理装置により設定し、かかる設定信号に応じて試料を希釈する工程とを含み、ほう素を連続的かつ自動的に分析するほう素自動分析方法。
【請求項４】
ほう素及びＳＯ42-イオンの標準試料に基づいて、上記サンプリング時間を設定するようにしたことを特徴とする請求項３のほう素自動分析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ほう素自動分析装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオンクロマトグラフ分析でほう素（Ｂ）を分析する場合、例えば、図４に示すようにＣｌ-、ＳＯ42-等のアニオン成分も同時に分析が可能である。  しかし、脱硫排水のようにＳＯ42-を多量に含有する排水では、図６に示すように各ピークの分離が悪くなり、ＢＯ3-のピークがＳＯ42-のピークに重なり、ＢＯ3-の分析ができなくなる。
この対策としてサンプル（試料）の注入量を減らし、各ピークの分離を良くすれば、ＳＯ42-の妨害をなくすことができる。  しかし、一般にサンプルの注入量は、約１０μｌが限界で、これ以下とするには問題がある。  また、サンプルの注入量は、６方バルブに取りつけたサンプルループ（計量管）の容量で決まり、この容量を自動で変えることは難しい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、脱硫排水のようにＳＯ42-を多量に含有する排水の、ほう素の分析を可能とするほう素自動分析装置及びほう素自動分析方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るほう素自動分析装置は、脱硫排水から試料を採取して該試料を適切な倍率に希釈するためのサンプリング装置と、イオンクロマトグラフ分析によりほう素及びＳＯ42-イオンを分析するイオンクロマトグラフ装置と、サンプリング時間を制御し、内蔵するデータ処理ソフトウエアにより装置の自動校正及びデータ処理を行い、かつ測定されたＳＯ42-イオン濃度に応じて、試料の希釈倍率を設定し、設定信号を出力して試料を希釈するデータ処理装置とを含む。本発明に係るほう素自動分析装置は、試料の自動ろ過装置をさらに含むことが好適である。
【０００５】
本発明は、別の側面において、ほう素自動分析方法であり、該方法は、脱硫排水から試料を採取する工程と、該試料を純水で希釈する工程と、イオンクロマトグラフ分析によりほう素及びＳＯ42-イオンを分析する工程と、データ処理装置によりサンプリング時間を制御する工程と、上記データ処理装置が内蔵するデータ処理ソフトウエアにより、装置の自動校正及びデータ処理をする工程と、測定されたＳＯ42-イオン濃度に応じて、試料の希釈倍率を上記データ処理装置により設定し、かかる設定信号に応じて試料を希釈する工程とを含む。この方法では、ほう素及びＳＯ42-イオンの標準試料に基づいて、上記サンプリング時間を設定することが好適である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面に示した実施の形態を参照しながら、本発明に係るほう素自動分析装置をさらに詳細に説明する。
【０００７】
図１は、本発明に係るほう素自動分析装置の一実施の形態についてその概要を示す概念図である。
本実施の形態に係るほう素自動分析装置は、サンプリング装置１００、イオンクロマトグラフ装置２００、データ処理装置３００を含む。
【０００８】
図１の実施の形態で、上記サンプリング装置１００は、試料を採取して該試料を適切な倍率に希釈するための装置である。また、イオンクロマトグラフ装置２００は、イオンクロマトグラフ分析によりほう素及びＳＯ42-イオンを分析するための装置である。データ処理装置又はシステムコントローラ３００は、サンプリング時間及び希釈率を制御し、内蔵するデータ処理ソフトウエアにより装置の自動校正及びデータ処理をするための装置である。
大きな流れとして、サンプリング装置１００でサンプリングした試料を、イオンクロマトグラフ装置２００で分析し、データ処理装置３００でデータ処理を行うと共に行い、得られたデータに基づいて、サンプリング方法を逐次適正化して行く。
【０００９】
図２は、上記サンプリング装置１００の形態をさらに詳細に示している。
サンプリング装置１００は、排水タンク１０２からの排水をフィルタ１０４を介して採り入れている。フィルタ１０４は、排水中の懸濁物質を除去するための自動ろ過装置である。フィルタ１０４を経由した排水（以下試料）は、ポンプ１０６によってイオンクロマトグラフ装置２００側へ送られる。一方、サンプリング装置１００は、純水タンク１０８を備え、ここからの純水が、純水ポンプ１１０によって、ポンプ１０６からの試料に合流する。該純水ポンプ１１０は、後述するように、データ処理装置３００からの制御信号によって制御される。
サンプリング装置１００からの純水によって希釈された試料（以下試料溶液）は、イオンクロマトグラフ装置２００によって分析される。
【００１０】
図３に、イオンクロマトグラフ装置２００の実施の形態を示す。なお、図３には、便宜上、データ処理装置３００も含めている。
サンプリング装置１００からの試料溶液は、６方バルブ２０２に取りつけたサンプル計量管２０４に導入される。６方バルブ２０２は、電磁式または空気駆動式である。
まず、サンプリング開始前は、試料溶液は、６方バルブ内のポイントAからポイントBに至り、サンプル計量管２０４を経由して、ポイントEからポイントFを経て排出されている。これによって、サンプル計量管２０４が絶えずパージされる。
次に、6方バルブが反時計回りに一段回転（１／６回転）する。そうすると、サンプリング装置１００からの試料は、ポイントAからポイントFに向けて流れ、そのまま排出される。一方、溶離液槽２０８からの溶離液は、ポンプ２０９によって、ポイントDからポイントEに流れ、サンプル計量管２０４に流れる。サンプル計量管２０４中の試料溶液と溶離液とが、ポイントBからポイントCを経て分離カラム２０６に送られる。
試料溶液及び溶離液が分離カラム２０６に注入された後、6方バルブが時計回りに一段回転（１／６回転）する。これによって、サンプル計量管２０４を絶えずパージする状態に戻る。
このようにして、順次分離カラム２０６に順次、試料溶液を送り込む。
溶離液は、分離カラム２０６に保持される試料中のイオン種成分を展開、溶出させるための移動相として働く溶液である。溶離液は、分離カラム２０６の充填剤に対して不活性で、イオン種成分の分離及び使用する検出器２１０にも適しているものを採用する。
【００１１】
溶離液が添加された試料溶液は、分離カラム２０６に送られる。分離カラム２０６は、イオン交換体等を固定相としている。分離カラム２０６内で試料溶液中のイオン種成分が展開溶離する。分離カラム２０６は、検出するほう素に適した構成とする。分離カラム２０６の材質は、不活性な合成樹脂製、ガラス製の管で構成する。
分離カラム２０６からの溶出液は、サプレッサ２１２に送られる。サプレッサ２１２は、除去カラムともいわれる。このサプレッサ２１２では、被検出イオンの検出を損なうことなく、バックグラウンドとなる電気伝導率を低減する装置である。
サプレッサ２１２からの溶出液は、検出器２１０に送られる。検出器２１０は、一般的には、電気伝導度検出器である。なお、電気化学検出器又は吸光光度検出器等を採用することもできる。
検出器２１０では、溶出液の電気伝導度を測定し、イオン種の濃度を測定する。そのデータをデータ処理装置３００に送る。
【００１２】
次に、上記図１から図３について説明した実施の形態について、サンプルの導入量制御、サンプリング時間、自動校正、データ処理について説明を加える。
[サンプルの導入量制御]
イオンクロマトグラフ装置２００の分離カラムへの試料の注入量は、一定量（５０μｌ程度）とし、図２に示したサンプリング装置１００に関して説明したように、試料を純水で希釈したものを注入し、試料の導入量（試料原液相当量）を制御することとしている。イオンクロマト分析法ではアニオンの分析が同時に可能である。そこで、本発明では、ＳＯ42-を同時に分析し、その濃度がＢＯ3-分析に妨害のない範囲まで純水と混合して希釈することとしている。
【００１３】
具体的には、脱硫排水を例にすると排水中は、一般に、ＳＯ42-を１５００〜４０００ｍｇ／ｌ含有しており、試料注入量５０μｌの場合、ＢＯ3-分析に支障のないＳＯ42-濃度は５０〜１５０ｍｇ／ｌである。したがって、試料を水で約１／１０〜１／３０に希釈すれば良い。
図１〜３の実施の形態では、検出器２１０で、Ｃｌ-、ＳＯ42-、ＢＯ3-の濃度を検出する。検出されたデータ処理装置（シスムコントローラ）３００からのデータにより、ＢＯ3-分析に支障のないＳＯ42-濃度となるように、純水ポンプ１１０の流量を可変させる。すなわち、ＳＯ42-濃度に応じ、例えば、１／１０、１／２０、１／３０のように３段階の純水ポンプ１１０の流量可変のための制御信号を、純水ポンプ１１０に送り、その制御を行う。これによってＳＯ42-濃度に影響されることなく、ＢＯ3-の濃度を測定することが可能となる。
【００１４】
[サンプリング時間]
Ｃｌ-、ＳＯ4-、ＢＯ3-標準液の分析クロマトグラムを図４に示す。ＢＯ3-は６．３分にピークが出現し、約７分でピークの留出が完了する。  従ってサンプリング時間は安全を考慮して、９〜１０分ピッチが適当である。
サンプリング時間の制御は、データ処理装置３００により、サンプリング時間毎に制御信号を出し、６方バルブ２０２を前記したように作動させて行う。
【００１５】
[自動校正、データ処理]
装置の校正は、一般に、イオンクロマトグラフ装置自体、安定性が良く、通常、１回／日程度で十分である。
上記した自動校正及びデータ処理等は、データ処理装置３００により、その内蔵したプログラムにより行う。上記の標準試料による校正値から濃度を算出し、希釈による補正も同様に行う。このような手順は、当業者にとって公知の手順に従って行う。
図５に本発明によって脱硫排水を1/１０希釈液として測定した結果を示す。図示のようにピークが分かれており、測定を確実に行うことができている。
【００１６】
上記したように、図１〜３に基づいて説明した本発明に係るほう素自動分析装置及びほう素自動分析方法によれば、試料を希釈して注入し、試料の絶対量を減少させる制御法を採用して、脱硫排水のようにＳＯ42-を多量に含有する排水の、ほう素の分析を可能とすることができる。
【００１７】
他の実施の形態
本発明に係る装置は、上記の実施の形態について説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではなく、当業者にとって自明な修飾・変更・付加は、全て本発明の技術的範囲に含まれる。
【００１８】
【発明の効果】
上記したところから明らかなように、本発明によれば、脱硫排水のようにＳＯ42-を多量に含有する排水の、ほう素の分析を可能とするほう素自動分析装置及びほう素自動分析方法が提供される。
すなわち、本発明では、イオンクロマトグラフ装置を，サンプリング装置，データ処理装置（システムコントローラ）と組み合わせ、排水中のほう素の分析を自動化することで、分析操作を簡易化し、かつ連続分析を可能とした。このような構成とするために、分析を妨害するSO42-イオンを同時に測定し、希釈率を制御するシステムによりSO42-の妨害をなくすことを可能とした。
そして、本発明によれば、分析システムにデータ処理ソフトウエアを組込むことができ、試料のサンプリング、SO42-の妨害をなくすための希釈及び分析からデータ処理まで一貫した排水中のほう素自動測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るほう素自動分析装置の一実施の形態についてその概要を説明する概念図である。
【図２】本発明に係るほう素自動分析装置で採用することのできるサンプリング装置の一実施の形態についてその概要を説明する概念図である。
【図３】本発明に係るほう素自動分析装置で採用することのできるデータ処理装置の一実施の形態についてその概要を説明する概念図である。
【図４】１０ｍｇ／ｌの標準液により行ったほう素イオンを含むクロマトグラムの一例を示すグラフである。
【図５】本発明による脱硫排水の１／１０希釈液のクロマトグラムの一例を示すグラフである。
【図６】従来の方法による脱硫排水原液のクロマトグラムの一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１００              サンプリング装置
１０２              排水タンク
１０４              フィルタ
１０６              ポンプ
１０８              純水タンク
１１０              純水ポンプ
２００              イオンクロマトグラフ装置
２０２              6方バルブ
２０４              サンプル計量管
２０６              分離カラム
２０８              溶離液槽
２１０              検出器
２１２              サプレッサ
３００              データ処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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