トリハロメタン分析装置
【課題】トリハロメタンガスの分離・溶解部において、トリハロメタンガスをキャリア液に溶解する手段、あるいはサンプル水からトリハロメタンガスを分離する手段のいずれか又は双方を、膜を使用することなく構成可能とし、耐久性及び信頼性の向上を図ることが可能成トリハロメタン分析装置を提供する。
【解決手段】トリハロメタンガス分析装置において、サンプル水４からトリハロメタンガスを分離する膜８を備えたガス分離チャンバー３６０と、ガス分離チャンバー３６０を加熱し一定温度に維持する加熱手段１３と、キャリア液１２を収容しトリハロメタンガスをキャリア液１２に溶解させる容器３７と、該容器３７とガス分離チャンバー３６０とを互いに連結する連結手段１７ａとを備えている。
【解決手段】トリハロメタンガス分析装置において、サンプル水４からトリハロメタンガスを分離する膜８を備えたガス分離チャンバー３６０と、ガス分離チャンバー３６０を加熱し一定温度に維持する加熱手段１３と、キャリア液１２を収容しトリハロメタンガスをキャリア液１２に溶解させる容器３７と、該容器３７とガス分離チャンバー３６０とを互いに連結する連結手段１７ａとを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶液中の低融点有機塩素化合物のトリハロメタン分析装置であって、トリハロメタンを含むサンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させ、このトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させるように構成されたトリハロメタン分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トリハロメタンは、水中の有機化合物と疫学的安全性を確保するために使う塩素に起因して生成されるものである。水中のトリハロメタンは、揮発性であって、気体として微孔性の膜を透過できる性質を有している。この透過したトリハロメタンは、キャリア液に溶解することにより、水中の懸濁物、イオン及び種々の干渉物から分離することが可能となっている。
【０００３】
かかるトリハロメタンを自動分析するトリハロメタン分析装置としては、本件出願人の出願に係る特許文献１（特開平１０−１７０４９３号公報）、特許文献２（特公平２−１４５９６１号公報）等の技術が提供されている。
図５は、トリハロメタン分析装置の基本構成を示す全体系統図である。
このトリハロメタン分析装置では、送液ポンプ３等のキャリア液送液部と、送液ポンプ７等の試料送液部と、分離・溶解部３８等のトリハロメタンガス分離・溶解部と、反応部９と、検出部１０とを有している。
【０００４】
送液ポンプ３は、ニコチン酸アミド電磁弁１を介して導入されるニコチン酸アミド溶液と、水酸化ナトリウム電磁弁２を介して導入される水酸化ナトリウム溶液とを混合したキャリア液１２を分離・溶解部３８に供給するように構成されている。
送液ポンプ７は、サンプル水電磁弁５を介して導入されるトリハロメタンを含むサンプル水４に、酸性還元剤溶液電磁弁６を介して導入される酸性還元剤溶液（硫酸ヒドラジン溶液）を混合させて分離・溶解部３８に供給するように構成されている。この分離・溶解部３８と関連して、当該分離・溶解部３８内のキャリア液１２中にエアを供給するエアポンプ１１が設けられている。
分離・溶解部３８では、上記サンプル水４は加熱手段１３によって７０℃程度に加熱される。加熱されたサンプル水４は、内部のガス分離膜８を通ることによりトリハロメタンガス（該トリハロメタンガスの沸点は６２．５℃）が分離され、分離されガス化されたトリハロメタンガスは、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウム溶液とが混合されたキャリア液１２が内側を流れるガス分離用微孔性チューブからなるガス溶解膜２５と接することでキャリア液１２に溶解されて、トリハロメタンガス溶解キャリア液となり、反応部９に搬送されることになる。
【０００５】
反応部９では、加熱手段１６によって９０℃程度に保持されており、上記キャリア液１２を流す過程で加熱手段１６にて９０℃程度まで加温し、当該キャリア液１２中のトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させている。
検出部１０は、反応部９における反応生成物の蛍光強度を測定し、そのフォトマルセンサ信号を図示しない分析手段に伝送している。
以上の分析処理が行われた排水は、配管５１を通り、分離・溶解部３８から排水管５２を通って排出されるサンプル水４の排水と共通配管５３で合流し、外部に排出されることになる。
【特許文献１】特開平１０−１７０４９３号公報
【特許文献２】特公平２−１４５９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のトリハロメタン分析装置には、図５に示されるようなトリハロメタンガスの分離・溶解部を備えているため、次のような解決すべき課題を有している。
【０００７】
第1の課題は、トリハロメタンガスをニコチン酸アミド溶液からなるキャリア液１２に溶解するガス溶解膜２５の寿命にある。
このガス溶解膜２５は、四フッ化エチレン膜（PTFE）に多孔質処理を施したものであり、孔径０．１μｍ程度の微細な孔が無数に空けられている。そして、ガス溶解膜２５は撥水性を有しているため、ニコチン酸アミド溶液を保持しつつトリハロメタンガスだけを透過させることができる。
ところが、ニコチン酸アミド溶液は水に溶けやすい反面、空気と接触すると短時間にニコチン酸アミドが析出する性質がある。かかるトリハロメタン分析装置においては、トリハロメタン測定終了時に、エアポンプ１１からトリハロメタンガスのパージ用空気が流される。そのため、ガス溶解膜２５の表面が乾き、ニコチン酸アミドが析出することになる。これを繰り返すことでガス溶解膜２５の撥水性が低下し、その寿命が通常２〜３ヶ月程度と短くなり、短期間でガス溶解膜２５の交換が必要となってしまう。
【０００８】
第２の課題は、サンプル水４からトリハロメタンガスを分離するガス分離膜８の寿命にある。
このガス分離膜８は、四フッ化エチレン膜（PTFE）に多孔質処理を施したものであり、孔径０．１μｍ程度の微細な孔が無数に空けられている。そして、ガス分離膜８は撥水性を有しているため、サンプル水４を保持しつつ蒸発したトリハロメタンガスだけを透過させることができる。
ところが、サンプル水４は水道水であるため、微細なゴミや夾雑物を含むことから、長期間使用していると、当該ガス分離膜８は徐々に汚れが表面に付着し、これにより撥水性が低下し、最後には水漏れを誘発することになる。
【０００９】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、トリハロメタンガスの分離・溶解部において、トリハロメタンガスをキャリア液に溶解する手段、あるいはサンプル水からトリハロメタンガスを分離する手段のいずれか又は双方を、膜を使用することなく構成可能とし、耐久性及び信頼性の向上を図ることが可能なトリハロメタン分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来技術の有する課題を解決するために、請求項１の本発明は、トリハロメタンを含むサンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させ、このトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させるように構成されたトリハロメタン分析装置において、前記サンプル水からトリハロメタンガスを分離する膜を備えたガス分離チャンバーと、前記ガス分離チャンバーを加熱し一定温度に維持する加熱手段と、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウムとの混合液からなる前記キャリア液を収容し前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させる容器と、該容器と前記ガス分離チャンバーとを互いに連結する連結手段とを備えている。
【００１１】
また、請求項２の本発明は、トリハロメタンを含むサンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させ、このトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させるように構成されたトリハロメタン分析装置において、トリハロメタンが含まれる前記サンプル水から前記トリハロメタンガスを直接分離する直接ガス分離チャンバーと、前記直接ガス分離チャンバーを加熱し一定温度に維持する加熱手段と、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウムとの混合液からなる前記キャリア液を収容し前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させる容器と、該容器と前記直接ガス分離チャンバーとを互いに連結する連結手段とを備えている。
【００１２】
かかる発明において、前記キャリア液を保持するため、前記容器内を真空に減圧にする手段と加圧する手段とを備えるのが好ましい形態である（請求項３）。
【００１３】
上記発明において、具体的には次のように構成するのが好ましい。
（１）前記ガス分離チャンバー内の上部に、前記サンプル水をガス分離膜を通すことにより前記トリハロメタンガスを分離するガス分離室を形成し、前記ガス分離チャンバー内の前記ガス分離膜の下方に前記キャリア液が供給されるガス溶解室を形成し、前記ガス分離室にて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記ガス溶解室内の前記キャリア液に溶解させるように構成している（請求項４）。
【００１４】
（２）前記容器を前記ガス分離チャンバーとは別個に設置し、前記容器内に前記ガス分離チャンバーにて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させるガス溶解室を形成し、該ガス溶解室と前記ガス分離チンバーとを前記連結手段で連結している（請求項５）。
【００１５】
（３）前記直接ガス分離チャンバーを、該直接ガス分離チャンバーの底壁近傍に設置した加熱手段により前記直接ガス分離チャンバーの底部に溜まった前記サンプル水を加熱脱気して前記トリハロメタンガスを分離するように構成するとともに、前記容器を前記直接ガス分離チャンバーとは別個に設置して前記連結手段を介して前記直接ガス分離チャンバーと接続し、前記容器内に前記ガス直接分離チャンバーにて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させるガス溶解室を形成している（請求項６）。
【００１６】
（４）１つの共通容器内に前記直接ガス分離チャンバーとガス溶解室とを隔壁に設けた通路を介して連通して設け、前記共通容器の前記直接ガス分離チャンバーの底壁近傍に設置した加熱手段により前記直接ガス分離チャンバーの底部に溜まった前記サンプル水を加熱脱気して前記トリハロメタンガスを分離するように構成し、前記直接ガス分離チャンバーにて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記通路を通して前記ガス溶解室に導入して前記キャリア液に溶解させるように構成している（請求項７）。
【発明の効果】
【００１７】
上述の如く、請求項１，３の発明に係るトリハロメタン分析装置及びこれを具体化した請求項４，５の発明によれば、サンプル水からトリハロメタンガスを分離する膜を備えたガス分離チャンバーと、ガス分離チャンバーを加熱し一定温度に維持する加熱手段と、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウムとの混合液からなるキャリア液を収容し前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させる容器と、該容器と前記ガス分離チャンバーとを互いに連結する連結手段とを備えたので、上記従来技術（図５）のような、四フッ化エチレン膜（PTFE）に多孔質処理を施したチューブ材等からなるガス溶解膜が不要となる。
これにより、上記従来技術において特に問題となっていたガス溶解膜の撥水性の低下が無くなり、トリハロメタン分析装置の安定機能が保持されるとともに耐久性が向上し、高い信頼性を長期間にわたり維持できる。
【００１８】
また、請求項２，３の発明、及びこれを具体化した請求項６，７の発明に係るトリハロメタン分析装置によれば、トリハロメタンが含まれるサンプル水からトリハロメタンガスを直接分離する直接ガス分離チャンバーと、前記直接ガス分離チャンバーを加熱し一定温度に維持する加熱手段と、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウムとの混合液からなる前記キャリア液を収容する容器と、該容器と前記直接ガス分離チャンバーとを互いに連結する連結手段とを備えたので、従来技術（図５）のようなガス分離膜及びガス溶解膜の双方が不要となる。
これにより、上記従来技術において特に問題となっていたサンプル水に含まれる微細なゴミや夾雑物に起因するガス分離膜の劣化、及びガス溶解膜の撥水性の低下が一切無くなり、かつ膜の交換が不要となり、トリハロメタン分析装置の安定機能が保持されるとともに耐久性が向上し、高い信頼性を長期間にわたり維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明に係るトリハロメタン分析装置について、その実施形態を詳細に説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
このトリハロメタン分析装置では、送液ポンプ３等のキャリア液送液部と、送液ポンプ７等の試料（サンプル水４）送液部と、ガス分離部（ガス分離チャンバー）３６０と、ガス溶解部３７０と、反応部９と、検出部１０とをそれぞれ有している。
【００２１】
図１において、上記送液ポンプ３は、ニコチン酸アミド電磁弁１を介して導入されるニコチン酸アミド溶液と、水酸化ナトリウム電磁弁２を介して導入される水酸化ナトリウム溶液とを混合したキャリア液１２をガス溶解室３７に供給するように構成されている。
上記送液ポンプ７は、サンプル水電磁弁５を介して導入されるトリハロメタンを含むサンプル水４に、酸性還元剤溶液電磁弁６を介して導入される酸性還元剤溶液（硫酸ヒドラジン溶液）を混合させてガス分離部３６０のガス分離室３６に供給するように構成されている。
【００２２】
上記ガス分離部３６０は、内部にガス分離室３６が形成された容器３９と、容器３９内に設けられたガス分離膜８と、容器３９内の試料液であるサンプル水４を加熱する加熱手段１３と、エアポンプ４０と、エアポンプ４０と容器３９内とを接続する空気通路４０ｂを開閉する電磁弁４０ａと、パージ用の電磁弁３８とによって構成されており、前記容器３９内のガス分離室３６に導入されたサンプル水４は、加熱手段１３によって７０℃程度に加熱されるようになっている。
加熱されたサンプル水４は、ガス分離室３６に臨むガス分離膜８を通ることによって、トリハロメタンガス（該トリハロメタンガスの沸点は６２．５℃）が分離されることになる。
【００２３】
上記電磁弁４０ａは、電磁弁３８のゼロ校正時に大気開放し、エアポンプ４０からの空気によりトリハロメタンガスを空気でパージするために設けられている。また、電磁弁４０ａ及び電磁弁３８は、ガス分離部３６０の容器３９内でトリハロメタンガスをサンプル水４から分離する際には閉じて、容器３９内を密閉するようになっている。
【００２４】
上記ガス溶解部３７０は、前記容器３９内の下部に形成されたガス溶解室３７を備え、送液ポンプ３から、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウム溶液とを混合したキャリア液１２がガス溶解室３７に供給され、当該ガス溶解室３７においてキャリア液１２を保持し、ガス分離室３６から、上記のようにしてサンプル水４をガス分離膜８を通すことにより分離されたトリハロメタンガスを取り込み、キャリア液１２にトリハロメタンガスを溶解させている。
このトリハロメタンガス溶解キャリア液は、送液ポンプ２２により反応部９に搬送されることになる。
【００２５】
上記反応部９では、加熱手段１６によって９０℃程度に保持されており、キャリア液１２を流す過程で加熱手段１６にて９０℃程度まで加温し、当該キャリア液１２中のトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させている。
上記検出部１０では、反応部９における反応生成物の蛍光強度を測定し、そのフォトマルセンサ信号を図示しない分析手段に伝送している。
以上の分析処理が行われた排水は、配管５１を通り、分離・溶解部３８から排水管５２を通って排出されるサンプル水４の排水と共通配管５３で合流し、外部に排出されることになる。
【００２６】
次に、第1実施形態に係るトリハロメタン分析装置の動作手順について説明する。
先ず、電磁弁１及び電磁弁２を開き、送液ポンプ３でキャリア液１２をガス溶解部３７０のガス溶解室３７へ送る。それと同時に電磁弁６及び電磁弁５を開き送液ポンプ７でサンプル水４をガス分離部３６０のガス分離室３６へ送り、加熱手段１３によって当該サンプル水４を７０℃程度に加熱する。
加熱されたサンプル水４は、ガス分離室３６に臨むガス分離膜８を通ることにより、トリハロメタンガス（該トリハロメタンガスの沸点は６２．５℃）が分離される。
【００２７】
次いで、電磁弁４０ａと電磁弁３８を閉じ、上記トリハロメタンガスをガス溶解室３７内のキャリア液１２に溶解させる。トリハロメタンガスを溶解させた後のトリハロメタンガス溶解キャリア液は、送液ポンプ２２によって次工程である反応部９に送り込まれて、当該反応部９で前述のような反応動作を行う。
しかる後、上記電磁弁４０ａを、電磁弁３８のゼロ校正時に大気開放し、エアポンプ４０からの空気によりトリハロメタンガスを空気でパージする。
【００２８】
以上の第1実施形態によれば、容器３９内の上部にサンプル水４をガス分離膜８を通すことによりトリハロメタンガスを分離するガス分離室３６を形成し、該容器３９内のガス分離膜８の下方にキャリア液１２が供給されるガス溶解室３７を形成し、ガス分離室３６にてサンプル水４から分離されたトリハロメタンガスをガス溶解室３７に取り込み、キャリア液１２にトリハロメタンガスを溶解させるように構成したので、図５に示される従来技術のような、四フッ化エチレン膜（PTFE）に多孔質処理を施したチューブ材等からなるガス溶解膜２５が不要となる。
これにより、上記従来技術において特に問題となっていたガス溶解膜の撥水性の低下が無くなり、トリハロメタン分析装置の安定機能が保持されるとともに耐久性が向上し、高い信頼性が維持できることとなった。
【００２９】
［第２実施形態］
図２は本発明の第２実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
この第２実施形態においては、図２に示すように、サンプル水４からトリハロメタンガスを分離するガス分離部（ガス分離チャンバー）３３、膜を使用することなくトリハロメタンガスを容器３５内で直接溶解するガス溶解部３４、ガス溶解部３４の容器３５内の内圧を制御しガス分離部３３からガス溶解部３４にトリハロメタンガスを輸送し、あるいは次工程の反応部９へトリハロメタンガス溶解キャリア液を輸送する手段であるエアポンプ２１等を備えている。
【００３０】
上記ガス分離部３３は、容器３２、該容器３２内に設けられたガス分離膜８、大気開放弁１５等により構成されており、ガス分離膜８では上記第1実施形態と同様に、サンプル水４からトリハロメタンガスを分離するようになっている。かかる分離作動時には、後述する電磁弁１７及び大気開放弁１５は閉じて、容器３２を密閉している。
また、上記大気開放弁１５は、ゼロ校正時に容器３２内のトリハロメタンガスを空気でパージする際に開き、トリハロメタン分析装置の稼動時には閉じている。
上記ガス分離部３３でサンプル水４から分離したトリハロメタンガスは、電磁弁１７を備えた通路１７ａを通ってガス溶解部３４に搬送され、ガス溶解部３４で送液ポンプ３により送り込まれたキャリア液１２に溶解している。
【００３１】
上記ガス溶解部３４は、トリハロメタンガス及び送液ポンプ３により送り込まれたキャリア液１２が収容される容器３５と電磁弁１８とで構成されており、容器３５には、キャリア液１２が保持されて、ガス分離部３３からトリハロメタンガスを取り込み、キャリア液１２にトリハロメタンガスを溶解させている。
そして、このトリハロメタンガス溶解キャリア液は反応部９に送り込まれ、それ以降は、上記第1実施形態と同様の処理が施される。
なお、上記電磁弁１８は、これを開いて容器３５内のガスを空気によるパージを行うのに使用されている。
【００３２】
上記エアポンプ２１は、３方弁からなる電磁弁１９と３方弁からなる電磁弁２０とを併用することにより、容器３５内部の圧力調整に使用している。図２の状態ではエアポンプ２１を作動させると容器３５内を負圧にすることが可能となる。容器３５内を正圧にする場合は、エアポンプ２１を作動させて電磁弁１９及び電磁弁２０を開くようになっている。
【００３３】
次に、第２実施形態に係るトリハロメタン分析装置の動作手順について説明する。
先ず、電磁弁１及び電磁弁２を開き、送液ポンプ３でキャリア液１２をガス溶解部３４のガス溶解室３４ａへ送る。それと同時に電磁弁６及び電磁弁５を開き、送液ポンプ７でサンプル水４をガス分離部３３のガス分離室３３ａへ送り、加熱手段１３によって当該サンプル水４を７０℃程度に加熱する。加熱されたサンプル水４は、ガス分離室３３ａに臨むガス分離膜８を通ることによりトリハロメタンガス（該トリハロメタンガスの沸点は６２．５℃）が分離される。
【００３４】
次いで、電磁弁１７を開き、圧力計１９ａを目視しながら電磁弁２０及び電磁弁１９の開度を調整してエアポンプ２１を動作させ、ガス溶解室３４ａ内を負圧に減圧すると、ガス分離室３３ａ内のトリハロメタンガスは通路１７ａを通ってガス溶解室３４ａ内に導入され、ガス溶解室３４ａに供給されているキャリア液１２に溶解することになる。
トリハロメタンガスを溶解させたトリハロメタンガス溶解キャリア液を次工程である反応部９に送る際には、電磁弁１７及び電磁弁１８を閉じ、圧力計１９ａを目視しながら電磁弁２０及び電磁弁１９の開度を調整してエアポンプ２１を動作させ、ガス溶解室３４ａ内を正圧にして、ガス溶解室３４ａ内のトリハロメタンガス溶解キャリア液を反応部９に圧送する。
その他の構成は、上記第1実施形態と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示している。
【００３５】
以上の第２実施形態によれば、ガス分離部３３とは別個に、容器３５内にガス溶解室３４ａを形成したガス溶解部３４を設置し、電磁弁１７を備えた通路１７ａでガス分離部３３に接続し、ガス分離部３３にてサンプル水４から分離されたトリハロメタンガスをガス溶解部３４のガス溶解室３４ａに取り込み、キャリア液１２にトリハロメタンガスを溶解させるように構成したので、図５に示される従来技術のようなガス溶解膜２５が不要となる。
これにより、上記従来技術において特に問題となっていたガス溶解膜の撥水性の低下が無くなり、トリハロメタン分析装置の安定機能が保持されるとともに耐久性が向上し、高い信頼性が維持できることとなった。
【００３６】
［第３実施形態］
図３は本発明の第３実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
この第３施形態においては、図２に示される第２実施形態に対して、図３に示すように、ガス分離部の構成を膜を用いない構造に変えたものであり、ガス溶解部の構成は上記第２実施形態と同様である。従って、かかる第３実施形態では、ガス分離部、ガス溶解部の双方に膜を用いない構造となる。
図３において、ガス分離部（直接ガス分離チャンバー）４３は、内部にガス分離室４３ｂが形成された容器４３ａと大気開放弁１５とにより構成されており、サンプル水４中のトリハロメタンガスを加熱手段１３の加熱により脱気分離するように構成されている。
そして、この第３実施形態では、加熱手段１３を容器４３ａの底壁に接して設置し、ガス分離室４３ｂの底部に溜まったサンプル水４を加熱脱気してトリハロメタンガスを分離するように構成されている。
その他の構成は、上記第２実施形態（図２）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示している。
【００３７】
次に、第３実施形態に係るトリハロメタン分析装置の動作手順について説明する。
先ず、電磁弁１及び電磁弁２を開き、送液ポンプ３でキャリア液１２をガス溶解部３４のガス溶解室３４ａへ送る。それと同時に電磁弁6及び電磁弁５を開き、送液ポンプ７でサンプル水４をガス分離部４３のガス分離室４３ｂへ送る。
ガス分離室４３ｂの底部に溜まったサンプル水４は、容器４３ａの底壁に接して設置した加熱手段１３によって加熱脱気され、トリハロメタンガスが分離されて、ガス分離室４３ｂの上部に溜まる。
【００３８】
次いで、電磁弁１７を開き、圧力計１９ａを目視しながら電磁弁２０及び電磁弁１９の開度を調整してエアポンプ２１を動作させ、ガス溶解室３４ａ内を負圧に減圧すると、ガス分離室４３ｂ内のトリハロメタンガスは通路１７ａを通ってガス溶解室３４ａ内に導入され、ガス溶解室３４ａに供給されているキャリア液１２に溶解することになる。
トリハロメタンガスを溶解させたトリハロメタンガス溶解キャリア液を次工程である反応部９に送る際には、電磁弁１７及び電磁弁１８を閉じ、圧力計１９ａを目視しながら電磁弁２０及び電磁弁１９の開度を調整してエアポンプ２１を動作させ、ガス溶解室３４ａ内を正圧にして、ガス溶解室３４ａ内のトリハロメタンガス溶解キャリア液を反応部９に圧送する。
【００３９】
以上の第３実施形態によれば、ガス分離部４３を、加熱手段１３を容器４３ａの底壁に接して設置し、ガス分離室４３ｂの底部に溜まったサンプル水４を加熱脱気してトリハロメタンガスを分離するように構成することにより、膜を用いることなくサンプル水４からトリハロメタンガスを分離可能となるとともに、上記第２実施形態と同様に、ガス分離部４３とは別個に、容器３５内にガス溶解室３４ａを形成したガス溶解部３４を設置して、電磁弁１７を備えた通路１７ａでガス分離部４３に接続し、ガス分離部４３にてサンプル水４から分離されたトリハロメタンガスをガス溶解部３４のガス溶解室３４ａに取り込み、キャリア液１２にトリハロメタンガスを溶解させるように構成したので、図５に示される従来技術のようなガス分離膜８及びガス溶解膜２５の双方が不要となる。
【００４０】
これにより、上記従来技術において特に問題となっていたサンプル水４に含まれる微細なゴミや夾雑物によるガス分離膜の劣化、及びガス溶解膜の撥水性の低下が一切無くなり、トリハロメタン分析装置の安定機能が保持されるとともに耐久性が向上し、高い信頼性が維持できることとなった。
【００４１】
［第４実施形態］
図４は本発明の第４実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
この第４実施形態においては、図４に示すように、１つの容器４００内に、サンプル水４からトリハロメタンガスを直接分離させる２つのガス分離室４１，４１を連通して設けるとともに、該ガス分離室４１，４１に挟まれてガス溶解室４２を設け、各ガス分離室４１，４１の外側に該ガス分離室４１，４１内のサンプル水４を加熱してトリハロメタンガスを分離せしめる加熱手段１３，１３を設けている。
上記各ガス分離室４１，４１とガス溶解室４２とは、両者を仕切る隔壁４１ｃ，４１ｃの上部に穿孔された通路４１ａ，４１ａを介して連通され、ガス分離室４１，４１で分離されたトリハロメタンガスが通路４１ａ，４１ａを通ってガス溶解室４２に流入するようになっている。
【００４２】
なお、２６は、トリハロメタンガスをサンプル水４から分離する際に容器４００内を密閉し、あるいはエアパージ時等に容器４００内を大気開放するために用いられる電磁弁である。２５は容器４００内を空気でパージするためのエアポンプであり、エアポンプ２５と容器４００内とを接続する通路２５ｃを開閉する電磁弁２５ｂ及び電磁弁２６を開き、エアポンプ２５からの空気で容器４００内をパージするようになっている。２８は容器４００内からの排水通路５２ａを開閉する電磁弁、２５ａは通路２５ｃの圧力を計測する圧力計である。
その他の構成は、上記第１実施形態（図１）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示している。
【００４３】
次に、第４実施形態に係るトリハロメタン分析装置の動作手順について説明する。
先ず、電磁弁１及び電磁弁２を開き、送液ポンプ３でキャリア液１２を容器４００内のガス溶解室４２へ送る。それと同時に電磁弁6及び電磁弁５を開き、送液ポンプ７でサンプル水４を互いに連通されたガス分離室４１，４１へ送る。
そして、ガス分離室４１，４１の底部に溜まったサンプル水４は、容器４００の底壁に接して設置した加熱手段１３，１３によって加熱脱気され、トリハロメタンガスが分離されて、通路４１ａ，４１ａを通ってガス溶解室４２に流入する。
そして、トリハロメタンガスは、ガス溶解室４２に供給されているキャリア液１２に溶解することになる。
【００４４】
トリハロメタンガスを溶解させたトリハロメタンガス溶解キャリア液を次工程である反応部９に送る際には、電磁弁２６を閉じ、電磁弁１及び電磁弁２を開き送液ポンプ３を作動させて、ガス溶解室４２内のトリハロメタンガス溶解キャリア液を反応部９に圧送する。
【００４５】
以上の第４実施形態によれば、１つの容器４００内にガス分離室４１，４１とガス溶解室４２とを設けて、両者の隔壁４１ｃ，４１ｃに設けた通路４１ａ，４１ａを介してガス分離室４１，４１とガス溶解室４２とを連通し、容器４００の底壁に接して設置した加熱手段１３，１３によりガス分離室４１，４１の底部に溜まったサンプル水４を加熱脱気してトリハロメタンガスを分離するように構成することにより、膜を用いることなくサンプル水４からトリハロメタンガスを分離可能となるとともに、ガス分離室４１，４１にてサンプル水４から分離されたトリハロメタンガスを隣り合うガス溶解室４２に取り込み、キャリア液１２に該トリハロメタンガスを溶解させるように構成したので、図５に示される従来技術のようなガス分離膜８及びガス溶解膜２５の双方が不要となるとともに、１つの容器４００内にガス分離室４１，４１とガス溶解室４２とを両者の隔壁４１ｃ，４１ｃに設けた通路４１ａ，４１ａを介して連通して設けたことにより、構造が簡単でかつコンパクトになる。
【００４６】
これにより、１つの容器４００内にガス分離室４１，４１とガス溶解室４２とを設けるという、きわめて簡単でかつコンパクトな構造でもって、上記従来技術において特に問題となっていたサンプル水に含まれる微細なゴミや夾雑物によるガス分離膜の劣化、及びガス溶解膜の撥水性の低下が一切無くなり、トリハロメタン分析装置の安定機能が保持されるとともに耐久性が向上し、高い信頼性が維持できることとなった。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
【図５】従来技術に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
【符号の説明】
【００４９】
１，２，５，６ 電磁弁
３，７ 送液ポンプ
４ サンプル水
８ ガス分離膜
９ 反応部
１０ 検出部
１２ キャリア液
１３ 加熱手段
３２ 容器
３３ ガス分離部（ガス分離チャンバー）
３４ ガス溶解部
３４ａ ガス溶解室
３５ 容器
３６ ガス分離室
３７ ガス溶解室
３９ 容器
４１ ガス分離室
４２ ガス溶解室
４３ ガス分離部（直接ガス分離チャンバー）
４３ａ 容器
４３ｂ ガス分離室
３６０ ガス分離部（ガス分離チャンバー）
３７０ ガス溶解部
４００ 容器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶液中の低融点有機塩素化合物のトリハロメタン分析装置であって、トリハロメタンを含むサンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させ、このトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させるように構成されたトリハロメタン分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トリハロメタンは、水中の有機化合物と疫学的安全性を確保するために使う塩素に起因して生成されるものである。水中のトリハロメタンは、揮発性であって、気体として微孔性の膜を透過できる性質を有している。この透過したトリハロメタンは、キャリア液に溶解することにより、水中の懸濁物、イオン及び種々の干渉物から分離することが可能となっている。
【０００３】
かかるトリハロメタンを自動分析するトリハロメタン分析装置としては、本件出願人の出願に係る特許文献１（特開平１０−１７０４９３号公報）、特許文献２（特公平２−１４５９６１号公報）等の技術が提供されている。
図５は、トリハロメタン分析装置の基本構成を示す全体系統図である。
このトリハロメタン分析装置では、送液ポンプ３等のキャリア液送液部と、送液ポンプ７等の試料送液部と、分離・溶解部３８等のトリハロメタンガス分離・溶解部と、反応部９と、検出部１０とを有している。
【０００４】
送液ポンプ３は、ニコチン酸アミド電磁弁１を介して導入されるニコチン酸アミド溶液と、水酸化ナトリウム電磁弁２を介して導入される水酸化ナトリウム溶液とを混合したキャリア液１２を分離・溶解部３８に供給するように構成されている。
送液ポンプ７は、サンプル水電磁弁５を介して導入されるトリハロメタンを含むサンプル水４に、酸性還元剤溶液電磁弁６を介して導入される酸性還元剤溶液（硫酸ヒドラジン溶液）を混合させて分離・溶解部３８に供給するように構成されている。この分離・溶解部３８と関連して、当該分離・溶解部３８内のキャリア液１２中にエアを供給するエアポンプ１１が設けられている。
分離・溶解部３８では、上記サンプル水４は加熱手段１３によって７０℃程度に加熱される。加熱されたサンプル水４は、内部のガス分離膜８を通ることによりトリハロメタンガス（該トリハロメタンガスの沸点は６２．５℃）が分離され、分離されガス化されたトリハロメタンガスは、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウム溶液とが混合されたキャリア液１２が内側を流れるガス分離用微孔性チューブからなるガス溶解膜２５と接することでキャリア液１２に溶解されて、トリハロメタンガス溶解キャリア液となり、反応部９に搬送されることになる。
【０００５】
反応部９では、加熱手段１６によって９０℃程度に保持されており、上記キャリア液１２を流す過程で加熱手段１６にて９０℃程度まで加温し、当該キャリア液１２中のトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させている。
検出部１０は、反応部９における反応生成物の蛍光強度を測定し、そのフォトマルセンサ信号を図示しない分析手段に伝送している。
以上の分析処理が行われた排水は、配管５１を通り、分離・溶解部３８から排水管５２を通って排出されるサンプル水４の排水と共通配管５３で合流し、外部に排出されることになる。
【特許文献１】特開平１０−１７０４９３号公報
【特許文献２】特公平２−１４５９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のトリハロメタン分析装置には、図５に示されるようなトリハロメタンガスの分離・溶解部を備えているため、次のような解決すべき課題を有している。
【０００７】
第1の課題は、トリハロメタンガスをニコチン酸アミド溶液からなるキャリア液１２に溶解するガス溶解膜２５の寿命にある。
このガス溶解膜２５は、四フッ化エチレン膜（PTFE）に多孔質処理を施したものであり、孔径０．１μｍ程度の微細な孔が無数に空けられている。そして、ガス溶解膜２５は撥水性を有しているため、ニコチン酸アミド溶液を保持しつつトリハロメタンガスだけを透過させることができる。
ところが、ニコチン酸アミド溶液は水に溶けやすい反面、空気と接触すると短時間にニコチン酸アミドが析出する性質がある。かかるトリハロメタン分析装置においては、トリハロメタン測定終了時に、エアポンプ１１からトリハロメタンガスのパージ用空気が流される。そのため、ガス溶解膜２５の表面が乾き、ニコチン酸アミドが析出することになる。これを繰り返すことでガス溶解膜２５の撥水性が低下し、その寿命が通常２〜３ヶ月程度と短くなり、短期間でガス溶解膜２５の交換が必要となってしまう。
【０００８】
第２の課題は、サンプル水４からトリハロメタンガスを分離するガス分離膜８の寿命にある。
このガス分離膜８は、四フッ化エチレン膜（PTFE）に多孔質処理を施したものであり、孔径０．１μｍ程度の微細な孔が無数に空けられている。そして、ガス分離膜８は撥水性を有しているため、サンプル水４を保持しつつ蒸発したトリハロメタンガスだけを透過させることができる。
ところが、サンプル水４は水道水であるため、微細なゴミや夾雑物を含むことから、長期間使用していると、当該ガス分離膜８は徐々に汚れが表面に付着し、これにより撥水性が低下し、最後には水漏れを誘発することになる。
【０００９】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、トリハロメタンガスの分離・溶解部において、トリハロメタンガスをキャリア液に溶解する手段、あるいはサンプル水からトリハロメタンガスを分離する手段のいずれか又は双方を、膜を使用することなく構成可能とし、耐久性及び信頼性の向上を図ることが可能なトリハロメタン分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来技術の有する課題を解決するために、請求項１の本発明は、トリハロメタンを含むサンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させ、このトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させるように構成されたトリハロメタン分析装置において、前記サンプル水からトリハロメタンガスを分離する膜を備えたガス分離チャンバーと、前記ガス分離チャンバーを加熱し一定温度に維持する加熱手段と、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウムとの混合液からなる前記キャリア液を収容し前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させる容器と、該容器と前記ガス分離チャンバーとを互いに連結する連結手段とを備えている。
【００１１】
また、請求項２の本発明は、トリハロメタンを含むサンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させ、このトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させるように構成されたトリハロメタン分析装置において、トリハロメタンが含まれる前記サンプル水から前記トリハロメタンガスを直接分離する直接ガス分離チャンバーと、前記直接ガス分離チャンバーを加熱し一定温度に維持する加熱手段と、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウムとの混合液からなる前記キャリア液を収容し前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させる容器と、該容器と前記直接ガス分離チャンバーとを互いに連結する連結手段とを備えている。
【００１２】
かかる発明において、前記キャリア液を保持するため、前記容器内を真空に減圧にする手段と加圧する手段とを備えるのが好ましい形態である（請求項３）。
【００１３】
上記発明において、具体的には次のように構成するのが好ましい。
（１）前記ガス分離チャンバー内の上部に、前記サンプル水をガス分離膜を通すことにより前記トリハロメタンガスを分離するガス分離室を形成し、前記ガス分離チャンバー内の前記ガス分離膜の下方に前記キャリア液が供給されるガス溶解室を形成し、前記ガス分離室にて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記ガス溶解室内の前記キャリア液に溶解させるように構成している（請求項４）。
【００１４】
（２）前記容器を前記ガス分離チャンバーとは別個に設置し、前記容器内に前記ガス分離チャンバーにて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させるガス溶解室を形成し、該ガス溶解室と前記ガス分離チンバーとを前記連結手段で連結している（請求項５）。
【００１５】
（３）前記直接ガス分離チャンバーを、該直接ガス分離チャンバーの底壁近傍に設置した加熱手段により前記直接ガス分離チャンバーの底部に溜まった前記サンプル水を加熱脱気して前記トリハロメタンガスを分離するように構成するとともに、前記容器を前記直接ガス分離チャンバーとは別個に設置して前記連結手段を介して前記直接ガス分離チャンバーと接続し、前記容器内に前記ガス直接分離チャンバーにて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させるガス溶解室を形成している（請求項６）。
【００１６】
（４）１つの共通容器内に前記直接ガス分離チャンバーとガス溶解室とを隔壁に設けた通路を介して連通して設け、前記共通容器の前記直接ガス分離チャンバーの底壁近傍に設置した加熱手段により前記直接ガス分離チャンバーの底部に溜まった前記サンプル水を加熱脱気して前記トリハロメタンガスを分離するように構成し、前記直接ガス分離チャンバーにて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記通路を通して前記ガス溶解室に導入して前記キャリア液に溶解させるように構成している（請求項７）。
【発明の効果】
【００１７】
上述の如く、請求項１，３の発明に係るトリハロメタン分析装置及びこれを具体化した請求項４，５の発明によれば、サンプル水からトリハロメタンガスを分離する膜を備えたガス分離チャンバーと、ガス分離チャンバーを加熱し一定温度に維持する加熱手段と、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウムとの混合液からなるキャリア液を収容し前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させる容器と、該容器と前記ガス分離チャンバーとを互いに連結する連結手段とを備えたので、上記従来技術（図５）のような、四フッ化エチレン膜（PTFE）に多孔質処理を施したチューブ材等からなるガス溶解膜が不要となる。
これにより、上記従来技術において特に問題となっていたガス溶解膜の撥水性の低下が無くなり、トリハロメタン分析装置の安定機能が保持されるとともに耐久性が向上し、高い信頼性を長期間にわたり維持できる。
【００１８】
また、請求項２，３の発明、及びこれを具体化した請求項６，７の発明に係るトリハロメタン分析装置によれば、トリハロメタンが含まれるサンプル水からトリハロメタンガスを直接分離する直接ガス分離チャンバーと、前記直接ガス分離チャンバーを加熱し一定温度に維持する加熱手段と、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウムとの混合液からなる前記キャリア液を収容する容器と、該容器と前記直接ガス分離チャンバーとを互いに連結する連結手段とを備えたので、従来技術（図５）のようなガス分離膜及びガス溶解膜の双方が不要となる。
これにより、上記従来技術において特に問題となっていたサンプル水に含まれる微細なゴミや夾雑物に起因するガス分離膜の劣化、及びガス溶解膜の撥水性の低下が一切無くなり、かつ膜の交換が不要となり、トリハロメタン分析装置の安定機能が保持されるとともに耐久性が向上し、高い信頼性を長期間にわたり維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明に係るトリハロメタン分析装置について、その実施形態を詳細に説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
このトリハロメタン分析装置では、送液ポンプ３等のキャリア液送液部と、送液ポンプ７等の試料（サンプル水４）送液部と、ガス分離部（ガス分離チャンバー）３６０と、ガス溶解部３７０と、反応部９と、検出部１０とをそれぞれ有している。
【００２１】
図１において、上記送液ポンプ３は、ニコチン酸アミド電磁弁１を介して導入されるニコチン酸アミド溶液と、水酸化ナトリウム電磁弁２を介して導入される水酸化ナトリウム溶液とを混合したキャリア液１２をガス溶解室３７に供給するように構成されている。
上記送液ポンプ７は、サンプル水電磁弁５を介して導入されるトリハロメタンを含むサンプル水４に、酸性還元剤溶液電磁弁６を介して導入される酸性還元剤溶液（硫酸ヒドラジン溶液）を混合させてガス分離部３６０のガス分離室３６に供給するように構成されている。
【００２２】
上記ガス分離部３６０は、内部にガス分離室３６が形成された容器３９と、容器３９内に設けられたガス分離膜８と、容器３９内の試料液であるサンプル水４を加熱する加熱手段１３と、エアポンプ４０と、エアポンプ４０と容器３９内とを接続する空気通路４０ｂを開閉する電磁弁４０ａと、パージ用の電磁弁３８とによって構成されており、前記容器３９内のガス分離室３６に導入されたサンプル水４は、加熱手段１３によって７０℃程度に加熱されるようになっている。
加熱されたサンプル水４は、ガス分離室３６に臨むガス分離膜８を通ることによって、トリハロメタンガス（該トリハロメタンガスの沸点は６２．５℃）が分離されることになる。
【００２３】
上記電磁弁４０ａは、電磁弁３８のゼロ校正時に大気開放し、エアポンプ４０からの空気によりトリハロメタンガスを空気でパージするために設けられている。また、電磁弁４０ａ及び電磁弁３８は、ガス分離部３６０の容器３９内でトリハロメタンガスをサンプル水４から分離する際には閉じて、容器３９内を密閉するようになっている。
【００２４】
上記ガス溶解部３７０は、前記容器３９内の下部に形成されたガス溶解室３７を備え、送液ポンプ３から、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウム溶液とを混合したキャリア液１２がガス溶解室３７に供給され、当該ガス溶解室３７においてキャリア液１２を保持し、ガス分離室３６から、上記のようにしてサンプル水４をガス分離膜８を通すことにより分離されたトリハロメタンガスを取り込み、キャリア液１２にトリハロメタンガスを溶解させている。
このトリハロメタンガス溶解キャリア液は、送液ポンプ２２により反応部９に搬送されることになる。
【００２５】
上記反応部９では、加熱手段１６によって９０℃程度に保持されており、キャリア液１２を流す過程で加熱手段１６にて９０℃程度まで加温し、当該キャリア液１２中のトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させている。
上記検出部１０では、反応部９における反応生成物の蛍光強度を測定し、そのフォトマルセンサ信号を図示しない分析手段に伝送している。
以上の分析処理が行われた排水は、配管５１を通り、分離・溶解部３８から排水管５２を通って排出されるサンプル水４の排水と共通配管５３で合流し、外部に排出されることになる。
【００２６】
次に、第1実施形態に係るトリハロメタン分析装置の動作手順について説明する。
先ず、電磁弁１及び電磁弁２を開き、送液ポンプ３でキャリア液１２をガス溶解部３７０のガス溶解室３７へ送る。それと同時に電磁弁６及び電磁弁５を開き送液ポンプ７でサンプル水４をガス分離部３６０のガス分離室３６へ送り、加熱手段１３によって当該サンプル水４を７０℃程度に加熱する。
加熱されたサンプル水４は、ガス分離室３６に臨むガス分離膜８を通ることにより、トリハロメタンガス（該トリハロメタンガスの沸点は６２．５℃）が分離される。
【００２７】
次いで、電磁弁４０ａと電磁弁３８を閉じ、上記トリハロメタンガスをガス溶解室３７内のキャリア液１２に溶解させる。トリハロメタンガスを溶解させた後のトリハロメタンガス溶解キャリア液は、送液ポンプ２２によって次工程である反応部９に送り込まれて、当該反応部９で前述のような反応動作を行う。
しかる後、上記電磁弁４０ａを、電磁弁３８のゼロ校正時に大気開放し、エアポンプ４０からの空気によりトリハロメタンガスを空気でパージする。
【００２８】
以上の第1実施形態によれば、容器３９内の上部にサンプル水４をガス分離膜８を通すことによりトリハロメタンガスを分離するガス分離室３６を形成し、該容器３９内のガス分離膜８の下方にキャリア液１２が供給されるガス溶解室３７を形成し、ガス分離室３６にてサンプル水４から分離されたトリハロメタンガスをガス溶解室３７に取り込み、キャリア液１２にトリハロメタンガスを溶解させるように構成したので、図５に示される従来技術のような、四フッ化エチレン膜（PTFE）に多孔質処理を施したチューブ材等からなるガス溶解膜２５が不要となる。
これにより、上記従来技術において特に問題となっていたガス溶解膜の撥水性の低下が無くなり、トリハロメタン分析装置の安定機能が保持されるとともに耐久性が向上し、高い信頼性が維持できることとなった。
【００２９】
［第２実施形態］
図２は本発明の第２実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
この第２実施形態においては、図２に示すように、サンプル水４からトリハロメタンガスを分離するガス分離部（ガス分離チャンバー）３３、膜を使用することなくトリハロメタンガスを容器３５内で直接溶解するガス溶解部３４、ガス溶解部３４の容器３５内の内圧を制御しガス分離部３３からガス溶解部３４にトリハロメタンガスを輸送し、あるいは次工程の反応部９へトリハロメタンガス溶解キャリア液を輸送する手段であるエアポンプ２１等を備えている。
【００３０】
上記ガス分離部３３は、容器３２、該容器３２内に設けられたガス分離膜８、大気開放弁１５等により構成されており、ガス分離膜８では上記第1実施形態と同様に、サンプル水４からトリハロメタンガスを分離するようになっている。かかる分離作動時には、後述する電磁弁１７及び大気開放弁１５は閉じて、容器３２を密閉している。
また、上記大気開放弁１５は、ゼロ校正時に容器３２内のトリハロメタンガスを空気でパージする際に開き、トリハロメタン分析装置の稼動時には閉じている。
上記ガス分離部３３でサンプル水４から分離したトリハロメタンガスは、電磁弁１７を備えた通路１７ａを通ってガス溶解部３４に搬送され、ガス溶解部３４で送液ポンプ３により送り込まれたキャリア液１２に溶解している。
【００３１】
上記ガス溶解部３４は、トリハロメタンガス及び送液ポンプ３により送り込まれたキャリア液１２が収容される容器３５と電磁弁１８とで構成されており、容器３５には、キャリア液１２が保持されて、ガス分離部３３からトリハロメタンガスを取り込み、キャリア液１２にトリハロメタンガスを溶解させている。
そして、このトリハロメタンガス溶解キャリア液は反応部９に送り込まれ、それ以降は、上記第1実施形態と同様の処理が施される。
なお、上記電磁弁１８は、これを開いて容器３５内のガスを空気によるパージを行うのに使用されている。
【００３２】
上記エアポンプ２１は、３方弁からなる電磁弁１９と３方弁からなる電磁弁２０とを併用することにより、容器３５内部の圧力調整に使用している。図２の状態ではエアポンプ２１を作動させると容器３５内を負圧にすることが可能となる。容器３５内を正圧にする場合は、エアポンプ２１を作動させて電磁弁１９及び電磁弁２０を開くようになっている。
【００３３】
次に、第２実施形態に係るトリハロメタン分析装置の動作手順について説明する。
先ず、電磁弁１及び電磁弁２を開き、送液ポンプ３でキャリア液１２をガス溶解部３４のガス溶解室３４ａへ送る。それと同時に電磁弁６及び電磁弁５を開き、送液ポンプ７でサンプル水４をガス分離部３３のガス分離室３３ａへ送り、加熱手段１３によって当該サンプル水４を７０℃程度に加熱する。加熱されたサンプル水４は、ガス分離室３３ａに臨むガス分離膜８を通ることによりトリハロメタンガス（該トリハロメタンガスの沸点は６２．５℃）が分離される。
【００３４】
次いで、電磁弁１７を開き、圧力計１９ａを目視しながら電磁弁２０及び電磁弁１９の開度を調整してエアポンプ２１を動作させ、ガス溶解室３４ａ内を負圧に減圧すると、ガス分離室３３ａ内のトリハロメタンガスは通路１７ａを通ってガス溶解室３４ａ内に導入され、ガス溶解室３４ａに供給されているキャリア液１２に溶解することになる。
トリハロメタンガスを溶解させたトリハロメタンガス溶解キャリア液を次工程である反応部９に送る際には、電磁弁１７及び電磁弁１８を閉じ、圧力計１９ａを目視しながら電磁弁２０及び電磁弁１９の開度を調整してエアポンプ２１を動作させ、ガス溶解室３４ａ内を正圧にして、ガス溶解室３４ａ内のトリハロメタンガス溶解キャリア液を反応部９に圧送する。
その他の構成は、上記第1実施形態と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示している。
【００３５】
以上の第２実施形態によれば、ガス分離部３３とは別個に、容器３５内にガス溶解室３４ａを形成したガス溶解部３４を設置し、電磁弁１７を備えた通路１７ａでガス分離部３３に接続し、ガス分離部３３にてサンプル水４から分離されたトリハロメタンガスをガス溶解部３４のガス溶解室３４ａに取り込み、キャリア液１２にトリハロメタンガスを溶解させるように構成したので、図５に示される従来技術のようなガス溶解膜２５が不要となる。
これにより、上記従来技術において特に問題となっていたガス溶解膜の撥水性の低下が無くなり、トリハロメタン分析装置の安定機能が保持されるとともに耐久性が向上し、高い信頼性が維持できることとなった。
【００３６】
［第３実施形態］
図３は本発明の第３実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
この第３施形態においては、図２に示される第２実施形態に対して、図３に示すように、ガス分離部の構成を膜を用いない構造に変えたものであり、ガス溶解部の構成は上記第２実施形態と同様である。従って、かかる第３実施形態では、ガス分離部、ガス溶解部の双方に膜を用いない構造となる。
図３において、ガス分離部（直接ガス分離チャンバー）４３は、内部にガス分離室４３ｂが形成された容器４３ａと大気開放弁１５とにより構成されており、サンプル水４中のトリハロメタンガスを加熱手段１３の加熱により脱気分離するように構成されている。
そして、この第３実施形態では、加熱手段１３を容器４３ａの底壁に接して設置し、ガス分離室４３ｂの底部に溜まったサンプル水４を加熱脱気してトリハロメタンガスを分離するように構成されている。
その他の構成は、上記第２実施形態（図２）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示している。
【００３７】
次に、第３実施形態に係るトリハロメタン分析装置の動作手順について説明する。
先ず、電磁弁１及び電磁弁２を開き、送液ポンプ３でキャリア液１２をガス溶解部３４のガス溶解室３４ａへ送る。それと同時に電磁弁6及び電磁弁５を開き、送液ポンプ７でサンプル水４をガス分離部４３のガス分離室４３ｂへ送る。
ガス分離室４３ｂの底部に溜まったサンプル水４は、容器４３ａの底壁に接して設置した加熱手段１３によって加熱脱気され、トリハロメタンガスが分離されて、ガス分離室４３ｂの上部に溜まる。
【００３８】
次いで、電磁弁１７を開き、圧力計１９ａを目視しながら電磁弁２０及び電磁弁１９の開度を調整してエアポンプ２１を動作させ、ガス溶解室３４ａ内を負圧に減圧すると、ガス分離室４３ｂ内のトリハロメタンガスは通路１７ａを通ってガス溶解室３４ａ内に導入され、ガス溶解室３４ａに供給されているキャリア液１２に溶解することになる。
トリハロメタンガスを溶解させたトリハロメタンガス溶解キャリア液を次工程である反応部９に送る際には、電磁弁１７及び電磁弁１８を閉じ、圧力計１９ａを目視しながら電磁弁２０及び電磁弁１９の開度を調整してエアポンプ２１を動作させ、ガス溶解室３４ａ内を正圧にして、ガス溶解室３４ａ内のトリハロメタンガス溶解キャリア液を反応部９に圧送する。
【００３９】
以上の第３実施形態によれば、ガス分離部４３を、加熱手段１３を容器４３ａの底壁に接して設置し、ガス分離室４３ｂの底部に溜まったサンプル水４を加熱脱気してトリハロメタンガスを分離するように構成することにより、膜を用いることなくサンプル水４からトリハロメタンガスを分離可能となるとともに、上記第２実施形態と同様に、ガス分離部４３とは別個に、容器３５内にガス溶解室３４ａを形成したガス溶解部３４を設置して、電磁弁１７を備えた通路１７ａでガス分離部４３に接続し、ガス分離部４３にてサンプル水４から分離されたトリハロメタンガスをガス溶解部３４のガス溶解室３４ａに取り込み、キャリア液１２にトリハロメタンガスを溶解させるように構成したので、図５に示される従来技術のようなガス分離膜８及びガス溶解膜２５の双方が不要となる。
【００４０】
これにより、上記従来技術において特に問題となっていたサンプル水４に含まれる微細なゴミや夾雑物によるガス分離膜の劣化、及びガス溶解膜の撥水性の低下が一切無くなり、トリハロメタン分析装置の安定機能が保持されるとともに耐久性が向上し、高い信頼性が維持できることとなった。
【００４１】
［第４実施形態］
図４は本発明の第４実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
この第４実施形態においては、図４に示すように、１つの容器４００内に、サンプル水４からトリハロメタンガスを直接分離させる２つのガス分離室４１，４１を連通して設けるとともに、該ガス分離室４１，４１に挟まれてガス溶解室４２を設け、各ガス分離室４１，４１の外側に該ガス分離室４１，４１内のサンプル水４を加熱してトリハロメタンガスを分離せしめる加熱手段１３，１３を設けている。
上記各ガス分離室４１，４１とガス溶解室４２とは、両者を仕切る隔壁４１ｃ，４１ｃの上部に穿孔された通路４１ａ，４１ａを介して連通され、ガス分離室４１，４１で分離されたトリハロメタンガスが通路４１ａ，４１ａを通ってガス溶解室４２に流入するようになっている。
【００４２】
なお、２６は、トリハロメタンガスをサンプル水４から分離する際に容器４００内を密閉し、あるいはエアパージ時等に容器４００内を大気開放するために用いられる電磁弁である。２５は容器４００内を空気でパージするためのエアポンプであり、エアポンプ２５と容器４００内とを接続する通路２５ｃを開閉する電磁弁２５ｂ及び電磁弁２６を開き、エアポンプ２５からの空気で容器４００内をパージするようになっている。２８は容器４００内からの排水通路５２ａを開閉する電磁弁、２５ａは通路２５ｃの圧力を計測する圧力計である。
その他の構成は、上記第１実施形態（図１）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示している。
【００４３】
次に、第４実施形態に係るトリハロメタン分析装置の動作手順について説明する。
先ず、電磁弁１及び電磁弁２を開き、送液ポンプ３でキャリア液１２を容器４００内のガス溶解室４２へ送る。それと同時に電磁弁6及び電磁弁５を開き、送液ポンプ７でサンプル水４を互いに連通されたガス分離室４１，４１へ送る。
そして、ガス分離室４１，４１の底部に溜まったサンプル水４は、容器４００の底壁に接して設置した加熱手段１３，１３によって加熱脱気され、トリハロメタンガスが分離されて、通路４１ａ，４１ａを通ってガス溶解室４２に流入する。
そして、トリハロメタンガスは、ガス溶解室４２に供給されているキャリア液１２に溶解することになる。
【００４４】
トリハロメタンガスを溶解させたトリハロメタンガス溶解キャリア液を次工程である反応部９に送る際には、電磁弁２６を閉じ、電磁弁１及び電磁弁２を開き送液ポンプ３を作動させて、ガス溶解室４２内のトリハロメタンガス溶解キャリア液を反応部９に圧送する。
【００４５】
以上の第４実施形態によれば、１つの容器４００内にガス分離室４１，４１とガス溶解室４２とを設けて、両者の隔壁４１ｃ，４１ｃに設けた通路４１ａ，４１ａを介してガス分離室４１，４１とガス溶解室４２とを連通し、容器４００の底壁に接して設置した加熱手段１３，１３によりガス分離室４１，４１の底部に溜まったサンプル水４を加熱脱気してトリハロメタンガスを分離するように構成することにより、膜を用いることなくサンプル水４からトリハロメタンガスを分離可能となるとともに、ガス分離室４１，４１にてサンプル水４から分離されたトリハロメタンガスを隣り合うガス溶解室４２に取り込み、キャリア液１２に該トリハロメタンガスを溶解させるように構成したので、図５に示される従来技術のようなガス分離膜８及びガス溶解膜２５の双方が不要となるとともに、１つの容器４００内にガス分離室４１，４１とガス溶解室４２とを両者の隔壁４１ｃ，４１ｃに設けた通路４１ａ，４１ａを介して連通して設けたことにより、構造が簡単でかつコンパクトになる。
【００４６】
これにより、１つの容器４００内にガス分離室４１，４１とガス溶解室４２とを設けるという、きわめて簡単でかつコンパクトな構造でもって、上記従来技術において特に問題となっていたサンプル水に含まれる微細なゴミや夾雑物によるガス分離膜の劣化、及びガス溶解膜の撥水性の低下が一切無くなり、トリハロメタン分析装置の安定機能が保持されるとともに耐久性が向上し、高い信頼性が維持できることとなった。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
【図５】従来技術に係るトリハロメタン分析装置の全体構成を示す系統図である。
【符号の説明】
【００４９】
１，２，５，６ 電磁弁
３，７ 送液ポンプ
４ サンプル水
８ ガス分離膜
９ 反応部
１０ 検出部
１２ キャリア液
１３ 加熱手段
３２ 容器
３３ ガス分離部（ガス分離チャンバー）
３４ ガス溶解部
３４ａ ガス溶解室
３５ 容器
３６ ガス分離室
３７ ガス溶解室
３９ 容器
４１ ガス分離室
４２ ガス溶解室
４３ ガス分離部（直接ガス分離チャンバー）
４３ａ 容器
４３ｂ ガス分離室
３６０ ガス分離部（ガス分離チャンバー）
３７０ ガス溶解部
４００ 容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリハロメタンを含むサンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させ、このトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させるように構成されたトリハロメタン分析装置において、前記サンプル水からトリハロメタンガスを分離する膜を備えたガス分離チャンバーと、前記ガス分離チャンバーを加熱し一定温度に維持する加熱手段と、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウムとの混合液からなる前記キャリア液を収容し前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させる容器と、該容器と前記ガス分離チャンバーとを互いに連結する連結手段とを備えたことを特徴とするトリハロメタン分析装置。
【請求項２】
トリハロメタンを含むサンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させ、このトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させるように構成されたトリハロメタン分析装置において、トリハロメタンが含まれる前記サンプル水から前記トリハロメタンガスを直接分離する直接ガス分離チャンバーと、前記直接ガス分離チャンバーを加熱し一定温度に維持する加熱手段と、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウムとの混合液からなる前記キャリア液を収容し前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させる容器と、該容器と前記直接ガス分離チャンバーとを互いに連結する連結手段とを備えたことを特徴とするトリハロメタン分析装置。
【請求項３】
前記キャリア液を保持するため、前記容器内を真空にする手段と加圧する手段とを備ええたことを特徴とする請求項１または２に記載のトリハロメタン分析装置。
【請求項４】
前記ガス分離チャンバー内の上部に、前記サンプル水をガス分離膜を通すことにより前記トリハロメタンガスを分離するガス分離室を形成し、前記ガス分離チャンバー内の前記ガス分離膜の下方に前記キャリア液が供給されるガス溶解室を形成し、前記ガス分離室にて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記ガス溶解室内の前記キャリア液に溶解させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のトリハロメタン分析装置。
【請求項５】
前記容器を前記ガス分離チャンバーとは別個に設置し、前記容器内に前記ガス分離チャンバーにて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させるガス溶解室を形成し、該ガス溶解室と前記ガス分離チンバーとを前記連結手段で連結したことを特徴とする請求項１に記載のトリハロメタン分析装置。
【請求項６】
前記直接ガス分離チャンバーを、該直接ガス分離チャンバーの底壁近傍に設置した加熱手段により前記直接ガス分離チャンバーの底部に溜まった前記サンプル水を加熱脱気して前記トリハロメタンガスを分離するように構成するとともに、前記容器を前記直接ガス分離チャンバーとは別個に設置して前記連結手段を介して前記直接ガス分離チャンバーと接続し、前記容器内に前記直接ガス分離チャンバーにて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させるガス溶解室を形成したことを特徴とする請求項２に記載のトリハロメタン分析装置。
【請求項７】
１つの共通容器内に前記直接ガス分離チャンバーとガス溶解室とを隔壁に設けた通路を介して連通して設け、前記共通容器の前記直接ガス分離チャンバーの底壁近傍に設置した加熱手段により前記直接ガス分離チャンバーの底部に溜まった前記サンプル水を加熱脱気して前記トリハロメタンガスを分離するように構成し、前記直接ガス分離チャンバーにて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記通路を通して前記ガス溶解室に導入して前記キャリア液に溶解させるように構成したことを特徴とする請求項２に記載のトリハロメタン分析装置。
【請求項１】
トリハロメタンを含むサンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させ、このトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させるように構成されたトリハロメタン分析装置において、前記サンプル水からトリハロメタンガスを分離する膜を備えたガス分離チャンバーと、前記ガス分離チャンバーを加熱し一定温度に維持する加熱手段と、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウムとの混合液からなる前記キャリア液を収容し前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させる容器と、該容器と前記ガス分離チャンバーとを互いに連結する連結手段とを備えたことを特徴とするトリハロメタン分析装置。
【請求項２】
トリハロメタンを含むサンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させ、このトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させるように構成されたトリハロメタン分析装置において、トリハロメタンが含まれる前記サンプル水から前記トリハロメタンガスを直接分離する直接ガス分離チャンバーと、前記直接ガス分離チャンバーを加熱し一定温度に維持する加熱手段と、ニコチン酸アミド溶液と水酸化ナトリウムとの混合液からなる前記キャリア液を収容し前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させる容器と、該容器と前記直接ガス分離チャンバーとを互いに連結する連結手段とを備えたことを特徴とするトリハロメタン分析装置。
【請求項３】
前記キャリア液を保持するため、前記容器内を真空にする手段と加圧する手段とを備ええたことを特徴とする請求項１または２に記載のトリハロメタン分析装置。
【請求項４】
前記ガス分離チャンバー内の上部に、前記サンプル水をガス分離膜を通すことにより前記トリハロメタンガスを分離するガス分離室を形成し、前記ガス分離チャンバー内の前記ガス分離膜の下方に前記キャリア液が供給されるガス溶解室を形成し、前記ガス分離室にて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記ガス溶解室内の前記キャリア液に溶解させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のトリハロメタン分析装置。
【請求項５】
前記容器を前記ガス分離チャンバーとは別個に設置し、前記容器内に前記ガス分離チャンバーにて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させるガス溶解室を形成し、該ガス溶解室と前記ガス分離チンバーとを前記連結手段で連結したことを特徴とする請求項１に記載のトリハロメタン分析装置。
【請求項６】
前記直接ガス分離チャンバーを、該直接ガス分離チャンバーの底壁近傍に設置した加熱手段により前記直接ガス分離チャンバーの底部に溜まった前記サンプル水を加熱脱気して前記トリハロメタンガスを分離するように構成するとともに、前記容器を前記直接ガス分離チャンバーとは別個に設置して前記連結手段を介して前記直接ガス分離チャンバーと接続し、前記容器内に前記直接ガス分離チャンバーにて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記キャリア液に溶解させるガス溶解室を形成したことを特徴とする請求項２に記載のトリハロメタン分析装置。
【請求項７】
１つの共通容器内に前記直接ガス分離チャンバーとガス溶解室とを隔壁に設けた通路を介して連通して設け、前記共通容器の前記直接ガス分離チャンバーの底壁近傍に設置した加熱手段により前記直接ガス分離チャンバーの底部に溜まった前記サンプル水を加熱脱気して前記トリハロメタンガスを分離するように構成し、前記直接ガス分離チャンバーにて前記サンプル水から分離された前記トリハロメタンガスを前記通路を通して前記ガス溶解室に導入して前記キャリア液に溶解させるように構成したことを特徴とする請求項２に記載のトリハロメタン分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１５７７９１（Ｐ２００８−１５７７９１Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４７７８６（Ｐ２００６−３４７７８６）
【出願日】平成１８年１２月２５日（２００６．１２．２５）
【出願人】（５０７２９１３１６）富士電機水環境システムズ株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２５日（２００６．１２．２５）
【出願人】（５０７２９１３１６）富士電機水環境システムズ株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
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