JPS63191945A - 無機態窒素の定量方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は検水中の無機態窒素の定量方法及び定量装置に
関し、更に詳しくは検水中の硝酸態窒素と亜硝酸態窒素
の濃度を同時に定量可能な定量方法及び定量装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、生活排水或いは産業排水の浄化方法としては、種
々の方法が行われているが、最も広く利用されている方
法は、微生物の浄化作用を利用する活性汚泥方式である
。

この活性汚泥方式は、排水を好気条件下で処理して排水
中の有機物を酸化分解して除去する方式であり、この好
気工程において有機物が酸化分解されるとともに、アミ
ンやアンモニウム態窒素等の窒素化合物は、硝酸態窒素
と亜硝酸態窒素に酸化され、排水中の窒素化合物は主に
これらの硝酸態窒素と亜硝酸態窒素とになる。

これらの無機Ｂ窒素はそのまま放流されると河川、湖、
海、特に閉鎖水域中の富栄養化現象を生じるため、放流
ｍｌに十分に除去することが必要である。

これら無機態窒素の除去は、前記好気処理に続いて嫌気
処理を行い、脱窒菌により硝酸態窒素と亜硝酸態窒素と
を還元して窒素ガスとして除去する方法によって行われ
ている。

この嫌気工程では、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素とを窒素
ガスに還元するために還元性物質として主としてメタノ
ール等の有機物（以下ｍにメタノールという）が使用さ
れている。

この脱窒工程において使用するメタノールが少なすぎる
と、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の除去が不十分となるの
で、常に過剰量のメタノールを使用することが必要であ
る。しかしながらあまりに過剰のメタノールを使用する
と、このメタノール自体が排水のＢＯＤとなって、更に
このメタノールを除去する工程が要求される。従ってメ
タノールの使用を適正とするためには、排水中、特に嫌
気工程時の排水中の硝酸態窒素と亜硝酸態窒素を十分に
把握して、排水中に存在している硝酸態窒素と亜硝酸態
窒素に丁度見合う量のメタノールを添加するのか望まし
いのは当然である。

以上の如き排水中の無機態窒素を定量する方法としては
、従来はブルシン吸光光度法、硫酸ヒドラジン還元法、
エチレンジアミン法、紫外吸光光度法等の方法が利用さ
れている。

（発明が解決しようとしている問題点）上記排水中の無
機態窒素を定量する方法としては、主として紫外吸光光
度法が利用されているが、この方法は、例えば、波長２
１０乃至２３０　ｎｍの吸光度と波長２５０乃至２７０
　ｎｍの吸光度の両方を測定し、下記式に従って硝酸態
窒素と亜硝酸態窒素の合量を算出する方法である。

無機態窒素（Ｎし）濃度（ｍｇ／ｆＬ）＝（Ｅ＋　　Ｅ
ｚＸａ）ｘｋ ここでＥｌは波長２１０乃至’２３０　ｎｍの紫外光の
吸光度であり、Ｅ２は波長２５０乃至２７０　ｎｍの紫
外光の吸光度であり、ａは試料中の有機物のＥ＋／Ｅｚ
てあり、ｋは無機態窒素の波長２１０乃至２３０　ｎｍ
における吸光度係数である。

上記の如き方法によれば好気工程を終了した時点及び嫌
気工程時の排水中の無機態窒素を求めることができ、こ
のような無機態窒素を測定し、この値に従って還元剤で
あるメタノールを嫌気工程時に加えることによって効率
の良い無機Ｒ窒素の還元が期待された。

しかしながら、実際にはこのような無機態窒素の測定値
に従ってメタノールを加えても、そのメタノールの量を
適正な量にすることはできず、多くの場合にメタノール
の添加の過不足が生じ、従フて常に過剰のメタノールを
使用しなければならないものであった。

その理由は無機態窒素中の硝１９１態窒素と亜硝酸態窒
素との比率が常に変化しており、細胞合成に使用される
量も含めると、硝酸態窒素は２．５モル倍量のメタノー
ルを消費し、これに対して亜硝酸態窒素は１．５モル倍
量のメタノールを消費するためであり、このように変動
する硝酸態窒素と亜硝酸態窒素との比率を正確に把握し
ない限り、常に無機態窒素の全量を硝酸態窒素と仮定し
てメタノールを添加することが要求され、その結果、非
常に不経済となっていた。

従って脱窒工程で使用するメタノール添加量を適正量に
するためには、常に無機態窒素中の硝酸態窒素と亜硝酸
態窒素との比率を知る必要がある。

硝酸態窒素と亜硝酸態窒素とを別々に定量する方法は勿
論公知であるが、いずれの方法も複雑な処理と計算を必
要とし、排水源とともに、また好気処理条件とともに変
化する排水中の無機態窒素の硝酸態窒素と亜硝酸態窒素
との比を迅速に把握するには不適当であり、工業的には
いずれも利用不可能であった。

従って、排水中の無機態窒素中の硝酸態窒素と亜硝酸態
窒素との比率を容易に且つ簡便に定量できる無機態窒素
の定量方法と定量装置とが強く要望されている。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は上述の如き要望に応えるべく鋭意研究の結果
、本発明を完成した。

すなわち、本発明は２発明からなり、その第一の発明は
、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素との少なくとも一方を含有
する検水中の無機態窒素を紫外吸光光度法により定量す
る方法において、容態の窒素に対して共に吸収があり且
つ波長の異なる２種の紫外光であって少なくともその一
方が硝酸態窒素と亜硝酸態窒素に対して単位濃度あたり
異なる吸光度を存する波長の紫外光を利用して、それぞ
れの波長の紫外光の検水による吸光度を測定し、これら
の吸光度の差から検水中の硝酸態窒素と亜硝酸態窒素と
を同時に定量することを特徴とする無機態窒素の定量方
法であり、第二の発明は、紫外吸光光度計と、該吸光光
度計からの出力信号を増幅する増幅回路と、該増幅され
た出力信号を予め定められた換算式に従って換算する演
璋回路と、換算された値を出力する出力装置とからなる
無機態窒素の定量装置において、紫外吸光光度計が、容
態の窒素に対して共に吸収があり且つ波長の異なる２種
の紫外光であってその少なくとも一方が硝酸態窒素と亜
硝酸態窒素とに対して単位濃度あたり異なる吸光度を有
する紫外光による検水の吸光度を出力することを特徴と
する無機態窒素の定量装置である。

次に本発明を更に詳しく説明すると、本発明者の詳細な
研究によれば、上述の通り、検水中の無機態窒素を定量
するに際して、好ましくは波長が２１０乃至２３０　ｎ
ｍの範囲内にある異なる２波長の紫外光によりそれぞれ
検水の吸光度を測定するのみで、該検水中の硝酸態窒素
と亜硝酸態窒素とが容易にそれらの吸光度から算出でき
ることを知見したものである。

例えば、硝酸態窒素水溶液と亜硝酸態窒素水溶液の紫外
部の吸光度曲線は、添付図面の第１図の如くであり、い
ずれも２００乃至２５０　ｎｍにおいて吸光度を示すが
、両者は両者の曲線が交わる１点を除いては単位濃度あ
たりの吸光度に差があるものである。

そこで、単位濃度あたりの吸光度が異なる２波長の紫外
光により、それぞれ検水の吸光度を求め、それらの吸光
度差から硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の濃度の算出につい
て研究したところ、下記式（１）及び（２）からそれぞ
れ検水中の硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の濃度が容易に算
出でき、且つ実際の測定においても殆ど誤差を生しない
ことを見出したものである。

（１）　Ｅ　Ｎｏｗ−Ｎ、ａ　＝　ｅ　ＮＯ３−？ｌａ
　Ｘ　Ｎ０３−Ｎ＋　ｅＮＯ２−１１ａ　ＸＮ０２−Ｎ （２）　Ｅ　ＮＯ＋−１１ｂ　＝　ｅ　Ｎｏ１−Ｎ、ｂ
　Ｘ　Ｎ０３−Ｎ”　ｅ　Ｎｏ２−Ｎ・ｂ　Ｘ　Ｎ０２
−Ｎここで、 ＥＮＯｘ−Ｈ９ａ　＝波長ａにおけるＮｏＸ−！４の吸
光度ＥＮＯｘ−Ｎ−ｂ　”彼長すにおけるＮｏ、−Ｎの
吸光度ｅＮＯ３−Ｎ、ａ　＝波長ａにおけるＮ０３−Ｎ
の単位濃度吸光度 ｅＮＯ２−Ｎ−ｂ　＝波長すにおけるＮＯ□−Ｎの雫位
濃度吸光度 Ｎｏ、−Ｎ＝硝酸態窒素濃度（ｍｇ／　１　）ＮＯ□−
Ｎ＝亜硝酸態窒素濃度＜ｍｇ／ｌ）である。

Ｆ記式（１）及び（２）においてＥＮＯＸ−Ｎ、ａとＥ
）ＩＯＸ−１１ｂは実測される値であり、ｅＮＯ３−Ｎ
、ａとｅ　８０２−ｓ４．とは予め求められる値である
ため、後は計算によって硝酸態窒素濃度（Ｎｏ、−Ｎ）
及び亜硝酸態窒素濃度（Ｎｏ２−Ｎ）は容易に算出可能
である。

上記本発明の方法を実例を挙げて更に具体的に説明する
。

まず、硝酸態窒素の２ａ＋ｇ／ｆｌの水溶液と亜硝酸態
窒素の２ｍｇ／４２の水溶液を調製し、これらを混合し
て下記第１表の検水Ａ乃至Ｅを調製し、これらの検水に
ついてそれぞれ波長ａ及びｂとして２２０　ｎｍ及び２
２５　ｎｍの紫外光を選択し、それぞわの検水の吸光度
を求めたところ、下記第２表の結果を得た； ＝ＡＩ−」−一ノ（− ＡＱ　　　　２．０　　　混合比Ｎ０３−Ｎ／Ｎｏ。−
Ｎ−０７ＩＢ　　　０．５　　１．５　　　混合比Ｎ０
３−Ｎ／Ｎｏ□−Ｎ−１／３Ｃ１，０１，０混合比Ｎ０
ａ−Ｎ／ＮＯ□−Ｎ・Ｉ／ＩＤ　　　　１．５　　０．
５　　　混合比Ｎｏ３−Ｎ／Ｎｏ□−Ｎ−３／ＩＥ　　
　２．Ｇ　　　Ｏ混合比Ｎ０８−Ｎ／Ｎｏ□−Ｎ−１１
０−］五−じも−ｊ１− 杭木　　ユ独匣Ｊｕ１　ユ住里郭己渡 Ａ　　　　　　　Ｏ，５２６０，：１５５Ｂ　　　　　
　　（１，５１５０，／３’１７ＣＤ、４９９　　　　
　　　０３０Ｂ Ｄ　　　　　　　０．４８５　　　　　　　０．２７６
Ｅ　　　　　　　　Ｏ，４６：］　　　　　　　　　０
．２４０次に上記の硝酸態窒素の２ｍｇ／ＩＩの水溶液
と亜硝酸態窒素の２＋ｎｇ／Ｑの水溶液をそれぞれ別個
に紫外部における吸光度を求めたところ、吸光度曲線は
第１図の通りであり、これらの吸光度曲線から硝酸態窒
素と亜硝酸態窒素との単位濃度あたりの２２０　ｎｍと
２２５　ｎＩｎでの吸光度を求めたところ、下記第３表
の通りであった。

７　３〜 Ｎｏ２−Ｎ　　　　　Ｏ，２６２０，１８１Ｎｏ３−Ｎ
　　　　　Ｏ，２３４０，１２２上記第３表の測定値を
前記式（１）及び（２）に代入して、前記式（１）　ｇ
ｔび（２）を変形１゛ると下記式（３）及び（４）とな
る。

（３）　Ｎ０３−Ｎ＝　１７．４２　Ｘ　ＥＮＯｘ−Ｎ
４２゜２５．２２　　Ｘ　ＥＮＯｘ−Ｎ−２２Ｓ（４）
　Ｎ（１２−Ｎ＝２２，５２　Ｘ　ＥＮｏｘ−ｓ−２□
ｓ１１．７４　　Ｘ　ＥＮＯｘ−Ｎ、２２゜Ｆ記式（３
）及び（４）に第２表の吸光度を代入すると、それぞれ
の濃度における硝酸態窒素濃度（Ｎｏ　３−　Ｎ　）と
亜硝酸態窒素濃度（ＮＯ□−Ｎ）が求められ、その結果
下記第４表の通りであり、測定値と設定値は非常に良く
一致することか明らかである。

γｚ　　４　−Ｅ− Ａ　　　　　　Ｏ−０，０４− Ｂ　　　　　　Ｏ，５０，４９２，０ Ｃ１，００，９８２，０ Ｄ　　　　　　１．．５　　　　　、ｔ、４４　　　　
　１１゜７Ｅ　　　　　　２．Ｑ　　　　　　２．（ｌ
ｉ　　　　　−０，５Ａ　　　　　　２．（１２，０４
−２，ＱＢ　　　　　　１．５　　　　　１．５３　　
　　−２．ｔ）Ｃ１，０＋、０３　　　　　−：］、Ｏ
Ｄ　　　　　　　Ｏ，５０，５２−４，ＯＥ　　　　　
　　　Ｏ−０，０３− 以上が本発明の定量方法の基本原理であり、この本発明
の定量方法において使用する紫外光は、硝酸態窒素と亜
硝酸態窒素がともに吸収される紫外光（例えば、第１図
示の如＜２００乃至２５０ｎｍの紫外光）であることが
必要であり、更に硝酸態窒素と亜硝酸態窒素とによる吸
光度が異なる（例えば、第１図における曲線の交点以外
）ことが必要であることを除けば、いずれの波長の紫外
光を用いてもよい。

しかしながら、本発明者の研究によれば、最も優れた結
果が得られるものは、２ｊＯ乃至２３０　ｎｍの範囲の
紫外光、特に２２０止と２２５　ｎｍの紫外光であった
。

また以上の本発明の無機態窒素の定量方法は、硝酸態窒
素と亜硝酸態窒素の少なくとも一方が含まれている水溶
液であれば、いずれの水溶液にも適用できるものであり
、好ましくは活性汚泥法による好気工程及び嫌気工程で
の排水中の無機態窒素の定量に最も有用であり、その他
処理前の排水、処理後の放流水、一般の排水、河川水、
湖水、海水等の無機態窒素の定量にも利用できるもので
ある。

特に排水中の無機態窒素の定量に使用する場合には、排
水中には硝酸態窒素及び亜硝酸態窒素以外にも多くのＢ
ＯＤ、ＣＯＤ　、その他の成分が含ま４ており、これら
の中で、特にＢＯＤ　、ＣＯＤ等の打機物か存在すると
、これらの有機物もまた紫外部に吸光度を示すため、本
発明の方法における妨害物質として作用することかある
。

従って本発明の定量方法を排水中の無機態窒素の定量に
応用する場合には、上記の如き妨害物質を予め除去して
おくのが好ましい。勿論妨害物質が存在すると本発明の
方法が適用できないというものではなく、妨害物質によ
る吸光度への影響を十分に補正することによって本発明
方法はう分に利用できるものである。

妨害物質を除去する最も好ましい方法は、本発明者等が
以前に開発した方法である。この方法は特願昭６０−２
１０２８９号明細書に七分に開示されているのでその詳
細は略するが、検水中の無機態窒素濃度を定量するにあ
たり、定量前に予め検水中の妨害物質をＲＯ膜（逆浸透
膜）及び／又はＯＦ膜（限外濾過膜）で除去する方法で
ある。

上記方法において使用するＲＯ［とは、海水の淡水化、
種々の溶液中の溶質の濃縮或いは分離技術として広く知
られている逆浸透法に使用される膜であり、主として比
較的小さい分子の溶質の溶液の分離、濃縮或いはＭ製等
に使用されているものである。

またＵＦ膜とは、限外濾過膜として公知であり５上記の
ＲＯ膜による溶質よりも大きい分子量の溶質の濃縮、分
離或いは精製を行う限外濾過方法に使用されているもの
である。

このようなＲＯ膜及びＵＦｌｌｉは＾ｂｃｏｒ　Ｉｎｃ
、、八ｊａｘｌｎ−ｔ１．（：ａｒｐ、　　、　Ａｍ１
ｃｏｎ　　Ｃｏｒｐ、、　八ｑｕａ−ｃｈｅｍ、Ｉｎｃ
　、、　Ｃｕ−Ｃｕ−１ｌｉ　Ｉｎｔｌ、（：ｏ、、Ｄ
ｏｒｒ−ｏｆ　１ｖｉｒ、ｌｎｃ、、Ｄｏｗｃｈｅ−ｍ
−ｉｃａｌ　Ｃｏ、、ＤｕｐｏｎＬ、（：ｏ、、Ｅｎｖ
ｉｒｏｇｃｎｉｃｓ　Ｃｏ、、Ｇｅｎｅｒａ−１Ｅｌｅ
ｃｔ、ｒｉｃ　Ｃｏ　　その他多くのメーカーから、種
々の孔径のＲＯ膜又はＵＰ１１！２として市販されてお
り、これらのものがいずれも入手でき、選択して本発明
に使用することができる。

以上の如きＲＯ膜及び／又は＋ｎ；Ｈｚは、食塩等の小
さい分子の無機塩等を透過しないものから、無機塩等は
透通ずるが中程度の分子量の有機化合物或いは高分子打
機化合物を透過しないもの等種々の孔径のものが入手し
且つ使用できるので、予め検水の種類からその内に含ま
れる各種夾雑物の種類を調べておき、無機態窒素は実質
的に透過できるが、それらより分：ｆ世の大なる夾雑物
、例えば、各種界面活性剤、洗剤、石鹸、微生物等は実
質的に透過しないＲｏｌｌ！４又はｌ］Ｆｌｌｉを採用
するのが好ましい。

例えば、好ましいＲＯＩＩ！２或いはＩＪＦ膜の選定方
法としては、排水中に含有されていると考えられる」二
足の如き各種の夾雑物及び無機態窒素を水に溶解して擬
似排水を作成し、この擬似排水を用いて種々の孔径のＲ
Ｏ＠及び／又はｌＩＦ＠により、無機態窒素を実質的に
透過するが、無機態窒素より大きな分子量の夾雑物は実
質的に透過しないＲＯ膜又はＯＦ膜を採用することがで
きる。またこれらのＲＯ膜とＩＪＦ膜とを組合せて使用
することもできる。

本発明者の研究によれば、１つの好ましいＲＯ膜は、塩
除去率が３０乃至７０％のＲＯ膜であることを知見した
。

すなわち、食塩とドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム（ＤＢＳ）とを含有する擬似排水を調製し、この擬似
排水中の食塩とＤＢＳのＲＯ膜による除去率を測定した
ところ、塩除去率が３０乃至７０％のＲＯ膜が、無機態
窒素の大部分を実質的に透過させ、且つＤＢＳを実質上
透過しないことを知見したものである。勿論、このよう
なＲＯ＠の物質透過率（除去率）は、使用するＲＯ膜の
運転条件、特に使用する運転圧力によって大いに影！さ
れるので、適切な運転条件の設定も重要である。

運転条件に関する本発明者の詳細な検討によれば、ＲＯ
ｌｉの通常の運転圧力はモジュール入側が２０乃至５０
　ｋｇｆ／ｃ＋ｎであるか、運転圧力として通常の圧力
より低い圧力、例えば、３乃至５　ｋｇｆ／ｃｍのモジ
ュール人側圧力を採用するときは、　ＤＢＳ等の中乃至
高分子量の除去率は通常の圧力の場合と殆ど変化しない
が、無機態窒素等の無機塩等の透Ａ率は著しく大となり
、従ってこのような運転条件を採用することによって、
無機態窒素を殆ど透過させ、且つ種々の夾雑物を十分に
除去できることを見い出した。このような傾向はＵＦｌ
ｌｑについても同様であフだ。

尚、上記の如き運転条件によっても、無機態窒素はＲＯ
膜又はＯＦ膜によっである程度、例えば、５乃至１５％
程度は除去されるので、あらかじめＲＯ膜等の無機態窒
素除去率を求めておいて、本発明方法による実際の無機
態窒素濃度分析値を補正することが望ましい。

以上の如きＲＯＩＩＱ又はＵＦ＠をフィルターとして検
水を前処理することによって、本発明方法により硝酸態
窒素の濃度と亜硝酸態窒素の濃度をより一層正確且つ迅
速に定量することができる。

次に本発明の定量装置について説明する。

本発明の無機態窒素の定量装置は上記本発明の方法を利
用するものであり、紫外吸光光度計と該吸光光度計から
の出力信号を増幅する増幅回路と、該増幅された出力信
号を予め定められた換算式に従って換算する演算回路と
、換算された値を出力する出力装置とからなるものであ
って、特に上記吸光光度計が容態の窒素に対してともに
吸収があり且つ波長の異なる２種の紫外光であって、そ
の少なくとも一方が硝酸態窒素と亜硝ａ態窒素とに対し
てｍ位濃度当り異なる吸光度を有する紫外光の検水によ
る吸光度を出力できる構成となっており、且つ、演算回
路が前記定量方法で説明した計算式から硝酸態窒素と亜
硝酸態窒素との濃度を演算できる回路であることを特徴
としている。

１記の本発明の定量装置を構成する各ユニットについて
以下に詳細に説明する。

（１）紫外吸光光度計 本発明に用いる２波長の吸光光度計は、硝酸イオン及び
亜硝酸イオンにより吸収される２波長に固定し、−・個
のセル（流通形セル）に照射し、各信号を独自に測定す
る方式である（２波長測定・２現象測光）。

装置本体は一般の紫外吸光光度計（ＵＶ計）と同様であ
り、光源は重水素放電管、セルは石英セルを使用する。

また、排水中の懸濁物質だけでなく、溶解有機物質をも
除去する面処理装置（ＲＯ／ＵＦ）を使用する場合には
、セルの洗浄装置は不要である。

更に吸光度の値が、光度計の測定限界を越えた場合には
、前処理設備中の希釈水ポンプが自動的に稼動して、吸
光度を測定範囲内とする機構を備えている。

（２）増幅回路 上記紫外吸光光度計で得られた２つの紫外吸光度と比較
光強度の夫々に比例した電圧、を増幅した後、対数変換
し、各測定波長での吸光度を求める。

（３）演算回路 上記増幅回路で得られた各波長の吸光度に基すき、容態
の窒素濃度［Ｎ０３−Ｎ、Ｎｏ□−Ｎ及びその合計（Ｎ
ｏ、−Ｎ）］を算出する回路である。使用波長を、例え
ば、２２０ｎｍ（ａ）及び２２５ｎｍ（ｂ）として２波
長の差により求める場合には、各波長の吸光度と容態の
窒素濃度との関係は、前記のように、 （１）　ＥＰＩＯＸ−Ｎ−２２０＝　ｅＮＯ３−Ｎ−２
２０ＸＮ０３−Ｎ＋　ｅ　Ｎｏ２−ｓ、２２ｏ　Ｘ　Ｎ
０２−Ｎ（２）　ＥＮＯＸ−Ｎ−２２Ｓ　＝　ｅＮＯ３
−Ｎ、２２Ｓ　ｘＮＯ，、−Ｎ＋ｅ　Ｎｏｚ−ｓ、２ｚ
ｓ　Ｘ　Ｎ０２−Ｎの関係となり、ここで、 ＥＮＯｘ−Ｎ−２２０及びＥＮＯｘ−ｓ、２２５　＝波
長２２０ｎｍ及び波長２２５ｎｍにおけるＮＯ，−Ｈの
吸光度ｅ　ＮＯ３−Ｎ−２２０及びｅ　ＮＯ３−Ｎ−２
２５＝波長２２０ｎｍ及び波長２２５ｎｍにおけるＮＯ
，−Ｎの単位濃度吸光度ｅ　ＮＯ２−Ｎ−２２０及びｅ
　ＮＯ２−Ｎ−２２！ｉ　＝波長２２０ｎｌ及び波長２
２５ｎｍにおけるＮｏ□−Ｎの単位濃度吸光度Ｎｏ、−
Ｎ＝硝酸態窒素濃度（ｍｇ／ＩＮＯ□−Ｎ＝亜硝酸態窒
素濃度（ｍｇ／　４２　）である。

更に上記式を変形すると５ となる。

上記式（３）及び（４）においてＥ　Ｎ０Ｘ−Ｎ−２２
０とＥＮＯ＋ｃ−９，，２５は実測される値であり、ｅ
　ＮＯ３−Ｎ−２２０、８Ｎ０ｊ−Ｎ−２２５，ｅ　８
０２−Ｎ４２０及びｅＮＯ２−Ｎ、２□５は予め実験に
より求められる値であるため、上記式（３）及び式（４
）の定数項を整理すると、 （５）　Ｎ０３−Ｎ＝　８　×（ＥＮｏｗ−ｐ＋’−ｚ
□ｃｒ−１，，４５Ｘ　ＥＮＯＸ−Ｎ、２２Ｓ）（６）
　ＮＯ２−Ｎ＝　ｂ　Ｘ　（ＥＮＯＸ−Ｎ−２２゜Ｑ、
５２Ｘ　ＥＮｏｘ−ｓ、ｚ□、） （ａ及びｂはセル幅により決まる定数）となり、後は演
算によってＮ０３−Ｎ及びＮｏ、−Ｎは容易に算出され
る。

２波長の比より演算する場合は、Ｎ０３−Ｎ及びＮ０２
−Ｎの混合比とＥ　２２１５／Ｅ　２２０との関係は、
箪３図に示すように１対１の対応で表せる。

式（１）又は（２）に第３図の吸光度比より求めた混合
比（αとβ）を代入すると、式（１）は次式により表せ
る。

ｍ　ＥＮＯＸ−Ｎ、２２０　＝　ｅＮＯ３−Ｎ−２２０
Ｘ　Ｎ０３−Ｎ＋＋　ｅ　Ｎｏ２−Ｎ・ｚｚｏ　Ｘ　Ｎ
０２−８式（７）及び（８）は となり、予め第３図の相関をぴ算機に記憶させておくこ
とにより、　Ｎｏ、−Ｎ及びＮｏ□−Ｎの値は速やかに
算出される。

このように本発明の装置では、測定する２波長の差及び
２波長の比の何れの場合においても演尊可能である。

（４）出力装置 各態窒素濃度に比例した信号を出力し、表示パネルに各
態窒素濃度をデジタル表示又はアナログ表示し、この表
示によって各態窒素濃度における最適メタノールの制御
が可能となる。

例えば、生物学的脱窒工程におけるメタノール必要量は
、曝気槽内の溶酸製濃度を含めると、次式で求めること
ができる。

メタノール必要量（ｍｇ／ｌ　＝２．４７ＸＮＯ，−Ｎ
　＋１．５３ｘＮＯ，−Ｎ　＋０．８７ｘＤＯＤＯは一
般のＤＯ計において連続且つ瞬時に測定可能であり、本
発明の装置によりＮｏ、−Ｎ及びＮｏ□−Ｎを同時に且
つ個別に測定することにより、上記演算式により脱窒剤
（メタノール）を過不足なく添加することが可能となり
、非常に経済的且つ安定した処理効果か得られる。

以上の如きユニットからなる本発明の定量装置は、更に
検水中の妨害物質を除去するための前処理装置を付加す
るのが好ましい。

れらの妨害物質の除去の目的、除去方法及び装置、更に
それらの作用効果は既に説明した通りである。

また、本発明の装置は、２波長測定（２現象測光）を採
用しているが、同法においてもその構成は多種多様であ
る。

第２図のブロック図は、基本的には光源から出た光をセ
ルに通し、ハーフミラ−で分光し、透過光中の目的波長
をフィルターを用いて選択し、２つの検出器で測定する
オーツドックスな方法である。

しかしながら、２波長測定（２現象測光）には、前述し
たように光源から出た光をモノクロメータ−等を用いて
２つの中１色光に分けてからセルに照射し、チョッパー
等により２波長を交互に測定し、検出器や前置増幅器を
１台とする方法等多種多様であり、何わの方法において
も測定可能である。

次に本発明の定量装置の作動を添付図面の第２図を参照
して詳しく説明する。

前処理装置１は、採水ポンプ、分離膜（例えばＲＯ／１
４Ｆ　）　、希釈水ポンプにより構成されており、曝気
槽混合液や河川水等の試料を採水ポンプで採水し、分離
膜に圧入する。分離膜では、測定の妨害となる懸濁物質
や紫外吸光を示す有機物を主に除去する。

前処理された検水はセル３に送られる。但し、検水中の
Ｎｏ、−Ｎ　ｉ５度が高い場合には、希釈水ポンプか稼
動し、測定可能濃度まで希釈してからセル３に送られる
。

紫外吸光光度計は、光源２からの光をハーフミラ−４を
用いて、セル３への光と対照検出器６への光とに分割さ
れ、セル３を透過した光はもう１つのハーフミラ−４で
更に分割され、測定波長のフィルターをセットとした２
つの紫外光検出器５へ送られる。

各検出器で得られた電圧は、前置増幅器７で増幅され、
対数変換器８により各測定波長での吸光度がリニアに求
められる。

対照検出器は光源の変動等の影習を除くためのもので、
一般のダブルビーム測光に相当し、２つの対数変換器に
送られ測光信号の補正を行う。

対数変換器で求められた吸光度は、前述した演算式によ
り演算を行う演算回路９により、ＮＯｘ、Ｎ０２及びＮ
０３態の窒素濃度が算出される。

出力器１０は、ＮｏＸ、　ＮＯ２及びＮｏ、態の窒素濃
度をデジタル電圧計に表示するとともに、アナログ信号
として記録計に記録する。

更に本発明の装置は、外部出力端子を存することができ
、ＮｏＸ、　Ｎｏ２及びＮ０３態の窒素濃度の測定値に
比例した信号を出力することができる。

外部出力は、前述のメタノール注入量等のプロセス制御
或いは外部指示計器へ計測信号を与えることを目的とす
るものである。

（作用・効果） 以上の如き本発明によれば、本発明は次の如き作用・効
果を奏する。

（１）特別煩雑な操作及び複雑な処理や装置を要せずに
、任意の検水中の硝酸態窒素濃度、亜硝酸態窒素濃度及
びその合計量の定量が容易に且つ連続的に可能である。

従って、排水、排水処理の放流水、河川水、湖水、海水
その他の検水の無機態窒素濃度及びその中の硝酸態窒素
と亜硝酸態窒素との比率を容易に定量できる。

（２）本発明を活性汚泥方式等の排水処理に利用するこ
とによフて、源排水、好気工程水、嫌気工程水、放流水
等の無機態窒素濃度及びその硝酸態窒素と亜硝酸態窒素
との比率が常に把握でき、良好な排水処理が実現される
。

特に上記好気工程で生じた無機態窒素の硝酸態窒素と亜
硝酸態窒素との比率が常に連続的に把握されるので、嫌
気工程で使用する還元剤、例えば、メタノールの使用量
を過不足のない適正量として添加できるので、処理コス
ト的に有利であるとともに、還元剤の添加不足や過剰添
加が生じないので、その後の処理が簡単であり、無機態
窒素濃度の少ない放流水とすることが可能となった。

次に実際の活性汚泥式排水処理で生じた２種の好気工程
水（Ｆ及びＧ）の無機態窒素濃度の定量に利用した例を
示す。尚、比較の為に検水Ｆ及びＧを夫々硝酸態窒素に
ついてはブルシン法により、また亜硝酸態窒素について
はＮ−（１−ナフチル）エチレンジアミン吸光光度法に
より定量した値を示す。これらの定量結果は下記第５表
の通ってあり、本発明による定量値は従来方法による定
量値とよく一致していた。

γ　　５　− Ｆ　　１．７５　１．１４　１．７３　１．７：＋　　
５．２４　５．１３Ｇ　　１，７７　０，９６　６．５
１　６．６２　１，０２　０．８４尚吸光度（１）は、
波長２２０　ｎｍでの吸光度であり、吸光度（２）は、
波長２２５　ｎｍでの吸光度であり、Ｎ０３−Ｎ　（３
）は、従来方法による定量値であり、Ｎｏ３−Ｎ（４）
は、本発明方法による定量値であり、ＮＯ□−Ｎ（５）
は、従来方法による定量値であり、ＮＯ□−Ｎ（６）は
、本発明方法による定量値である。

【図面の簡単な説明】

第１図は硝酸態窒素水溶液と亜硝酸態窒素水溶液くいず
れも濃度２ＩＩ１ｇ／４）の紫外部吸光度曲線を示し、
以軸は吸光度を５横軸は波長ｎ！ｌ＋を示す。第２図は
本発明の定量装置を説明するブロック図であり、第３図
は硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の混合比とＥ２２Ｓ／Ｅ２
□。との関係を示す図である。 １：前処理装置　　２：光源 ３：セル　　　　　４：ハーフミラー ５：紫外光検出器　６．対照検出器 ７：前置増幅器　　８：対数変換器 ９：演算回路　　１０：出力器 出願人　環境エンジニアリング株式会社代理人　　弁理
士　吉　１）勝　広　゛第１図 Ａ（１〕りｎｍン 第３図 り邑Ｌ　〔−〕 ε２λＯ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）硝酸態窒素と亜硝酸態窒素との少なくとも一方を
   含有する検水中の無機態窒素を紫外吸光光度法により定
   量する方法において、各態の窒素に対して共に吸収があ
   り且つ波長の異なる２種の紫外光であって少なくともそ
   の一方が硝酸態窒素と亜硝酸態窒素に対して単位濃度あ
   たり異なる吸光度を有する波長の紫外光を利用して、そ
   れぞれの波長の紫外光の検水による吸光度を測定し、こ
   れらの吸光度の差から検水中の硝酸態窒素と亜硝酸態窒
   素とを同時に定量することを特徴とする無機態窒素の定
   量方法。
2. （２）２種の紫外光が、２１０乃至２３０ｎｍの範囲の
   波長の異なる紫外光である特許請求の範囲第（１）項に
   記載の無機態窒素の定量方法。
3. （３）２種の波長が、２２０ｎｍと２２５ｎｍの波長の
   紫外光である特許請求の範囲第（１）項に記載の無機態
   窒素の定量方法。
4. （４）検水を予め処理して検水中の妨害物質を除去する
   特許請求の範囲第（１）項に記載の無機態窒素の定量方
   法。
5. （５）紫外吸光光度計と、該吸光光度計からの出力信号
   を増幅する増幅回路と、該増幅された出力信号を予め定
   められた換算式に従って換算する演算回路と、換算され
   た値を出力する出力装置とからなる無機態窒素の定量装
   置において、紫外吸光光度計が、各態の窒素に対して共
   に吸収があり且つ波長の異なる２種の紫外光であってそ
   の少なくとも一方が硝酸態窒素と亜硝酸態窒素とに対し
   て学位濃度あたり異なる吸光度を有する紫外光による検
   水の吸光度を出力することを特徴とする無機態窒素の定
   量装置。
6. （６）２種の紫外光が、２１０乃至２３０ｎｍの範囲の
   波長の異なる紫外光である特許請求の範囲第（５）項に
   記載の無機態窒素の定量装置。
7. （７）２種の波長が、２２０ｎｍと２２５ｎｍの波長の
   紫外光である特許請求の範囲第（５）項に記載の無機態
   窒素の定量装置。
8. （８）検水中の妨害物質を除去する前処理装置が更に組
   合されている特許請求の範囲第（５）項に記載の無機態
   窒素の定量装置。