研究開発された技術紹介

水質汚濁項目であるCOD(Mn)及びアンモニウムイオンは公定法(JIS規格 JIS K0102)にて、手分析および機器分析で測定されている。本研究開発では、MN(Ⅶ)と有機物の反応と、臭素酸イオンとアンモニウムイオンが反応する際に生じる微弱な化学発光を測定することによって、瞬時かつ高感度でCOD(MN)およびアンモニウムイオンを測定できる化学発光式小型・多項目水質測定装置を開発する。

・排水処理施設水質モニタリング向けの高感度型では、大きなコスト変更なく検出器をフォトダイオードから小型フォトマルチプライヤーに変更したことにより、フォトダイオードタイプよりも感度を大幅に向上させることができた。
・アンモニウムイオンについては目標とした0.9以上の高い相関係数が得られた。COD(Mn)については試料種別により測定値の傾向が異なったため、試料種別ごとに相関係数を算出したところ、生活排水系で0.9以上の高い相関を得た。

・発光部への鏡面構造の導入、また光検出器と発光セルの最適距離の検討を行い、COD(Mn)の定量下限値は3mg/L、アンモニウムイオンでは1mg/Lとなった。
・本事業で開発する現場モニタリング装置の必要定量下限値としては5mg/L程度と考えており、これは達成した。
・バッチ式発光セルの導入により、COD(Mn)とアンモニウムイオンを1回当たりの全廃液量合計は、初期の112mLから60mLに削減できた。
・高感度型センサーとしてフォトダイオード（PD)から小型フォトマルチプライヤー（小型PMT）に、超高感度型として高感度フォトマルチプライヤーを搭載したものを製作した。
・感度が不十分であったPD型装置に対し、同等コストの小型PMT搭載装置の感度は90倍以上が得られた。
・送液チューブ口径、加熱反応部及び発光セルをバッチ式にすることで、SS濃度0.01%までの試料に対応可能となった。
・排水種別ごとに測定値を公定法値に変換する換算式の導入が必要であることがわかった。
・COD(Mn)については、排水種別の影響を受ける事は判明し、生活排水と産業排水等の排水種別を分けることによって、公定法との相関係数が0.9以上となった。
・アンモニウムイオンについては、全測定試料について相関係数が0.9以上となった。
・1週間連続運転試験において、COD(Mn)及びアンモニウムイオン共に基準値に対する回収率(連続測定安定性)は20%を超えていたため、ポンプ等構成機器の作動安定性と連動性の向上を現在も改良検討している。
・COD(Cr)化学発光法（海外導入法）の測定条件を検討し、最適測定条件の基本となる部分は決定したが、試料中の塩化物イオンによる測定阻害等の課題が見つかり、現在も検討を進めている。
・有害な六価クロムの無毒化法、廃液からの全クロム除去法を検討した。
・目標事項に加えて、次亜塩素酸イオン測定法の検討を行った。

・化学発光式COD測定装置の方式を活用した他物資の濃度測定装置について特許申請を検討している。

国内外の排水処理施設にて水質汚濁項目であるCOD(Mn)及びアンモニウムイオンの迅速測定と公定法値との相関のある測定値よる適正維持管理の安定継続の実現。COD（Mn)及びアンモニウムイオン環境公定法測定の補助的数値を得ることによる公定法測定の効率化と再検査率低減。

CODMn測定に関しては、測定プロセス及び測定結果は得られているが、装置構成機器動作由来の繰り返し測定値の安定化、各種測定試料に応じた公定法換算式の決定、および構成機器類の低コスト化を開発研究中である。アンモニウムイオン測定に関してはプロトタイプ装置製作に向け開発中である。

低コスト・迅速・高感度・小型なCOD（Mn)及びアンモニウムイオン成分同時測定化学発光測定装置

株式会社日吉では本年度から令和2年度にかけて、課題を含めた試験とプロトタイプの製作・評価を行う予定をしている。その後、製品化・製作を行い、令和3年度内には国内、令和5年度からは海外での営業販売もしていきたいと考えている
また、アンモニウムイオン測定に関しては公定法との高相関値と全試料に対して安定した測定値を得ていることから優先して製品化を検討することを考えている。

連続測定安定性の向上は、前処理部の各種ポンプの定量安定性や加熱槽の構造・温度制御方式・の改良及び換算式の決定により課題解決する見込みであり、プロトタイプ製作時点で解決する予定である。また、COD(Mn)測定時の化学発光法測定値から公定法値への換算式については、今後はさらに多くの試料を測定・解析し、試料の排水種別ごとに検討を行い、プロトタイプ制作時点で導入検証し、製品化までには確定する予定である。

環境サービス事業を専業としており装置製作製造に関しては良好な関係での提携連携先を探している。