(57)【要約】【課題】検水中の極微量の分析対象物質の濃度を連続的に高精度にてモニタリングする。【解決手段】検水を逆浸透膜分離装置５で処理することにより濃縮水と透過水とに分離する濃縮工程と、該濃縮工程からの濃縮水の一部を逆浸透膜分離装置５の上流側に返送する返送工程と、残部の濃縮水中の分析対象物質濃度を測定装置１０で測定する分析工程と、該分析工程の分析結果に基づいて検水中の分析対象物質濃度を演算する演算工程と、該検水を該測定装置１０に導入して分析対象物質濃度を直接測定する検水直接測定工程と、直接測定工程での測定したブランク値によって、分析対象物質濃度演算値を補正する補正工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検水中の分析対象物質の濃度を連続的にモニタリングする方法において、
検水を逆浸透膜分離装置で処理することにより、分析対象物質が濃縮された濃縮水と分析対象物質濃度が低減された透過水とに分離する濃縮工程と、
該濃縮工程からの濃縮水の一部を該逆浸透膜分離装置の上流側に返送する返送工程と、
残部の濃縮水中の分析対象物質濃度を測定装置で測定する分析工程と、
該分析工程の分析結果に基づいて検水中の分析対象物質濃度を演算する演算工程と、
該検水を該測定装置に導入して分析対象物質濃度を直接測定する検水直接測定工程と、
この検水直接測定工程で測定されたブランク値によって前記演算工程で演算された分析対象物質濃度を補正するブランク補正工程と
を有することを特徴とする検水の連続モニタリング方法。
【請求項２】
請求項１において、前記返送工程において、前記逆浸透膜分離装置における逆浸透膜の膜面流速が２５〜６００ｍ／Ｈｒとなるように前記濃縮水を返送することを特徴とする検水の連続モニタリング方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記逆浸透膜分離装置に導入される水のｐＨが３．０〜６．９５の範囲となるように調整するｐＨ調整工程を有することを特徴とする検水の連続モニタリング方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記検水は、個々の金属の金属イオン濃度が１ｎｇ／Ｌ以下の超純水であり、前記分析対象物質が金属イオンであることを特徴とする検水の連続モニタリング方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記分析工程の開始時又は検水の給水開始時に前記検水直接測定工程を行うことを特徴とする検水の連続モニタリング方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記検水直接測定工程においては、検水の一部を直接に前記測定装置に供給し、検水の残部を前記逆浸透膜分離装置に供給し、該逆浸透膜分離装置からの濃縮水を該逆浸透膜分離装置の上流側に返送することを特徴とする検水の連続モニタリング方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記測定装置に分析対象物質濃度が既知の液を供給して該分析対象物質濃度を測定し、この工程での測定値によって該測定装置の感度を測定する感度測定工程と、
この感度測定工程で測定した感度に従って、前記演算工程で演算された分析対象物質濃度を補正する従感度補正工程と
を有することを特徴とする検水の連続モニタリング方法。
【請求項８】
検水中の分析対象物質の濃度を連続的にモニタリングする方法において、
検水を逆浸透膜分離装置で処理することにより、分析対象物質が濃縮された濃縮水と分析対象物質濃度が低減された透過水とに分離する濃縮工程と、
該濃縮工程からの濃縮水の一部を該逆浸透膜分離装置の上流側に返送する返送工程と、
残部の濃縮水中の分析対象物質濃度を測定装置で測定する分析工程と、
該分析工程の分析結果に基づいて検水中の分析対象物質濃度を演算する演算工程と、
該測定装置に分析対象物質濃度が既知の液を供給して該分析対象物質濃度を測定し、この工程での測定値によって該測定装置の感度を測定する感度測定工程と、
この感度測定工程で測定した感度に従って、前記演算工程で演算された分析対象物質濃度を補正する従感度補正工程と
を有することを特徴とする検水の連続モニタリング方法。
【請求項９】
検水中の分析対象物質の濃度を連続的にモニタリングする装置において、
検水を逆浸膜分離処理することにより、分析対象物質が濃縮された濃縮水と分析対象物質濃度が低減された透過水とに分離する逆浸透膜分離装置と、
該濃縮水の一部を該逆浸透膜分離装置の上流側に返送する返送手段と、
残部の濃縮水中の分析対象物質濃度を測定する測定装置と、
該測定装置の分析結果に基づいて検水中の分析対象物質濃度を演算する演算手段と、
該検水を該測定装置に直接に導入して分析対象物質濃度を測定するためのバイパスラインと、
検水を直接に該測定装置で測定したときのブランク値によって、前記演算手段で演算された分析対象物質濃度を補正するブランク補正手段と、
を有することを特徴とする検水の連続モニタリング装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記測定装置に分析対象物質濃度が既知の液を供給する濃度既知液供給手段と、
該測定装置で測定した濃度既知液の分析対象物質濃度の測定値によって該測定装置の感度を演算し、この感度に従って、前記演算手段で演算された分析対象物質濃度を補正する従感度補正手段と
を有することを特徴とする検水の連続モニタリング装置。
【請求項１１】
検水中の分析対象物質の濃度を連続的にモニタリングする装置において、
検水を逆浸透膜分離処理することにより分析対象物質が濃縮された濃縮水と分析対象物質濃度が低減された透過水とに分離する逆浸透膜分離装置と、
該濃縮水の一部を該逆浸透膜分離装置の上流側に返送する返送手段と、
残部の濃縮水中の分析対象物質濃度を測定する測定装置と、
該測定装置の分析結果に基づいて検水中の分析対象物質濃度を演算する演算手段と、
該測定装置に分析対象物質濃度が既知の液を供給する濃度既知液供給手段と、
該測定装置で測定した濃度既知液の分析対象物質濃度の測定値によって該測定装置の感度を演算し、この感度に従って、前記演算手段で演算された分析対象物質濃度を補正する従感度補正手段と
を有することを特徴とする検水の連続モニタリング装置。
【請求項１２】
請求項９ないし１１のいずれか１項において、前記逆浸透膜分離装置に導入される水のｐＨが３．０〜６．９５の範囲となるように調整するｐＨ調整手段を有することを特徴とする検水の連続モニタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は検水の連続モニタリング方法および装置に係り、特に供給された検水を分析対象物質濃度が高められた濃縮水と、分析対象物質濃度が低減された水とに連続的に分離しつつ、分析対象物質が濃縮された濃縮水中の分析対象物質濃度を連続的に測定する連続モニタリング方法および装置に関する。
【０００２】
本発明の検水の連続モニタリング方法および装置は、半導体産業、電力・原子力産業、医薬産業、その他あらゆる産業分野において、超純水等の分析対象物質を極微量含む検水の連続モニタリング分析に有用である。
【背景技術】
【０００３】
半導体製造工場では、不純物を高度に除去して純度を高めた超純水が使用されている。この超純水の水質管理項目としては、抵抗率、微粒子、生菌、ＴＯＣ(Total  Organic  Carbon：全有機炭素)、溶存酸素、シリカ、カチオンイオン、アニオンイオン、重金属等が挙げられる。
【０００４】
現在、超純水の連続分析装置(オンラインモニター)には、抵抗率計、微粒子計、ＴＯＣ計、シリカ計、溶存酸素計、金属分析計などが使用されている。これらの分析計には、測定可能な下限値が存在し、例えば金属元素モニターでは、測定可能な下限値は、Ｎａ、Ｃａについては０．１〜４００μｇ／Ｌ程度、Ｆｅについては１０ｎｇ／Ｌ程度である。
【０００５】
一方で、半導体産業、電力・原子力産業、医薬産業等で使用される超純水については、近年益々その要求水質が高められている。従って、極微量の金属イオンなどの分析対象物質を含む超純水を検水として、前記の分析装置で水質管理を行うためには、超純水中の分析対象物質を分析装置の測定下限値以上の濃度にまで濃縮する必要がある。また、測定下限値以上に含まれる分析対象物質であっても、より高精度な分析結果を得るために、分析対象物質を濃縮することが必要とされる場合もある。
【０００６】
従来、超純水中の分析対象物質を連続的に濃縮してモニタリングする方法としては、特開２００４−７７２９９号公報に記載されるように、逆浸透膜装置や電気脱イオン装置を多段に設けることにより、分析対象物質を高度に濃縮する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−７７２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開２００４−７７２９９号公報の方法では、逆浸透膜装置等を少なくとも２段に設けることから、装置が大型化してしまうため、モニタリング装置としては実用化に耐えない。また、各金属イオン濃度が１ｎｇ／Ｌ以下という極微量しか含まれていない超純水を濃縮対象にする場合、目的の濃度にまで濃縮するには２段では不足であり、より多段に装置を設けなければ目的の濃度にまで濃縮できないことから、装置は更に大型化してしまう。
【０００８】
本発明は上記従来の問題点を解決し、検水中の分析対象物質が極微量であっても、小型の装置によって分析対象物質を目的の濃度まで連続的に濃縮し、濃縮された分析対象物質の濃度を連続的に精度良くモニタリングすることが可能な検水の連続モニタリング方法および装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、特に、分析装置で分析された分析対象物質濃度を分析装置のブランク値や感度によって補正するようにした検水の連続モニタリング方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明（請求項１）の検水の連続モニタリング方法は、検水中の分析対象物質の濃度を連続的にモニタリングする方法において、
検水を逆浸透膜分離装置で処理することにより、分析対象物質が濃縮された濃縮水と分析対象物質濃度が低減された透過水とに分離する濃縮工程と、
該濃縮工程からの濃縮水の一部を該逆浸透膜分離装置の上流側に返送する返送工程と、
残部の濃縮水中の分析対象物質濃度を測定装置で測定する分析工程と、
該分析工程の分析結果に基づいて検水中の分析対象物質濃度を演算する演算工程と、
該検水を該測定装置に導入して分析対象物質濃度を直接測定する検水直接測定工程と、
この検水直接測定工程で測定されたブランク値によって前記演算工程で演算された分析対象物質濃度を補正するブランク補正工程と
を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２の検水の連続モニタリング方法は、請求項１において、前記返送工程において、前記逆浸透膜分離装置における逆浸透膜の膜面流速が２５〜６００ｍ／Ｈｒとなるように前記濃縮水を返送することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の検水の連続モニタリング方法は、請求項１又は２において、前記逆浸透膜分離装置に導入される水のｐＨが３．０〜６．９５の範囲となるように調整するｐＨ調整工程を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の検水の連続モニタリング方法は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記検水は、個々の金属の金属イオン濃度が１ｎｇ／Ｌ以下の超純水であり、前記分析対象物質が金属イオンであることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の検水の連続モニタリング方法は、請求項１ないし４のいずれか１項において、前記分析工程の開始時又は検水の給水開始時に前記検水直接測定工程を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項６の検水の連続モニタリング方法は、請求項１ないし５のいずれか１項において、前記検水直接測定工程においては、検水の一部を直接に前記測定装置に供給し、検水の残部を前記逆浸透膜分離装置に供給し、該逆浸透膜分離装置からの濃縮水を該逆浸透膜分離装置の上流側に返送することを特徴とする。
【００１６】
請求項７の検水の連続モニタリング方法は、請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記測定装置に分析対象物質濃度が既知の液を供給して該分析対象物質濃度を測定し、この工程での測定値によって該測定装置の感度を測定する感度測定工程と、
この感度測定工程で測定した感度に従って、前記演算工程で演算された分析対象物質濃度を補正する従感度補正工程と
を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明（請求項８）の検水の連続モニタリング方法は、検水中の分析対象物質の濃度を連続的にモニタリングする方法において、
検水を逆浸透膜分離装置で処理することにより、分析対象物質が濃縮された濃縮水と分析対象物質濃度が低減された透過水とに分離する濃縮工程と、
該濃縮工程からの濃縮水の一部を該逆浸透膜分離装置の上流側に返送する返送工程と、
残部の濃縮水中の分析対象物質濃度を測定装置で測定する分析工程と、
該分析工程の分析結果に基づいて検水中の分析対象物質濃度を演算する演算工程と、
該測定装置に分析対象物質濃度が既知の液を供給して該分析対象物質濃度を測定し、この工程での測定値によって該測定装置の感度を測定する感度測定工程と、
この感度測定工程で測定した感度に従って、前記演算工程で演算された分析対象物質濃度を補正する従感度補正工程と
を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明（請求項９）の検水の連続モニタリング装置は、検水中の分析対象物質の濃度を連続的にモニタリングする装置において、
検水を逆浸膜分離処理することにより、分析対象物質が濃縮された濃縮水と分析対象物質濃度が低減された透過水とに分離する逆浸透膜分離装置と、
該濃縮水の一部を該逆浸透膜分離装置の上流側に返送する返送手段と、
残部の濃縮水中の分析対象物質濃度を測定する測定装置と、
該測定装置の分析結果に基づいて検水中の分析対象物質濃度を演算する演算手段と、
該検水を該測定装置に直接に導入して分析対象物質濃度を測定するためのバイパスラインと、
検水を直接に該測定装置で測定したときのブランク値によって、前記演算手段で演算された分析対象物質濃度を補正するブランク補正手段と、
を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の検水の連続モニタリング装置は、請求項９において、
前記測定装置に分析対象物質濃度が既知の液を供給する濃度既知液供給手段と、
該測定装置で測定した濃度既知液の分析対象物質濃度の測定値によって該測定装置の感度を演算し、この感度に従って、前記演算手段で演算された分析対象物質濃度を補正する従感度補正手段と
を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明（請求項１１）の検水の連続モニタリング装置は、検水中の分析対象物質の濃度を連続的にモニタリングする装置において、
検水を逆浸透膜分離処理することにより分析対象物質が濃縮された濃縮水と分析対象物質濃度が低減された透過水とに分離する逆浸透膜分離装置と、
該濃縮水の一部を該逆浸透膜分離装置の上流側に返送する返送手段と、
残部の濃縮水中の分析対象物質濃度を測定する測定装置と、
該測定装置の分析結果に基づいて検水中の分析対象物質濃度を演算する演算手段と、
該測定装置に分析対象物質濃度が既知の液を供給する濃度既知液供給手段と、
該測定装置で測定した濃度既知液の分析対象物質濃度の測定値によって該測定装置の感度を演算し、この感度に従って、前記演算手段で演算された分析対象物質濃度を補正する従感度補正手段と
を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項１２の検水の連続モニタリング装置は、請求項９ないし１１のいずれか１項において、前記逆浸透膜分離装置に導入される水のｐＨが３．０〜６．９５の範囲となるように調整するｐＨ調整手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、濃縮手段としての逆浸透膜分離装置が１段であっても、濃縮水の一部を循環して逆浸透膜の膜面流速を大きくすることにより、検水中の極微量の分析対象物質を高濃縮率で濃縮することができる。また、その濃縮に際して、検水中の分析対象物質の形態変化を起こすこともなく、また汚染の問題も殆どない。このため、従来法では分析困難であった極微量成分について、小型装置で的確に連続モニタリングすることが可能となる。
【００２３】
本発明によれば、超純水のように測定装置（分析装置）の測定下限値未満の極微量の分析対象物質を含む検水を、分析対象物質の形態変化や検水の汚染を引き起こすことなく、小型の装置で容易かつ効率的に連続濃縮し、さらに連続分析することが可能となり、分析効率が格段に向上すると共に、分析に要する時間を大幅に短縮して、分析結果を運転管理等に早期に反映させることが可能となる。
【００２４】
本発明では検水を直接に分析装置に導入して測定し、このときの測定値（ブランク値）によって分析対象物質濃度演算値を補正することにより、分析対象物質濃度の分析値の精度が向上する。
【００２５】
即ち、本発明で測定対象とする検水中の分析対象物質濃度は極めて低いため、この検水を直接に分析装置に導入して測定した場合の測定値（分析対象物質濃度）の真値は、ほぼ０となる。実際には、分析装置の誤差によってこの検水直接測定値が０から乖離してブランク値を示すことがある。従って、このブランク値を分析対象物質濃度演算値から減算する補正（ブランク補正）を行うことにより、分析対象物質濃度測定値と分析対象物質濃度の真値との差（誤差）を小さくすることができる。
【００２６】
本発明では、分析対象物質濃度が既知の液を分析装置に導入して分析し、このときの測定値を既知濃度値と対比し、分析装置の感度を求め、この感度によって、分析対象物質濃度演算値を補正してもよい。かかる感度に従った補正（従感度補正）を行うことにより、分析対象物質濃度測定値と分析対象物質濃度の真値との差（誤差）を小さくすることができる。
【００２７】
なお、請求項１は、上記のブランク補正を行うモニタリング方法である。
【００２８】
請求項７は、ブランク補正と従感度補正とを行うモニタリング方法である。
【００２９】
請求項８は、従感度補正を行うモニタリング方法である。
【００３０】
請求項９は、ブランク補正を行うモニタリング装置である。
【００３１】
請求項１０は、ブランク補正及び従感度補正を行うモニタリング装置である。
【００３２】
請求項１１は、従感度補正を行うモニタリング装置である。
【００３３】
なお、一般に、測定装置（分析装置）への通水流量の変動によって測定装置のブランク値が変動するので、分析工程の開始時又は検水の給水開始時にブランク値を求めるのが好ましい。
【００３４】
本発明では、検水を分析装置に直接に導入してブランク値を求める場合、検水の一部を分析装置に導入し、検水の残部については逆浸透膜分離装置に供給して逆浸透膜分離装置の運転を継続することが好ましい。このように逆浸透膜分離装置を連続して運転することにより、逆浸透膜分離装置における濃縮水の滞留が防止され、逆浸透膜の汚染（膜ファウリング）が防止される。
【００３５】
本発明では、逆浸透膜分離装置における膜面流速を２５〜６００ｍ／Ｈｒと高速にすることによっても、逆浸透膜の汚染が防止される。
【００３６】
本発明においては、検水に酸を添加すること等によりｐＨを３．０〜６．９５程度に下げて濃縮水を循環させるよう構成した場合には、検水中の極微量成分を高度に濃縮しても、逆浸透膜分離装置での分析対象物質の析出が防止される。これにより、検水を高度に濃縮して精度の良い分析結果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
［第１の実施の形態（ブランク補正のみ）］
第１図は、本発明の検水の連続モニタリング方法及び装置の第１の実施の形態を示す系統図である。この実施の形態は、ブランク補正を行うものである。
【００３９】
検水は、配管１、ラインミキサ２及び配管３を経て逆浸透膜分離装置（以下「ＲＯ装置」と称す場合がある。）５の濃縮室５ａに導入される。逆浸透膜（以下「ＲＯ膜」と称す場合がある。）５ｂを透過した透過水は、透過水室５ｃからバルブ６ａを有した配管６を介して系外に排出される。なお、配管１には薬注ポンプ４ａを有した配管４を介して酸が注入可能とされている。
【００４０】
ＲＯ装置５の濃縮室５ａから流出した濃縮水は、循環ポンプ７ａを有した配管７を有して配管３に循環される。この配管７の途中から配管８が分岐しており、バルブ８ａ及び配管９を介して分析対象物質濃度測定用の測定装置１０に濃縮水が導入可能とされている。測定装置１０の測定排水は系外に排出される。
【００４１】
前記検水供給用の配管１と該配管９とがバルブ１１ａを有した配管１１で接続されており、検水が直接に測定装置１０に導入可能とされている。
【００４２】
このように構成されたモニタリング装置の作動について以下に説明する。
【００４３】
＜モニタリング時＞
モニタリング時には、第１図（ａ）の通り、バルブ１１ａが閉、バルブ６ａ，８ａが開とされ、ポンプ４ａ，７ａがＯＮとされる。
【００４４】
これにより、検水に酸を添加してｐＨ調整した後、ＲＯ装置５に供給して、分析対象物質が濃縮された濃縮水と分析対象物質濃度が低減された透過水とに分離し、得られた濃縮水の一部を、循環ポンプ７ａでＲＯ装置５の給水配管３に返送する。また、濃縮水の残部を測定装置１０に送給して、濃縮水中の分析対象物質濃度を測定し、この結果をマイクロコンピュータよりなる演算装置（図示略）に入力し、検水中の分析対象物質濃度を演算する。
【００４５】
検水に添加する酸としては、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸が挙げられる。検水は、このような酸を添加してＲＯ装置５に流入する水（以下「ＲＯ給水」と称す場合がある。）のｐＨが３．０〜６．９５、特に６〜６．９５となるように調整される。このように、ＲＯ給水のｐＨを３．０〜６．９５の弱酸性とすることにより、ＲＯ装置５において、検水中の極微量の分析対象物質を高濃縮率で濃縮することが可能となる。これは、検水を弱酸性とすることにより、水酸化物を形成して沈着しやすい金属をイオン化させて沈着を防止する効果による。この調整ｐＨ値が上記上限値を超えると上記効果を十分に得ることができず、上記下限値未満ではＲＯ膜５ｂ等の構成部材の性能劣化を引き起こす可能性がある。
【００４６】
ＲＯ装置５における濃縮倍率（図１では、系内に導入される検水量と測定装置１０へ送給される濃縮水量との比）は大きい程、検水中の分析対象物質が濃縮水中に高濃縮されるため、測定装置１０での分析精度が上がるが、過度に高濃縮すると、濃縮水中の分析対象物質濃度が大きくなり、分析対象物質がＲＯ膜面へ沈着して回収できない可能性がある。また、濃縮倍率を高くするには、逆浸透膜分離装置の容量を大きくする必要がある。そのため、ＲＯ装置５の濃縮倍率は２〜２０００倍、特に１０〜１００倍程度とし、濃縮水中の分析対象物質濃度が、測定装置１０の測定下限値の２〜３倍となるようにすることが好ましい。
【００４７】
濃縮水は、ＲＯ膜での膜面流速が２５〜６００ｍ／Ｈｒ、特に４００〜４５０ｍ／Ｈｒとなるように循環することが好ましい。このようにＲＯ膜での膜面流速を大きくすることにより、膜面の濃度分極が減少し、膜面への金属付着が抑制される。
【００４８】
なお、この濃縮水の循環用の循環ポンプ７ａとしては、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂製（フッ素樹脂加工製品を含む）の部材を採用したものが好適である。また、ポンプ型式としては、またモーターによる部材間接触のない磁気浮上型ポンプ等が好ましい。
【００４９】
測定装置１０としては特に制限はなく、分析対象物質の種類に応じて適宜決定されるが、金属イオンの分析には、イオンクロマトグラフ又は分光光度計が好適である。その他、抵抗率計、微粒子計、ＴＯＣ計、シリカ計、溶存酸素計なども使用することができる。複数の測定装置を用いてもよく、この場合、これらは、直列に配置しても良く、並列に配置しても良い。
【００５０】
なお、検水の濃縮に用いるＲＯ膜には特に制限はない。
【００５１】
本発明において、ＲＯ装置を２段以上に多段に設けることも可能であるが、本発明によれば、１段のＲＯ装置で検水を十分に濃縮することができること、また、モニタリング装置の小型化を目的とすることから、ＲＯ装置は通常１段のみ設けられる。
【００５２】
モニタリング対象となる検水としては特に制限はないが、一般的には、分析対象物質の含有濃度が低く、水質分析のためには濃縮を要するものであり、最も代表的なものとしては、半導体工場等で使用される超純水が挙げられる。
【００５３】
モニタリングできる分析対象物質としては、分析手段としてイオンクロマトグラフを用いた場合においては、カチオン、シリカ、金属、有機酸等が挙げられる。また、分析手段として分光光度計を用いた場合においては、カチオン、シリカ、重金属等が挙げられる。
【００５４】
本発明は特に、個々の金属の金属イオン濃度が１ｎｇ／Ｌ以下の超純水について、金属イオン濃度を連続モニタリングする場合に有効である。
【００５５】
測定装置１０で分析された濃縮水中の分析対象物質濃度から、検水中の分析対象物質濃度を次のようにして演算することができる。
【００５６】
即ち、本発明のように、検水を連続的にＲＯ膜で濃縮して濃縮水の一部を循環している場合、系内の検水の流量は略定常状態で安定しているため、検水流量、循環水量、及び濃縮水抜出量を一定に保持していれば、ＲＯ膜での濃縮倍率は一定であるとみなすことができ、下記式のように、濃縮水中の分析対象物質濃度を濃縮倍数で除した値を検水の分析対象物質濃度演算値とすることができる。
【００５７】
ＲＯ装置への検水の供給量：Ｆｆ
系外へ抜き出す濃縮水量
（図１では測定装置１０を介して系外へ排出される濃縮水量）：Ｆｂ
濃縮水の分析対象物質濃度（モニタリング検出値）：Ｃｍ
ＲＯ装置の濃縮倍率：Ｆｆ／Ｆｂ
検水中の分析対象物質濃度演算値Ｘｍ
＝濃縮水の分析対象物質濃度／濃縮倍率＝Ｃｍ／（Ｆｆ／Ｆｂ）
【００５８】
本発明の一態様では、この分析対象物質濃度の演算値Ｘｍからブランク値Ｘ０を減算してこの分析対象物質濃度をブランク補正する。即ち
分析対象物質濃度（ブランク補正値）Ｘ＝Ｘｍ−Ｘ０
である。このブランク値Ｘ０は次の検水直接測定工程によって求められる。
【００５９】
＜検水直接測定工程（ブランク値測定）＞
ブランク値を求めるには、第１図（ｂ）のようにバルブ１１ａを開、バルブ８ａを閉とし、配管１から検水の一部を配管１１に分岐させ、この検水を測定装置１０に直接に導入し、検水中の分析対象物質濃度を測定する。この検水中の分析対象物質濃度は極めて低いため、測定装置１０による測定値の真値は、実質的に０（ゼロ）となる。そのため、この検水の直接測定時の測定装置１０の測定値Ｘ０は、測定装置１０の誤差値であり、ブランク値となる。
【００６０】
そこで、Ｘ＝Ｘｍ−Ｘ０に従って前記演算値Ｘｍからこのブランク値（Ｘ０）を減算することにより、ブランク補正濃度Ｘが求まる。Ｘ０が正の値であれば、補正された分析対象物質値Ｘは演算濃度ＸｍよりもＸ０だけ小さく、Ｘ０が負の値であれば、補正された分析対象物質値Ｘは演算濃度Ｘｍよりも−Ｘ０だけ大きいことになる。
【００６１】
なお、このブランク値Ｘ０を測定する場合、第１図（ｂ）の通り、配管１からの検水の残部については第１図（ａ）と同様に酸を添加し、ＲＯ装置５に供給し、濃縮水を循環させる。これにより、ＲＯ装置５での濃縮水の滞留が防止され、ＲＯ膜５ｂの汚染が防止される。そして、第１図（ｂ）のブランク値測定運転から第１図（ａ）のモニタリング運転に復帰したときには、速やかに測定装置１０の測定値に基づいてモニタリングを再開することができる。
【００６２】
＜測定装置１０のメンテナンス時の通水方式＞
測定装置１０をメンテナンス（保守、点検。以下、「メンテ」と略）するときには、第１図（ｃ）の通り、バルブ８ａ，１１ａの双方を閉とし、測定装置１０への給水を停止する。
【００６３】
なお、このメンテ時にも、検水に酸を添加し、ＲＯ装置５へ通水し、濃縮水を循環させ、ＲＯ膜５ｂの汚染を防止する。
【００６４】
＜超純水製造装置におけるモニタリング例＞
このモニタリング装置を超純水製造装置の超純水のモニタリングに適用した場合の運転フローの一例を次に示す。
【００６５】
＜超純水製造装置からの給水がモニタリング途中で停止し、その後再開する場合＞
工程０：第１図（ａ）の通り、バルブ８ａを開、バルブ１１ａを閉にして連続モニタリング運転している。
工程１：超純水製造装置の初期立上げ、メンテに伴って連続モニタリング装置への検水の送給が停止した場合、検水の送給が停止するので、ポンプ４ａ，７ａを停止する。
工程２：超純水製造装置の運転開始（再開）に伴って連続モニタリング装置への検水の送給が開始（再開）した場合、検水の送給が開始（再開）するので、ポンプ４ａ，７ａの作動を開始（再開）する。検水のＲＯ装置５での濃縮・循環が定常状態に到達したことを確認する。
工程３：第１図（ｂ）の通り、バルブ８ａを閉、バルブ１１ａを開にして、検水を測定装置１０に直接に導入してブランク値Ｘ０を測定する。
工程４：第１図（ａ）の通り、バルブ８ａを開、バルブ１１ａを閉にして、濃縮水を測定装置１０に導入して、濃縮水中の対象物質濃度Ｃｍを測定する。
工程５：Ｃｍ及びＲＯ濃縮倍率に基づいて検水の対象物質濃度Ｘｍを演算し、この演算値Ｘｍをブランク値Ｘ０で補正する。
工程６：工程０に戻る。
【００６６】
＜測定装置１０のメンテ、試薬交換のとき＞
工程１０：第１図（ａ）の通り、バルブ８ａを開、バルブ１１ａを閉にして連続モニタリング運転している。
工程１１：バルブ８ａを閉にして測定装置１０への水送給を停止し、測定装置１０のメンテ、試薬交換を行う。このときは検水のＲＯ装置５での濃縮・循環を継続する。
工程１２：第１図（ｂ）の通り、バルブ１１ａを開にし、バルブ８ａは閉のままとし、検水を測定装置１０に直接に導入してブランク値Ｘ０を測定する。
工程１３：第１図（ａ）の通り、バルブ８ａを開、バルブ１１ａを閉にして、濃縮水を測定装置１０に導入して、濃縮水中の対象物質濃度Ｃｍを測定する。
工程１４：Ｃｍ及びＲＯ濃縮倍率に基づいて検水の対象物質濃度Ｘｍを演算し、この演算値Ｘｍをブランク値Ｘ０で補正する。
工程１５：工程１０に戻る。
【００６７】
［第２の実施の形態（ブランク及び従感度補正）］
第２図は、本発明の検水の連続モニタリング方法及び装置の第２の実施の形態を示す系統図である。この実施の形態は、ブランク補正及び従感度補正の双方を行うようにしたものである。
【００６８】
この実施の形態では、配管１１のバルブ１１ａよりも下流側に、濃度が既知の分析対象物質含有液よりなる標準液がポンプ１２ａを有した配管１２によって注入可能とされている。この注入点よりも下流側において、配管１１にラインミキサ１３が設けられている。
【００６９】
濃縮水を測定装置１０に供給する配管９には四方バルブ１４が設けられており、濃縮水が四方バルブ１４を介して測定装置１０に供給可能とされている。
【００７０】
配管１１はこの四方バルブ１４に接続されており、配管１１からの水が四方バルブ１４を介して測定装置１０に供給可能とされている。四方バルブ１４には排水用配管１５が接続されている。
【００７１】
その他の構成は第１図と同じであり、同一符号は同一部分を示している。
【００７２】
このモニタリング装置の作動を次に説明する。
【００７３】
＜モニタリング時＞
モニタリング時には、第２図（ａ）の通り、バルブ１１ａ，８ａを開とする。四方バルブ１４は濃縮水を測定装置１０へ導き、配管１１からの検水を配管１５へ導くように流路選択される。
【００７４】
標準液注入用ポンプ１２ａは停止している。
【００７５】
濃縮水が測定装置１０へ導入されることにより、第１図（ａ）の場合と同様にしてモニタリングが行われる。なお、測定装置１０の測定結果を後述のように補正する。
【００７６】
＜検水直接測定工程（ブランク値測定）＞
ブランク値を求めるには、第２図（ｂ）のように四方バルブ１４を流路切替し、濃縮水を配管８から配管１５から排出すると共に、配管１から配管１１に分取した検水を直接に測定装置１０へ導入する。
【００７７】
これにより、第１図（ｂ）の場合と同様にしてブランク値Ｘ０が求められる。
【００７８】
なお、この第２図（ｂ）の場合でも、ポンプ４ａ，７ａを作動させ、酸の添加及び濃縮水の循環を行い、ＲＯ膜５ｂの汚染を防止する。
【００７９】
＜感度測定＞
測定装置１０の感度測定を行うには、第２図（ｃ）の通り、分析対象物質濃度が既知の標準液を配管１１に定量添加する。配管１１の検水流量は予め流量計（図示略）で計測しておく。
【００８０】
なお、超純水製造装置の運転が定常状態にあるときには、検水の流量は一定であり、配管１１を流れる検水流量も一定である。この流量はバルブ１１ａの開度によって調節可能である。
【００８１】
四方バルブ１４の流路選択は第２図（ｂ）と同じであり、配管１１からの標準液添加検水が測定装置１０へ導入される。この標準液添加検水の分析対象物質濃度は、配管１２からの標準液の添加量と配管１１の検水流量とから算出される。この算出された分析対象物質濃度Ｘ１に対する測定装置１０の測定濃度Ｘ２の比Ｘ２／Ｘ１を感度とする。
【００８２】
第２図（ａ）のモニタリング時の測定装置１０の検出値から演算された分析対象物質濃度Ｘｍを次式に従って補正することにより、ブランク値及び感度で補正された分析対象物質濃度Ｘ’が求められる。
【００８３】
Ｘ’＝（Ｘｍ−Ｘ０）／（Ｘ２／Ｘ１）
この実施の形態ではＸｍをブランク値Ｘ０と感度（Ｘ２／Ｘ１）とによって補正しているが、感度のみで補正してもよい。即ちＸ０＝０としてもよい。
【００８４】
ブランク値Ｘ０及び感度（Ｘ２／Ｘ１）の双方に基づいて第２図に示すモニタリング装置の運転を行う場合の工程は、定常モニタリング（第２図（ａ））→ブランク値測定（第２図（ｂ））→感度測定（第２図（ｃ））→定常モニタリング（第２図（ａ））の循環工程となる。
【００８５】
上記各実施の形態はいずれも本発明の一例であり、本発明は図示以外の態様とされてもよい。
【００８６】
例えば、二方バルブ８ａ，１１ａの代わりに三方バルブを用いてもよい。また、二方バルブ８ａ，１１ａを自動制御してもよい。第１図においても四方バルブ１４及び配管１５を設け、ブランク値測定時（第１図（ｂ））において濃縮水を配管１５から排出するようにしてもよい。
【実施例】
【００８７】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例により何ら限定されるものではない。
【００８８】
なお、以下の実施例及び比較例では、第１図に示す装置を用いて、検水の連続モニタリングを行った。
【００８９】
ＲＯ装置５のＲＯ膜５ｂとしては、日東電工社製逆浸透膜「ＥＳ−２０−Ｄ４」（４ｉｎｃｈ）を使用し、ＲＯ膜５ｂの濃縮水の循環ポンプ７ａとしては、イワキ社製レビトロ磁気浮上型ポンプ「ＬＥＶ３００Ｆ」（最大吐出量４０Ｌ／ｍｉｎ、最高揚程２０ｍ、最高回転数６２００ｒｐｍ、耐圧力０．３０ＭＰａ）を用いた。また、測定装置１０としては分光光度計ＦＩＡＭＯ社製「ＦＩＡＭＯ」を用いた。
【００９０】
検水としては超純水（ｐＨ７．０）を用い、超純水中の極微量のＦｅイオンをモニタリング分析することとし、分光光度計でＦｅイオンを測定した。
【００９１】
［実施例１］
ＲＯ装置５に、硝酸を添加してｐＨ６．５とした超純水を５００ｍＬ／ｍｉｎで供給して、濃縮水５０ｍＬ／ｍｉｎ（１０倍濃縮）を循環させた。このとき、ＲＯ膜５ｂの膜面流速は４２７ｍ／Ｈｒとなる。
【００９２】
第１図（ａ）のモニタリングを３０分間行った後、第１図（ｂ）のブランク値測定を３０分間行い、これを繰り返し行った。そして、ブランク値でモニタリング時の演算値を補正し、結果を第３図に示した。なお、モニタリングの途中で試薬交換のために６０分間だけ第１図（ｃ）の状態とし、その後、モニタリングを再開した。
【００９３】
［比較例１］
実施例１においてブランク値の取得を行わず、測定装置１０からの測定値から分析対象物質濃度を演算した。なお、実施例１と同じく、モニタリングの途中で試薬交換のために６０分間第１図（ｃ）の状態とし、その後、モニタリングを再開した。結果を第３図に示す。
【００９４】
第３図の通り、実施例１によると、検水中の分析対象物質濃度は変動せずに一定であることが分る。これに対し、比較例１では、第１図（ｃ）の状態をとらせた場合に分析対象物質濃度の演算値が変動することが認められる。
【００９５】
以上の結果から明らかな通り、本発明によれば、検水中の１ｎｇ／Ｌ以下の極微量の分析対象物質を連続的に高濃縮して高精度な分析結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施の形態に係る検水の連続モニタリング装置を示す系統図である。
【図２】別の実施の形態に係る検水の連続モニタリング装置を示す系統図である。
【図３】実施例１及び比較例１における金属イオンの測定値を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９７】
２，１３  ラインミキサ
５  逆浸透膜分離装置（ＲＯ装置）
１０  測定装置
１４  四方バルブ
【図１】
2010044022.tif 000003
【図２】
2010044022.tif 000004
【図３】
2010044022.tif 000005