(57)【要約】【課題】長期間の停止期間があっても酸化反応器内に結晶が析出することのない連続測定型全りん計を提供する。【解決手段】試料水を酸化反応させる酸化反応器２１と、酸化反応させた該試料水の吸光度を測定する吸光度測定器２２と、該酸化反応器２１へ所定量の該試料水、薬剤及び発色剤を供給するとともに、酸化反応させた該試料水を該吸光度測定器へ移送する液体移送手段２５と、該試料水を該液体移送手段２５へ供給する試料水供給手段３４と、上水を該液体移送手段へ供給する上水供給手段３６と、該液体移送手段２５、該試料水供給手段３４及び該上水供給手段３６の運転を制御する制御手段２２と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化反応器に試料水及び薬剤を定量供給し、酸化反応器内で試料水を酸化反応させた後、発色剤を添加し、この溶液の吸光度を測定し試料水中の全りんの濃度を算出する連続測定型全りん計であって、
試料水を酸化反応させる酸化反応器と、
酸化反応させた該試料水の吸光度を測定する吸光度測定器と、
該酸化反応器へ所定量の該試料水、薬剤及び発色剤を供給するとともに、酸化反応させた該試料水を該吸光度測定器へ移送する液体移送手段と、
該試料水を該液体移送手段へ供給する試料水供給手段と、
上水を該液体移送手段へ供給する上水供給手段と、
該液体移送手段、該試料水供給手段及び該上水供給手段の運転を制御する制御手段と、
を含むことを特徴とする連続測定型全りん計。
【請求項２】
請求項１に記載の連続測定型全りん計の運転方法であって、
前記制御手段は、前記試料水供給手段が稼働中は前記試料水を前記酸化反応器へ供給可能に制御し、前記試料水供給手段が停止したことを検知すると、前記試料水に替え前記上水を前記酸化反応器へ供給可能に制御することを特徴とする連続測定型全りん計の運転方法。
【請求項３】
請求項１に記載の連続測定型全りん計の運転方法であって、
前記制御手段は、前記試料水供給手段が稼動中は前記試料水を前記酸化反応器へ供給可能に制御し、前記試料水供給手段が停止し所定の時間が経過したことを検知すると、前記試料水に替え前記上水を前記酸化反応器へ供給可能に制御することを特徴とする連続測定型全りん計の運転方法。
【請求項４】
請求項１に記載の連続測定型全りん計の運転方法であって、
前記制御手段は、前記試料水供給手段が稼動中は前記試料水を前記酸化反応器へ供給可能に制御し、前記試料水供給手段が停止したことを検知すると、前記上水を前記酸化反応器へ所定の間隔で所定の時間繰返し供給可能に制御することを特徴とする連続測定型全りん計の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料水中の全りん濃度を測定する全りん計に関し、特に連続的に濃度を測定可能な連続測定型全りん計に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所には、ボイラー起動時のボイラーブロー水、各装置から排出されるドレン、雨水などを処理するために排水処理装置が設けられている。図２は、ボイラーブロー水などを処理する排水処理装置１の概略的構成を示すフロー図である。ボイラーブロー水、雨水などは、貯水槽２に一時的に貯留された後、貯水槽ポンプ３によりＰＨ調整槽４に送られる。ここでＰＨ調整が行われた後、中和槽５、ろ過槽６を経由し、ろ過ポンプ７でろ過器８に送られ最終的に処理された排水は処理水槽９に貯留される。処理水槽９は、処理水ポンプ１０を備え、処理水槽９に貯留された処理水は、この処理水ポンプ１０で汲出され放流弁１１、処理水流量計１２を経由して放流される。
【０００３】
同時に、処理水ポンプ１０で汲出される処理水の一部は、処理水分析計１３に送られる。処理水分析計１３は、全窒素及び全りん濃度を測定する全窒素・全りん計１４、濁度を測定する濁度計１５、ＣＯＤ濃度を測定するＣＯＤ分析計１６、ｐＨを測定するｐＨセンサ１７で構成され、各分析計、センサを通じて処理水の各値が連続的に測定される。この処理水分析計１３を通じて処理水が所定の値となっているか否か監視が行われ、処理水が所定の値まで処理されていないと判断されると、処理水は放流が停止され、再循環弁１８を通じて貯水槽２へ返送される。
【０００４】
処理水の分析のうち連続測定可能な全窒素・全りん計１４の全りん濃度の測定手順の一例を示せば次のようになる。所定量の試料水を採取し、これに薬品を加え空気を吹き込みながら試料水に含まれるりん化合物をりん酸イオンに酸化する。この溶液に発色剤を添加し、吸光度を測定することで全りん濃度を求める。全りん濃度の測定が終了すると、酸化反応器、測定セルの洗浄が行われる。以上一連の操作は、制御装置が所定のタイムチャートに従い各機器を制御することにより行われる。
【０００５】
なお、類似する特許文献は発見できなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先に示した全りん濃度を連続測定する全窒素・全りん計１４は、連続測定が前提となっているため、一日以上分析を行わないような場合は、上記工程とは別に酸化反応器などを薬剤で洗浄する洗浄工程が必要となる。これは、長時間測定操作を行わないと、酸化反応器に残留した薬剤、試料水に溶解している成分が水分の蒸発によって結晶化し、これが剥離することによってチューブ、バルブ等に損傷を与えるためである。しかしながらこの薬剤を使用した洗浄操作を行っても、酸化反応器内を十分に洗浄できない場合もある。特にボイラーのブロー水のような間欠的に排出される排水を処理する排水処理装置に備えられる全窒素・全りん計の場合は、停止期間が数日から一月近くに及ぶ場合もあり、酸化反応器内に結晶が生じやすい。この対策が必要であるが、現在この問題に対処する有効な方法は開発されていない。
【０００７】
本発明の目的は、長期間の停止期間があっても酸化反応器内に結晶が析出することのない連続測定型全りん計を提供することである。また、長期間の停止期間があっても酸化反応器内に結晶が析出することのない連続測定型全りん計の運転方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、酸化反応器に試料水及び薬剤を定量供給し、酸化反応器内で試料水を酸化反応させた後、発色剤を添加し、この溶液の吸光度を測定し試料水中の全りんの濃度を算出する連続測定型全りん計であって、試料水を酸化反応させる酸化反応器と、酸化反応させた該試料水の吸光度を測定する吸光度測定器と、該酸化反応器へ所定量の該試料水、薬剤及び発色剤を供給するとともに、酸化反応させた該試料水を該吸光度測定器へ移送する液体移送手段と、該試料水を該液体移送手段へ供給する試料水供給手段と、上水を該液体移送手段へ供給する上水供給手段と、該液体移送手段、該試料水供給手段及び該上水供給手段の運転を制御する制御手段とを含むことを特徴とする連続測定型全りん計である。
【０００９】
また本発明は、請求項１に記載の連続測定型全りん計の運転方法であって、前記制御手段は、前記試料水供給手段が稼働中は前記試料水を前記酸化反応器へ供給可能に制御し、前記試料水供給手段が停止したことを検知すると、前記試料水に替え前記上水を前記酸化反応器へ供給可能に制御することを特徴とする連続測定型全りん計の運転方法である。
【００１０】
また本発明は、請求項１に記載の連続測定型全りん計の運転方法であって、前記制御手段は、前記試料水供給手段が稼動中は前記試料水を前記酸化反応器へ供給可能に制御し、前記試料水供給手段が停止し所定の時間が経過したことを検知すると、前記試料水に替え前記上水を前記酸化反応器へ供給可能に制御することを特徴とする連続測定型全りん計の運転方法である。
【００１１】
また本発明は、請求項１に記載の連続測定型全りん計の運転方法であって、前記制御手段は、前記試料水供給手段が稼動中は前記試料水を前記酸化反応器へ供給可能に制御し、前記試料水供給手段が停止したことを検知すると、前記上水を前記酸化反応器へ所定の間隔で所定の時間繰返し供給可能に制御することを特徴とする連続測定型全りん計の運転方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の連続測定型全りん計は、酸化反応器に試料水及び薬剤を定量供給し、酸化反応器内で試料水を酸化反応させた後、発色剤を添加し、この溶液の吸光度を測定し試料水中の全りんの濃度を算出する連続測定型全りん計であって、試料水を酸化反応させる酸化反応器と、酸化反応させた試料水の吸光度を測定する吸光度測定器と、酸化反応器へ所定量の試料水、薬剤及び発色剤を供給するとともに、酸化反応させた試料水を吸光度測定器へ移送する液体移送手段と、試料水を液体移送手段へ供給する試料水供給手段と、上水を液体移送手段へ供給する上水供給手段と、液体移送手段、試料水供給手段及び上水供給手段の運転を制御する制御手段とを含むので、試料水が供給されていないときは、上水を酸化反応器へ供給することが可能であり、試料水の供給が長期間の間停止しても酸化反応器内に結晶が析出することがなく、結晶の析出に伴うトラブルを回避することができる。
【００１３】
また本発明によれば、連続測定型全りん計の制御手段は、試料水供給手段が稼動中は試料水を酸化反応器へ供給可能に制御し、試料水供給手段が停止したことを検知すると、試料水に替え上水を酸化反応器へ供給可能に制御するので、試料水が供給されないときでも上水が酸化反応器へ供給され、これにより酸化反応器内で水分が蒸発し酸化反応器内に結晶が析出することを防止することができる。これにより結晶の析出に伴うトラブルを回避することができる。
【００１４】
また本発明によれば、連続測定型全りん計の制御手段は、試料水供給手段が起動中は試料水を酸化反応器へ供給可能に制御し、試料水供給手段が停止し所定の時間が経過したことを検知すると、試料水に替え上水を供給するので、上水、薬剤、発色剤、電力の使用量が低減され、効率的に酸化反応器内に結晶が析出することを防止できる。
【００１５】
また本発明によれば、連続測定型全りん計の制御手段は、試料水供給手段が起動中は試料水を酸化反応器へ供給可能に制御し、試料水供給手段が停止したことを検知すると、上水を酸化反応器へ所定の間隔で所定の時間繰返し供給可能に制御するので、上水、薬剤、発色剤、電力の使用量がさらに低減され、より効率的に酸化反応器内に結晶が析出することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施の一形態としての連続測定型全りん計２０の概略的な構成を示す図である。この連続測定型全りん計２０は、図２に示す従来から使用されているボイラーブロー水などを処理する排水処理装置１の処理水の分析等に使用されるものである。連続測定型全りん計２０は、試料水中のりん酸イオンや有機体りんなどのりん化合物の濃度を測定する分析計で、試料水に含まれるりん化合物を酸化反応させる酸化反応器２１を有する。酸化反応は、酸化反応器２１で所定量の試料水と硫酸とを空気を通気させた状態で加熱、紫外線照射することで行われる。酸化反応器２１で酸化反応された試料水は、発色のために所定量の水酸化ナトリウム、モリブデン酸アンモニウム、Ｌ−アスコルビン酸が添加され、測定部２２へ送られる。
【００１７】
測定部２２は測定セル（図示を省略）を備え、測定部２２に送られた試料水は、ここで吸光度が測定される。測定部２２で測定された吸光度データは、制御部２３に送られ、ここで測定された吸光度から試料水に含まれる全りん濃度が算出され、プリンター、ディスプレイなどの出力部２４を通じて全りん濃度の値が出力される。制御部２３は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）及び計時手段を備え、全りん濃度の算出のほか、予め定めたタイムチャートに従い、各機器、各部に起動、停止信号を送り、連続測定型全りん計２０の運転を制御する。
【００１８】
試料水及び各種薬剤の秤量及び酸化反応器２１への試料水及び各種薬剤の供給は、液体移送手段２５を通じて行われる。液体移送手段２５は、試料水及び各薬剤を一定量採取するマイクロシリンジ２６、試料水及び各種薬剤を酸化反応器へ供給する８ポートバルブ２７、２８及びこれに接続する管路２９などを含み構成されている。硫酸、水酸化ナトリウム、モリブデン酸アンモニウムなどの各種薬剤は、薬剤タンク３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ）に貯留され、薬剤タンク３０は、管路を通じて８ポートバルブ２７及びマイクロシリンジ２６と接続する。薬剤は８ポートバルブ２７で所定の薬剤が選択された後、マイクロシリンジ２６で一定の量の薬剤が採取され、他方の８ポートバルブ２８を介して、酸化反応器２１に送られる。
【００１９】
薬剤には、酸化剤（硫酸）及びモリブデン酸アンモニウムなどの発色剤のほか、洗浄用薬剤、計器を調整するためのスパン液、標準液などが使用され、これらは各々、薬剤タンク３１、３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）に貯留されている。これら薬剤も８ポートバルブ２７、２８、管路を通じて酸化反応器２１又は測定部２２に送られる。また酸化反応器２１及びマイクロシリンジ２６には、加圧空気がガス精製流量調節部３３を介して送られる。
【００２０】
試料水は、試料水供給手段である試料水供給ポンプ３４を介して採取される。試料水供給ポンプ３４は、図示を省略した排水処理装置の処理水槽などと接続し、処理水などの試料水を貯留可能な試料水前処理器３５に圧送する。試料前処理器３５は、管路を通じて８ポートバルブ２８と連結し、試料水は各種薬剤と同様、所定量の試料水が酸化反応器２１に送られる。さらに試料水前処理器３５には、上水供給手段３６が接続する。上水供給手段３６は、後述のように試料水の供給が停止したときに、試料水に替え上水を酸化反応器２１に供給するためのもので、上水を試料水前処理器３５に供給する管路３７及び管路３７の途中に配設された上水供給弁３８を含み構成される。
【００２１】
以上の構成からなる連続測定型全りん計２０は、制御部２３からの信号に基づき、以下の手順で全りん濃度の測定を行う。マイクロシリンジ２６及び８ポートバルブ２７、２８等を介して、所定の量の試料水及び硫酸を酸化反応器２１に送った後、酸化反応器２１にガス精製流量調節部３３を通じて空気を送りながら、紫外線照射、加熱し試料水中のりん化合物をりん酸イオンに酸化させる。酸化反応操作と平行して、吸光度を測定する測定部２２のゼロ点補正が行われる。このゼロ点補正は、純水を用いて行われ、ゼロ点補正終了後、測定セル中の純水は排出される。
【００２２】
試料水の酸化反応が終了後、試料水に所定量の発色剤を添加し、これを測定部２２の測定セルに送り吸光度を測定する。この吸光度データは、制御部２３に送られ、ここで試料水の全りん濃度が求められた後、出力部２４を通じて全りん濃度の値が出力される。測定セルに試料水を送った後、酸化反応器２１は、薬剤及び純水を使用した洗浄操作が行われる。同様に測定の終了した測定セルも洗浄操作が行われる。以上一連の操作を一単位として、これを繰り返すことで試料水に含まれる全りん濃度を連続測定することができる。測定対象となる試料水がない場合は、制御部２３は、試料水に替え上水を酸化反応器２１へ供給するように制御する。上水の運転は次ぎの要領で行われる。
【００２３】
制御部２３は、試料水供給ポンプ３４が稼働しているか停止しているかを、試料水供給ポンプ３４の電流値などから判断する。試料水供給ポンプ３４が稼働していることを検知すると、上水供給弁３８を閉じるように制御する。これにより試料水前処理器３５には試料水が連続的に送水されるので、制御部２３は、試料水中の全りん濃度を測定すべく所定の酸化反応、吸光度測定、酸化反応器２１及び測定セルの洗浄、待機の一連の操作を繰り返し行う。一方制御部２３は、試料水供給ポンプ３４が停止していると判断すると、上水供給弁３８を開け、試料水前処理器３５に上水を連続的に送水する。試料水供給ポンプ３４が停止しているため、試料水前処理器３５には上水のみ供給される。
【００２４】
制御部２３は、上水供給弁３８を開ける信号を上水供給弁３８に出力すると同時に、酸化反応器２１で酸化反応が行われるように液移送手段２５等を制御する。これにより試料水に代わり上水が酸化反応器２１に送られ、上水に硫酸が添加され酸化反応が行われる。以降、制御部２３は、試料水と同様に、吸光度測定、酸化反応器２１及び測定セルの洗浄、待機の一連の操作を繰り返し行うように制御する。このように試料水が連続測定型全りん計２０に供給されないときは、試料水に替え上水を供給することで、連続測定型全りん計２０を休止させることなく連続稼動させることができる。
【００２５】
従来の連続測定型全りん計は、試料水の供給が停止すると、全りん濃度の測定操作を休止するので、試料水の供給停止が長期間に及ぶと酸化反応器内の水分が蒸発し、酸化反応器内に結晶が析出する場合があった。この結晶は、再度試料水が供給され連続測定型全りん計が稼動し始めると、８ポートバルブや管路に移動し、８ポートバルブに入り込み傷つけたり、管路を閉塞させたりしていた。これを防止するため、従来の連続測定型全りん計においては、酸化反応器の洗浄工程が設けられているが、この洗浄操作も万全とは言えないところがあった。これに対して本実施形態に示す連続測定型全りん計２０は、試料水が供給されない場合であっても試料水に代わり、上水が供給されるので、連続測定型全りん計２０は休止することなく連続稼動する。その結果、酸化反応器２１内の水分が蒸発して結晶が析出することがなくなり、結晶析出に伴うトラブルを回避することができる。
【００２６】
また本実施形態に示す連続測定型全りん計２０は、上記以外の運転方法を採用することもできる。上記制御方法は、試料水の供給が停止すると直ちに試料水に替え上水を供給することで、酸化反応器２１内に結晶が析出することを防止したけれども、試料水の供給が停止して一定の時間が経過後、試料水に替え上水を供給してもよい。試料水及び上水のいずれの供給も停止すると、連続測定型全りん計２０は、休止状態となるが、酸化反応器２１内での結晶の析出は、試料水の供給が停止された後直ちに起こるものではなく、酸化反応器２１内の水分が蒸発した後に起こるため、上水は酸化反応器２１内の水分が蒸発する前に供給されればよい。制御部２３は計時手段を有するので、試料水供給ポンプ３４が停止している時間を計時し、この計時手段の信号に基づき上水供給弁３８を制御すればよい。これにより上水、薬剤（含む発色剤）、電力の使用量を低減することが可能となり経済的である。
【００２７】
さらに試料水供給ポンプ３４が停止し一定の時間が経過した後に、上水を供給し、上水を一定の時間だけ供給した後、上水の供給を停止する操作を繰り返し行うように制御してもよい。このように試料水の供給が停止した状態であっても、間欠的に上水を酸化反応器２１に供給することで、酸化反応器２１内で結晶が析出することを防止できる。これにより上水、薬剤（含む発色剤）及び電力の使用をより低減することが可能となり、さらに効率的に酸化反応器２１内での結晶の析出を防止することができる。
【００２８】
以上のように本実施形態に示す連続測定型全りん計２０は、試料水が供給されないときは、試料水に替え上水を供給することで、酸化反応器２１内の水分の蒸発を防ぎ、結晶が析出することを防止するので、簡単な構成で効果的に酸化反応器２１内で結晶が析出することを防止できる。また連続測定型全りん計２０は、試料水が供給されないときは、試料水に替え上水を供給し、上水を用いて酸化反応から洗浄、待機まで一連の操作を行うので、試料水と上水とで同じ操作が行われ制御が簡単となる。さらに連続測定型全りん計２０は、試料水が供給されないときは、試料水に替え上水を供給し、酸化反応器２１内で結晶が析出することを防止するので、従来の連続的測定型全りん計にも容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の一形態としての連続測定型全りん計２０の概略的な構成を示す図である。
【図２】従来のボイラーブロー水などを処理する排水処理装置１の概略的構成を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３０】
２０  連続測定型全りん計
２１  酸化反応器
２２  測定部
２３  制御部
２５  液移送手段
３４  試料水供給ポンプ
３６  上水供給手段
３８  上水供給弁
【図１】
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【図２】
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