JP2002210454A

JP2002210454A - 冷却水系における水処理用薬品の濃度管理方法及び装置

Info

Publication number: JP2002210454A
Application number: JP2001011905A
Authority: JP
Inventors: Daisaku Yano; 大作矢野; Atsushi Udagawa; 淳宇田川
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】冷却水系の循環水中の有効成分濃度の測定を
迅速且つ精度良く行うことができ、また、監視すること
もできる、冷却水系における水処理用薬品の濃度管理方
法とその装置を提供する。【解決手段】冷却水系における循環水中に存在する水
処理薬品の濃度を制御するに際し、循環水中に含まれる
有機物濃度を測定し、該測定値に基づき水処理薬品の添
加量を決定することを特徴とする、冷却水系における水
処理用薬品の濃度管理方法及び装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却水系における
水処理用薬品（水処理薬剤、水系添加薬剤）の濃度管理
方法及び装置に関し、とくに、少なくともクーリングタ
ワーや熱交換器を有する冷却水系に添加する特定の水処
理用薬品の濃度管理に好適な方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】少なくともクーリングタワーと熱交換器
を有する冷却水系においては、実質的に閉鎖系状に形成
される循環水系に、腐食、スケール、スライム等に起因
する障害を防ぐために種々の水処理用薬品が使用されて
いる。上記の様な障害があると、ポンプ動力の増大、熱
交換器の熱伝達係数の低下、管の閉塞、管や装置等の腐
食、循環水が漏れた時の周辺や製品の汚染、装置内の汚
物（スラッジ）の沈積等のトラブルが発生する。一般
に、冷却水系に使用される水処理用薬品には、防食剤、
スラッジ分散剤、スケール防止剤、殺菌剤、スライム防
止剤（スライムコントロール剤）等がある。

【０００３】これらの各種の水処理用薬品の添加による
適切な水処理を行い、冷却水中においてこれらの水処理
用薬品の有する効果を持続させるためには、冷却水系の
循環水中の水処理薬品濃度の下限値や最適値が存在す
る。そのため、冷却水系の任意の位置、時間等における
これらの水処理用薬品の濃度を正確に把握し、適切な濃
度管理を行うことが必要である。

【０００４】また、冷却水系では、水溶性ポリマーを水
処理用薬品の少なくとも一成分として用いるのが通常で
ある。かかる水溶性ポリマーの代表例として、ポリカル
ボン酸類があり、スケール防止剤、分散剤、防食剤、洗
浄剤として使用されている。

【０００５】水処理用薬品の中で、分散剤や防食剤等と
して機能する水溶性ポリマーの濃度測定に関しては、そ
の水中濃度がかなり低濃度であるためもあってその測定
が困難なものが多く、水溶性ポリマーの種類によっては
比色法や比濁法又はその他の定量法で直接的に測定する
ものもあるが、その濃度測定操作が煩雑であったり長時
間を要したり、測定値に実験者による推定や誤差を含ん
だり、冷却水系の運転状態の変化に対応した水処理用薬
品の添加量の調整を即時に行うことができないため、冷
却水処理システムの運転管理上実用的でない場合が多
い。

【０００６】そのため、水溶性ポリマー等の水処理用薬
品それ自身の濃度の測定が不可能あるいは困難な場合の
濃度管理方法として、簡単に濃度測定できる物質をトレ
ーサーとして用いることが広く行われている。つまり、
水処理用薬品にトレーサー物質を添加、混合し、循環水
中のトレーサー物質濃度を測定することにより、間接的
に水処理用薬品濃度を測定するという方法（例えば、臭
素トレーサー法、リチウムトレーサー法、蛍光トレーサ
ー法、色素トレーサー法）が行われている。

【０００７】また、一有効成分である水溶性ポリマーに
トレーサー物質を化合させるか、その重合時にトレーサ
ー物質を共重合させて、そのポリマー分子に化学結合し
たトレーサー物質の循環水中濃度を測定し、直接的に水
処理用薬品濃度を測定する方法も提案されている。例え
ば、水処理用薬品としては非有効成分である蛍光物質
（ナフタレンスルホン酸塩類等の蛍光トレーサー）で水
溶性ポリマーを蛍光標識化し、この蛍光物質を励起波長
で励起させ、その蛍光波長での蛍光強度を測定して水処
理用薬品の濃度管理を行う方法がある（特開平４−２３
３９１８号公報、特開平４−３２６９７８号公報、特開
平５−１６３５９１号公報等）。

【０００８】また、別の方法として、免疫検定法を用
い、ポリカルボン酸等の水溶性ポリマーを比較的簡便に
検出する方法が提案されている（特開平９−２１８１９
９号公報）。

【０００９】また、冷却水系で防食剤として種々の薬剤
が用いられているが、代表例としてリン化合物類があ
る。その濃度を簡便に測定できる比色法、比濁法等は測
定に要するコストが高く、全自動連続測定への適用が困
難などの問題点が指摘されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】水溶性ポリマーの濃度
を測定する従来方法のうち、比色法、比濁法等は、現場
での測定が困難であったり、測定時間が長かったり、測
定に大掛かりな装置が必要であったりなどの理由で、循
環水から試料をサンプリングしてから測定結果を得るま
でに長時間を要するという欠点がある。そのため、フィ
ードバック情報の提供は、循環水から試料をサンプリン
グした時点から長時間経過後になり、その長時間の間に
水処理用薬品が消費された量はそのフィードバック情報
データには含まれず、そのデータは殆ど価値が無い場合
も生じる。

【００１１】また、水処理用薬品にトレーサー物質を添
加、混合する方法は、フィードバック情報の提供はほぼ
瞬時に行えるが、循環水中の水処理用薬品としての有効
な成分についてのフィードバック情報に基づいてその濃
度管理を行うものとは言えず、水処理用薬品の有効成分
が消費された場合を想定していないので、実際の有効成
分濃度と食い違う場合があるという欠点がある。

【００１２】ポリカルボン酸等の水溶性ポリマーの分子
に蛍光トレーサー物質（蛍光プローブ）を化学結合させ
る方法は、蛍光分析感度に劣るため、循環水中の微量の
水溶性ポリマーを検出するには感度が不足し、蛍光分析
法が選択性に劣るため、循環水中の他成分により水溶性
ポリマーの検出が妨害されるだけでなく、分散剤や防食
剤等の機能に関わる成分ではない蛍光トレーサー物質を
水溶性ポリマーと更に反応させることになるので、水溶
性ポリマー系水処理用薬品製造の工程数が増える分だけ
コスト高となり、また、分散剤や防食剤等の水溶性ポリ
マー本来の機能自体が低下したり消失する可能性もあ
る。

【００１３】また、免疫検定法を用い、ポリカルボン酸
等の水溶性ポリマーを検出する方法は、感度的には問題
は無いものの測定に要するコストが高く、連続流れ分析
法（ＦＩＡ：Flow Injection Analysis）に代表される
全自動連続測定への応用が困難である等の欠点を有して
いる。

【００１４】本発明の課題は、上記従来技術における問
題点を解決し、冷却水系の循環水中の有効成分濃度の測
定を迅速且つ精度良く行うことができ、また、監視する
こともできる、冷却水系における水処理用薬品の濃度管
理方法及び装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者等は、上記従来技術の問題点を解決すべく
鋭意研究を重ねた結果、冷却水系に添加する水処理用薬
品の特定の有効成分自体の循環水中濃度を管理する方法
として、循環水中に含まれる有機物濃度を測定し、該測
定値に基づき水処理薬品の添加量を決定することにより
冷却水系における循環水中に存在する水処理薬品の濃度
を適切に制御、管理できることを見出し、また、循環水
の有機物濃度に加え、補給水中に含まれる有機物濃度及
び循環水の濃縮倍数を測定し、該測定値に基づき水処理
薬品の添加量を決定することにより、より実用的に好適
な水処理薬品の濃度管理を行えることを見出し、本発明
を完成するに至った。

【００１６】即ち、本発明に係る冷却水系における水処
理用薬品の濃度管理方法は、冷却水系における循環水中
に存在する水処理薬品の濃度を制御するに際し、循環水
中に含まれる有機物濃度を測定し、該測定値に基づき水
処理薬品の添加量を決定することを特徴とする方法から
なる。

【００１７】また、本発明に係る冷却水系における水処
理用薬品の濃度管理方法は、冷却水系における循環水中
に存在する水処理薬品の濃度を制御するに際し、循環水
中に含まれる有機物濃度、補給水中に含まれる有機物濃
度及び循環水の濃縮倍数を測定し、該測定値に基づき水
処理薬品の添加量を決定することを特徴とする方法から
なる。ここで、濃縮倍数とは、循環水中での塩類濃度が
補給水に比較して何倍になっているかを示す指標で、
〔濃縮倍数＝循環水中の塩濃度／補給水中の塩濃度〕で
定義される。

【００１８】このような本発明に係る方法では、循環水
中の水処理用薬品の有効成分の濃度を、有機物濃度の測
定を介して迅速に精度良く測定し、確認することができ
るので、水処理用薬品の濃度管理をより適正に容易に行
うことが可能となる。

【００１９】本発明においては、上記有機物濃度は、冷
却水系からサンプリングした循環水の試料水を酸化し、
酸化前後の二酸化炭素濃度差を求めることによって測定
することができる。

【００２０】また、有機物濃度を、採取試料を酸化し、
酸化前後の電気伝導度を測定することによって酸化前後
のイオン化成分濃度差を求めることにより測定すること
もできる。

【００２１】さらに、有機物濃度を採取試料の化学的酸
素要求量を求めることによって測定することもできる。

【００２２】このような方法の実施に用いる本発明に係
る冷却水系における水処理用薬品の濃度管理装置は、循
環水から試料を取水する経路と、有機物濃度測定部と、
有機物濃度測定部の測定結果に基づき水処理薬品の添加
量を求める計算部と、該計算部の指示値に従い水処理薬
品を添加する添加部を有することを特徴とするものから
なる。

【００２３】また、本発明に係る冷却水系における水処
理用薬品の濃度管理装置は、循環水及び補給水から試料
を取水する経路と、有機物濃度測定部と、濃縮倍数測定
部と、有機物濃度測定部及び濃縮倍数測定部の測定結果
に基づき水処理薬品の添加量を求める計算部と、該計算
部の指示値に従い水処理薬品を添加する添加部を有する
ことを特徴とするものからなる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明について、望まし
い実施の形態とともに、詳細に説明する。本発明は、冷
却水系における水処理用薬品の濃度の制御、管理を行う
ものである。本発明で検出対象となる水処理用薬品とし
ては、特に限定されないが、代表的なものとして、ポリ
カルボン酸類及び／又はリン化合物類が挙げられる。

【００２５】本発明で検出対象となるポリカルボン酸類
としては、カルボン酸および不飽和二重結合を有する重
合性単量体からなる単独重合体もしくは共重合体および
それらの塩である。これら重合性単量体の例としては、
アクリル酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、
マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、フマル酸、シト
ラコン酸、１，２，３，６−テトラヒドロフタル酸およ
びそれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アン
モニウム塩や、マレイン酸無水物、１，２，３，６−テ
トラヒドロフタル酸無水物、３，６−エポキシ−１，
２，３，６−テトラヒドロフタル酸無水物、５−ノルボ
ルネン−２，３−ジカルボン無水物、ビシクロ［２．
２．２］−５−オクテン−２，３−ジカルボン酸無水
物、３−メチル−１，２，６−テトラヒドロフタル酸無
水物、２−メチル−１，３，６−テトラヒドロフタル酸
無水物等が挙げられる。これらの重合性単量体のうち、
特に好ましいのは、アクリル酸、メタクリル酸、マレイ
ン酸無水物である。

【００２６】なお、本発明で検出対象となるポリカルボ
ン酸類は、重合体が水溶性である限り、カルボン酸は含
まないが不飽和二重結合を有する重合性単量体を８０重
量％未満の量で含んでいてもよい。これらの重合性単量
体の例としては、アクリル酸またはメタクリル酸のＣ１
〜Ｃ４アルキルエステル（具体例としては、メチルアク
リレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、
メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチル
メタクリレート、イソブチルメタクリレート等）、アク
リル酸またはメタクリル酸のヒドロキシアルキルエステ
ル（具体例としては、ヒドロキシエチルアクリレート、
ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルメ
タクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート
等）、その他のアクリル酸又はメタクリル酸のエステル
（具体例としては、アクリル酸２−スルホエチル、アク
リル酸３−スルホプロピル、アクリル酸２−スルファー
トエチル、２−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレ
ート、メタクリル酸２−スルホエチル、メタクリル酸３
−スルホプロピル、メタクリル酸２−スルファートエチ
ル、メタクリル酸ホスホエチル、エチレングリコールジ
アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト等）、無置換および置換（メタ）アクリルアミド（具
体例としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ
−ｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、３−Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアミノプロピルアクリルアミド、アクリルアミド
グリコール酸等）、（メタ）アクリロニトリル（具体例
としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル）、
スルホン酸含有単量体（具体例としては、アリルスルホ
ン酸、ビニルスルホン酸、ｐ−スチレンスルホン酸、２
−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸
等）、ホスホン酸含有単量体（具体例としては、アリル
ホスホン酸、ビニルホスホン酸等）、その他の単量体
（具体例としては、アリルアルコール、２−ビニルピリ
ジン、４−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ
−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−
ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニルイミダゾリン、２−ビ
ニルイミダゾール、２−ビニルイミダゾリン、Ｎ−アク
リロイルモルホリン、アクロレイン、ジアリルフタレー
ト、酢酸ビニル、スチレン、メタクロイルスルホネー
ト、１−アリルオキシ−２−ヒドロキシプロピルスルホ
ネート等）や上記単量体のアルカリ金属塩、アルカリ土
類金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。

【００２７】本発明で検出対象となるポリカルボン酸類
の分子量は、特に制限されるものではないが、５００〜
２０００００００の範囲のポリマーが検出可能である。
また、これらのポリカルボン酸類は、一種類を単独で用
いてもよいし、二種類以上を混合してもよい。

【００２８】また、本発明で検出対象となるリン化合物
類の例としては、リン酸エステルの主なものとしてトリ
メチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブ
チルホスフェート、ジ−２−エチルヘキシルホスフェー
ト、トリス（２−クロロエチル）ホスフェート、トリフ
ェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレ
ジル・ジフェニルホスフェートなどがある。また酸性リ
ン酸エステルの主なものとしてメチルアシッドホスフェ
ート、エチルアシッドホスフェート、プロピルアシッド
ホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、ブ
チルアシッドホスフェート、２−エチルヘキシルアシッ
ドホスフェート、イソデシルアシッドホスフェート、ラ
ウリルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホス
フェートなどがある。それに加えて、ジアルキルジチオ
リン酸、ジアルキルチオリン酸クロライド、ジフェニル
ホスフィナスクロライド、亜リン酸エステル、ホスホニ
ウム塩、含ハロゲン縮合リン酸エステル、テトラフェニ
ルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラブチル
ホスホニウムハイドロオキサイド、トリシクロヘキシル
ホスフィン、トリ−ｍ−トリルホスフィン、トリフェニ
ルホスフィン、トリフェニルホスフィンオキサイド、ト
リ−ｎ−ブチルホスフィン、１，４−ビス（ジフェニル
ホスフィノ）ブタン、ビス（ベンジルジフェニルホスホ
ランジイル）アンモニウムクロライド、フェニルホスホ
ン酸、フェニルホスホン酸ジクロライド、フェニルホス
ホン酸ジメチルエステル、ベンジルトリフェニルホスホ
ニウムクロライド等が挙げられる。

【００２９】また、冷却水系への添加対象である水処理
用薬品としては、例えば、ポリカルボン酸類を始めとす
る水溶性ポリマー等の分散剤（防食剤としても機能する
ものもあり）、ホスホン酸類、リン酸塩、珪酸塩、亜硝
酸塩、タングステン酸塩、ホウ酸、亜鉛塩、芳香族カル
ボン酸塩、亜硫酸塩、ヒドラジン、タンニン、リグニ
ン、リグニンスルホン酸塩、アスコルビン酸ナトリウ
ム、エルソルビン酸ナトリウム、グルコース等の防食
剤、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、メルカ
プトベンゾチアゾール等のアゾール系銅防食剤、アンモ
ニウム系化合物、アミン系化合物、塩素系化合物、臭素
系化合物、イソチアゾロン類を始めとする有機窒素硫黄
系化合物等の殺菌・殺藻剤を挙げることができる。本発
明方法において検出対象薬品となり得るポリカルボン酸
類やリン化合物類と他の水処理用薬品とを併用したり、
配合して使用することは何ら差し支えなく、冷却水系の
循環水中の上記検出対象薬品の濃度を監視することによ
りこれらの水処理薬品の添加補充量を制御して冷却水系
の水処理用薬品の濃度管理を行うこともできる。

【００３０】本発明においては、基本的に、循環水中、
または循環水中と補給水中に含まれる有機物濃度を測定
し、該測定値に基づき水処理薬品の添加量を決定する
が、この有機物濃度の測定方法としては、各種の方法を
採り得る。すなわち、冷却水系からサンプリングした循
環水の試料水を酸化し、酸化前後の二酸化炭素濃度を測
定することによって酸化前後の二酸化炭素量差を求める
ことにより測定する方法、採取試料を酸化し、酸化前後
の電気伝導度を測定することによって酸化前後のイオン
化成分濃度差を求めることにより測定する方法、採取試
料の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を求めることによって
測定する方法等である。このうち、ＣＯＤ測定を行う方
法では、既存のＣＯＤ測定装置を用いることができる。

【００３１】試料の酸化を行う方法においては、試料水
を酸化し、たとえば、酸化前後の電気伝導度の差より有
機物濃度を求める方法を採用できる。酸化手段としては
紫外線照射、酸化剤（過酸化水素、ペルオキシ二硫酸塩
等）を併用した紫外線照射、酸化剤（ペルオキシ二硫酸
塩等）を併用した加熱等を用いることができる。電気伝
導度の測定には既存の電気伝導度計を用いることができ
る。

【００３２】また、試料水を酸化し、生成した二酸化炭
素を膜を介して純水へ移行せしめ、該二酸化炭素を含む
水の電気伝導度を測定、酸化前の測定値との差分より有
機物濃度を求める方法も使用でき、酸化手段、電気伝導
度測定には前記と同じ手段を使用できる。また、試料水
を酸化し、生成した二酸化炭素を気液分離により気相へ
移行せしめ、二酸化炭素濃度を測定することにより有機
物濃度を求める方法も使用でき、酸化手段には前記と同
じ手段を使用でき、二酸化炭素濃度の測定には既存の測
定手法を用いることができるが、特に赤外線式ガス分析
法が好適に用いられる。生成した二酸化炭素の濃度測定
には、赤外分光光度計、より好ましくは非分散形赤外分
光光度計を用いることができる。

【００３３】また、試料水を５００℃以上に加熱した燃
焼部へ導入し、燃焼により生成した二酸化炭素を測定す
ることにより有機物濃度を求める方法も使用でき、二酸
化炭素濃度の測定は前記と同じ手段を使用できる。燃焼
部には有機物の燃焼を助ける触媒を充填すればよりよ
い。

【００３４】また、本発明における有機物濃度の測定に
は、前述のような試料の酸化を伴う方法を用いた既存の
全有機体炭素分析計（ＴＯＣ計）を用いることもでき
る。

【００３５】上記の酸化を伴う方法においては、その試
料の酸化方法としては、特に制限はなく、公知の酸化方
法を単独または組み合わせて用いることができる。酸化
方法の具体例としては、酸化剤としてオゾン、ペルオキ
ソ二硫酸カリウム等の過硫酸塩、過酸化水素、次亜塩素
酸ナトリウム等のハロゲン酸化物などを用い、これらを
単独もしくは併用して酸化を行う方法、過硫酸塩や過酸
化水素やオゾンの共存下、光を照射して酸化を行う方
法、過硫酸塩や過酸化水素の共存下にて加熱する方法、
燃焼による方法、触媒を併用した燃焼による方法、フェ
ントン反応による酸化、電極反応により酸化を行う方
法、紫外線光を照射して酸化を行う方法、加熱を行いな
がら紫外線光を照射して酸化を行う方法、二酸化チタン
に代表される光触媒の存在下、光を照射して酸化を行う
方法、等が挙げられる。これらの方法の中で、その酸化
能力の高さと特別な酸化処理装置が不要であること、酸
化後の廃液処理が不要であることから、本発明において
好ましく用いられる方法は、過硫酸塩や過酸化水素やオ
ゾンの共存下、光を照射して酸化を行う方法や、紫外線
光を照射して酸化を行う方法等、光を利用して酸化を行
う方法である。

【００３６】本発明で用いられる光源としては、波長３
４０ｎｍ以下、より好ましくは２８０ｎｍ以下の紫外光
を放出するものが好適に用いられ、例えば、水銀ラン
プ、ブラックライト、キセノンランプ、冷陰極管、レー
ザー等を利用することができる。

【００３７】本発明で用いられる光触媒としては、光触
媒物質を担体上に固定したものが好適に用いられ、例え
ば、本出願人が先に特願平１１−１４３９５８号で提案
した光触媒体を用いることができる。

【００３８】また、光触媒の酸化反応を迅速に進行させ
るためには、光照射によって生じた光触媒内の電子を速
やかに光触媒から奪う電子受容体（酸化剤）が系内に存
在することが必要である。そのような電子受容体の例と
しては、酸素、オゾン、過酸化水素等が挙げられ、本発
明においても好適に用いられる。

【００３９】次に、本発明における水処理薬品添加量の
算出方法について説明する。予め水処理薬品濃度と有機
物濃度測定値の関係式（検量線）を求めておき、循環水
中の水処理薬品濃度を有機物濃度の測定結果から算出
し、好ましい薬品濃度となるように補給部を制御する。
例えば、Ｙ＝ａ×Ｘのような関係式を計算部に記憶させておき利用する。Ｙ
は薬品濃度、Ｘは測定された有機物濃度、ａは予め求め
られた係数である。

【００４０】また、補給水から循環水中に持ち込まれた
水処理薬品以外に起因する有機物濃度を補正するため、
予め補給水中の有機物濃度と循環水の濃縮倍数が与える
影響を求めておき、循環水中の水処理薬品濃度を有機物
濃度の測定結果から算出し、好ましい薬品濃度となるよ
うに測定部を制御する。例えば、Ｙ＝ａ×（Ｘ−ｂＣＺ）（１）のような関係式を計算部に記憶させておき利用する。Ｙ
は薬品濃度、Ｘは測定された有機物濃度、ａは薬品濃度
と有機物濃度間の係数、Ｃは濃縮倍数、Ｚは補給水中に
含まれる有機物濃度、ｂは予め測定された係数である。
ただし、特にこの式に限定するものではない。

【００４１】補給水中に含まれる有機物濃度の測定頻度
は任意であり、補給水の有機物濃度変動に基づき決定す
ればよい。補給水中に含まれる有機物濃度の変動が小さ
い時は、予め補給水に含まれる有機物濃度を測定してお
き、該測定値を計算部に記憶させておくことも可能であ
る。これは、（１）式において、Ｚを定数として取り扱
うことと同じである。またさらに、循環水の濃縮倍数変
動が小さい場合、補給水が持ち込む水処理薬剤以外の有
機物濃度の補正値を固定しても構わない。これは（１）
式において、ｂＣＺの項を定数として取り扱うことと同
じである。

【００４２】濃縮倍数の測定には、補給水および循環水
に含まれるカルシウムイオン、塩素イオン等の特定化学
物質濃度比から求める方法、補給水および循環水の電気
伝導度比から求める方法等、公知の方法を用いることが
できる。

【００４３】

【実施例】実施例１原水として、戸田工水（戸田市水）とその濃縮水を用
い、水処理薬品としてスケール分散剤（「オルガビート
ＡＣ０３０」：オルガノ（株）製）を使用し、本発明の
制御に使用可能な検量線が得られるか否か、その検量線
を用いて本発明に係るシステムにより分散剤濃度の管理
ができるか否かを調べた。原水の性状は以下の通りであ
った。戸田工水：電気伝導度２４０μＳ／ｃｍ戸田工水濃縮水：電気伝導度９００μＳ／ｃｍ（濃縮倍
数：３．８倍）

【００４４】有機物濃度測定にはＴＯＣ分析計"SIEVERS
710"（シーバース社製、試料水をペルオキシ二硫酸塩併
用紫外線法により酸化し、生成した二酸化炭素を膜を介
して純水へ移行せしめ、該二酸化炭素を含む水の電気伝
導度を測定する方法を用いたもの）を用いた。スケール
分散剤「オルガビートＡＣ０３０」の濃度を変化させな
がらSIEVERS710による有機物濃度測定を行った。つま
り、スケール分散剤「オルガビートＡＣ０３０」所定量
を戸田工水および戸田工水濃縮水に溶解させてそれぞれ
全量で５０ｍＬとなるように配合し、"SIEVERS710"によ
り、ＴＯＣ（全有機体炭素）濃度の測定を行ったとこ
ろ、表１、図１に示すようなデータが得られた。本実験
条件において先に述べた（１）式が成立するものとする
と、直線の傾きからａ＝５．７が、またＡＣ０３０を添
加しない場合の条件、即ち、Ｙ＝０、戸田工水濃縮水の
有機物濃度Ｘ＝９．１、戸田工水（補給水に相当）の有
機物濃度Ｚ＝３．０、濃縮倍数Ｃ＝３．８よりｂ＝０．
８０が得られ、Ｙ＝５．７×（Ｘ−０．８０×Ｃ×Ｚ）
という関係式が得られる（式（２））。即ち、本発明に
係る循環水中の水処理薬品濃度（薬剤濃度）を決定する
関係式が得られたことになる。なお、図１中、ＹはＡＣ
０３０濃度、ＸはＴＯＣ濃度である。

【００４５】

【表１】

【００４６】クーリングタワー内の循環水を"SIEVERS71
0"へ導入する配管、濃縮倍数を測定する電気伝導率
計、"SIEVERS710"、"SIEVERS710"に接続されたＩ／Ｏボ
ード付きのパーソナルコンピューター、パーソナルコン
ピューターにより制御される分散剤注入ポンプを準備し
た。パーソナルコンピューターには、"SIEVERS710"の測
定値に基づき、式（２）の関係から薬剤濃度を算出、循
環水中の薬剤濃度が予め規定された値となるよう分散剤
注入ポンプを制御するプログラムが組み込まれている。
尚、本実験現場では補給水の有機物濃度変動が小さい
為、補給水を"SIEVERS710"へ導入する配管は設置せず、
プログラム内に予め定数（Ｚ＝３．０）として組み込ん
だ。

【００４７】該システムを用い、スケール分散剤と水を
所定の配合比率で混合した水処理薬品としてのスケール
分散剤溶液を、スケール分散剤濃度が常時５０ｍｇ／Ｌ
を維持するように循環冷却水中に連続注入し、前記検量
線に基づいてスケール分散剤溶液の添加量を制御した。
経時的に循環冷却水の試料をサンプリングし、吸光−比
色法（ハック社製比色分析計ＤＲ／３０００及びポリア
クリル酸測定キットを使用）によりスケール分散剤濃度
を算出したところ、目標値５０ｍｇ／Ｌにほぼ精度良く
維持されており、該システムが分散剤濃度の管理に十分
に使用できることが証明された（表２）。

【００４８】

【表２】

【００４９】実施例２戸田工水を溶媒として、「オルガビートＡＣ０３０」の
１００ｍｇ／Ｌ溶液を調製した。この１００ｍｇ／Ｌ溶
液を戸田工水で希釈して、８０、６０、４０、２０ｍｇ
／Ｌの溶液を調製した。これら溶液について、ＴＯＣ分
析計”ＴＯＣ−５０００”（（株）島津製作所製、試料
水を触媒を併用して５００℃以上で燃焼し、生成した二
酸化炭素を非分散形赤外分光光度計により測定する方法
を用いたもの）により、前記同様の「オルガビートＡＣ
０３０」の濃度とＴＯＣとの関係を測定したところ、表
３、図２に示すように、ほぼ完全な直線関係となる検量
線が得られ、それに基づいて本発明に係るシステムによ
り分散剤濃度の管理ができることが確認された。

【００５０】

【表３】

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、免疫法、比色法、比濁
法等に比べ測定が素早く、かつ連鎖測定が可能である。
従ってオンサイト、オンラインで迅速に薬剤濃度を管理
可能となる。また、トレーサー物質等の不純物を投与す
る必要が無く、また薬剤そのものを測定している為、有
効成分との食い違いが生じない。さらに、蛍光ポリマー
のように感度が低い訳でもなく、蛍光ポリマーという特
殊な薬剤を合成する必要も無い。

【００５２】このように、冷却水系における濃度管理に
おいて、スケール防止剤や分散剤、防食剤等として機能
する検出対象薬品について、有効成分濃度を直接的に容
易且つ迅速にしかも精度良く測定することができるの
で、得られた有効成分濃度値に基づいて、冷却水系のス
ケール防止や金属腐食防止等、並びに、殺菌やスライム
防除等のための水処理用薬品の適正な濃度管理を行うこ
とが可能となり、水処理用薬品濃度をほぼ最適有効濃度
に維持することも可能で、スケール防止効果、金属腐食
抑制効果、殺菌効果、スライム防除効果等の水処理用薬
品の効果を良好に発揮させつつ冷却水系の運転を安定的
に経済的且つ合理的に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１で得られたスケール分散剤濃
度とＴＯＣ濃度との関係図である。

【図２】本発明の実施例２で得られたスケール分散剤濃
度とＴＯＣ濃度との関係図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却水系における循環水中に存在する水
処理薬品の濃度を制御するに際し、循環水中に含まれる
有機物濃度を測定し、該測定値に基づき水処理薬品の添
加量を決定することを特徴とする、冷却水系における水
処理薬品の濃度管理方法。
【請求項２】冷却水系における循環水中に存在する水
処理薬品の濃度を制御するに際し、循環水中に含まれる
有機物濃度、補給水中に含まれる有機物濃度及び循環水
の濃縮倍数を測定し、該測定値に基づき水処理薬品の添
加量を決定することを特徴とする、冷却水系における水
処理薬品の濃度管理方法。
【請求項３】有機物濃度を、採取試料を酸化し、酸化
前後の二酸化炭素濃度差を求めることによって測定す
る、請求項１または２の冷却水系における水処理薬品の
濃度管理方法。
【請求項４】有機物濃度を、採取試料を酸化し、酸化
前後の電気伝導度を測定することによって酸化前後のイ
オン化成分濃度差を求めることにより測定する、請求項
１または２の冷却水系における水処理薬品の濃度管理方
法。
【請求項５】有機物濃度を採取試料の化学的酸素要求
量を求めることによって測定する、請求項１または２の
冷却水系における水処理薬品の濃度管理方法。
【請求項６】循環水から試料を取水する経路と、有機
物濃度測定部と、有機物濃度測定部の測定結果に基づき
水処理薬品の添加量を求める計算部と、該計算部の指示
値に従い水処理薬品を添加する添加部を有することを特
徴とする、冷却水系における水処理薬品の濃度管理装
置。
【請求項７】循環水及び補給水から試料を取水する経
路と、有機物濃度測定部と、濃縮倍数測定部と、有機物
濃度測定部及び濃縮倍数測定部の測定結果に基づき水処
理薬品の添加量を求める計算部と、該計算部の指示値に
従い水処理薬品を添加する添加部を有することを特徴と
する、冷却水系における水処理薬品の濃度管理装置。