JP2009291693A - 水処理用薬品の濃度管理方法および濃度管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却水系などの循環水系における混合水処理用薬品の濃度を管理する管理方法において、寿命の短い薬品成分でもその効果を維持することができる水処理用薬品の濃度管理方法を提供する。
【解決手段】循環水系における、少なくとも２つの成分を含む混合水処理用薬品の濃度を管理する水処理用薬品の濃度管理方法であって、混合水処理用薬品に含まれる少なくとも１つの成分の循環水系中の濃度を測定することによって、循環水系中の混合水処理用薬品の濃度が目標管理濃度を維持するように制御し、間欠的に目標管理濃度を超えるように混合水処理用薬品を循環水系に供給する水処理用薬品の濃度管理方法である。
【選択図】なし

Description

本発明は、冷却水系などの循環水系における水処理用薬品の濃度管理方法および濃度管理装置に関する。特に、複数の薬品が配合された混合水処理用薬品の濃度管理方法および濃度管理装置に関する。

工業用水などの用水は、あらゆる産業において重要な役割を果しており、循環水系で用いられることも多く、多用される循環水系には開放系や閉鎖系の冷却水系やボイラ水系などがある。これらの循環水系の水処理には、腐食、スケール、スライムなどの水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。一般に、冷却水系などの循環水系で使用される水処理用薬品にはスケール防止剤、防食剤、殺菌剤などがある。

これら水処理用薬品による適切な水処理を行い、かつ、その有する効果を持続させるためには、任意の位置、時間など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。

水処理用薬品の濃度の測定には、成分の種類に応じて、比色法、比濁法、液体クロマトグラフ法などの定量法が用いられている。また、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薬品を用いた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として用いることが行われている（例えば、特許文献１参照）。このトレーサ物質を用いる方法によれば、それ自身の濃度の測定が不可能な薬品、あるいは困難な薬品であっても、その冷却水系などの循環水系における水処理用薬品の濃度を迅速に測定することが可能となる。

冷却水系などの循環水系で使用される水処理用薬品としては、通常、供給の便宜をはかるため、必要な薬品を２つ以上組み合わせて配合させた混合水処理用薬品が用いられる。また濃度測定用としてさらに蛍光物質、色素、リチウムイオンなどのトレーサ物質を任意の配合比で供給した混合水処理用薬品も用いられる。

混合水処理用薬品に含まれる１つの成分の濃度を測定することにより、冷却水系などの循環水系中の水処理用薬品の濃度を管理する濃度管理方法および濃度管理装置について、図６を用いて説明する。図６は、開放系の冷却水システムを模式的に示した図である。冷却水は、冷却水貯槽６４から冷却水循環ポンプ７４により熱交換器６６、さらに冷却水ピット６２を有する冷却塔６０を経て循環されている。混合水処理薬品の１つの成分濃度は、冷却塔６０の冷却水ピット６２においてセンサ８０により測定される。センサ８０による測定値は、制御装置７０で混合水処理薬品濃度へ換算され、目標管理濃度との比較により冷却水中の混合水処理薬品不足量が算出され、薬品供給ポンプ７２が駆動されて、薬品タンク６８に貯蔵された混合水処理薬品が所定量、冷却水貯槽６４の冷却水に供給される。一方、冷却水の濃縮が進行した場合には、ブロー弁７８が開状態とされて冷却水の少なくとも一部を排出するブローが行われるとともに、補給水弁７６が開状態とされて補給水が冷却水貯槽６４へ供給される。

特開２００４−４０４５号公報

このように、冷却水系などの循環水系中の水処理用薬品の濃度は適切に管理される必要がある。しかしながら混合水処理用薬品では、それぞれの成分の効果が持続する時間（薬品寿命）が異なるため、混合水処理用薬品中に含まれる１つの成分の濃度の測定により混合水処理用薬品の濃度を管理する方法では、とりわけ滞留時間の長い冷却水系などの循環水系中において、薬品寿命の短い成分の濃度が著しく低下する場合がある。また、トレーサ物質濃度を測定する方法により、混合水処理用薬品の濃度の管理を行った場合には、トレーサ物質は減衰などをほとんど生じない物質であることから、他の成分との測定濃度の解離がさらに大きくなる。この結果、薬品寿命の短い成分に期待される効果が薄くなり、循環水系の障害の原因となることがある。

特に殺菌剤はその作用機構から他の薬品成分に比べて薬品寿命が短いため、混合水処理用薬品の濃度を殺菌剤以外の成分の濃度測定により管理した場合には、冷却水系などの循環水系中に存在する殺菌剤成分濃度が著しく低下し、スライムや藻が発生することがあるという問題が生じる。

本発明は、冷却水系などの循環水系における混合水処理用薬品の濃度を管理する管理方法および管理装置において、寿命の短い薬品成分でもその効果を維持することができる水処理用薬品の濃度管理方法および濃度管理装置である。

本発明は、循環水系における、少なくとも２つの成分を含む混合水処理用薬品の濃度を管理する水処理用薬品の濃度管理方法であって、前記混合水処理用薬品に含まれる少なくとも１つの成分の循環水系中の濃度を測定することによって、前記循環水系中の混合水処理用薬品の濃度が目標管理濃度を維持するように制御し、間欠的に前記目標管理濃度を超えるように混合水処理用薬品を循環水系に供給する水処理用薬品の濃度管理方法である。

また、前記水処理用薬品の濃度管理方法において、前記濃度を測定する成分が、前記混合水処理用薬品に含まれるトレーサ物質であることが好ましい。

また、本発明は、循環水系における、少なくとも２つの成分を含む混合水処理用薬品の濃度を管理する水処理用薬品の濃度管理装置であって、前記混合水処理用薬品に含まれる少なくとも１つの成分の循環水系中の濃度を測定する濃度測定手段と、前記濃度測定手段の測定値に基づいて、前記循環水系中の混合水処理用薬品の濃度を算出する濃度演算手段と、前記算出された混合水処理用薬品の濃度に基づいて、循環水系への混合水処理用薬品の供給量を算出する供給量演算手段と、前記算出された供給量の混合水処理用薬品を循環水系へ供給するように制御する薬品供給制御手段と、間欠的に目標管理濃度を超えるように混合水処理用薬品を循環水系に供給する間隔および目標到達濃度のうち少なくとも１つを設定する入力手段と、を有する水処理用薬品の濃度管理装置である。

また、前記水処理用薬品の濃度管理装置において、前記濃度測定手段が、前記混合水処理用薬品に含まれるトレーサ物質の濃度を測定するものであることが好ましい。

本発明では、冷却水系などの循環水系における混合水処理用薬品の濃度を管理する管理方法および管理装置において、混合水処理用薬品に含まれる少なくとも１つの成分濃度を測定することにより目標管理濃度を維持し、間欠的に、目標管理濃度を超えるように混合水処理用薬品を循環水系に供給することによって、寿命の短い薬品成分でもその効果を維持することができる。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

本発明者らは鋭意検討を行った結果、冷却水系などの循環水系における混合水処理用薬品の濃度を、混合水処理用薬品に含まれる少なくとも１つの成分濃度を測定することによって目標管理濃度を維持するよう制御する方法において、間欠的に、目標管理濃度を超えるように混合水処理用薬品を冷却水系などの循環水系に供給することによって、寿命の短い薬品成分でもその効果を維持することができることを見出した。

本発明の実施形態に係る水処理用薬品の濃度管理装置を備える冷却水システムの一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。冷却水システム１は、薬品濃度管理装置３と、冷却塔１０と、冷却水貯槽１４と、熱交換器１６と、冷却水循環手段である冷却水循環ポンプ２４とを備える。また、薬品濃度管理装置３は、水処理用薬品貯槽である薬品タンク１８と、薬品供給手段である薬品供給ポンプ２２と、濃度測定手段であるセンサ３０と、濃度演算手段、供給量演算手段、薬品供給制御手段および入力手段を含む制御装置２０とを備える。

冷却水システム１において、冷却塔１０の冷却水ピット１２の出口と冷却水貯槽１４の入口とが配管などにより接続され、冷却水貯槽１４の下部の出口と熱交換器１６の入口とが冷却水循環ポンプ２４を介して配管などにより接続され、熱交換器１６の出口と冷却塔１０の入口とが配管などにより接続されている。冷却塔１０および冷却水貯槽１４には、薬品濃度管理装置３が設置されている。また、冷却水貯槽１４には、図示しない補給水供給手段である補給水供給源からの配管などが補給水弁２６を介して接続されており、冷却水貯槽１４の下部の出口には配管などが循環水排出手段であるブロー弁２８を介して接続されている。なお、冷却水ピットと冷却水貯槽とが同一である構成、例えば、冷却水ピットが冷却水貯槽を兼ねる構成であってもよい。

薬品濃度管理装置３の薬品タンク１８の出口と冷却水貯槽１４の入口とが薬品供給ポンプ２２を介して配管などにより接続されている。また、薬品濃度管理装置３のセンサ３０が冷却塔１０の冷却水ピット１２に設置されている。制御装置２０は、薬品供給ポンプ２２およびセンサ３０と電気的などにより接続されている。

本実施形態に係る冷却水システム１、薬品濃度管理装置３の動作、および水処理用薬品の濃度管理方法について説明する。冷却水システム１において、冷却水は、冷却水貯槽１４から冷却水循環ポンプ２４により熱交換器１６、さらに冷却塔１０を経て循環されている。冷却水は、冷却水貯槽１４から熱交換器１６に送液され、熱交換器１６において、冷却水と冷却対象との間で熱交換される。その後、冷却水は冷却塔１０に送液され、冷却塔１０において、冷却される。冷却塔１０において冷却された冷却水は、冷却水ピット１２に貯留された後、冷却水貯槽１４に送液される。

冷却水系などの循環水系の水処理では、腐食、スケール、スライムなどの水に起因する障害を防ぐために水処理用薬品が循環水系に供給される。本実施形態において用いられる水処理用薬品としては、少なくとも２つ以上の成分を配合してなる混合水処理用薬品、好ましくは水などの溶媒や、必要に応じて有機溶媒などのような溶媒に少なくとも２つ以上の成分を配合してなる混合水処理用薬品であればよく特に制限はない。混合水処理用薬品に含まれる成分としては殺菌剤、スケール防止剤、防食剤などが挙げられる。必要に応じて、リチウムなどの水溶性塩などのトレーサ物質を水処理用薬品に配合してもよい。

混合水処理用薬品の供給は、薬品供給ポンプ２２を用いて行われる。薬品供給ポンプ２２により、薬品タンク１８に保管された混合水処理用薬品が例えば所定の間隔で冷却水貯槽１４へ供給される。

一方、冷却水系、特に開放系の冷却水系などでは、時間の経過に伴い冷却塔１０などにおいて冷却水中の水処理用薬品が濃縮される場合がある。そこで、冷却水の濃縮が進行した場合には、冷却水貯槽１４の冷却水の少なくとも一部を排出するブローを行う。冷却水貯槽１４内の冷却水の濃縮倍率がある所定の倍数以上になると、ブロー弁２８が開状態とされて冷却水の少なくとも一部が排出される。この時、冷却水貯槽１４の水位低下が、水位センサなどにより感知され、補給水弁２６が開状態とされて補給水が冷却水貯槽１４へ供給される。濃縮倍率が規定値以下になると、ブロー弁２８は閉状態とされ、また水位が所定の水位に戻ると補給水弁２６は閉状態とされる。このようにして冷却水の濃縮倍率が所定の倍率以上にならないようにされる。

本実施形態では、混合水処理用薬品に含まれる少なくとも１つの成分の冷却水中の濃度を測定することによって、冷却水に含まれる混合水処理用薬品の濃度が目標管理濃度を維持するよう制御する。そして、間欠的に、その目標管理濃度を超えるように混合水処理用薬品を冷却水に供給する。トレーサ濃度測定などにより混合水処理用薬品の濃度管理を行い、殺菌剤などの寿命の短い成分の濃度が低くなったとしても、間欠的に、その目標管理濃度を超えるように混合水処理用薬品を冷却水に供給することにより、殺菌剤などの寿命の短い成分の効果を維持することができる。

濃度の測定対象となる成分としては、冷却水系などの循環水系に供給した混合水処理用薬品の濃度を算出可能であればよく、好ましくは測定法が簡便であればよい。濃度測定対象成分としては、例えばスケール防止剤として供給したＥＤＴＡやポリアクリル酸、防食剤として供給したクロム酸やモリブデン酸、トレーサ物質として供給した蛍光物質、色素、リチウムなどの無機イオンが好ましい。トレーサ物質は供給した混合水処理用薬品の濃度によく一致することから、トレーサ物質を測定対象の成分として用いる方法が特に好ましい。

トレーサ物質を用いた水処理用薬品の濃度管理方法としては、例えば、特開２００４−４０４５号公報に開示されているように、水処理用薬品と共にトレーサ物質としてのリチウムなどの水溶性塩などを循環水中に供給し、リチウムなどのイオン濃度をリチウムイオン感応物質などのイオン感応物質を用いて電気化学的または光学的に測定することにより、冷却水系などの循環水系中に供給した水処理用薬品の濃度管理を行う方法、ならびに、冷却水系などの循環水系に接するリチウムイオン感応物質と、該感応物質の状態を電気信号または光信号へ変換するトランスデューサと、該信号を受信して水処理用薬品濃度を算出する演算部と、算出された水処理用薬品濃度を基に循環水へ供給する水処理用薬品の供給量を決定する制御部とを有する濃度管理装置を用いる方法などを用いることができる。

濃度測定対象となる成分の冷却水系などの循環水系中の濃度を測定する方法としては、吸光度測定法、蛍光強度測定法、イオン電極測定法など公知の方法を用いることができる。例えば、先に示した特許文献１のような、トレーサ物質として用いたリチウムイオンなどをリチウムイオン選択性イオン電極などのセンサにより測定する方法を用いることができる。

濃度測定手段としては、分光光度計、イオンクロマトグラフ装置、リチウムイオン選択性イオン電極などのセンサなどが挙げられる。センサ３０などの濃度測定手段の設置位置は、図１の例では冷却水ピット１２内であるが、例えば冷却水貯槽１４内でも、冷却水システム１における配管中の任意の箇所でもよく特に制限はない。

目標管理濃度を超えるよう供給する間隔は、混合水処理用薬品中に含まれる成分の薬品寿命、冷却塔の運転状態などにより最適となるような間隔を設定することができるが、１日以上３０日未満であることが好ましい。１日以下では目標管理濃度を超えた状態が長く続き薬品コストがかさむ場合がある。また、３０日以上では薬品寿命の短い成分の効果が薄くなり、水の障害が生じる場合がある。

目標管理濃度を超えるよう供給する目標到達濃度としては、目標管理濃度を超える濃度であればよく特に制限はないが、目標管理濃度の１．２倍以上５倍未満であることが好ましい。１．２倍未満では間欠供給される薬品量が少ないため効果が乏しい場合があり、５倍以上では薬品コストがかさむ場合がある。また、混合水処理用薬品が高い濃度となった時、殺菌剤による配管の腐食や、スケール防止剤のゲル化など、別の問題が発生する場合がある。

薬品濃度管理装置３の制御装置２０の一例の概略構成を図２に示す。制御装置２０は、濃度測定手段であるセンサ３０からのセンサ信号を受信して、センサ３０の測定値に基づいて冷却水系などの循環水系中の混合水処理用薬品の濃度を算出する濃度演算手段である測定演算部３２と、算出された混合水処理用薬品の濃度に基づいて冷却水系などの循環水系への混合水処理用薬品の供給量を算出する供給量演算手段である制御演算部３４と、算出された供給量の混合水処理用薬品を冷却水系などの循環水系へ供給するように薬品供給ポンプ２２を制御する薬品供給制御手段である薬品供給部３６とを備え、その他に表示部３８、記録部４０などを備えていてもよく、それらは公知の電子機器などを用いることができる。特に、マイクロコンピュータによる統合的な処理回路を用いることが、制御装置の小型化という観点から好ましい。

また、前述の通り、間欠的に目標管理濃度を超えるように混合水処理用薬品を供給する間隔および目標到達濃度のうち少なくとも１つは、混合水処理用薬品中に含まれる成分の薬品寿命、冷却塔の運転状態、温度条件などにより異なることから、状況にあわせて設定できるように制御装置２０に入力手段である入力部４２を設ける。制御演算部３４では、設定された供給間隔および目標到達濃度設定値のうち少なくとも１つを用いて、冷却水系などの循環水系への混合水処理用薬品の供給量を決定する。目標到達濃度を維持する時間は特に限定されず、濃度測定中に一度目標到達濃度に達すれば、あとはその濃度を維持しなくてもよい。

制御演算部３４において混合水処理用薬品の供給量を決定するフローの一例を図３に示す。

まず、ステップＳ１０で、測定演算部３２から混合水処理用薬品の濃度情報を取得する。ステップＳ１２では、時計などから時刻情報を参照し、あらかじめ設定された間欠注入時刻であるかどうかを判断する。間欠注入時刻でなければ、ステップＳ１４で目標管理濃度と現在濃度との差を算出し、ステップＳ１８で必要な薬剤注入量を算出する。間欠注入時刻であれば、ステップＳ１６で目標到達濃度と現在濃度との差を算出し、ステップＳ１８で必要な薬剤注入量を算出する。ステップＳ２０で、ステップＳ１８で算出した必要薬剤注入量を薬品供給部３６へ送信し、ポンプ稼動指示を行う。

本実施形態に係る水処理用薬品の濃度管理装置および濃度管理方法が対象とする循環水系としては、循環水の水質維持のため水処理用薬品を供給する系であり、例えば、開放系の冷却水系、閉鎖系の冷却水系、ボイラ、エバポレーティブコンデンサなどが挙げられる。

殺菌剤には殺藻剤、スライムコントロール剤などが含まれる。その成分として、例えば、次亜塩素酸塩、塩素ガス、クロラミン、次亜臭素酸塩などの無機ハロゲン化合物、塩素化イソシアヌル酸塩などのハロゲン化イソシアヌル酸塩化合物、ジブロモヒダントイン、ハロゲン化ジメチル（エチル）ヒダントインなどの有機ハロゲン化合物、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（ＣＭＩ）などのイソチアゾロン系化合物、２−ブロモ−２−ニトロ−１，３−プロパンジオールなどのハロゲン化ニトロ化合物、メチレンビスチオシアネートなどのアルキレンビスチオシアネート、１，４−ビスブロモアセトキシ−２−ブテンなどの臭素化合物、５−クロロ−２，４，６−トリフルオロイソフタロニトリルなどのイソフタロニトリル系化合物、グルタルアルデヒドなどのアルデヒド系化合物、ジクロログリオキシムなどのオキシム系化合物、ジメチルジチオカルバメート、４，５−ジクロロ−１，２−ジチオラン−３−オン、３，３，４，４−テトラクロロテトラヒドロチオフェン−１，１−ジオキシド、トリヨードアリルアルコール、５，５−メチルヒダントインなどの公知の殺菌剤を挙げることができる。これらの殺菌剤は１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。

スケール防止剤には分散剤などが含まれる。その成分としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）などのカルボン酸、ポリアクリル酸、アクリル酸共重合体、ポリマレイン酸、マレイン酸または無水マレイン酸の共重合体、ポリイタコン酸、イタコン酸共重合体などの有機重合体、ニトリロトリメチレンホスホン酸、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、ホスホノブタントリカルボン酸、ヘキサメタリン酸ナトリウムなどのリン系化合物などの公知のスケール防止剤を挙げることができる。これらのスケール防止剤は１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。

防食剤としては、例えば、クロム酸塩、亜鉛塩、モリブデン酸塩などの重金属塩、ニトリロトリメチレンホスホン酸、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、ホスホノブタントリカルボン酸、ヘキサメタリン酸ナトリウムなどのりん系化合物、アニオン性有機重合体、オキシカルボン酸やその塩類、コハク酸、チアゾール類、トリアゾール類、アミン類、およびヒドロキサム酸などの公知の防食剤を挙げることができる。これらの防食剤は１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。

トレーサ物質としては、工業用水などの用水中に通常存在せず、また、化学的に安定であり、微生物の影響もほとんど受けず、その使用濃度において実質的に無害であり、その有する化学的な性質からスケール障害の原因とはほとんどならないものを用いることができ、例えば、特開平２−１１５６９７号公報に開示される蛍光物質、特開２００１−３３４２５５号公報に開示される色素、特開平４−２９６６５１号公報に開示される臭素イオンまたはヨウ素イオン、特開平４−２９６６５２公報に開示されるカリウムイオン、特開２００４−４０４５号公報に開示されるリチウムイオンなどを好適に用いることができる。

薬品供給ポンプとしては、特に制限はないが、単位時間当たり設定時間分だけ薬品供給ポンプが稼動されるタイマ制御式薬品供給ポンプ、設定時間分だけオン状態にされるオン／オフ式薬品供給ポンプなどが挙げられる。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

［試験条件］
開放循環冷却水系で実験を実施した。実験を行った開放循環冷却水系の運転条件は次の通りとした。なお、蒸発水量、飛散水量およびブロー水量相当分を工業用水で補給した。冷却水の濃縮倍率は、原水（補給水）と冷却水との電気伝導率の比を用いて算出し、７〜７．５の範囲内となるように制御した。

原水：工業用水
保有水量：１０トン
蒸発水量：３．６トン／時間

試験に用いた混合水処理用薬品の組成を表１に示す。殺菌剤はイソチアゾロン系殺菌剤である５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（ＣＭＩ）、アキュマー２０００はローム・アンド・ハース社製のスルホン化アクリレート共重合物である。なお、溶媒は水を用いた。

この混合水処理用薬品中に含まれるリチウムイオン含有比は約１．０％とした。したがって、この薬品を目標管理濃度２００ｍｇ／Ｌに保つため、トレーサ物質であるリチウムイオン濃度を２ｍｇ／Ｌ±１０％となるよう管理しながら、薬品供給を行った。

［リチウムセンサの製作例］
図４は、本実施例にて用いたリチウムイオン選択性電極の一例を示す概略説明図である。このリチウムイオン選択性電極は、外筒５０、感応膜５２、内部液５４、内部参照電極５６から構成される。内部参照電極５６としては銀−塩化銀電極を用いた。内部液５４としては０．０１ｍｏｌ／ＬのＬｉＣｌ溶液を用いた。感応膜５２は、リチウムイオン選択性配位分子とアニオン排除剤を膜溶媒に溶解し、これにポリ塩化ビニルを溶解したテトラヒドロフラン溶液を加え、よく撹拌した後にガラスシャーレ上に展開して一昼夜風乾させたものを用いた。直径６ｍｍの膜を切り出し、外筒５０に取り付けた。なお、内部参照電極５６および外筒５０は、市販の液体膜型イオン電極キット（東亜ディーケーケー社製）を用いた。

液体膜の組成は表２の通りとした。アニオン排除剤としてはＫ−ＴＣＰＢ（テトラキス（４−クロロフェニル）ホウ素カリウム、同仁化学研究所社製）を、膜溶媒としてはＮＰＯＥ（２−ニトロフェニルオクチルエーテル、同仁化学研究所社製）を用いた。またリチウムイオン選択性配位分子としては２，２，３，３−テトラメチル−９−テトラデシル−１，４，８，１１−テトラオキサシクロテトラデカン（同仁化学研究所社製）をそれぞれ使用した。これに比較電極としてダブルジャンクション型比較電極（東亜ディーケーケー社製・品番４０８３）を組み合わせて、制御装置に接続した。制御装置内の測定演算部には直流電位差計が組み込まれており、リチウムイオン濃度に応じてリチウムイオン選択性電極と比較電極との間に生じる起電力を応答電位として測定し電圧値として出力され、この信号を、内部にアナログデジタルコンバータ、マイクロコンピュータ、ソリッドステートリレを含む制御装置に入れ、最終的に水処理用薬品供給ポンプを制御した。本実施例にて用いたトレーサ物質（リチウムイオン）の濃度は約１０，０００ｍｇ／Ｌであることから、トレーサ物質濃度から混合水処理用薬品濃度への換算係数は約１００となる。

＜比較例１＞
冷却塔に対して、混合水処理用薬品の濃度を目標管理濃度である２００ｍｇ／Ｌ（リチウムイオン濃度として２ｍｇ／Ｌ）となるように制御したところ、本冷却塔では２０日後より冷却水貯槽の壁面に緑色の藻が発生した。この時の冷却水を採取し、リチウムイオン濃度を原子吸光法、ＣＭＩの濃度を液体クロマトグラフ法を用いて定量したところ、表３の通りであった。また、冷却水貯槽の壁面への藻の付着状況について目視観察を行った結果を表４に示す。

前述の通り、トレーサ物質濃度から混合水処理用薬品濃度への換算係数は約１００であり、２０日後の冷却水中に混合水処理用薬品はほぼ目標管理濃度に近い分量が供給されていることがわかる。しかしながら、本混合水処理用薬品のＣＭＩ含有比は約０．５％であるにもかかわらず、冷却水中にはその１割相当分しか残留していなかった。これはＣＭＩが冷却塔内にて徐々に消滅したためであると考えられ、その結果、殺菌剤の効果が薄れ、藻が発生したものと考えられる。

＜実施例１＞
本実施例にて用いた制御装置内のマイクロコンピュータに、間欠的に目標管理濃度を超えるように混合水処理用薬品を供給する間隔および目標到達濃度のうち少なくとも１つを設定する入力部を接続し、一定時間毎に混合水処理用薬品を目標到達濃度まで過剰供給させるようプログラムを修正して、実験に供した。実施例１では比較例１の条件に加え、７日毎に目標管理濃度の２倍である４００ｍｇ／Ｌまで供給するよう設定した。その結果を図５に示す。混合水処理用薬品濃度の測定値はリチウムセンサの測定値から換算された値、ＣＭＩ濃度はサンプリングした冷却水中に含まれる濃度を液体クロマトグラフ法により測定した値である。

また、冷却水貯槽の壁面への藻の付着状況について目視観察を行った結果を表４に示す。表４において、○は藻の発生が観察されなかったことを、×は藻の発生が観察されたことを示す。

表４から明らかな通り、実施例１では３０日経過後も藻の発生は認められなかった。実施例１では間欠的に目標管理濃度を超えるように混合水処理用薬品を供給した際に、殺菌剤濃度も高くなることがわかる。このため藻の発生が抑制されたものと考えられる。

以上のように、冷却水系などの循環水系における混合水処理用薬品の濃度を、混合水処理用薬品に含まれる少なくとも１つの成分濃度を測定することにより目標管理濃度を維持するように管理する管理方法および管理装置において、間欠的に、目標管理濃度を超えるように混合水処理用薬品を循環水系に供給することによって、殺菌剤などの寿命の短い薬品成分でもその効果を維持することができた。

本発明の一実施形態に係る水処理用薬品の濃度管理装置を備える冷却水システムの一例を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る水処理用薬品の濃度管理装置における制御装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る水処理用薬品の濃度管理方法における制御演算フローの一例を示す図である。 本発明の実施例において用いたイオン選択性電極の構造の概略を示す図である。 本発明の実施例における経過日数と薬剤濃度および殺菌剤濃度との関係を示す図である。 従来の水処理用薬品の濃度管理装置を備える冷却水システムの一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 冷却水システム、３ 薬品濃度管理装置、１０，６０ 冷却塔、１２，６２ 冷却水ピット、１４，６４ 冷却水貯槽、１６，６６ 熱交換器、１８，６８ 薬品タンク、２０，７０ 制御装置、２２，７２ 薬品供給ポンプ、２４，７４ 冷却水循環ポンプ、２６，７６ 補給水弁、２８，７８ ブロー弁、３０，８０ センサ、３２ 測定演算部、３４ 制御演算部、３６ 薬品供給部、３８ 表示部、４０ 記録部、４２ 入力部、５０ 外筒、５２ 感応膜、５４ 内部液、５６ 内部電極。

Claims (4)

1. 循環水系における、少なくとも２つの成分を含む混合水処理用薬品の濃度を管理する水処理用薬品の濃度管理方法であって、
   前記混合水処理用薬品に含まれる少なくとも１つの成分の循環水系中の濃度を測定することによって、前記循環水系中の混合水処理用薬品の濃度が目標管理濃度を維持するように制御し、
   間欠的に前記目標管理濃度を超えるように混合水処理用薬品を循環水系に供給することを特徴とする水処理用薬品の濃度管理方法。
2. 請求項１に記載の水処理用薬品の濃度管理方法であって、
   前記濃度を測定する成分が、前記混合水処理用薬品に含まれるトレーサ物質であることを特徴とする水処理用薬品の濃度管理方法。
3. 循環水系における、少なくとも２つの成分を含む混合水処理用薬品の濃度を管理する水処理用薬品の濃度管理装置であって、
   前記混合水処理用薬品に含まれる少なくとも１つの成分の循環水系中の濃度を測定する濃度測定手段と、
   前記濃度測定手段の測定値に基づいて、前記循環水系中の混合水処理用薬品の濃度を算出する濃度演算手段と、
   前記算出された混合水処理用薬品の濃度に基づいて、循環水系への混合水処理用薬品の供給量を算出する供給量演算手段と、
   前記算出された供給量の混合水処理用薬品を循環水系へ供給するように制御する薬品供給制御手段と、
   間欠的に目標管理濃度を超えるように混合水処理用薬品を循環水系に供給する間隔および目標到達濃度のうち少なくとも１つを設定する入力手段と、
   を有することを特徴とする水処理用薬品の濃度管理装置。
4. 請求項３に記載の水処理用薬品の濃度管理装置であって、
   前記濃度測定手段が、前記混合水処理用薬品に含まれるトレーサ物質の濃度を測定するものであることを特徴とする水処理用薬品の濃度管理装置。

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