JP2014130055A - Device and method for measuring iron concentration - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄分濃度測定装置および方法に関するものである。 The present invention relates to an iron concentration measuring apparatus and method.
従来、水中における鉄分の存否を光学的に判定する装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この装置は、サンプリングした水に、三価鉄イオンを二価鉄イオンに還元する第1剤と、二価鉄イオンと反応して発色する第2剤とを供給し、照射した光の透過率によって発色物質の有無を判定することで、鉄分の有無を判定している。
Conventionally, an apparatus for optically determining the presence or absence of iron in water is known (see, for example, Patent Document 1).
This apparatus supplies the sampled water with a first agent that reduces trivalent iron ions to divalent iron ions and a second agent that develops color by reacting with divalent iron ions, and the transmittance of the irradiated light. The presence or absence of iron is determined by determining the presence or absence of a coloring substance.
しかしながら、特許文献1の装置は、二価鉄イオンを検出することにより鉄分の存否を判定する装置であるため、以下の不都合がある。
第1に、水中においては、鉄は、二価鉄イオンおよび三価鉄イオンのような溶解性鉄として溶存している他、水酸化物のような懸濁態鉄としても存在しており、単に二価鉄イオンを発色させて検出するだけでは、水中に存在する懸濁態鉄の濃度を精度よく測定することができないという不都合がある。
第2に、特許文献1の装置は、サンプリングした水に試薬を混入して、第1剤によって三価鉄イオンを二価鉄イオンに還元させた上で、二価鉄イオンと第2剤との反応により発色させた後でなければ鉄分の有無を判定できないので、判定に手間がかかるという不都合がある。
However, since the apparatus of
First, in water, iron is dissolved as soluble iron such as divalent iron ions and trivalent iron ions, and also exists as suspended iron such as hydroxides. There is an inconvenience that the concentration of suspended iron present in water cannot be measured with high accuracy simply by developing and detecting divalent iron ions.
Second, the device of
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、水中に存在する全鉄、溶解性鉄および懸濁態鉄の濃度を、試薬を用いることなく、精度よく測定することができる鉄分濃度測定装置および方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is capable of accurately measuring the concentrations of total iron, soluble iron, and suspended iron existing in water without using a reagent. It is an object of the present invention to provide a concentration measuring apparatus and method.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、試料水に、波長360nm〜380nmの光を照射して吸光度を測定する吸光度測定部と、該吸光度測定部により測定された吸光度に基づいて鉄分濃度を算出する濃度算出部と、前記試料水から懸濁態成分を濾過するフィルタ部とを備え、前記濃度算出部が、前記フィルタ部による濾過前の試料水について、前記吸光度測定部により測定された吸光度から全鉄分の濃度を算出し、前記フィルタ部による濾過後の試料水について、前記吸光度測定部により測定された吸光度から溶解性鉄の濃度を算出し、全鉄分の濃度から溶解性鉄の濃度を減算して懸濁態鉄の濃度を算出する鉄分濃度測定装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
One aspect of the present invention is an absorbance measurement unit that measures absorbance by irradiating sample water with light having a wavelength of 360 nm to 380 nm, and a concentration calculation unit that calculates iron concentration based on the absorbance measured by the absorbance measurement unit. And a filter unit that filters suspended components from the sample water, and the concentration calculation unit is configured to measure the concentration of total iron from the absorbance measured by the absorbance measurement unit for the sample water before filtration by the filter unit. Calculate the concentration of soluble iron from the absorbance measured by the absorbance measurement unit for the sample water after filtration by the filter unit, and subtract the concentration of soluble iron from the concentration of total iron to suspend An iron concentration measuring device for calculating the concentration of state iron is provided.
本態様によれば、吸光度測定部において、濾過前の試料水に、370nm近傍の波長の光を照射して、吸光度を測定し、測定された吸光度に基づいて濃度算出部により鉄分濃度を算出することにより、水中に存在している溶解性鉄および懸濁態鉄を合わせた合計の全鉄濃度を測定することができる。一方、吸光度測定部において、濾過後の試料水に、370nm近傍の波長の光を照射して、吸光度を測定し、測定された吸光度に基づいて濃度算出部により鉄分濃度を算出することにより、水中に存在している溶解性鉄の濃度を測定することができる。そして、濃度算出部において、全鉄濃度から溶解性鉄の濃度を減算することにより、懸濁態鉄の濃度を測定することができる。すなわち、本態様によれば、水中に存在する全鉄、溶解性鉄および懸濁態鉄のそれぞれの濃度を、試薬を用いることなく、精度よく測定することができる。 According to this aspect, in the absorbance measurement unit, the sample water before filtration is irradiated with light having a wavelength near 370 nm, the absorbance is measured, and the iron concentration is calculated by the concentration calculation unit based on the measured absorbance. Thus, the total total iron concentration of soluble iron and suspended iron present in water can be measured. On the other hand, in the absorbance measurement unit, the sample water after filtration is irradiated with light having a wavelength near 370 nm, the absorbance is measured, and the concentration calculation unit calculates the iron concentration based on the measured absorbance. The concentration of soluble iron present in can be measured. And in a density | concentration calculation part, the density | concentration of suspended iron can be measured by subtracting the density | concentration of soluble iron from the total iron density | concentration. That is, according to this aspect, the concentrations of total iron, soluble iron, and suspended iron existing in water can be accurately measured without using a reagent.
上記態様においては、前記フィルタ部が孔径の異なる複数のフィルタを備え、前記濃度算出部が、各前記フィルタを透過した後の試料水について、前記吸光度測定部により測定された吸光度から溶解性鉄の濃度をそれぞれ算出し、全鉄分の濃度から各溶解性鉄の濃度を減算して粒径別の懸濁態鉄の濃度を算出してもよい。 In the above aspect, the filter unit includes a plurality of filters having different pore diameters, and the concentration calculation unit calculates soluble iron from the absorbance measured by the absorbance measurement unit for the sample water that has passed through each filter. The concentration may be calculated, and the concentration of suspended iron for each particle size may be calculated by subtracting the concentration of each soluble iron from the total iron content.
また、本発明の他の態様においては、試料水に、波長360nm〜380nmの光を照射して吸光度を測定する第1の吸光度測定部と、該第1の吸光度測定部を通過した試料水から懸濁態成分を濾過するフィルタ部と、該フィルタ部を通過した濾過後の試料水に、波長360nm〜380nmの光を照射して吸光度を測定する第2の吸光度測定部と、前記第2の吸光度測定部により測定された濾過後の試料水の吸光度に基づいて、溶解性鉄の濃度を算出し、前記第1の吸光度測定部により測定された濾過後の試料水の吸光度と前記第2の吸光度測定部により測定された濾過前の試料水の吸光度とに基づいて、懸濁態鉄の濃度を算出する濃度算出部とを備える鉄分濃度測定装置を提供する。 In another aspect of the present invention, the sample water is irradiated with light having a wavelength of 360 nm to 380 nm to measure the absorbance, and the sample water that has passed through the first absorbance measurement unit is used. A filter unit for filtering suspended components, a second absorbance measurement unit for measuring absorbance by irradiating light having a wavelength of 360 nm to 380 nm to the filtered sample water that has passed through the filter unit, and the second absorbance measurement unit Based on the absorbance of the sample water after filtration measured by the absorbance measurement unit, the concentration of soluble iron is calculated, and the absorbance of the sample water after filtration measured by the first absorbance measurement unit and the second Provided is an iron concentration measuring device including a concentration calculating unit for calculating the concentration of suspended iron based on the absorbance of sample water before filtration measured by an absorbance measuring unit.
本態様によれば、第1の吸光度測定部、フィルタ部および第2の吸光度測定部を通過する間に、試料水の濾過前の吸光度および濾過後の吸光度が測定され、濃度算出部によって溶解性鉄の濃度と懸濁態鉄の濃度を算出することができる。 According to this aspect, while passing through the first absorbance measurement unit, the filter unit, and the second absorbance measurement unit, the absorbance of the sample water before filtration and the absorbance after filtration are measured, and the concentration calculation unit analyzes the solubility. The concentration of iron and suspended iron can be calculated.
また、本発明の他の態様においては、試料水に、波長360nm〜380nmの光を照射して吸光度を測定する第1のステップと、試料水をフィルタに通して懸濁態成分を濾過する第2のステップと、第2のステップにより濾過された試料水に、波長360nm〜380nmの光を照射して吸光度を測定する第3のステップと、第1のステップにおいて測定された吸光度と、第3のステップにおいて測定された吸光度とに基づいて、懸濁態鉄の濃度を算出する第4のステップとを含む鉄分濃度測定方法を提供する。 In another aspect of the present invention, the first step of measuring the absorbance by irradiating the sample water with light having a wavelength of 360 nm to 380 nm, and the step of filtering the suspended component by passing the sample water through a filter. 2, a third step of measuring the absorbance by irradiating the sample water filtered in the second step with light having a wavelength of 360 nm to 380 nm, the absorbance measured in the first step, and a third And a fourth step of calculating the concentration of suspended iron based on the absorbance measured in the step.
本態様によれば、第1のステップにおいて、全鉄濃度に対応する吸光度を測定し、第2のステップにおいてフィルタにより懸濁態成分を除去し、第3のステップにおいて、溶解性鉄濃度に対応する吸光度を測定し、第4のステップにおいて2つの吸光度に基づいて懸濁態鉄の濃度を算出することができる。 According to this aspect, the absorbance corresponding to the total iron concentration is measured in the first step, the suspended component is removed by the filter in the second step, and the soluble iron concentration is corresponded in the third step. In the fourth step, the concentration of suspended iron can be calculated based on the two absorbances.
本発明によれば、水中に存在する全鉄、溶解性鉄および懸濁態鉄のそれぞれの濃度を、試薬を用いることなく、精度よく測定することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the concentrations of total iron, soluble iron, and suspended iron existing in water can be accurately measured without using a reagent.
本発明の一実施形態に係る鉄分濃度測定装置1および鉄分濃度測定方法について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る鉄分濃度測定装置1は、例えば、給水経路Aを通じてボイラ装置(図示略)に供給される給水に含有される鉄分濃度を測定する装置であって、図1に示されるように、管路系2と、演算記憶部(濃度算出部)3と、表示部14とを備えている。
An iron
The iron concentration measuring
管路系2は、ボイラ装置への給水経路に接続する第1の流路4と、該第1の流路4からさらに分岐した後に第1の流路4に合流する第2の流路5と、第2の流路5に設けられたフィルタ部6と、第1の流路4と第2の流路5との合流位置の下流に配置された吸光度測定部7と、給水経路から流れてきた試料水の流れる流路を第1の流路4と第2の流路5とで切り替えるための2つのバルブ(流路切替部)8,9とを備えている。
The
フィルタ部6は、メンブレンフィルタやカートリッジフィルタ等のフィルタ(図示略)を備えている。フィルタは交換可能であることが好ましい。フィルタの孔径を選択することで、濾過したい懸濁態鉄の粒径を絞り込むことができる。
The
吸光度測定部7は、図2に示されるように、流路を構成する管路7aの一部に設けられた透明な材質からなる窓部7bと、該窓部7bの位置において、管路7aを挟んで対向する位置に配置された発光部7cと受光部7dとを備えている。発光部7cは、例えば、発光ダイオードであり、波長360nm〜380nmの光を、窓部7bを介して管路7a内を流動する試料水に照射するようになっている。受光部7dは、例えば、フォトダイオードまたは光電子増倍管であり、発光部7cから発せられ、試料水を通過し、窓部7bを介して管路7a外に放出されてきた光の光量を検出するようになっている。
As shown in FIG. 2, the
第1の流路4と第2の流路5との合流位置と吸光度測定部7との間には、標準液を吸光度測定部7に供給するためのポート10が配置されている。標準液は、既知濃度の鉄分を含有する液体である。鉄を鉄イオンの状態で溶存させるために、標準液は通常、酸性に維持されているが、pHの変化によって吸光度が異なるため、ポート10に供給する標準液としては、試料水と同等の中性となるようにpH6〜8に調節したものを使用する。
A
演算記憶部3は、ポート10から標準液を供給したときに吸光度測定部7の受光部7dにより受光された光量に基づき全鉄と溶解性鉄のそれぞれの検量線を作成して記憶するようになっている。
The
演算記憶部3は、第1の流路4を通過した試料水を吸光度測定部7に供給した際に、受光部7dにより受光された光量と全鉄の検量線とに基づいて全鉄の濃度を算出するようになっている。また、演算記憶部3は、第2の流路5を通過した試料水を供給した際に受光部7dにより受光された光量と溶解性鉄の検量線とに基づいて溶解性鉄の濃度を算出するようになっている。さらに、演算記憶部3は、算出された全鉄の濃度から溶解性鉄の濃度を減算することにより、懸濁態鉄の濃度を算出するようになっている。
When the sample water that has passed through the
表示部14は、例えば、モニタであって、演算記憶部3によって算出された全鉄濃度、溶解性鉄濃度および懸濁態鉄濃度をそれぞれ表示するようになっている。
The
このように構成された本実施形態に係る鉄分濃度測定装置1を用いた鉄分濃度測定方法について以下に説明する。
本実施形態に係る鉄分濃度測定方法は、ボイラに接続する給水経路から一部の水を試料水として第1の流路4に分岐して測定する方法である。
An iron concentration measuring method using the iron
The iron concentration measurement method according to the present embodiment is a method in which a part of water is sampled as sample water from a water supply path connected to a boiler and is measured.
試料水の濃度測定に先立って、定期的にあるいは必要に応じて、吸光度測定部7の校正(検量線の作成)を行う。校正は、2つの流路4,5のバルブ8,9を閉止し、ポート10から、中性にpH調整された標準液を吸光度測定部7に供給する。そして、吸光度測定部7において、発光部7cから標準液に向けて波長370nm近傍の光を照射し、標準液を透過した光を受光部7dによって受光する。受光部7dから出力された電気信号を、演算記憶部3に送り、全鉄濃度の校正値として記憶する。これを濃度の異なる複数の標準液で行い、全鉄の検量線を作成する。標準液の濃度の1つはゼロでもよい。
Prior to measuring the concentration of the sample water, the
次に、第1の流路4のバルブ8を閉止し、第2の流路5のバルブ9を開放し、ポート10から標準液を第2の流路5に設けられたフィルタ部6に流し、フィルタ部6を透過した標準液を吸光度測定部7に導く。そして、吸光度測定部7において、発光部7cから試料水に向けて波長370nm近傍の光を照射し、透過した光を受光部7dによって受光する。受光部7dから出力された電気信号を、演算記憶部3に送り、溶解性鉄の校正値として記憶する。これを濃度の異なる複数の標準液で行い、溶解性鉄の検量線を作成する。標準液の濃度の1つはゼロでもよい。
Next, the
次いで、試料水の濃度測定を行う。
まず、図3に示されるように、第1の流路4のバルブ8を開放し、第2の流路5のバルブ9を閉止することにより、試料水を第1の流路4に導入し、吸光度測定部7に直接導く(ステップS1)。そして、吸光度測定部7において、発光部7cから試料水に向けて波長370nm近傍の光を照射し、透過した光を受光部7dによって受光する(ステップS2)。受光部7dから出力された電気信号は、演算記憶部3に送られ、前述の全鉄の検量線に基づいて演算され、全鉄濃度の測定値として記憶される(ステップS3)。
Next, the concentration of the sample water is measured.
First, as shown in FIG. 3, the sample water is introduced into the
次に、第1の流路4のバルブ8を閉止し、第2の流路5のバルブ9を開放することにより、試料水を第2の流路5に設けられたフィルタ部6に流し、フィルタ部6を透過した試料水を吸光度測定部7に導く(ステップS4)。そして、吸光度測定部7において、発光部7cから試料水に向けて波長370nm近傍の光を照射し、透過した光を受光部7dによって受光する(ステップS5)。発光部7cから出力された電気信号は、演算記憶部3に送られ、前述の溶解性鉄の検量線に基づき演算され、溶解性鉄の濃度の測定値として記憶される(ステップS6)。
Next, by closing the
演算記憶部3においては、ステップS3で算出された全鉄濃度からステップS6で算出された溶解性鉄の濃度が減算されることにより、懸濁態鉄の濃度が算出される(ステップS7)。
In the
このように、本実施形態に係る鉄分濃度測定装置1および鉄分濃度測定方法によれば、従来のように試薬を使用せずに済むので、環境に負荷をかけず、ランニングコストを低減することができるという利点がある。そして、従来、測定できなかった懸濁態鉄の濃度を溶解性鉄の濃度とともに精度よく測定することができるという利点がある。
As described above, according to the iron
また、標準液として、既知濃度の鉄分を鉄イオンの状態で溶存させた液体をpH調整して中性にしたものを使用しているため、標準液中の鉄分は一部懸濁態として存在している。本実施形態によれば、そのような懸濁態を含む標準液であっても、含有される鉄分の全鉄濃度を、試薬を用いることなく連続的に精度よく検出することができ、さらに懸濁態鉄濃度と溶解性鉄濃度を測定することでボイラの供給水の除鉄プロセスの効率化を図ることができるという利点がある。 In addition, as a standard solution, a solution in which iron of a known concentration is dissolved in the state of iron ions is used to adjust the pH to neutral. Therefore, iron in the standard solution is partially suspended. doing. According to this embodiment, even in a standard solution containing such a suspended state, the total iron concentration of iron contained can be detected continuously and accurately without using a reagent. There is an advantage that the efficiency of the iron removal process of the boiler feed water can be improved by measuring the suspended iron concentration and the soluble iron concentration.
なお、本実施形態においては、第1の流路4と第2の流路5とを合流させて単一の吸光度測定部7において濾過前および濾過後の両方の試料水の吸光度を測定することとしたが、これに代えて、図4に示されるように、各流路に吸光度を測定する別個の吸光度測定部12,13を配置してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、各流路5,6への試料水の流れを切り替えるバルブ8,9を各流路5,6に設けることとしたが、これに代えて、三方弁によって流れを切り替えることにしてもよい。
また、図5に示されるように、孔径の異なるフィルタ6A,6Bを複数設置して、各フィルタ6a,6b透過毎に吸光度を測定することにしてもよい。すなわち、バルブ9および三方弁11を切り替えて試料水を透過させるフィルタ6A,6Bを切り替えることにより、吸光度測定部7において粒径別に懸濁態鉄を測定することができる。
In the present embodiment, the
Further, as shown in FIG. 5, a plurality of
1 鉄分濃度測定装置
3 演算記憶部(濃度算出部)
4 第1の流路
5 第2の流路
6 フィルタ部
6A,6B フィルタ
7,12,13 吸光度測定部
8,9 バルブ(流路切替部)
S2 第1のステップ
S4 第2のステップ
S5 第3のステップ
S7 第4のステップ
1 Iron
4 First flow
S2 1st step S4 2nd step S5 3rd step S7 4th step
Claims (4)
該吸光度測定部により測定された吸光度に基づいて鉄分濃度を算出する濃度算出部と、
前記試料水から懸濁態成分を濾過するフィルタ部とを備え、
前記濃度算出部が、前記フィルタ部による濾過前の試料水について、前記吸光度測定部により測定された吸光度から全鉄分の濃度を算出し、前記フィルタ部による濾過後の試料水について、前記吸光度測定部により測定された吸光度から溶解性鉄の濃度を算出し、全鉄分の濃度から溶解性鉄の濃度を減算して懸濁態鉄の濃度を算出する鉄分濃度測定装置。 An absorbance measurement unit that measures absorbance by irradiating the sample water with light having a wavelength of 360 nm to 380 nm;
A concentration calculation unit for calculating an iron concentration based on the absorbance measured by the absorbance measurement unit;
A filter unit for filtering suspended components from the sample water,
The concentration calculator calculates the concentration of total iron from the absorbance measured by the absorbance measurement unit for the sample water before filtration by the filter unit, and the absorbance measurement unit for the sample water after filtration by the filter unit An iron concentration measuring device that calculates the concentration of soluble iron from the absorbance measured by the method, and calculates the concentration of suspended iron by subtracting the concentration of soluble iron from the concentration of total iron.
前記濃度算出部が、各前記フィルタを透過した後の試料水について、前記吸光度測定部により測定された吸光度から溶解性鉄の濃度をそれぞれ算出し、全鉄分の濃度から各溶解性鉄の濃度を減算して粒径別の懸濁態鉄の濃度を算出する請求項1に記載の鉄分濃度測定装置。 The filter unit includes a plurality of filters having different hole diameters,
The concentration calculation unit calculates the concentration of soluble iron from the absorbance measured by the absorbance measurement unit for each sample water after passing through each filter, and calculates the concentration of each soluble iron from the concentration of total iron. The iron concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the concentration of suspended iron for each particle size is calculated by subtraction.
該第1の吸光度測定部を通過した試料水から懸濁態成分を濾過するフィルタ部と、
該フィルタ部を通過した濾過後の試料水に、波長360nm〜380nmの光を照射して吸光度を測定する第2の吸光度測定部と、
前記第2の吸光度測定部により測定された濾過後の試料水の吸光度に基づいて、溶解性鉄の濃度を算出し、前記第1の吸光度測定部により測定された濾過後の試料水の吸光度と前記第2の吸光度測定部により測定された濾過前の試料水の吸光度とに基づいて、懸濁態鉄の濃度を算出する濃度算出部とを備える鉄分濃度測定装置。 A first absorbance measurement unit that measures absorbance by irradiating the sample water with light having a wavelength of 360 nm to 380 nm;
A filter unit for filtering suspended components from the sample water that has passed through the first absorbance measurement unit;
A second absorbance measuring unit that measures absorbance by irradiating light having a wavelength of 360 nm to 380 nm to the filtered sample water that has passed through the filter unit;
Based on the absorbance of the sample water after filtration measured by the second absorbance measurement unit, the concentration of soluble iron is calculated, and the absorbance of the sample water after filtration measured by the first absorbance measurement unit and An iron concentration measuring device comprising: a concentration calculating unit that calculates the concentration of suspended iron based on the absorbance of the sample water before filtration measured by the second absorbance measuring unit.
試料水をフィルタに通して懸濁態成分を濾過する第2のステップと、
第2のステップにより濾過された試料水に、波長360nm〜380nmの光を照射して吸光度を測定する第3のステップと、
第1のステップにおいて測定された吸光度と、第3のステップにおいて測定された吸光度とに基づいて、懸濁態鉄の濃度を算出する第4のステップとを含む鉄分濃度測定方法。 A first step of irradiating the sample water with light having a wavelength of 360 nm to 380 nm to measure absorbance;
A second step of passing sample water through a filter to filter suspended components;
A third step of measuring the absorbance by irradiating the sample water filtered by the second step with light having a wavelength of 360 nm to 380 nm;
An iron concentration measurement method, comprising: a fourth step of calculating a concentration of suspended iron based on the absorbance measured in the first step and the absorbance measured in the third step.
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Legal Events
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A601 | Written request for extension of time |
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A02 | Decision of refusal |
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