JP2021025970A - Method and device for measuring urea concentration, and device for producing pure water - Google Patents

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幸男 野口
しおり 永田
Shiori NAGATA
しおり 永田
浩紀 宮澤
Hiroki Miyazawa
浩紀 宮澤
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Abstract

To provide a method and a device for measuring urea concentration in which in a pure water production line or the like, the urea concentration in sample water containing a minute amount of urea can be measured by a simple method stably for a long period of time and with high accuracy.SOLUTION: Disclosed is a method for measuring the concentration of urea in sample water containing urea and water. This method includes the steps of: adding an oxidizer composed of hypobromous acid and/or salt thereof to the sample water and decomposing the urea into ammonium under a condition of pH 3 to 6 to obtain the decomposition liquid containing ammonium ions; obtaining the concentrated liquid by circulating the decomposition liquid through a reverse osmosis membrane device and concentrating the ammonium ions; and measuring the concentration of the ammonium ions in the concentrated liquid and calculating the urea concentration in the sample water.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本発明は、尿素濃度の測定方法、尿素濃度の測定装置、および純水製造装置に関する。 The present invention relates to a method for measuring urea concentration, a device for measuring urea concentration, and a device for producing pure water.

近年、半導体製造工程で使用する純水において、全有機炭素(TOC)の濃度をppbオーダーまで低減することが求められている。TOCの炭素源となる有機成分(以下、「TOC成分」という)は各種存在するが、これらTOC成分のうちでも尿素については、除去が困難な化合物であることが知られている。 In recent years, in pure water used in a semiconductor manufacturing process, it has been required to reduce the concentration of total organic carbon (TOC) to the order of ppb. There are various organic components (hereinafter referred to as "TOC components") that serve as carbon sources for TOC, but it is known that urea is a compound that is difficult to remove among these TOC components.

例えば、純水の製造において、原水中のTOCを分離、吸着、分解等の手段で低減化する手段としては、逆浸透膜装置、イオン交換装置、紫外線酸化装置等があるが、これらの装置を単独または組み合わせて用いても尿素の除去率が必ずしも十分ではなかった。そこで、純水の製造において、原水等の被処理水中の尿素を分解除去する方法として、被処理水に次亜臭素酸やその塩を添加する方法が検討されている(例えば、特許文献1、2を参照)。 For example, in the production of pure water, there are reverse osmosis membrane devices, ion exchange devices, ultraviolet oxidizing devices, etc. as means for reducing TOC in raw water by means such as separation, adsorption, and decomposition. The removal rate of urea was not always sufficient when used alone or in combination. Therefore, in the production of pure water, a method of adding hypobromous acid or a salt thereof to the water to be treated has been studied as a method of decomposing and removing urea in the water to be treated such as raw water (for example, Patent Document 1, Patent Document 1, See 2).

そして、このような純水の製造方法においては、尿素の効率的な分解除去のために原水や得られる純水において尿素濃度を精度よく測定することが求められていた。すなわち、原水や得られる純水に含まれる尿素濃度に応じて、添加する次亜臭素酸やその塩の量を調整できれば、生産性が大きく向上することが期待できる。そのため、純水の製造ラインを流通する原水や純水について継続的に精度よく尿素濃度を測定してモニタリングする方法が求められている。 In such a method for producing pure water, it has been required to accurately measure the urea concentration in raw water or the obtained pure water in order to efficiently decompose and remove urea. That is, if the amount of hypobromous acid or a salt thereof to be added can be adjusted according to the concentration of urea contained in the raw water or the obtained pure water, it can be expected that the productivity will be greatly improved. Therefore, there is a demand for a method of continuously and accurately measuring and monitoring the urea concentration of raw water and pure water flowing through a pure water production line.

ここで、純水製造に用いられる原水において尿素濃度は概ね0.3質量ppm以下である。このような低濃度の試料水の尿素濃度は、例えば、分析室において液体クロマトグラフ質量分析計で測定できるが、純水の製造ラインでのモニタリングには適さない。純水の製造ラインでのモニタリングに適する簡易的な計測装置では、感度が低く試料水を直接測定に用いることはできない。そこで、特許文献3では、試料水を蒸留濃縮して尿素濃度を測定用いているが、蒸留濃縮では装置が大掛かりになる点や、回収率が100%にはならないので、精度、実用面で十分ではない。 Here, the urea concentration in the raw water used for producing pure water is approximately 0.3 mass ppm or less. Although the urea concentration of such a low concentration sample water can be measured by a liquid chromatograph mass spectrometer in an analysis room, for example, it is not suitable for monitoring in a pure water production line. A simple measuring device suitable for monitoring on a pure water production line has low sensitivity and cannot directly use sample water for measurement. Therefore, in Patent Document 3, the sample water is distilled and concentrated to measure and use the urea concentration, but the distillation concentration requires a large-scale apparatus and the recovery rate does not reach 100%, so that it is sufficient in terms of accuracy and practical use. is not it.

特許文献4には、酵素(ウレアーゼ)による尿素の分解を利用した濃度測定法が記載されているが、酵素の安定性や取り扱い性に問題があり、長期にわたって安定して濃度測定を行うことは困難である。特許文献5には、試料水中の尿素を加圧・加熱により加水分解させ、得られるアンモニウムイオンをイオンクロマトグラフで分析する方法が記載されているが、加圧・加熱する装置を要することから簡便性や経済性に難がある。特許文献6では、試料水中の尿素を電気脱イオン装置や逆浸透膜装置で濃縮して分析しているが、これらの装置では、回収率が100%にはならないので、誤差が大きくなる。また、特許文献7には、白金族金属触媒に水素を吸着させ該水素に尿素を吸着させた後、尿素を脱離させる際にイオン化させて検体を得、その検体の低効率計検出値から尿素濃度を求める方法が記載されているが、実用性の点で問題であった。 Patent Document 4 describes a concentration measurement method using the decomposition of urea by an enzyme (urease), but there is a problem in the stability and handleability of the enzyme, and stable concentration measurement for a long period of time is not possible. Have difficulty. Patent Document 5 describes a method of hydrolyzing urea in a sample water by pressurization and heating and analyzing the obtained ammonium ion by an ion chromatograph, but it is simple because an apparatus for pressurization and heating is required. There are difficulties in sex and economy. In Patent Document 6, urea in sample water is concentrated and analyzed by an electrodeionization device or a reverse osmosis membrane device, but in these devices, the recovery rate does not reach 100%, so that an error becomes large. Further, in Patent Document 7, hydrogen is adsorbed on a platinum group metal catalyst, urea is adsorbed on the hydrogen, and then ionization is performed when urea is desorbed to obtain a sample, and the sample is obtained from the low efficiency meter detection value of the sample. A method for determining the urea concentration has been described, but this has been a problem in terms of practicality.

特開2015−100733号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-100733 特開平09−094585号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-094585 特開平08−192154号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 08-192154 特開2000−189196号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-189196 特開2003−344379号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-344379 特開2004−077299号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-07299 特開2012−058137号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-08137

本発明は上記した課題を解決するためになされたものであって、純水の製造ライン等において、微量の尿素を含む試料水中の尿素濃度を、簡便な方法で、かつ長期間安定して高精度に測定できる尿素濃度の測定方法および尿素濃度の測定装置を提供することを目的とする。本発明は、さらに該尿素濃度の測定装置を備えた、尿素濃度が十分に管理された純水を製造可能な純水製造装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in a pure water production line or the like, the urea concentration in a sample water containing a trace amount of urea can be stably increased by a simple method for a long period of time. It is an object of the present invention to provide a method for measuring a urea concentration capable of measuring with accuracy and a device for measuring a urea concentration. Another object of the present invention is to provide a pure water production apparatus equipped with the urea concentration measuring apparatus, which can produce pure water having a sufficiently controlled urea concentration.

本発明の尿素濃度の測定方法は、尿素と水を含む試料水中の尿素濃度を測定する方法であって、前記試料水に次亜臭素酸および/またはその塩からなる酸化剤を添加し、pH3〜6の条件下、前記尿素をアンモニアに分解してアンモニウムイオンを含有する分解液を得る工程、前記分解液を逆浸透膜装置に流通しアンモニウムイオンを濃縮して濃縮液を得る工程、および前記濃縮液中のアンモニウムイオンの濃度を測定し、前記試料水中の尿素濃度を算出する工程、を有する。 The method for measuring the urea concentration of the present invention is a method for measuring the urea concentration in a sample water containing urea and water, in which an oxidizing agent composed of hypobromic acid and / or a salt thereof is added to the sample water to pH 3 Under the conditions of ~ 6, the step of decomposing the urea into ammonia to obtain a decomposition solution containing ammonium ions, the step of circulating the decomposition solution to a back-penetrating membrane device and concentrating ammonium ions to obtain a concentrated solution, and the above-mentioned. It includes a step of measuring the concentration of ammonium ions in the concentrate and calculating the urea concentration in the sample water.

本発明の尿素濃度の測定方法においては、前記分解液を得る工程において、前記pHの条件が4〜6であることが好ましい。本発明の尿素濃度の測定方法は、前記試料水中の尿素濃度が0.3質量ppm以下である場合に、これを用いることが好ましい。 In the method for measuring the urea concentration of the present invention, it is preferable that the pH condition is 4 to 6 in the step of obtaining the decomposition liquid. The method for measuring the urea concentration of the present invention is preferably used when the urea concentration in the sample water is 0.3 mass ppm or less.

本発明の尿素濃度の測定方法において、前記試料水中の尿素濃度が0.3質量ppm以下である場合、前記酸化剤の添加量は、前記試料水中に尿素が0.3質量ppmの濃度で存在する場合の尿素の全量を分解できる量であることが好ましい。 In the method for measuring the urea concentration of the present invention, when the urea concentration in the sample water is 0.3 mass ppm or less, the amount of the oxidizing agent added is such that urea is present in the sample water at a concentration of 0.3 mass ppm. It is preferable that the amount is such that the total amount of urea can be decomposed.

本発明の尿素濃度の測定方法において、前記逆浸透膜装置における逆浸透膜はポリアミド系材料または三酢酸セルロース系材料からなるのが好ましい。 In the method for measuring the urea concentration of the present invention, the reverse osmosis membrane in the reverse osmosis membrane apparatus is preferably made of a polyamide-based material or a cellulose triacetate-based material.

本発明の尿素濃度の測定方法は、前記濃縮液を得る工程の前に、前記分解液に還元剤を添加する工程を有することが好ましい。 The method for measuring the urea concentration of the present invention preferably includes a step of adding a reducing agent to the decomposition solution before the step of obtaining the concentrated solution.

本発明の尿素濃度の測定方法は、前記濃縮液中のアンモニウムイオンの濃度の測定を、イオン選択性電極法で行うことが好ましく、前記濃縮液中のアンモニウムイオンの濃度を0.05質量ppm以上となるように濃縮することが好ましい。 In the method for measuring the urea concentration of the present invention, it is preferable to measure the concentration of ammonium ions in the concentrate by an ion-selective electrode method, and the concentration of ammonium ions in the concentrate is 0.05 mass ppm or more. It is preferable to concentrate so as to become.

本発明の尿素濃度の測定装置は、尿素と水を含む試料水中の尿素濃度を測定する装置であって、前記試料水に次亜臭素酸および/またはその塩からなる酸化剤を供給する酸化剤供給部と、前記試料水中の前記尿素を前記酸化剤と反応させてアンモニアに分解することで、前記試料水をアンモニウムイオンを含有する分解液にする反応槽と、前記反応がpH3〜6の条件下で行われるように前記試料水のpHを調整するpH調整部と、前記分解液が供給され、前記供給された分解液中のアンモニウムイオンを濃縮して濃縮液として排出する逆浸透膜装置と、前記濃縮液中のアンモニウムイオンの濃度を測定し、前記試料水中の尿素濃度を算出する測定部と、を有する。 The urea concentration measuring device of the present invention is a device for measuring the urea concentration in a sample water containing urea and water, and is an oxidizing agent that supplies an oxidizing agent composed of hypobromic acid and / or a salt thereof to the sample water. A supply unit, a reaction tank in which the urea in the sample water is reacted with the oxidizing agent to decompose it into ammonia to make the sample water into a decomposition solution containing ammonium ions, and conditions under which the reaction has a pH of 3 to 6. A pH adjusting unit that adjusts the pH of the sample water as performed below, and a back-penetrating membrane device to which the decomposition liquid is supplied and the ammonium ions in the supplied decomposition liquid are concentrated and discharged as a concentrated liquid. It also has a measuring unit that measures the concentration of ammonium ions in the concentrated solution and calculates the urea concentration in the sample water.

本発明の尿素濃度の測定装置においては、前記逆浸透膜装置に供給される前記分解液に還元剤を供給する還元剤供給部をさらに有することが好ましい。 The urea concentration measuring device of the present invention preferably further includes a reducing agent supply unit that supplies a reducing agent to the decomposition liquid supplied to the reverse osmosis membrane device.

本発明の純水製造装置は、原水を一次純水システムおよび二次純水システムで処理して純水を製造する純水製造装置であって、上記本発明の尿素濃度の測定装置を備える。 The pure water production apparatus of the present invention is a pure water production apparatus for producing pure water by treating raw water with a primary pure water system and a secondary pure water system, and includes the urea concentration measuring apparatus of the present invention.

本発明の純水製造装置においては、前記一次純水システムまたは前記二次純水システムが尿素分解装置を有し、前記尿素分解装置の前および/または後に前記尿素濃度の測定装置を備えることが好ましい。 In the pure water production apparatus of the present invention, the primary pure water system or the secondary pure water system may have a urea decomposition apparatus, and the urea concentration measuring apparatus may be provided before and / or after the urea decomposition apparatus. preferable.

本発明によれば、純水の製造ライン等において、微量の尿素を含む試料水中の尿素濃度を、簡便な方法で、かつ長期間安定して高精度に測定できる尿素濃度の測定方法および尿素濃度の測定装置が提供できる。本発明によれば、さらに該尿素濃度の測定装置を備えた、尿素濃度が十分に管理された純水を製造可能な純水製造装置が提供できる。 According to the present invention, a method for measuring urea concentration and a urea concentration capable of measuring the urea concentration in a sample water containing a trace amount of urea with a simple method and stably for a long period of time in a pure water production line or the like. Measuring equipment can be provided. According to the present invention, it is possible to provide a pure water production apparatus capable of producing pure water in which the urea concentration is sufficiently controlled, further equipped with the urea concentration measuring apparatus.

実施形態の尿素濃度の測定方法の一例を示すフロー図である。It is a flow chart which shows an example of the measuring method of the urea concentration of an embodiment. 実施形態の尿素濃度の測定方法の別の一例を示すフロー図である。It is a flow chart which shows another example of the measuring method of the urea concentration of an embodiment. 実施形態の尿素濃度の測定装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the urea concentration measuring apparatus of embodiment. 実施形態の尿素濃度の測定装置の他の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows another example of the urea concentration measuring apparatus of embodiment. 実施形態の純水製造装置の一例を概略的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of the pure water production apparatus of embodiment schematicly.

以下、本発明の尿素濃度の測定方法、尿素濃度の測定装置および純水製造装置の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、これらの実施形態を、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、変更または変形することができる。 Hereinafter, an embodiment of the urea concentration measuring method, the urea concentration measuring device, and the pure water producing device of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to these embodiments, and these embodiments can be modified or modified without departing from the spirit and scope of the present invention.

[尿素濃度の測定方法]
図1Aは、実施形態の尿素濃度の測定方法の一例を示すフロー図である。実施形態の尿素濃度の測定方法は、尿素と水を含む試料水中の尿素濃度を測定する方法であって、尿素分解工程S1(以下、「S1工程」ともいう。)、アンモニウムイオン(NH )濃縮工程S2(以下、「S2工程」ともいう。)および尿素濃度測定工程S3(以下、「S3工程」ともいう。)をその順に有する。以下、尿素と水を含む試料水を単に試料水という。
[Measurement method of urea concentration]
FIG. 1A is a flow chart showing an example of the method for measuring the urea concentration of the embodiment. The method for measuring the urea concentration of the embodiment is a method for measuring the urea concentration in a sample water containing urea and water, which comprises a urea decomposition step S1 (hereinafter, also referred to as “S1 step”) and ammonium ion (NH 4 +). ) Concentration step S2 (hereinafter, also referred to as “S2 step”) and urea concentration measurement step S3 (hereinafter, also referred to as “S3 step”) are provided in that order. Hereinafter, the sample water containing urea and water is simply referred to as sample water.

尿素分解工程S1は、試料水に次亜臭素酸および/またはその塩からなる酸化剤(以下、「酸化剤B」という。)を添加し、pH3〜6の条件下、尿素をアンモニアに分解してアンモニウムイオンを含有する分解液を得る工程である。図1Aには、S1工程でpH調整剤を添加することが示されている。酸化剤B添加後の試料水のpHは、酸化剤B添加前の試料水のpHおよび酸化剤Bの添加量による。通常、pH調整剤を添加することで、酸化剤B添加後の試料水のpHが3〜6となるように調整される。ただし、酸化剤B添加後の試料水のpHが3〜6の場合、pH調整剤の添加は省略できる。 In the urea decomposition step S1, an oxidizing agent composed of hypobromous acid and / or a salt thereof (hereinafter referred to as “oxidizing agent B”) is added to the sample water, and urea is decomposed into ammonia under the conditions of pH 3 to 6. This is a step of obtaining a decomposition solution containing ammonium ions. FIG. 1A shows that a pH adjuster is added in the S1 step. The pH of the sample water after the addition of the oxidant B depends on the pH of the sample water before the addition of the oxidant B and the amount of the oxidant B added. Usually, by adding a pH adjuster, the pH of the sample water after the addition of the oxidizing agent B is adjusted to 3 to 6. However, when the pH of the sample water after the addition of the oxidizing agent B is 3 to 6, the addition of the pH adjusting agent can be omitted.

NH 濃縮工程S2は、S1工程で得られた分解液を逆浸透膜装置に流通しアンモニウムイオンを濃縮して濃縮液を得る工程である。尿素濃度測定工程S3は、S2工程で得られた濃縮液中のアンモニウムイオンの濃度を測定し、上記試料水中の尿素濃度を算出する工程である。 The NH 4 + concentration step S2 is a step of circulating the decomposition solution obtained in the S1 step to a reverse osmosis membrane apparatus and concentrating ammonium ions to obtain a concentrate. The urea concentration measuring step S3 is a step of measuring the concentration of ammonium ions in the concentrated solution obtained in the step S2 and calculating the urea concentration in the sample water.

上記のとおり、従来、純水の製造において、原水等の被処理水中の尿素を次亜臭素酸やその塩を添加することで分解除去する方法が知られている。その場合、次亜臭素酸やその塩から生成される次亜臭素酸イオン(BrO)による尿素の分解は、一般に以下の反応式(2)式で表される。
(NHCO+3BrO→N+CO+2HO+3Br …(2)
As described above, conventionally, in the production of pure water, a method of decomposing and removing urea in water to be treated such as raw water by adding hypobromous acid or a salt thereof has been known. In that case, the decomposition of urea by hypobromous acid ion (BrO − ) produced from hypobromous acid or a salt thereof is generally represented by the following reaction formula (2).
(NH 2 ) 2 CO + 3BrO → N 2 + CO 2 + 2H 2 O + 3Br … (2)

文献(有機合成化学協会誌 vol 37 No.7 1979年 p25−38)によると、式(2)の反応は一種のホフマン転移反応である。この反応メカニズムによると、尿素が窒素(N)にまで分解される際の中間体として、ヒドラジンが生成していると考えられる。この中間体はアルカリ性では、次亜塩素酸や次亜臭素酸で直ちに脱水素され、式(2)に示すとおり最終的にNになるとされている。例えば、該反応の好ましいpH条件は、特許文献1によれば、pH9以上である。 According to the literature (Journal of Synthetic Organic Chemistry vol 37 No. 7 1979, p25-38), the reaction of formula (2) is a kind of Hoffmann rearrangement reaction. According to this reaction mechanism, it is considered that hydrazine is produced as an intermediate when urea is decomposed into nitrogen (N 2). This intermediate is alkaline, is dehydrogenated immediately hypochlorite or hypobromite, it is to be the final N 2 as shown in Equation (2). For example, according to Patent Document 1, the preferable pH condition of the reaction is pH 9 or higher.

しかしながら、本発明者らは、尿素に次亜臭素酸イオン(BrO)を反応させた場合、メカニズムは明確ではないが、pHが3〜6では、Nにまで分解する反応が進んでいないことを見出し、本発明を完成させた。どのような反応が起きているかは不明であるが、中間体のヒドラジンが形成される段階でアンモニアが生じる、もしくは、ヒドラジンがアンモニアに分解されるものと考えられる。pHが6を超えるとNにまで分解する反応が促進される。また、pHが3未満では、尿素の分解自体が遅くなってしまう。このようにしてS1工程においてpHを3〜6に調整することで尿素が次亜臭素酸イオン(BrO)によりアンモニアに分解されるため、後段のS2工程において逆浸透膜装置でアンモニウムイオンとして濃縮可能となる。 However, when the present inventors react urea with hypobromous acid ion (BrO ), the mechanism is not clear, but the reaction of decomposing to N 2 does not proceed at pH 3 to 6. We found that and completed the present invention. It is unclear what kind of reaction is occurring, but it is thought that ammonia is generated at the stage where the intermediate hydrazine is formed, or hydrazine is decomposed into ammonia. When the pH exceeds 6, the reaction of decomposing to N 2 is promoted. On the other hand, if the pH is less than 3, the decomposition of urea itself will be delayed. By adjusting the pH to 3 to 6 in the S1 step in this way, urea is decomposed into ammonia by hypobromous acid ion (BrO − ), so that it is concentrated as ammonium ion in the reverse osmosis membrane device in the subsequent S2 step. It will be possible.

本発明の尿素濃度の測定方法においては、尿素に次亜臭素酸イオン(BrO)を反応させる際に、pHを3〜6に調整することで、尿素をNにまで分解させずに中間体であるアンモニアの段階で留めるように分解反応を制御することを可能とした。それによって高収率でアンモニアを生成させるようになり、試料水中の尿素濃度を、簡便な方法で、かつ長期間安定して高精度に測定できるものとした。 In the method for measuring the urea concentration of the present invention, when the hypobromous acid ion (BrO ) is reacted with urea, the pH is adjusted to 3 to 6, so that the urea is not decomposed to N 2 and is intermediate. It has made it possible to control the decomposition reaction so that it stays at the stage of ammonia, which is the body. As a result, ammonia can be produced in high yield, and the urea concentration in the sample water can be measured with a simple method and stably for a long period of time with high accuracy.

実施形態の尿素濃度の測定方法においては、必要に応じて、S1工程、S2工程およびS3工程に加えて、任意の工程を有してもよい。例えば、S2工程の前に、S1工程で得られた分解液に還元剤を添加する工程(以下、「還元工程S4」または「S4工程」ともいう。)を有することが好ましい。図1Bは、実施形態の尿素濃度の測定方法において、S1工程、S4工程、S2工程、およびS3工程をその順に有する実施形態の尿素濃度の測定方法の別の一例を示すフロー図である。 In the method for measuring the urea concentration of the embodiment, any step may be provided in addition to the S1 step, the S2 step and the S3 step, if necessary. For example, it is preferable to have a step of adding a reducing agent to the decomposition solution obtained in the S1 step (hereinafter, also referred to as “reduction step S4” or “S4 step”) before the S2 step. FIG. 1B is a flow chart showing another example of the urea concentration measuring method of the embodiment having the S1 step, the S4 step, the S2 step, and the S3 step in that order in the urea concentration measuring method of the embodiment.

以下、実施形態の尿素濃度の測定方法が有する各工程について説明する。 Hereinafter, each step included in the method for measuring the urea concentration of the embodiment will be described.

(尿素分解工程S1)
尿素分解工程S1は、試料水に酸化剤Bを添加し、pH3〜6の条件下、尿素をアンモニアに分解してアンモニウムイオンを含有する分解液を得る工程である。
(Urea decomposition step S1)
The urea decomposition step S1 is a step of adding an oxidizing agent B to the sample water and decomposing urea into ammonia under the conditions of pH 3 to 6 to obtain a decomposition solution containing ammonium ions.

実施形態の尿素濃度の測定方法に供される試料水は、水と尿素を含有する試料水である。実施形態の尿素濃度の測定方法は、試料水の尿素濃度の測定結果が迅速にフィードバックされることが求められる用途に好適に使用される。例えば、純水製造装置において、微量の尿素を含む試料水中の尿素濃度を測定し、その結果に基づいて純水製造装置を制御する用途に好適である。 The sample water used in the method for measuring the urea concentration of the embodiment is water and sample water containing urea. The urea concentration measuring method of the embodiment is preferably used in applications where the measurement result of the urea concentration of the sample water is required to be quickly fed back. For example, in a pure water production apparatus, it is suitable for an application in which a urea concentration in a sample water containing a trace amount of urea is measured and the pure water production apparatus is controlled based on the result.

純水製造装置に適用する場合、試料水は、例えば、純水製造装置に供給する原水、純水製造装置中の中間処理水、純水製造装置から排出される純水であってもよい。原水を試料水として尿素濃度を測定する場合、その結果に応じて、純水製造装置内の尿素除去装置の設定を変更することで、生産性の高い純水製造が行える。純水を試料水として尿素濃度を測定する場合、純水の品質をモニタリングすることで、純水製造装置内の尿素除去装置等の取り換え時期が認知でき、純水の品質管理が容易となる。 When applied to a pure water production apparatus, the sample water may be, for example, raw water supplied to the pure water production apparatus, intermediate treated water in the pure water production apparatus, or pure water discharged from the pure water production apparatus. When the urea concentration is measured using raw water as sample water, highly productive pure water can be produced by changing the setting of the urea removing device in the pure water production device according to the result. When the urea concentration is measured using pure water as sample water, by monitoring the quality of pure water, it is possible to recognize when to replace the urea removing device in the pure water production device, and it becomes easy to control the quality of pure water.

原水としては、市水、井水、地下水、工業用水、半導体製造工場などで使用され、回収されて前処理された水(回収水)などが挙げられる。また、これらの水が懸濁物質を含む場合、砂ろ過装置、精密ろ過装置等で、水中の懸濁物質を除去した水が原水として純水製造装置に供給される場合がある。実施形態の尿素濃度の測定方法に供される試料水においては、懸濁物質を含まないことが好ましい。 Examples of raw water include city water, well water, groundwater, industrial water, and recovered and pretreated water (recovered water) used in semiconductor manufacturing factories and the like. When these waters contain suspended substances, water from which the suspended substances in the water has been removed by a sand filtration device, a microfiltration device, or the like may be supplied to the pure water production device as raw water. The sample water used in the method for measuring the urea concentration of the embodiment preferably does not contain a suspended substance.

また、試料水中にアンモニアが含まれる場合は、得られる尿素濃度の測定値に影響するため、あらかじめ分解除去する。または、尿素分解工程S1前の試料水中のアンモニウムイオン濃度を測定しておいて、尿素濃度測定工程S3で測定されるアンモニウムイオン濃度から差し引くことで、尿素分解工程S1により発生したアンモニアの濃度のみを算出する。 If ammonia is contained in the sample water, it will be decomposed and removed in advance because it affects the measured value of the obtained urea concentration. Alternatively, by measuring the ammonium ion concentration in the sample water before the urea decomposition step S1 and subtracting it from the ammonium ion concentration measured in the urea concentration measuring step S3, only the concentration of ammonia generated in the urea decomposition step S1 can be obtained. calculate.

また、試料水中に次亜塩素酸などの他の酸化剤を含む場合は、尿素分解においてアンモニア以外の他の成分が発生する可能性がある。また、発生したアンモニアを分解する可能性があるので、これら酸化剤はあらかじめ除去した試料水を使用するのが望ましい。さらに、試料水中に還元剤を含む場合は、次亜臭素酸と反応するため、還元剤をあらかじめ除去するか、あるいは、次亜臭素酸の添加量を増やすことが望ましい。 In addition, when the sample water contains other oxidizing agents such as hypochlorous acid, components other than ammonia may be generated in urea decomposition. In addition, since there is a possibility of decomposing the generated ammonia, it is desirable to use sample water from which these oxidizing agents have been removed in advance. Furthermore, when the reducing agent is contained in the sample water, it reacts with hypobromous acid, so it is desirable to remove the reducing agent in advance or increase the amount of hypobromous acid added.

上記原水において、尿素濃度は通常0.3質量ppm以下であり、純水製造装置中の中間処理水、および純水製造装置から排出される純水における尿素濃度は、原水の尿素濃度より低い。したがって、実施形態の尿素濃度の測定方法を純水製造装置の制御に適用する場合、試料水の尿素濃度は0.3質量ppm以下である。実施形態の尿素濃度の測定方法は、尿素濃度が0.3質量ppm以下の試料水の尿素濃度の測定に好適な方法である。 In the raw water, the urea concentration is usually 0.3 mass ppm or less, and the urea concentration in the intermediate treated water in the pure water production apparatus and the pure water discharged from the pure water production apparatus is lower than the urea concentration in the raw water. Therefore, when the method for measuring the urea concentration of the embodiment is applied to the control of the pure water production apparatus, the urea concentration of the sample water is 0.3 mass ppm or less. The method for measuring the urea concentration of the embodiment is a method suitable for measuring the urea concentration of the sample water having a urea concentration of 0.3 mass ppm or less.

実施形態における尿素濃度の測定方法における尿素濃度の検出限界としては、1ppb程度が挙げられる。該検出限界が1ppbであれば、純水の品質管理においても十分に使用できる。尿素濃度の検出限界は0.1ppbがより好ましい。検出限界は、分析装置の精度に依存するが、逆浸透膜装置の濃縮倍率を上げることにより低い検出限界値を実現可能である。 The detection limit of the urea concentration in the method for measuring the urea concentration in the embodiment is about 1 ppb. If the detection limit is 1 ppb, it can be sufficiently used in quality control of pure water. The detection limit of urea concentration is more preferably 0.1 ppb. Although the detection limit depends on the accuracy of the analyzer, a low detection limit can be achieved by increasing the concentration ratio of the reverse osmosis membrane device.

酸化剤Bは次亜臭素酸および/またはその塩からなる。次亜臭素酸の塩としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、マグネシウム、カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属塩、その他の金属塩を例示できる。これらの中でも、カリウム塩、ナトリウム塩が好ましく、ナトリウム塩が特に好ましい。酸化剤Bはこれらの1種からなってもよく2種以上からなってもよい。 Oxidizing agent B consists of hypobromous acid and / or a salt thereof. Examples of the salt of hypobromic acid include alkali metal salts such as lithium, sodium and potassium, alkaline earth metal salts such as magnesium, calcium and barium, and other metal salts. Among these, potassium salt and sodium salt are preferable, and sodium salt is particularly preferable. Oxidizing agent B may consist of one of these or two or more.

なお、S1工程において、試料液には、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で酸化剤B以外の酸化剤を添加してもよい。さらに、本発明の効果を損なわない範囲でその他の成分を添加してもよい。例えば、次亜臭素酸ナトリウムとしては、以下の反応式(3)に示すように、次亜塩素酸ナトリウムに臭化ナトリウムを反応させて得られるものが使用できる。この場合、酸化剤Bである次亜臭素酸ナトリウムは、反応式(3)でこれとともに生成される塩化ナトリウムや未反応の次亜塩素酸ナトリウム、臭化ナトリウムと共に試料液に添加されてもよい。
NaClO+NaBr → NaBrO +NaCl …(3)
In the S1 step, if necessary, an oxidizing agent other than the oxidizing agent B may be added to the sample solution as long as the effects of the present invention are not impaired. Furthermore, other components may be added as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, as the sodium hypobromite, as shown in the following reaction formula (3), those obtained by reacting sodium hypochlorite with sodium bromide can be used. In this case, the oxidizing agent B, sodium hypobromite, may be added to the sample solution together with sodium chloride, unreacted sodium hypochlorite, and sodium bromide produced by the reaction formula (3). ..
NaClO + NaBr → NaBrO + NaCl… (3)

試料水に添加する酸化剤Bの添加量としては、試料水中に尿素が0.3質量ppmの濃度で存在する場合の尿素の全量を分解できる量が好ましい。具体的には、尿素1モルに対する次亜臭素酸イオン(BrO)のモル数として3.5〜1000モルが好ましく、4〜300モルがより好ましい。尿素1モルに対するBrOのモル数が3.5モル未満では尿素を十分に分解できないことがあり、1000モルを超えると、S2工程への負荷が大きくなり好ましくない。なお、酸化剤Bが過剰に添加されると、S2工程において、分解液を逆浸透膜装置に流通する際に、逆浸透膜を酸化劣化させる原因となり好ましくない。したがって、実施形態の尿素濃度の測定方法において、好ましくは、S2工程の前に還元剤を添加して、過剰の酸化剤Bを還元する還元工程S4が設けられる。 The amount of the oxidizing agent B added to the sample water is preferably an amount capable of decomposing the entire amount of urea when urea is present in the sample water at a concentration of 0.3 mass ppm. Specifically, the number of moles of hypobromous acid ion (BrO ) per 1 mole of urea is preferably 3.5 to 1000 mol, more preferably 4 to 300 mol. If the number of moles of BrO − per 1 mol of urea is less than 3.5 mol, urea may not be sufficiently decomposed, and if it exceeds 1000 mol, the load on the S2 step becomes large, which is not preferable. If the oxidizing agent B is excessively added, it causes oxidative deterioration of the reverse osmosis membrane when the decomposition liquid is distributed to the reverse osmosis membrane apparatus in the S2 step, which is not preferable. Therefore, in the method for measuring the urea concentration of the embodiment, preferably, a reducing step S4 is provided in which a reducing agent is added before the step S2 to reduce the excess oxidizing agent B.

酸化剤Bを添加することで試料水のpHは上昇する。試料水のpHは、例えば、純水製造装置に適用する場合の原水では、概ね5〜8の範囲にある。酸化剤B添加後の試料水のpHを3〜6とする方法としては、試料水にpH調整剤を添加する方法が一般的である。pH添加剤の試料水への添加は、pHが上昇することで、反応式(2)における尿素の分解反応において分解がNまで進行するのを抑制する観点から酸化剤Bの添加の前に行うのが好ましい。 The pH of the sample water rises by adding the oxidizing agent B. The pH of the sample water is generally in the range of 5 to 8 for raw water when applied to a pure water production apparatus, for example. As a method for adjusting the pH of the sample water after the addition of the oxidizing agent B to 3 to 6, a method of adding a pH adjusting agent to the sample water is common. added to the sample water pH additives that pH increases, prior to the addition of the oxidizing agent B the reaction formula (2) decomposition in the decomposition reaction of urea in that proceeds until N 2 from the viewpoint of suppressing It is preferable to do so.

pH調整剤としては、酸が好ましい。具体的には、塩酸、硝酸酸、硫酸酸、酢酸酸、クエン酸等が挙げられ、塩酸が好ましい。pH調整剤の添加量は、酸化剤B添加後の試料水のpHを3〜6とする量である。 Acids are preferred as the pH regulator. Specific examples thereof include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, citric acid and the like, and hydrochloric acid is preferable. The amount of the pH adjuster added is such that the pH of the sample water after the addition of the oxidizing agent B is 3 to 6.

なお、pHの範囲は、副反応の抑制の観点から、より好ましくは4〜6である。酸化剤B添加後の試料水のpHが3未満では酸の添加量が多すぎ無駄になってしまう。pHが6を超えると、反応式(2)で示される分解反応において分解がNまで進行することを抑制することが十分行えなくなる。 The pH range is more preferably 4 to 6 from the viewpoint of suppressing side reactions. If the pH of the sample water after the addition of the oxidant B is less than 3, the amount of the acid added is too large and is wasted. When the pH exceeds 6, it becomes difficult to sufficiently suppress the decomposition from proceeding to N 2 in the decomposition reaction represented by the reaction formula (2).

試料水中の尿素をアンモニアに分解する際には、試料水を撹拌することが好ましい。撹拌の方法としては、通常の撹拌機が適用可能である。また、試料水中の尿素をアンモニアに分解する際の反応温度は10〜40℃が好ましく、15〜30℃がより好ましい。反応温度は、具体的には、酸化剤Bが添加されpHが所定の範囲に調整された試料水(以下、「反応液」ともいう。)の温度である。反応液の温度を上記範囲に上昇させる方法は特に限定されない。例えば、ヒーター等を用いて反応液の温度を上記温度範囲に調整する、反応液をポンプにより循環させることで反応液の温度を上記温度範囲に上昇させる等があるが、ポンプを用いる方法によれば、加熱と同時に撹拌が行えるため、効率の点から好ましい。 When decomposing urea in the sample water into ammonia, it is preferable to stir the sample water. As a method of stirring, a normal stirring machine can be applied. The reaction temperature for decomposing urea in the sample water into ammonia is preferably 10 to 40 ° C, more preferably 15 to 30 ° C. Specifically, the reaction temperature is the temperature of the sample water (hereinafter, also referred to as “reaction solution”) to which the oxidizing agent B is added and the pH is adjusted to a predetermined range. The method for raising the temperature of the reaction solution to the above range is not particularly limited. For example, the temperature of the reaction solution may be adjusted to the above temperature range by using a heater or the like, or the temperature of the reaction solution may be raised to the above temperature range by circulating the reaction solution by a pump. For example, stirring can be performed at the same time as heating, which is preferable from the viewpoint of efficiency.

反応温度が10℃より低いと反応速度が低下する。反応温度が40℃を超えると、反応後の試料水を逆浸透膜装置で処理する際、アンモニアガスが透過水側に流出し十分な濃縮ができない恐れがあるので、逆浸透膜装置直前で温度を下げる操作が必要となってしまう。 If the reaction temperature is lower than 10 ° C., the reaction rate will decrease. If the reaction temperature exceeds 40 ° C, when the sample water after the reaction is treated with the reverse osmosis membrane device, ammonia gas may flow out to the permeated water side and sufficient concentration may not be possible. The operation of lowering is required.

試料水中の尿素をアンモニアに分解する際の反応時間は、試料水中の尿素の全てが分解する時間であり、試料水中の尿素濃度および反応温度により適宜調整する。室温を25℃とした場合、試料水の尿素濃度が0.3質量ppm以下であれば、室温における反応時間は概ね0.5〜5時間とすることができる。反応時間が0.5時間未満では、試料水中の尿素の分解反応が十分に進行せず、未分解の尿素分が最終的に得られる尿素濃度に反映されず、精度の高い測定ができない場合がある。一方、5時間で分解反応は十分進行するため、該時間を超えると効率の点で好ましくない。 The reaction time when decomposing urea in the sample water into ammonia is the time during which all of the urea in the sample water is decomposed, and is appropriately adjusted according to the urea concentration in the sample water and the reaction temperature. When the room temperature is 25 ° C., if the urea concentration of the sample water is 0.3 mass ppm or less, the reaction time at room temperature can be approximately 0.5 to 5 hours. If the reaction time is less than 0.5 hours, the decomposition reaction of urea in the sample water does not proceed sufficiently, and the undecomposed urea content is not reflected in the finally obtained urea concentration, so that highly accurate measurement may not be possible. is there. On the other hand, since the decomposition reaction proceeds sufficiently in 5 hours, it is not preferable in terms of efficiency if the time is exceeded.

尿素の全てが分解されたかどうかの確認は、例えば、酸化剤Bの濃度の経時変化により確認できる。反応開始初期は酸化剤Bの濃度は経時的に減少するが、尿素が十分分解すると、酸化剤Bの濃度はほぼ一定になる。なお、酸化剤Bの濃度は、例えば、通常のDPD(ジエチルパラフェニレンジアミン)法等で分析可能である。 Whether or not all of the urea has been decomposed can be confirmed, for example, by changing the concentration of the oxidizing agent B with time. At the initial stage of the reaction, the concentration of oxidant B decreases with time, but when urea is sufficiently decomposed, the concentration of oxidant B becomes almost constant. The concentration of the oxidizing agent B can be analyzed by, for example, a normal DPD (diethyl paraphenylenediamine) method or the like.

実施形態の尿素濃度の測定方法においては、上記説明したS1工程により、試料水中の尿素1モルが2モルのアンモニアに分解された分解液が得られる。分解液においては、尿素が分解して得られたアンモニアをアンモニウムイオンNH として含有する。また、分解液中には、酸化剤Bの添加量に応じて、試料水中の尿素の分解反応に使用されなかった過剰の酸化剤Bが残留することがある。 In the method for measuring the urea concentration of the embodiment, a decomposition liquid obtained by decomposing 1 mol of urea in the sample water into 2 mol of ammonia is obtained by the step S1 described above. In the decomposition liquid contains urea was obtained by decomposing ammonia as ammonium ion NH 4 +. Further, depending on the amount of the oxidizing agent B added, an excess of the oxidizing agent B that was not used in the decomposition reaction of urea in the sample water may remain in the decomposition liquid.

(還元工程S4)
実施形態の尿素濃度の測定方法においては、S2工程の前に分解液に残留する酸化剤Bを還元するために、分解液に還元剤を添加する還元工程S4を有することが好ましい。これにより、S2工程における逆浸透膜装置に対する負荷を低減できる。
(Reduction step S4)
In the method for measuring the urea concentration of the embodiment, it is preferable to have a reduction step S4 in which a reducing agent is added to the decomposition liquid in order to reduce the oxidizing agent B remaining in the decomposition liquid before the S2 step. As a result, the load on the reverse osmosis membrane device in the S2 step can be reduced.

還元剤は、酸化剤Bの酸化能を失活できるものであればよく、例えば、亜硫酸水素ナトリウム、重亜硫酸ソーダ(SBS)、亜硫酸ナトリウム等が挙げられる。 The reducing agent may be any one capable of inactivating the oxidizing ability of the oxidizing agent B, and examples thereof include sodium hydrogen sulfite, sodium bisulfite (SBS), sodium sulfite and the like.

分解液に対する還元剤の添加量は、残留する酸化剤Bの量による。分解液に対する還元剤の添加量は、分解液中に残留する酸化剤Bの酸化能を十分に失活できる量として、例えば、酸化剤Bの残留量に対して、モル比で1.2〜2倍とすることができる。 The amount of the reducing agent added to the decomposition liquid depends on the amount of the residual oxidizing agent B. The amount of the reducing agent added to the decomposition liquid is an amount capable of sufficiently deactivating the oxidizing ability of the oxidizing agent B remaining in the decomposition liquid, for example, 1.2 to a molar ratio with respect to the residual amount of the oxidizing agent B. It can be doubled.

(NH 濃縮工程S2)
NH 濃縮工程S2は、S1工程後、またはS4工程後の分解液を逆浸透膜装置に流通しアンモニウムイオンを濃縮して濃縮液を得る工程である。NH が濃縮された濃縮液を得ることで、S3工程において、簡易かつ迅速にNH 濃度を測定することが可能となる。
(NH 4 + concentration step S2)
The NH 4 + concentration step S2 is a step in which the decomposition solution after the S1 step or the S4 step is circulated to the reverse osmosis membrane device to concentrate ammonium ions to obtain a concentrate. NH 4 + is to obtain a concentrate which is concentrated in S3 process, it is possible to measure easily and quickly NH 4 + concentration.

逆浸透膜装置に分解液を流通させると、逆浸透膜を透過する透過水と逆浸透膜を透過しない塩類やイオンが濃縮された濃縮液が得られる。S2工程においては、逆浸透膜装置を用いることで、分解液中のNH を容易に濃縮して濃縮液を得ることができる。 When the decomposition liquid is circulated through the reverse osmosis membrane device, a concentrated liquid in which permeated water that permeates the reverse osmosis membrane and salts and ions that do not permeate the reverse osmosis membrane are concentrated can be obtained. In the S2 process, by using the reverse osmosis membrane apparatus can be a NH 4 + in the decomposition solution and easily concentrated to obtain a concentrate.

逆浸透膜装置が有する逆浸透膜の構成材料としては、例えば、三酢酸セルロース系、ポリアミド系、ポリビニルアルコール系またはポリスルホン系の材料が挙げられる。膜形状は、シート平膜、スパイラル膜、管状膜、中空糸膜等であるが、これらに限定されない。逆浸透膜の構成材料としては、NH の阻止率が高い、すなわちNH を透過せず濃縮液側に回収する回収率が高い点で、三酢酸セルロース系の材料、およびポリアミド系の材料が好ましい。ポリアミド系の材料としては、架橋全芳香族ポリアミド系の材料が好ましい。膜形状は、スパイラル膜または中空糸膜であることが好ましい。 Examples of the constituent material of the reverse osmosis membrane included in the reverse osmosis membrane device include cellulose triacetate-based, polyamide-based, polyvinyl alcohol-based, and polysulfone-based materials. The membrane shape is, but is not limited to, a sheet flat membrane, a spiral membrane, a tubular membrane, a hollow fiber membrane, and the like. Examples of the material of the reverse osmosis membrane, a high NH 4 + of rejection, i.e. NH 4 + the viewpoint of high recovery for recovering the concentrated solution side does not transmit, cellulose triacetate based materials, and polyamide The material is preferred. As the polyamide-based material, a crosslinked total aromatic polyamide-based material is preferable. The membrane shape is preferably a spiral membrane or a hollow fiber membrane.

実施形態の方法においては、処理水のpHが3〜6であり、三酢酸セルロール膜を使用するpH条件として好適である。また、三酢酸セルロース膜は耐酸化剤に優れているので、還元剤で分解しきれなかった酸化剤Bが残存しても逆浸透膜を劣化させない点で利点がある。 In the method of the embodiment, the pH of the treated water is 3 to 6, which is suitable as the pH condition for using the cellulose triacetate membrane. Further, since the cellulose triacetate membrane is excellent in the oxidizing agent, there is an advantage in that the reverse osmosis membrane is not deteriorated even if the oxidizing agent B that cannot be completely decomposed by the reducing agent remains.

逆浸透膜装置の脱塩率は、96〜99.8%であることが好ましい。脱塩率は、25℃、pH=7、NaCl濃度0.2質量%の給水を水回収率15%、給水圧力は標準圧力(例えば、低圧逆浸透膜装置なら1.5MPa、超低圧逆浸透膜装置なら0.75MPa)で逆浸透膜に通水した際のナトリウムイオンの除去率として計測することができる。逆浸透膜装置の水回収率は、塩類やイオン、特にはNH を効率的に濃縮する点で、60〜98%が好ましく、80〜95%がより好ましい。 The desalting rate of the reverse osmosis membrane device is preferably 96 to 99.8%. The desalination rate is 25 ° C., pH = 7, water supply with NaCl concentration of 0.2% by mass has a water recovery rate of 15%, and the water supply pressure is standard pressure (for example, 1.5 MPa for a low-pressure reverse osmosis membrane device, ultra-low pressure reverse osmosis). In the case of a membrane device, it can be measured as the removal rate of sodium ions when water is passed through the reverse osmosis membrane (0.75 MPa). Water recovery rate of the reverse osmosis membrane apparatus, salts and ions, in particular in terms of concentrating the NH 4 + efficiently, preferably 60-98%, more preferably 80 to 95%.

逆浸透膜装置には、pHが6以下の分解液が供給されるため、この条件においては、アンモニアはほぼ100%イオン化しているため、逆浸透膜装置にてほぼ100%濃縮水中に残留し、濃縮工程における測定値への影響はほとんど生じない。 Since a decomposition solution having a pH of 6 or less is supplied to the reverse osmosis membrane device, since ammonia is almost 100% ionized under this condition, it remains in the concentrated water almost 100% in the reverse osmosis membrane device. , There is almost no effect on the measured value in the concentration process.

逆浸透膜装置は必要の応じ複数使用してもよい。この場合、濃縮水をさらに別の逆浸透膜装置に供給して濃縮する。このようにすることで、必要な定量下限値を下げることが可能である。 A plurality of reverse osmosis membrane devices may be used if necessary. In this case, concentrated water is supplied to yet another reverse osmosis membrane device to concentrate. By doing so, it is possible to lower the required lower limit of quantification.

逆浸透膜装置は、超低圧型、低圧型、高圧型の逆浸透膜装置のいずれであってもよく、の濃縮効率の点から、超低圧型または低圧型の逆浸透膜装置であることが好ましい。 The reverse osmosis membrane device may be any of an ultra-low pressure type, a low pressure type, and a high pressure type reverse osmosis membrane device, and may be an ultra low pressure type or a low pressure type reverse osmosis membrane device from the viewpoint of concentration efficiency. preferable.

超低圧型の逆浸透膜は、運転圧力が、0.4MPa〜0.8MPaであり、好ましくは0.6MPa〜0.7MPaである。低圧型の逆浸透膜は、運転圧力が0.8MPaを超え2.5MPa未満であり、好ましくは1MPa〜1.6MPaである。高圧型の逆浸透膜は、運転圧力が2MPaを超え8MPa以下であり、好ましくは5MPaを超え6MPa以下である。なお、上記超低圧型、低圧型、高圧型の逆浸透膜装置の運転圧力は、各逆浸透膜の製造時の設計圧力(標準圧力)で区別することができるが、実際には、上記範囲以外の圧力で運転されることもある。 The ultra-low pressure type reverse osmosis membrane has an operating pressure of 0.4 MPa to 0.8 MPa, preferably 0.6 MPa to 0.7 MPa. The low-pressure type reverse osmosis membrane has an operating pressure of more than 0.8 MPa and less than 2.5 MPa, preferably 1 MPa to 1.6 MPa. The high-pressure type reverse osmosis membrane has an operating pressure of more than 2 MPa and 8 MPa or less, preferably more than 5 MPa and 6 MPa or less. The operating pressure of the ultra-low pressure type, low pressure type, and high pressure type reverse osmosis membrane devices can be distinguished by the design pressure (standard pressure) at the time of manufacturing each reverse osmosis membrane, but in reality, it is in the above range. It may be operated at a pressure other than.

逆浸透膜装置は、2基の逆浸透膜装置を直列に接続した2段逆浸透膜装置で構成してもよい。これにより、NH の濃度がより高められた濃縮液が得られる。また、1基の逆浸透膜装置に濃縮液を循環して流通させることで、NH の濃度が高められた濃縮液を得てもよい。 The reverse osmosis membrane device may be composed of a two-stage reverse osmosis membrane device in which two reverse osmosis membrane devices are connected in series. Thus, NH 4 + concentrate concentration was further increased is obtained. Further, by circulating the circulating concentrate to the reverse osmosis membrane apparatus 1 groups may obtain NH 4 + concentrate heightened in concentration of.

逆浸透膜装置の市販品としては、いずれも製品名で、東レ社製のRE2521−BLF、東洋紡社製のHA3110PM、日東電工社製のES20−D2等を使用することができる。 As commercially available reverse osmosis membrane devices, RE2521-BLF manufactured by Toray Industries, HA3110PM manufactured by Toyobo Co., Ltd., ES20-D2 manufactured by Nitto Denko Co., Ltd., etc. can be used as commercial products.

S2工程における、NH の濃縮の程度は、S3工程で用いるNH の濃度を測定する機器の性能による。すなわち、NH の濃縮の程度は、得られる濃縮液におけるNH 濃度が、S3工程で用いるNH の濃度を測定する機器の検出限界以上となるまで行われる。 In S2 process, the degree of NH 4 + concentration is, by the performance of the instrument for measuring the concentration of NH 4 + is used in S3 process. That is, the degree of NH 4 + concentration is, NH 4 + concentration in the concentrate resulting solution is performed until the NH 4 instruments for measuring the concentration of + detection limit than that used in step S3 step.

S3工程で用いるNH の濃度を測定する機器は、通常、その場で測定可能な簡易な計測器が用いられる。該計測器に対応するNH の検出限界の濃度として、例えば、0.05質量ppmが挙げられる。したがって、S2工程において得られる濃縮液のNH の濃度は0.05質量ppm以上であることが好ましい。 Equipment for measuring the concentration of NH 4 + is used in step S3 step is usually measurable simple instrument in situ, is used. As the concentration of NH 4 + in the detection limit corresponding to the instrument, for example, 0.05 mass ppm. Therefore, it is preferable that the NH 4 + concentration in the concentrated solution obtained in S2 step is not less than 0.05 mass ppm.

(尿素濃度測定工程S3)
尿素濃度測定工程S3は、S2工程で得られた濃縮液中のアンモニウムイオン(NH )の濃度を測定し、試料水中の尿素濃度を算出する工程である。
(Urea concentration measurement step S3)
The urea concentration measuring step S3 is a step of measuring the concentration of ammonium ions (NH 4 + ) in the concentrated solution obtained in the S2 step and calculating the urea concentration in the sample water.

濃縮液中のNH 濃度を測定する方法は、特に限定されない。例えば、その場で測定可能な簡易な方法やNH 計測器が用いられる。濃縮液中のNH 濃度を測定する方法として、具体的には、イオン選択性電極法、インドフェノール青吸光光度法、電量滴定法等が挙げられ、無試薬で測定できることからイオン選択性電極法が好ましい。これらの方法で、NH 濃度を測定する場合、検出限界は概ね、0.05質量ppmである。 Methods for measuring the NH 4 + concentration in the concentrate is not particularly limited. For example, a simple method that can measure on the spot or an NH 4 + measuring instrument is used. As a method for measuring the NH 4 + concentration in the concentrate, in particular, ion selective electrode method, indophenol blue absorptiometry, coulometric titration, and the like, ion-selective electrodes because it can be measured without reagent The method is preferred. In these methods, when measuring the NH 4 + concentration, the detection limit is generally 0.05 mass ppm.

イオン選択性電極法によるNH 計測器としては、例えば、市販品として堀場アドバンスドテクノ社製のHC−200NH等が挙げられる。 Examples of the NH 4 + measuring instrument by the ion-selective electrode method include HC-200NH manufactured by Horiba Advanced Techno Co., Ltd. as a commercially available product.

濃縮液中のNH 濃度から、濃縮液中のアンモニア濃度が換算できる。そして、濃縮液中のアンモニア濃度から試料水中の尿素濃度を算出するには、以下の式(4)が使用できる。
尿素=CNH3/B×60/(2×17) …(4)
式(4)中、C尿素は試料水中の尿素濃度[質量ppm]、CNH3は濃縮液中のアンモニア濃度[質量ppm]、BはS2工程における濃縮倍率を示す。
From NH 4 + concentration in the concentrate can be converted ammonia concentration in the concentrated solution. Then, in order to calculate the urea concentration in the sample water from the ammonia concentration in the concentrated solution, the following formula (4) can be used.
C urea = C NH3 / B × 60 / (2 × 17)… (4)
In the formula (4), C urea indicates the urea concentration [mass ppm] in the sample water, C NH3 indicates the ammonia concentration [mass ppm] in the concentrate, and B indicates the concentration ratio in the S2 step.

[尿素濃度の測定装置]
実施形態の尿素濃度の測定装置は、尿素と水を含む試料水中の尿素濃度を測定する装置であり、図2は実施形態の尿素濃度の測定装置の一例を示す概略構成図である。図3は実施形態の尿素濃度の測定装置の別の一例を示す概略構成図である。図2および図3に示す尿素濃度の測定装置は、実施形態の尿素濃度の測定方法に好適に用いられる。
[Urea concentration measuring device]
The urea concentration measuring device of the embodiment is a device for measuring the urea concentration in the sample water containing urea and water, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of the urea concentration measuring device of the embodiment. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another example of the urea concentration measuring device of the embodiment. The urea concentration measuring apparatus shown in FIGS. 2 and 3 is suitably used in the method for measuring the urea concentration of the embodiment.

図2に示す尿素濃度の測定装置50Aは、連続して供給される試料水中の尿素濃度を連続して測定する連続式の測定装置である。図3に示す尿素濃度の測定装置50Bは、試料水の尿素濃度をバッチで測定するバッチ式の測定装置である。図3(a)は、尿素分解工程S1を実行している状態を示し、図3(b)はNH 濃縮工程S2および尿素濃度測定工程S3を実行している状態を示す。なお、図2および図3において同一の構成には同一の符号を付して、重複する動作については説明を省略する。 The urea concentration measuring device 50A shown in FIG. 2 is a continuous measuring device that continuously measures the urea concentration in the continuously supplied sample water. The urea concentration measuring device 50B shown in FIG. 3 is a batch-type measuring device that measures the urea concentration of the sample water in a batch. FIG. 3A shows a state in which the urea decomposition step S1 is being executed, and FIG. 3B shows a state in which the NH 4 + concentration step S2 and the urea concentration measurement step S3 are being executed. In FIGS. 2 and 3, the same configurations are designated by the same reference numerals, and the description of overlapping operations will be omitted.

図2に示す尿素濃度の測定装置50Aは、試料水に酸化剤Bを供給する酸化剤供給部1と、試料水中の尿素を酸化剤Bと反応させてアンモニアに分解することで、試料水をアンモニウムイオンを含有する分解液にする反応槽3と、上記反応がpH3〜6の条件下で行われるように試料水のpHを調整するpH調整部2と、分解液が供給され、供給された分解液中のアンモニウムイオンを濃縮して濃縮液として排出する逆浸透膜装置5と、濃縮液中のアンモニウムイオンの濃度を測定し、上記試料水中の尿素濃度を算出する測定部6と、を有する。 The urea concentration measuring device 50A shown in FIG. 2 decomposes the sample water into ammonia by reacting the urea in the sample water with the oxidizing agent B and the oxidizing agent supply unit 1 that supplies the oxidizing agent B to the sample water. The reaction tank 3 for making a decomposition solution containing ammonium ions, the pH adjusting unit 2 for adjusting the pH of the sample water so that the above reaction is carried out under the conditions of pH 3 to 6, and the decomposition solution were supplied and supplied. It has a back-penetrating membrane device 5 that concentrates ammonium ions in the decomposition liquid and discharges it as a concentrated liquid, and a measuring unit 6 that measures the concentration of ammonium ions in the concentrated liquid and calculates the urea concentration in the sample water. ..

尿素濃度の測定装置50Aは、さらに、逆浸透膜装置5に供給される分解液に還元剤を供給する還元剤供給部4を有する。ただし、実施形態の尿素濃度の測定装置において還元剤供給部は任意の部材である。 The urea concentration measuring device 50A further includes a reducing agent supply unit 4 that supplies a reducing agent to the decomposition liquid supplied to the reverse osmosis membrane device 5. However, in the urea concentration measuring device of the embodiment, the reducing agent supply unit is an arbitrary member.

測定装置50Aには試料水供給部10から試料水供給管20を介して、試料水が供給される。試料水については、実施形態の尿素濃度の測定方法で説明した試料水と同様の試料水が適用できる。試料水供給管20は、試料水供給部10と反応槽3を接続するように配設されている。測定装置50Aでは、pH調整部2および酸化剤供給部1は試料水供給部10側からその順に試料水供給管20に配設されている。pH調整部2および酸化剤供給部1の順番は問わないが、この順で配設されるのが好ましい。 Sample water is supplied to the measuring device 50A from the sample water supply unit 10 via the sample water supply pipe 20. As the sample water, the same sample water as the sample water described in the method for measuring the urea concentration of the embodiment can be applied. The sample water supply pipe 20 is arranged so as to connect the sample water supply unit 10 and the reaction tank 3. In the measuring device 50A, the pH adjusting unit 2 and the oxidizing agent supply unit 1 are arranged in the sample water supply pipe 20 in this order from the sample water supply unit 10 side. The order of the pH adjusting unit 2 and the oxidizing agent supply unit 1 does not matter, but it is preferable that the pH adjusting unit 2 and the oxidizing agent supply unit 1 are arranged in this order.

pH調整部2は、pH調整剤貯留部12と、pH調整剤貯留部12と試料水供給管20を接続するpH調整剤供給管21を有し、図示されない計量ポンプによりpH調整剤貯留部12から試料水供給管20に供給するpH調整剤の量が調整できる機構である。 The pH adjuster 2 has a pH adjuster storage unit 12, a pH adjuster supply pipe 21 that connects the pH adjuster storage unit 12 and the sample water supply pipe 20, and a pH adjuster storage unit 12 by a measuring pump (not shown). It is a mechanism that can adjust the amount of the pH adjuster supplied to the sample water supply pipe 20 from.

酸化剤供給部1は、酸化剤貯留部11と、酸化剤貯留部11と試料水供給管20を接続する酸化剤供給管22を有し、図示されない計量ポンプにより酸化剤貯留部11から試料水供給管20に供給する酸化剤Bの量が調整できる機構である。試料水に対するpH調整剤および酸化剤Bの添加量は、実施形態の尿素濃度の測定方法で説明したのと同様とできる。 The oxidant supply unit 1 has an oxidant storage unit 11, an oxidant supply pipe 22 that connects the oxidant storage unit 11 and the sample water supply pipe 20, and sample water from the oxidant storage unit 11 by a measuring pump (not shown). It is a mechanism that can adjust the amount of the oxidizing agent B supplied to the supply pipe 20. The amount of the pH adjuster and the oxidizing agent B added to the sample water can be the same as described in the method for measuring the urea concentration in the embodiment.

反応槽3には、試料水供給管20から反応液(酸化剤Bが添加されpHが所定の範囲に調整された試料水)が供給され、上記のとおり、反応式(2)において尿素がNに分解される際の中間の反応として、尿素の酸化剤Bによるアンモニアへの分解反応が実行される。該分解反応におけるpH条件は、実施形態の尿素濃度の測定方法で説明したのと同様に3〜6であり、4〜6が好ましい。反応温度、反応時間等の条件についても実施形態の尿素濃度の測定方法で説明したのと同様にすることができる。 The reaction solution (sample water to which the oxidizing agent B is added and the pH is adjusted to a predetermined range) is supplied from the sample water supply pipe 20 to the reaction tank 3, and as described above, urea is N in the reaction formula (2). As an intermediate reaction when the urea is decomposed into 2, the decomposition reaction of urea into ammonia by the oxidizing agent B is executed. The pH condition in the decomposition reaction is 3 to 6, preferably 4 to 6, as described in the method for measuring the urea concentration in the embodiment. Conditions such as reaction temperature and reaction time can be the same as described in the method for measuring urea concentration in the embodiment.

反応槽3の材質は、pH3〜6の範囲で、酸化剤Bの作用によりアンモニアを溶出しない材質であれば、特に制限されない。該材質として、例えば、ポリ塩化ビニル(PVC)等の汎用プラスチックが挙げられる The material of the reaction tank 3 is not particularly limited as long as it is a material in the range of pH 3 to 6 and does not elute ammonia by the action of the oxidizing agent B. Examples of the material include general-purpose plastics such as polyvinyl chloride (PVC).

測定装置50Aは、反応槽3で得られた分解液を反応槽3から逆浸透膜装置5に供給するための分解液供給管23を有する。分解液供給管23には還元剤供給部4が配設されている。還元剤供給部4は、還元剤貯留部14と、還元剤貯留部14と分解液供給管23を接続する還元剤供給管24を有し、図示されない計量ポンプにより還元剤貯留部14から分解液供給管23に供給する還元剤の量が調整できる機構である。 The measuring device 50A has a decomposition liquid supply pipe 23 for supplying the decomposition liquid obtained in the reaction tank 3 from the reaction tank 3 to the reverse osmosis membrane device 5. A reducing agent supply unit 4 is provided in the decomposition liquid supply pipe 23. The reducing agent supply unit 4 has a reducing agent storage unit 14, a reducing agent supply pipe 24 that connects the reducing agent storage unit 14 and the decomposition liquid supply pipe 23, and a decomposition liquid from the reducing agent storage unit 14 by a measuring pump (not shown). It is a mechanism that can adjust the amount of the reducing agent supplied to the supply pipe 23.

分解液供給管23には、逆浸透膜装置5に供給される分解液の供給圧を調整するポンプ7が設けられている。分解液の供給圧が、上に説明した逆浸透膜装置の運転圧力に相当する。逆浸透膜装置5としては、実施形態の尿素濃度の測定方法で説明したのと同様の逆浸透膜装置が使用できる。 The decomposition liquid supply pipe 23 is provided with a pump 7 for adjusting the supply pressure of the decomposition liquid supplied to the reverse osmosis membrane device 5. The supply pressure of the decomposition liquid corresponds to the operating pressure of the reverse osmosis membrane device described above. As the reverse osmosis membrane device 5, the same reverse osmosis membrane device as described in the method for measuring the urea concentration of the embodiment can be used.

逆浸透膜装置5には、逆浸透膜を透過した透過水を排出する透過水排出管26と、逆浸透膜を透過しない塩類やイオン、特にはNH が濃縮された濃縮液を排出する第1の濃縮液排出管25aが接続している。逆浸透膜装置5の透過水は透過水排出管26を介して測定装置50Aから排出される。第1の濃縮液排出管25aは途中で2つに分岐し一方が第2の濃縮液排出管25bとして測定部6に接続されている。もう一方は、第3の濃縮液排出管25cであり、分解液供給管23に接続されている。第1の濃縮液排出管25aの分岐部には図示しない切り替えバルブが配設され、濃縮液の流れを第2の濃縮液排出管25b側とするか第3の濃縮液排出管25c側とするか調整できる機構である。 The reverse osmosis membrane device 5, a permeate discharge pipe 26 for discharging the permeate that has passed through the reverse osmosis membrane, salts and ions which does not transmit a reverse osmosis membrane, in particular for discharging concentrate NH 4 + enriched The first concentrated liquid discharge pipe 25a is connected. The permeated water of the reverse osmosis membrane device 5 is discharged from the measuring device 50A via the permeated water discharge pipe 26. The first concentrated liquid discharge pipe 25a is branched into two in the middle, and one of them is connected to the measuring unit 6 as a second concentrated liquid discharge pipe 25b. The other is a third concentrated liquid discharge pipe 25c, which is connected to the decomposition liquid supply pipe 23. A switching valve (not shown) is provided at the branch portion of the first concentrated liquid discharge pipe 25a, and the flow of the concentrated liquid is set to the second concentrated liquid discharge pipe 25b side or the third concentrated liquid discharge pipe 25c side. It is a mechanism that can be adjusted.

逆浸透膜装置5から排出される濃縮液は、該濃縮液が測定部6においてNH 濃度が測定できる程度に濃縮されている場合、例えば、NH 濃度が0.05質量ppm以上である場合は、第2の濃縮液排出管25b側に排出され、測定部6に移送される。そして、測定部6において、実施形態の尿素濃度の測定方法で説明したのと同様の方法で、濃縮液中のNH 濃度が測定され、上記試料水中の尿素濃度が算出される。測定部6で尿素濃度が測定された後の濃縮液は濃縮液排出管27を介して測定部6から排出される。 When the concentrated solution discharged from the reverse osmosis membrane device 5 is concentrated to such an extent that the NH 4 + concentration can be measured in the measuring unit 6, for example, when the NH 4 + concentration is 0.05 mass ppm or more. If there is, it is discharged to the second concentrated liquid discharge pipe 25b side and transferred to the measuring unit 6. Then, the measuring unit 6, in a manner similar to that described in the method of measuring urea concentration embodiments, NH 4 + concentration in the concentrate is measured, urea concentration of the sample water is calculated. After the urea concentration is measured by the measuring unit 6, the concentrated liquid is discharged from the measuring unit 6 via the concentrated liquid discharge pipe 27.

一方、逆浸透膜装置5から排出される濃縮液は、該濃縮液が測定部6においてNH 濃度が測定できる程度に十分に濃縮されていない場合、例えば、NH 濃度が0.05質量ppm未満である場合は、第3の濃縮液排出管25c側に排出され、再度、逆浸透膜装置5に供給され、得られる濃縮液が測定部6においてNH 濃度が測定できる程度に濃縮されるまで濃縮が繰り返される。 On the other hand, when the concentrated solution discharged from the reverse osmosis membrane device 5 is not sufficiently concentrated so that the NH 4 + concentration can be measured in the measuring unit 6, for example, the NH 4 + concentration is 0.05. If the mass is less than ppm, it is discharged to the third concentrated liquid discharge pipe 25c side and supplied to the reverse osmosis membrane device 5 again, and the obtained concentrated liquid is measured by the measuring unit 6 to the extent that the NH 4 + concentration can be measured. Concentration is repeated until it is concentrated.

図3に示す尿素濃度の測定装置50Bは、酸化剤供給部1と、反応槽3と、pH調整部2と、還元剤供給部4と、逆浸透膜装置5と、測定部6を有する。測定装置50Bにおいては、測定装置50Aと同様にして、試料水供給部10から試料水供給管20を介して反応槽3に、酸化剤Bが添加されpHが所定の範囲に調整された試料水が反応液として供給される。測定装置50Bでは、還元剤供給部4は、反応槽3に接続されている。 The urea concentration measuring device 50B shown in FIG. 3 includes an oxidizing agent supply unit 1, a reaction tank 3, a pH adjusting unit 2, a reducing agent supply unit 4, a reverse osmosis membrane device 5, and a measuring unit 6. In the measuring device 50B, in the same manner as the measuring device 50A, the sample water whose pH is adjusted to a predetermined range by adding the oxidizing agent B to the reaction tank 3 from the sample water supply unit 10 via the sample water supply pipe 20. Is supplied as a reaction solution. In the measuring device 50B, the reducing agent supply unit 4 is connected to the reaction tank 3.

なお、尿素濃度の測定装置50Bにおいて、酸化剤供給部1とpH調整部2は反応槽3に接続される構成でもよい。その場合、試料水供給部10から試料水供給管20を介して反応槽3に供給される液体は試料水である。すなわち、尿素濃度の測定装置50Bは、反応槽3に、試料水と酸化剤BとpH調整剤が別々に供給される機構であってもよい。試料水と酸化剤BとpH調整剤が反応槽3に供給され、反応槽3中で反応液が調製されてもよい。 In the urea concentration measuring device 50B, the oxidizing agent supply unit 1 and the pH adjusting unit 2 may be connected to the reaction tank 3. In that case, the liquid supplied from the sample water supply unit 10 to the reaction tank 3 via the sample water supply pipe 20 is the sample water. That is, the urea concentration measuring device 50B may be a mechanism in which the sample water, the oxidizing agent B, and the pH adjusting agent are separately supplied to the reaction tank 3. The sample water, the oxidizing agent B, and the pH adjuster may be supplied to the reaction vessel 3 to prepare a reaction solution in the reaction vessel 3.

反応槽3には反応槽3から分解液を排出する第1の分解液供給管23aが接続している。第1の分解液供給管23aにはポンプ7が配設され、さらに途中で2つに分岐し一方が第2の分解液供給管23bとして反応槽3の別の箇所に接続されている。もう一方は、第3の分解液供給管23cであり、逆浸透膜装置5に接続されている。第1の分解液供給管23aの分岐部には切り替えバルブ31が配設され、分解液の流れを第2の分解液供給管23b側とするか第3の分解液供給管23c側とするか調整できる機構である。 A first decomposition liquid supply pipe 23a for discharging the decomposition liquid from the reaction tank 3 is connected to the reaction tank 3. A pump 7 is arranged in the first decomposition liquid supply pipe 23a, and is further branched into two in the middle, and one of them is connected to another part of the reaction tank 3 as a second decomposition liquid supply pipe 23b. The other is a third decomposition liquid supply pipe 23c, which is connected to the reverse osmosis membrane device 5. A switching valve 31 is arranged at the branch portion of the first decomposition liquid supply pipe 23a, and whether the flow of the decomposition liquid is on the side of the second decomposition liquid supply pipe 23b or on the side of the third decomposition liquid supply pipe 23c. It is a mechanism that can be adjusted.

図3(a)は、切り替えバルブ31により分解液が第2の分解液供給管23b側に流れるように設定されることで、測定装置50Bが尿素分解工程S1を実行している状態を示す図である。図3(b)は、切り替えバルブ31により分解液が第3の分解液供給管23c側に流れるように設定されることで、測定装置50BがNH 濃縮工程S2および尿素濃度測定工程S3を実行している状態を示す図である。 FIG. 3A is a diagram showing a state in which the measuring device 50B is executing the urea decomposition step S1 by setting the decomposition liquid to flow to the second decomposition liquid supply pipe 23b side by the switching valve 31. Is. FIG. 3B shows that the measuring device 50B performs the NH 4 + concentration step S2 and the urea concentration measurement step S3 by setting the decomposition liquid to flow to the third decomposition liquid supply pipe 23c side by the switching valve 31. It is a figure which shows the execution state.

図3(a)に示す状態に先だって、所定の量の反応液を反応槽3に供給する工程が実行される。その後、ポンプ7を稼働することで、測定装置50Bは、図3(a)に示す状態となり、反応槽3中の反応液が第1の分解液供給管23aおよび第2の分解液供給管23bを介して循環される。ポンプ7は反応液を撹拌すると同時にポンプが稼働することで発生する熱により反応液を加熱する役割を果たす。この状態で、所定の反応時間、尿素分解工程S1を実行して分解液を得る。 Prior to the state shown in FIG. 3A, a step of supplying a predetermined amount of the reaction solution to the reaction vessel 3 is executed. After that, by operating the pump 7, the measuring device 50B is in the state shown in FIG. 3A, and the reaction liquid in the reaction tank 3 is the first decomposition liquid supply pipe 23a and the second decomposition liquid supply pipe 23b. It is circulated through. The pump 7 plays a role of heating the reaction solution by the heat generated by the operation of the pump at the same time as stirring the reaction solution. In this state, the urea decomposition step S1 is executed for a predetermined reaction time to obtain a decomposition liquid.

次いで、例えば、尿素が全て分解されたことを確認後、得られた分解液に還元剤供給部4から還元剤が供給され、その後、切り替えバルブ31が切り替えられて、測定装置50Bは図3(b)に示す状態となる。図3(b)に示す状態では、分解液が、分解槽3から第1の分解液供給管23aおよび第3の分解液供給管23cを介して、かつポンプ7により供給圧を調整されながら、逆浸透膜装置5に供給される。逆浸透膜装置5の透過水は透過水排出管26を介して測定装置50Bから排出され、濃縮液は濃縮液排出管25を介して反応槽3に供給される。 Then, for example, after confirming that all the urea has been decomposed, the reducing agent is supplied from the reducing agent supply unit 4 to the obtained decomposition liquid, and then the switching valve 31 is switched, and the measuring device 50B is shown in FIG. The state shown in b) is obtained. In the state shown in FIG. 3B, the decomposition liquid is supplied from the decomposition tank 3 through the first decomposition liquid supply pipe 23a and the third decomposition liquid supply pipe 23c, and the supply pressure is adjusted by the pump 7. It is supplied to the reverse osmosis membrane device 5. The permeated water of the reverse osmosis membrane device 5 is discharged from the measuring device 50B via the permeated water discharge pipe 26, and the concentrated liquid is supplied to the reaction tank 3 via the concentrated liquid discharge pipe 25.

反応槽3は測定部6と接続され、反応槽3が収容する液体のNH 濃度の測定が可能な設計である。上記において、逆浸透膜装置5から排出された濃縮液が反応槽3に収容される。 The reaction tank 3 is connected to the measuring unit 6 and is designed so that the NH 4 + concentration of the liquid contained in the reaction tank 3 can be measured. In the above, the concentrated liquid discharged from the reverse osmosis membrane device 5 is housed in the reaction tank 3.

逆浸透膜装置5から排出される濃縮液は、該濃縮液が測定部6においてNH 濃度が測定できる程度に十分に濃縮されていない場合、例えば、NH 濃度が0.05質量ppm未満である場合は、再度、逆浸透膜装置5に供給され、得られる濃縮液が測定部6においてNH 濃度が測定できる程度に濃縮されるまで濃縮が繰り返される。 When the concentrated solution discharged from the reverse osmosis membrane device 5 is not sufficiently concentrated so that the NH 4 + concentration can be measured in the measuring unit 6, for example, the NH 4 + concentration is 0.05 mass ppm. If it is less than, it is supplied to the reverse osmosis membrane device 5 again, and the concentration is repeated until the obtained concentrate is concentrated to such an extent that the NH 4 + concentration can be measured in the measuring unit 6.

一方、該濃縮液が測定部6においてNH 濃度が測定できる程度に濃縮されている場合、例えば、NH 濃度が0.05質量ppm以上である場合は、測定部6において、実施形態の尿素濃度の測定方法で説明したのと同様の方法で、濃縮液中のNH 濃度が測定され、上記試料水中の尿素濃度が算出される。反応槽3は濃縮液排出管27と接続されている。測定部6で尿素濃度が測定された後の濃縮液は、濃縮液排出管27を介して反応槽3から全て排出され、1回の尿素濃度測定が終了する。 On the other hand, if the concentrate is NH 4 + concentration is concentrated to an extent that can be measured in the measurement unit 6, for example, if NH 4 + concentration is more than 0.05 mass ppm, in the measuring section 6, the embodiment in the urea concentration the same method as described in the measurement method, NH 4 + concentration in the concentrate is measured, urea concentration of the sample water is calculated. The reaction tank 3 is connected to the concentrate discharge pipe 27. After the urea concentration has been measured by the measuring unit 6, all the concentrated liquid is discharged from the reaction tank 3 via the concentrated liquid discharge pipe 27, and one urea concentration measurement is completed.

次のバッチの尿素濃度測定を行うには、まず、所定の量の反応液を反応槽3に供給する工程が実行される。次いで上記同様の図3(a)および図3(b)で説明した操作を行うことで次のバッチの尿素濃度測定が終了する。このようにして、バッチ式の尿素濃度の測定装置50Bを用いれば、必要な時だけ、断続的に試料水中の尿素濃度が測定できる。 In order to measure the urea concentration of the next batch, first, a step of supplying a predetermined amount of the reaction solution to the reaction vessel 3 is executed. Then, by performing the same operations described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b) above, the urea concentration measurement of the next batch is completed. In this way, by using the batch type urea concentration measuring device 50B, the urea concentration in the sample water can be measured intermittently only when necessary.

上記連続式の尿素濃度の測定装置50Aによれば、例えば、純水製造装置において、常時、尿素濃度のモニタリングが必要な場合に好適に用いられる。純水製造装置において、尿素濃度のモニタリングが断続的でよい場合、上記バッチ式の尿素濃度の測定装置50Bにより、経済的に優位な尿素濃度の測定が行える。 According to the continuous type urea concentration measuring device 50A, for example, it is preferably used in a pure water production device when it is necessary to constantly monitor the urea concentration. When the urea concentration monitoring may be intermittent in the pure water production apparatus, the batch type urea concentration measuring apparatus 50B can measure the urea concentration which is economically advantageous.

[純水製造装置]
実施形態の純水製造装置は、原水を一次純水システムおよび二次純水システムで処理して純水を製造する純水製造装置であって、上記実施形態の尿素濃度の測定装置を備える。図4は、尿素濃度の測定装置50Aを備える、純水製造装置の一例を概略的に表すブロック図である。
[Pure water production equipment]
The pure water production apparatus of the embodiment is a pure water production apparatus for producing pure water by treating raw water with a primary pure water system and a secondary pure water system, and includes the urea concentration measuring apparatus of the above embodiment. FIG. 4 is a block diagram schematically showing an example of a pure water production apparatus including a urea concentration measuring apparatus 50A.

図4に示す純水製造装置100は、原水を一次純水システム101および二次純水システム102の順で処理して純水を製造し、得られた純水をユースポイント(POU)に供給する純水製造装置であり、一次純水システム101は、尿素分解装置110を有するとともに、尿素分解装置110の前に尿素濃度の測定装置50Aを備える。 The pure water production apparatus 100 shown in FIG. 4 processes raw water in the order of the primary pure water system 101 and the secondary pure water system 102 to produce pure water, and supplies the obtained pure water to the use point (POU). The primary pure water system 101 includes a urea decomposition device 110 and a urea concentration measuring device 50A in front of the urea decomposition device 110.

一次純水システム101は、通常、尿素分解装置110以外に、原水から不純物を除去する各種水処理装置、例えば、紫外線酸化装置、電気式脱イオン装置、脱気膜装置、イオン交換装置を有する。尿素分解装置110を含む各種水処理装置は一次純水システム101内に、例えば、被処理水配管120を介して直列に接続される。一次純水システム101に供給された原水は、被処理水配管120を介して一次純水システム101内を流通され、尿素分解装置110を含む各種処理装置で順次処理される。 The primary pure water system 101 usually includes various water treatment devices for removing impurities from raw water, for example, an ultraviolet oxidizing device, an electric deionizing device, a degassing film device, and an ion exchange device, in addition to the urea decomposition device 110. Various water treatment devices including the urea decomposition device 110 are connected in series in the primary pure water system 101 via, for example, a water pipe 120 to be treated. The raw water supplied to the primary pure water system 101 is circulated in the primary pure water system 101 via the water to be treated pipe 120, and is sequentially treated by various treatment devices including the urea decomposition device 110.

図4では、尿素分解装置110以外の水処理装置の記載を省略して一点鎖線で各種水処理装置が直列に接続される状態を示した。一次純水システム101では、尿素濃度の測定装置50Aは、試料水供給管20によって被処理水配管120に、被処理水配管120から分岐した形に接続される。一次純水システム101において、尿素濃度の測定装置50Aへの試料水供給部10は、試料水供給管20が接続された被処理水配管120における分岐部である。 In FIG. 4, the description of the water treatment device other than the urea decomposition device 110 is omitted, and a state in which various water treatment devices are connected in series by a single point chain wire is shown. In the primary pure water system 101, the urea concentration measuring device 50A is connected to the water to be treated pipe 120 by the sample water supply pipe 20 in a form branched from the water to be treated pipe 120. In the primary pure water system 101, the sample water supply unit 10 to the urea concentration measuring device 50A is a branch portion in the water to be treated pipe 120 to which the sample water supply pipe 20 is connected.

尿素濃度の測定装置50Aから透過水排出管26を介して排出される逆浸透膜装置5の透過水および濃縮液排出管27を介して排出される尿素濃度測定後の濃縮液は一次純水システム101の外に排出される。測定装置50Aから尿素分解装置110に向かう点線は尿素濃度測定結果のデータの流れを示す。尿素分解装置110においては、測定装置50Aから送られた尿素濃度測定結果に基づいて設定変更が行われる。 The permeated water of the reverse osmosis membrane device 5 discharged from the urea concentration measuring device 50A via the permeated water discharge pipe 26 and the concentrated liquid discharged through the concentrated liquid discharge pipe 27 are the primary pure water system after the urea concentration is measured. It is discharged to the outside of 101. The dotted line from the measuring device 50A to the urea decomposition device 110 indicates the flow of data of the urea concentration measurement result. In the urea decomposition device 110, the setting is changed based on the urea concentration measurement result sent from the measuring device 50A.

尿素分解装置110としては、例えば、上記特許文献1に記載された尿素分解装置が使用可能である。尿素分解装置110は、被処理水配管120を介して供給される被処理水にアルカリ剤を供給して被処理水のpHを9以上に調節するアルカリ剤供給装置と、被処理水に次亜臭素酸および/またはその塩を添加する次亜臭素酸供給装置と尿素分解槽を備える。尿素分解装置110では、上記反応式(2)の分解反応により被処理水中の尿素が完全にNにまで分解される設定である。 As the urea decomposition device 110, for example, the urea decomposition device described in Patent Document 1 can be used. The urea decomposition device 110 supplies an alkaline agent to the water to be treated via the water pipe 120 to be treated to adjust the pH of the water to be treated to 9 or more, and a hypobromous acid to the water to be treated. It is equipped with a hypobromous acid supply device for adding bromic acid and / or a salt thereof and a urea decomposition tank. The urea decomposition apparatus 110 is set so that the urea in the water to be treated is completely decomposed to N 2 by the decomposition reaction of the reaction formula (2).

測定装置50Aから送られた尿素濃度測定結果は、次亜臭素酸供給装置における次亜臭素酸および/またはその塩の添加量を制御するのに使用される。それにより、次亜臭素酸および/またはその塩に係る経済的負担が軽減できる。 The urea concentration measurement result sent from the measuring device 50A is used to control the addition amount of hypobromous acid and / or a salt thereof in the hypobromous acid supply device. Thereby, the economic burden on hypobromous acid and / or a salt thereof can be reduced.

図4に示す純水製造装置は、一例であって、本発明の純水製造装置が上記に限定されるものではない。尿素濃度の測定装置50Aの代わりに尿素濃度の測定装置50Bを用いてもよく、尿素分解装置とともに用いなくてもよい。さらに、純水製造装置における尿素濃度の測定装置の設定箇所も限定されない。すなわち、純水製造装置のいずれの箇所の水を試料水として尿素濃度の測定が行われてもよい。本発明の純水製造装置は、本発明の尿素濃度の測定装置を用いることで、尿素濃度が十分に管理された純水が製造可能な純水製造装置である。 The pure water production apparatus shown in FIG. 4 is an example, and the pure water production apparatus of the present invention is not limited to the above. The urea concentration measuring device 50B may be used instead of the urea concentration measuring device 50A, or may not be used together with the urea decomposition device. Further, the setting location of the urea concentration measuring device in the pure water production device is not limited. That is, the urea concentration may be measured using water from any part of the pure water production apparatus as sample water. The pure water production apparatus of the present invention is a pure water production apparatus capable of producing pure water in which the urea concentration is sufficiently controlled by using the urea concentration measuring apparatus of the present invention.

次に実施例について説明する。本発明は以下の実施例に限定されない。図2に示す尿素濃度の測定装置50Aと同様の測定装置を用いて、試料水中の尿素濃度を測定した。例1、2が実施例であり、例3、4が比較例である。 Next, an embodiment will be described. The present invention is not limited to the following examples. The urea concentration in the sample water was measured using the same measuring device as the urea concentration measuring device 50A shown in FIG. Examples 1 and 2 are examples, and examples 3 and 4 are comparative examples.

(仕様)
反応槽3;PVC製、直径250mm、高さ2.5m、容量120L
逆浸透膜装置5;日東電工社製、ES20−D2、逆浸透膜材料は架橋全芳香族ポリアミド系材料
pH測定器;堀場アドバンスドテクノ社製、CP−200
NH 濃度測定器;堀場アドバンスドテクノ社製、HC−200NH、アンモニア態窒素濃度としての検出限界0.1質量ppm
pH調整剤;塩酸(HCl)の4質量%水溶液(以下、「HCl水溶液」)または水酸化ナトリウム(NaOH)4質量%水溶液(以下、「NaOH水溶液」)
酸化剤B;次亜塩素酸ナトリウムに臭化ナトリウムを反応式(3)のとおり反応させて調製した次亜臭素酸ナトリウム(NaBrO)の5質量%水溶液(以下、「NaBrO水溶液」)
還元剤;亜硫酸水素ナトリウム(NaHSO)の10質量%水溶液(以下、「NaHSO水溶液」)
(specification)
Reaction tank 3; made of PVC, diameter 250 mm, height 2.5 m, capacity 120 L
Reverse osmosis membrane device 5; Nitto Denko, ES20-D2, reverse osmosis membrane material is a crosslinked total aromatic polyamide material pH measuring instrument; Horiba Advanced Techno Co., Ltd., CP-200
NH 4 + concentration measuring instrument; manufactured by Horiba Advanced Techno Co., Ltd., HC-200NH, detection limit of 0.1 mass ppm as ammonia nitrogen concentration
pH adjuster; 4% by mass aqueous solution of hydrochloric acid (HCl) (hereinafter, "HCl aqueous solution") or 4% by mass aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) (hereinafter, "NaOH aqueous solution")
Oxidizing agent B; 5% by mass aqueous solution of sodium hypobromite (NaBrO) prepared by reacting sodium hypochlorite with sodium bromide according to the reaction formula (3) (hereinafter, "NaBrO aqueous solution").
Reducing agent; 10% by mass aqueous solution of sodium bisulfite (NaHSO 3 ) (hereinafter, "NaHSO 3 aqueous solution")

[例1]
試料水として、純水に尿素濃度が0.3質量ppmとなるように尿素を溶解させた試料水1を調製した。試料水供給管20を介して反応槽3に試料水1を60L/hで通水した。pH調整部2において、試料水供給管20中の試料水1に対してHCl水溶液を、反応液におけるpHが5.3となる量添加した。なお、試料水供給管20が反応槽3に接続される直前の箇所で反応液のpHの測定を行いpHの値を確認した。
[Example 1]
As the sample water, sample water 1 in which urea was dissolved in pure water so that the urea concentration was 0.3 mass ppm was prepared. The sample water 1 was passed through the reaction vessel 3 via the sample water supply pipe 20 at 60 L / h. In the pH adjusting unit 2, an aqueous HCl solution was added to the sample water 1 in the sample water supply pipe 20 in an amount such that the pH in the reaction solution was 5.3. The pH of the reaction solution was measured immediately before the sample water supply pipe 20 was connected to the reaction vessel 3, and the pH value was confirmed.

次いで、酸化剤供給部2において、HCl水溶液添加後の試料水1に対して、得られる反応液中のNaBrO濃度が12質量ppmとなる量のNaBrO水溶液を添加した。このようにして反応槽3に供給された反応液を反応槽3に2時間滞留させ、尿素をアンモニアに分解して、アンモニウムイオン(NH )を含有する分解液とした(S1工程)。 Next, in the oxidizing agent supply unit 2, an amount of NaBrO aqueous solution having a NaBrO concentration of 12 mass ppm in the obtained reaction solution was added to the sample water 1 after addition of the HCl aqueous solution. The reaction solution supplied to the reaction vessel 3 in this manner was allowed to stay in the reaction vessel 3 for 2 hours, and urea was decomposed into ammonia to obtain a decomposition solution containing ammonium ions (NH 4 + ) (step S1).

次いで、得られた分解液に還元剤供給部4において、添加後の分解液中のNaHSO濃度が10質量ppmとなる量のNaHSO水溶液を添加した(S4工程)。なお、NaHSO水溶液の添加は分解液供給管23中の分解液に対して行われた。 Then, in the reducing agent supply unit 4 to the decomposition solution obtained, NaHSO 3 concentration of the decomposition solution after addition was added aqueous NaHSO 3 in an amount of 10 mass ppm (S4 step). The addition of the NaHSO 3 aqueous solution was performed on the decomposition liquid in the decomposition liquid supply pipe 23.

分解液供給管23を介してS4工程後の分解液を、ポンプ7を用いて逆浸透膜装置5に60L/hの供給量で供給圧5.5MPaで供給し、6L/hの排出量で分解液中のNH が濃縮された濃縮液を得た(S2工程)。逆浸透膜装置5における分解液の供給量と濃縮液の排出量の関係から、濃縮倍率は10倍と算出できる。 The decomposition liquid after the S4 step is supplied to the reverse osmosis membrane device 5 through the decomposition liquid supply pipe 23 at a supply amount of 60 L / h at a supply pressure of 5.5 MPa using a pump 7, and at a discharge amount of 6 L / h. NH 4 + is in decomposition solution to obtain a concentrate enriched (S2 step). The concentration ratio can be calculated to be 10 times from the relationship between the supply amount of the decomposition liquid and the discharge amount of the concentrate in the reverse osmosis membrane device 5.

得られた濃縮液のNH 濃度をNH 濃度測定器で測定した。得られたNH 濃度はアンモニア濃度に換算して、1.6質量ppmであった。この値を上記式(4)に挿入して求めた、試料水1中の尿素濃度は、0.28質量ppmであり、試料水1における尿素の仕込み濃度である、0.3質量ppmと略一致していた。なお、S4工程後の分解液のNH 濃度をNH 濃度測定器で測定した。得られたNH 濃度はアンモニア濃度に換算して、0.2質量ppmであった。 The NH 4 + concentration of the obtained concentrate was measured with an NH 4 + concentration measuring device. The resulting NH 4 + concentration in terms of the ammonia concentration was 1.6 mass ppm. The urea concentration in the sample water 1 obtained by inserting this value into the above formula (4) is 0.28 mass ppm, which is abbreviated as 0.3 mass ppm, which is the concentration of urea charged in the sample water 1. It was in agreement. The NH 4 + concentration of the decomposition solution after the S4 step was measured with an NH 4 + concentration measuring device. The resulting NH 4 + concentration in terms of the ammonia concentration was 0.2 mass ppm.

[例2]
純水に尿素濃度が0.05質量ppmとなるように尿素を溶解させた試料水2を調製した。試料水2に対して例1と同様の操作により得られた濃縮液のNH 濃度をNH 濃度測定器で測定した。得られたNH 濃度はアンモニア濃度に換算して、0.3質量ppmであった。この値を上記式(4)に挿入して求めた、試料水1中の尿素濃度は、0.05質量ppmであり、試料水2における尿素の仕込み濃度である、0.05質量ppmと一致していた。なお、S4工程後の分解液のNH 濃度をNH 濃度測定器で測定したところ、NH 濃度(アンモニア濃度)は検出限界未満であった。
[Example 2]
Sample water 2 in which urea was dissolved in pure water so that the urea concentration was 0.05 mass ppm was prepared. The NH 4 + concentration of the concentrated solution obtained by the same operation as in Example 1 with respect to the sample water 2 was measured with an NH 4 + concentration measuring device. The resulting NH 4 + concentration in terms of the ammonia concentration was 0.3 mass ppm. The urea concentration in the sample water 1 obtained by inserting this value into the above formula (4) is 0.05 mass ppm, which is the concentration of urea charged in the sample water 2, which is 0.05 mass ppm. I was doing it. When the NH 4 + concentration of the decomposition solution after the S4 step was measured with an NH 4 + concentration measuring device, the NH 4 + concentration (ammonia concentration) was below the detection limit.

[例3、4]
純水に尿素濃度が0.3質量ppmとなるように尿素を溶解させた試料水1を調製した。試料水1に対して、pH調整剤としてNaOH水溶液を用いて、反応液のpHが8(例3)、または10(例4)となるようにした以外は、例1と同様の操作により得られた濃縮液のNH 濃度をNH 濃度測定器で測定した。得られたNH 濃度はアンモニア濃度に換算して、例3においては0.1質量ppm、例4においては検出限界未満であった。この値を上記式(4)に挿入して求めた、試料水1中の尿素濃度は、例3において0.02質量ppmであり、例4において検出限界未満であり、試料水1における尿素の仕込み濃度である、0.3質量ppmと大きく異なっていた。なお、例3、例4において、S4工程後の分解液のNH 濃度をNH 濃度測定器で測定したところ、NH 濃度(アンモニア濃度)は検出限界未満であった。
[Examples 3 and 4]
Sample water 1 in which urea was dissolved in pure water so that the urea concentration was 0.3 mass ppm was prepared. Obtained by the same operation as in Example 1 except that the pH of the reaction solution was set to 8 (Example 3) or 10 (Example 4) by using an aqueous NaOH solution as a pH adjuster with respect to sample water 1. The NH 4 + concentration of the concentrated solution was measured with an NH 4 + concentration measuring device. The resulting NH 4 + concentration in terms of ammonia concentration, in the example 3 was less than the detection limit in 0.1 mass ppm, Example 4. The urea concentration in the sample water 1 obtained by inserting this value into the above formula (4) was 0.02 mass ppm in Example 3, was below the detection limit in Example 4, and was the urea concentration in the sample water 1. It was significantly different from the charged concentration of 0.3 mass ppm. In Examples 3 and 4, when the NH 4 + concentration of the decomposition solution after the S4 step was measured with an NH 4 + concentration measuring device, the NH 4 + concentration (ammonia concentration) was below the detection limit.

上記の結果を測定条件と共に表1に示す。

Figure 2021025970
The above results are shown in Table 1 together with the measurement conditions.
Figure 2021025970

50A、50B…尿素濃度の測定装置、1…酸化剤供給部、2…pH調整部、3…反応槽、4…還元剤供給部、5…逆浸透膜装置、6…測定部、10…試料水供給部、20…試料水供給管
100…純水製造装置、101…一次純水システム、102…二次純水システム、110…尿素分解装置、120…被処理水配管
50A, 50B ... Urea concentration measuring device, 1 ... Oxidizing agent supply unit, 2 ... pH adjusting unit, 3 ... Reaction tank, 4 ... Reducing agent supply unit, 5 ... Reverse osmosis membrane device, 6 ... Measuring unit, 10 ... Sample Water supply unit, 20 ... Sample water supply pipe 100 ... Pure water production equipment, 101 ... Primary pure water system, 102 ... Secondary pure water system, 110 ... Urea decomposition equipment, 120 ... Water pipe to be treated

Claims (12)

尿素と水を含む試料水中の尿素濃度を測定する方法であって、
前記試料水に次亜臭素酸および/またはその塩からなる酸化剤を添加し、pH3〜6の条件下、前記尿素をアンモニアに分解してアンモニウムイオンを含有する分解液を得る工程、
前記分解液を逆浸透膜装置に流通しアンモニウムイオンを濃縮して濃縮液を得る工程、および
前記濃縮液中のアンモニウムイオンの濃度を測定し、前記試料水中の尿素濃度を算出する工程、
を有する尿素濃度の測定方法。
It is a method of measuring the urea concentration in sample water containing urea and water.
A step of adding an oxidizing agent composed of hypobromous acid and / or a salt thereof to the sample water and decomposing the urea into ammonia under the conditions of pH 3 to 6 to obtain a decomposition solution containing ammonium ions.
A step of circulating the decomposition solution to a reverse osmosis membrane apparatus and concentrating ammonium ions to obtain a concentrated solution, and a step of measuring the concentration of ammonium ions in the concentrated solution and calculating the urea concentration in the sample water.
A method for measuring urea concentration.
前記分解液を得る工程において、前記pHの条件が4〜6である請求項1記載の測定方法。 The measuring method according to claim 1, wherein in the step of obtaining the decomposition liquid, the pH condition is 4 to 6. 前記試料水中の尿素濃度は、0.3質量ppm以下である請求項1または2記載の測定方法。 The measuring method according to claim 1 or 2, wherein the urea concentration in the sample water is 0.3 mass ppm or less. 前記酸化剤の添加量は、前記試料水中に尿素が0.3質量ppmの濃度で存在する場合の尿素の全量を分解できる量である請求項3に記載の測定方法。 The measuring method according to claim 3, wherein the amount of the oxidizing agent added is an amount capable of decomposing the entire amount of urea when urea is present in the sample water at a concentration of 0.3 mass ppm. 前記逆浸透膜装置における逆浸透膜がポリアミド系材料または三酢酸セルロース系材料からなる請求項1〜4のいずれか1項記載の測定方法。 The measuring method according to any one of claims 1 to 4, wherein the reverse osmosis membrane in the reverse osmosis membrane apparatus is made of a polyamide-based material or a cellulose triacetate-based material. 前記濃縮液を得る工程の前に、前記分解液に還元剤を添加する工程を有する請求項1〜5のいずれか1項記載の測定方法。 The measuring method according to any one of claims 1 to 5, further comprising a step of adding a reducing agent to the decomposition liquid before the step of obtaining the concentrated liquid. 前記濃縮液中のアンモニウムイオンの濃度の測定を、イオン選択性電極法で行う請求項1〜6のいずれか1項記載の測定方法。 The measuring method according to any one of claims 1 to 6, wherein the concentration of ammonium ions in the concentrated solution is measured by an ion-selective electrode method. 前記濃縮液中のアンモニウムイオンの濃度を0.05質量ppm以上となるように濃縮する請求項1〜7のいずれか1項記載の測定方法。 The measuring method according to any one of claims 1 to 7, wherein the concentration of ammonium ions in the concentrated solution is concentrated to be 0.05 mass ppm or more. 尿素と水を含む試料水中の尿素濃度を測定する装置であって、
前記試料水に次亜臭素酸および/またはその塩からなる酸化剤を供給する酸化剤供給部と、
前記試料水中の前記尿素を前記酸化剤と反応させてアンモニアに分解することで、前記試料水をアンモニウムイオンを含有する分解液にする反応槽と、
前記反応がpH3〜6の条件下で行われるように前記試料水のpHを調整するpH調整部と、
前記分解液が供給され、前記供給された分解液中のアンモニウムイオンを濃縮して濃縮液として排出する逆浸透膜装置と、
前記濃縮液中のアンモニウムイオンの濃度を測定し、前記試料水中の尿素濃度を算出する測定部と
を有する尿素濃度の測定装置。
A device that measures the urea concentration in sample water containing urea and water.
An oxidant supply unit that supplies an oxidant composed of hypobromous acid and / or a salt thereof to the sample water,
A reaction tank that turns the sample water into a decomposition solution containing ammonium ions by reacting the urea in the sample water with the oxidizing agent and decomposing it into ammonia.
A pH adjusting unit that adjusts the pH of the sample water so that the reaction is carried out under the conditions of pH 3 to 6.
A reverse osmosis membrane device to which the decomposition liquid is supplied and which concentrates ammonium ions in the supplied decomposition liquid and discharges them as a concentrated liquid.
A urea concentration measuring device having a measuring unit for measuring the concentration of ammonium ions in the concentrated solution and calculating the urea concentration in the sample water.
前記逆浸透膜装置に供給される前記分解液に還元剤を供給する還元剤供給部をさらに有する請求項9記載の測定装置。 The measuring device according to claim 9, further comprising a reducing agent supply unit that supplies a reducing agent to the decomposition liquid supplied to the reverse osmosis membrane device. 原水を一次純水システムおよび二次純水システムで処理して純水を製造する純水製造装置であって、請求項9または10記載の尿素濃度の測定装置を備える純水製造装置。 A pure water production apparatus for producing pure water by treating raw water with a primary pure water system and a secondary pure water system, the pure water production apparatus including the urea concentration measuring apparatus according to claim 9 or 10. 前記一次純水システムまたは前記二次純水システムが尿素分解装置を有し、前記尿素分解装置の前および/または後に前記尿素濃度の測定装置を備える請求項11記載の純水製造装置。 The pure water production apparatus according to claim 11, wherein the primary pure water system or the secondary pure water system has a urea decomposition apparatus, and the urea concentration measuring apparatus is provided before and / or after the urea decomposition apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023171235A1 (en) * 2022-03-11 2023-09-14 オルガノ株式会社 Method and apparatus for producing urea-free water, and method and apparatus for analyzing urea

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