JP2023014360A - フミン物質の回収方法及び回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 作業の効率化と定量化を両立可能とするフミン物質の回収方法及び回収装置の提供。【解決手段】 本発明は、樹脂を内封したカラムを用いて、湖沼や河川等から取得した混合水からフミン物質を分画して回収するフミン物質の回収方法及び回収装置である。本発明の回収装置は、カラムユニットに接続するカラム配管に流れる供給物質の流れ方向を切り替える流路切替ユニットを備え、本発明の回収方法においては、カラムの一方側から他方側に向けて混合水と酸性溶液との混合物を通して非吸着物質を得る第１通水工程と、この第１通水工程の後に、上記カラムの他方側から一方側に向けてアルカリ性溶液を通すことにより、フミン物質を得る第２通水工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、湖沼や河川等から取得した混合水を分画する方法及び装置であって、特に、湖水や河川水等からフミン物質を分画して回収するフミン物質の回収方法及びその回収装置に関する。

一部の湖沼や河川等において、近年、生活排水等の改善対策等が行われているにも関わらず、水中の有機物の指標である化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が増加する傾向が観察されている。この原因の１つとして、湖水や河川水等に何らかの溶存有機物が蓄積していることによる水質汚濁現象が挙げられている。

このような溶存有機物は、フミン物質、疎水性中性物質、塩基物質、親水性酸、親水性中性物質の５つに大別される。この中でもフミン物質は、土壌系フミンと水系フミンとに分類される。このうち、水系フミンは、疎水性の有機酸（フミン酸及びフルボ酸）からなり、難分解性であって、溶存有機物の大部分（約３０～８０％）を占めると言われているため、環境汚染の一因となっている。

これらのフミン物質は、浄水処理において添加される塩素と反応するためトリハロメタン等の消毒副生成物の前駆物質としても知られている。このため、汚泥を含む湖水や河川水等からフミン物質を分離回収することが求められている。

このようなフミン物質を分離回収する手法として、例えば、特許文献１には、水系の底部から得られた泥と水ガラス（珪酸ナトリウム）とを混合した後、所定の温度で焼成することにより固化し、この固化物を水に浸漬させることにより、フミン物質を水に移行させてフミン物質の溶解液を生成するフミン物質の分離回収方法が開示されている。この手法によれば、簡便な作業で水中のフミン物質を有効利用できるとされている。

特開２００６－３０６７３３号公報

上記特許文献１に記載されたフミン物質の分離回収方法は、フミン物質をいったん水ガラスと一体固化させた後に、フミン物質を水中に浸み出させることにより、泥中からフミン物質を選択的に分離回収することはできるものの、サンプルとなる泥中に含まれるフミン物質のうち、どの程度を分離回収できているのか不明であるため、湖や河川等の水質調査等を行う際に定量的な評価が難しい。また、フミン物質を分離回収するために焼成工程と浸漬工程を行う必要があるため、それぞれの工程において人手が介在するのが避けられず、作業の効率化が難しいという問題があった。

そこで、本発明の目的は、作業の効率化と定量化を両立可能とするフミン物質の回収方法及び回収装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明による、樹脂を内封したカラムを用いて、湖沼や河川等から取得した混合水からフミン物質を分画して回収するフミン物質の回収方法は、前記カラムの一方側から他方側に向けて前記混合水と酸性溶液との混合物を通して非吸着物質を得る第１通水工程と、前記第１通水工程の後に、前記カラムの前記他方側から前記一方側に向けてアルカリ性溶液を通すことにより、フミン物質を得る第２通水工程と、を含むことを特徴とする。

かかる発明によれば、樹脂を内封したカラムを用いて、このカラムの一方側から他方側に向けて混合水を通して非吸着物質を得た後に、上記カラムの他方側から一方側に向けてアルカリ水溶液を通す動作を行うことにより、カラムを流れる供給物質の流れ方向を切り替えるだけでフミン物質の分離回収を行うことができるため、作業の効率化と定量化が両立可能となる。

上記した発明において、前記第２通水工程の後に、前記カラムに内封された前記樹脂を酸性溶液で洗浄する洗浄工程をさらに含んでもよい。かかる発明により、洗浄工程の後にそのまま上記第１通水工程以下を繰り返すことが可能となるため、さらに作業の効率化を図ることができるとともに、自動運転に対応することもできる。

一方、本発明による、樹脂を内封したカラムを用いて、湖沼や河川等から取得した混合水からフミン物質を分画して回収するためのフミン物質の回収装置は、前記混合水を含む供給物質ごとの供給タンクを有する供給ユニットと、前記カラム及びこれを保持するカラムユニットと、前記カラムを通った物質を回収する回収タンクを有する回収ユニットと、前記カラムユニットに接続するカラム配管に流れる供給物質の流れ方向を切り替えるとともに、前記回収ユニットに向かう回収配管が接続された流路切替ユニットと、前記流路切替ユニットと前記回収ユニットとの間に設けられ、前記回収配管を流れる物質の回収先を切り替える回収先選択ユニットと、前記回収装置に含まれるすべてのユニットの動作を制御する制御ユニットと、備えることを特徴とする。

かかる発明によれば、樹脂を内封したカラムに対して、流路切換ユニットがカラム配管に流れる供給物質の流れ方向を切り替える機能を備えることにより、カラムを流れる供給物質の流れ方向を切り替えるだけでフミン物質の分離回収を行うことができるため、作業の効率化と定量化が両立可能となる。

上記した発明において、前記供給ユニットと前記流路切替ユニットとの間に、前記供給ユニットから供給される供給物質の供給流路を選択的に切り替える供給元選択ユニットを備えるように構成してもよい。かかる発明によれば、供給物質を流路切替ユニットに供給するためのポンプを共通化する（１つにする）ことが可能となるため、装置構成をより簡略化することができる。

さらに、上記した発明において、前記流路切替ユニットに接続される前記カラムユニットを複数並列に備えるように構成してもよい。かかる発明によれば、装置全体の分画能力を向上できるとともに、例えば１つのカラムユニットを使用中に別のカラムユニットの準備（段取り）を行うことも可能となる。

本発明の代表的な一例によるフミン物質の回収装置の概略を示す模式図である。 図１に示した供給ユニットの概要を示す側面図である。 図１に示した供給元選択ユニットの概要を示す部分平面図である。 図１に示した流路切替ユニットの概要を示す部分平面図である。 図１に示したカラムユニットの概要図であって、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は右側面図をそれぞれ示す。 図１に示した回収先選択ユニットの概要を示す部分平面図である。 本発明の代表的な一例によるフミン物質の回収方法における準備工程の動作を示す模式図である。 本発明の代表的な一例によるフミン物質の回収方法における第１通水工程の動作を示す模式図である。 本発明の代表的な一例によるフミン物質の回収方法における第１通水工程の動作を示す模式図である。 本発明の代表的な一例によるフミン物質の回収法における酸調整工程の動作を示す模式図である。 本発明の代表的な一例によるフミン物質の回収方法における第２通水工程の動作を示す模式図である。 本発明の代表的な一例によるフミン物質の回収方法における第２通水工程の動作を示す模式図である。 本発明の変形例によるフミン物質の回収方法における洗浄工程の動作を示す模式図である。 本発明の変形例によるフミン物質の回収方法における洗浄工程の動作を示す模式図である。

以下、本発明によるフミン物質の回収方法及びその回収装置の具体的な概要について図面を用いて説明する。なお、本明細書において、「湖沼や河川等から取得した混合水」とは、湖沼水や河川水だけでなく、上下水道等も含めた淡水全般を意味するものとする。

図１は、本発明の代表的な一例によるフミン物質の回収装置の概略を示す模式図である。図１に示すように、本発明の代表的な一例によるフミン物質の回収装置１００は、分画する対象物である湖沼や河川等から取得した混合水を含む供給物質ごとの供給タンクを有する供給ユニット１１０と、樹脂を内封したカラムＣを含むカラムユニット１５０と、カラムＣを通った通水後の物質を回収する回収タンクを有する回収ユニット１７０と、供給ユニット１１０から供給される供給物質の流路を選択する供給元選択ユニット１２０と、供給物質を供給タンクから吸引して後流に押し出し供給する送液ポンプ１３０と、送液ポンプ１３０から供給される供給物質を後述するカラムユニット１５０あるいは回収ユニット１７０に送るように流路を切り替える流路切替ユニット１４０と、流路切替ユニット１４０及び回収ユニット１７０の間に配置され上記通水後の物質の回収先を切り替える回収先選択ユニット１６０と、回収装置１００に含まれるすべてのユニットの動作を制御する制御ユニット１８０と、を備える。

図２は、図１に示した供給ユニット１１０の概要を示す側面図である。図２に示すように、供給ユニット１１０は、その一例として、供給ベース１１１と、測定対象物である湖沼や河川等から取得した混合水ＳＳを貯留する混合水タンク１１２と、例えば塩酸（ＨＣｌ）等の水溶液を所定の濃度でそれぞれ貯留する低濃度酸タンク１１３及び高濃度酸タンク１１４と、例えば水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等の水溶液を所定の濃度で貯留するアルカリタンク１１５と、を含む。

ここで、供給物質の一例として、混合水ＳＳは、湖沼や河川等から取得した水に含まれる大きなゴミ等を予めろ過して除去した上で、所定の酸を加えてｐＨが２となるように調整されたものを用いる。一方、低濃度酸タンク１１３及び高濃度酸タンク１１４に貯留されるＨＣｌ水溶液ＬＡ、ＨＡは、低濃度酸ＬＡが０，０１Ｍ、高濃度ＨＡが０．１Ｍ（なお、Ｍ＝ｍｏｌ／Ｌ）となるようにそれぞれ調整されており、アルカリタンク１１５に貯留されるアルカリ水溶液ＡＬは、０．１Ｍとなるように調整されたものを用いる。

また、混合水タンク１１２、低濃度酸タンク１１３、高濃度酸タンク１１４及びアルカリタンク１１５には、それぞれ後述する供給元選択ユニット１２０に接続される供給配管１１２ａ、１１３ａ、１１４ａ及び１１５ａが取り付けられており、送液ポンプ１３０からの吸引圧により吸引供給される。さらに、図２に示すように、混合水タンク１１２は、重量計１１６等の計量器上に載置されるのが好ましい。

ここで、重量計１１６には、例えば混合水タンク１１２の重量を測定し出力信号を制御ユニット１８０に送信する通信線１８１が接続されている。これにより、混合水ＳＳの供給量を重量により調整することができる（例えば、供給開始から所定量だけ減少したときに供給を停止する等の自動制御が可能となる）。

図３は、図１に示した供給元選択ユニット１２０の概要を示す部分平面図である。なお、図３においては、筐体の一部を切り取った切断面図として、供給元選択ユニット１２０の内部が見えるようにしてある。図３に示すように、供給元選択ユニット１２０は、その一例として、略中空箱状の筐体１２１と、該筐体１２１内部に設けられた供給配管切替機構１２２と、この供給配管切替機構１２２から後述する送液ポンプ１３０に接続される供給配管１２３が取り付けられており、筐体１２１には、制御ユニット１８０との間で信号のやり取りを行う通信線１８２が接続されている。

供給配管切替機構１２２は、上述した供給配管１１２ａ、１１３ａ、１１４ａ及び１１５ａと接続されており、その内部において、これらの供給配管１１２ａ～１１５ａと後流の供給配管１２３とを選択的に切り替える機能を有している。これにより、複数の供給タンク１１２～１１５と送液ポンプ１３０とを１対１対応させて接続させるため、送液ポンプ１３０を共通化する（１つにする）ことで装置構成をより簡略化することができるとともに、供給物質どうしが同時に混合して供給されることもない。

ここで、送液ポンプ１３０としては、その一例として、例えばダイヤフラムポンプやロータリーポンプ等が例示できるが、特にペリスタルティックチューブ式ポンプが好ましい。また、図１に示すように、送液ポンプ１３０には制御ユニット１８０からの出力指令等の信号を受ける通信線１８３が接続されている。

図４は、図１に示した流路切替ユニット１４０の概要を示す部分平面図である。なお、図４においても、図３の場合と同様に、筐体の一部を切り取った切断面図として、流路切替ユニット１４０の内部が見えるようにしてある。図４に示すように、流路切替ユニット１４０は、その一例として、略中空箱状の筐体１４１と、該筐体１４１内部に設けられた流路選択機構１４２、第１の流れ方向切替機構１４３及び第２の流れ方向切替機構１４４と、により構成されており、筐体１４１には、制御ユニット１８０との間で信号のやり取りを行う通信線１８４が接続されている。

流路選択機構１４２は、入側で送液ポンプ１３０からの送給管１３１と接続し、出側で第１の内部配管１４２ａ及び第２の内部配管１４２ｂと接続している。そして、流路選択機構１４２は、送給管１３１から送られてくる供給物質を第１の内部配管１４２ａあるいは１４２ｂのいずれか一方とのみ連通するように流路を切り替える機能を有する。

第１の流れ切替機構１４３は、入側で第１の内部配管１４２ａと接続し、出側で第１のカラム配管１４３ａ及び第１の回収配管１４３ｂと接続している。そして、第１の流れ切替機構１４３は、第１の内部配管１４２ａを流れる供給物質を第１のカラム配管１４３ａに送るように接続するか、あるいは第１のカラム配管１４３ａから流れてくるカラム通水後の物質を第１の回収配管１４３ｂに送るように接続するか、いずれかの流路となるように切り替える機能を有する。

同様に、第２の流れ切替機構１４４は、入側で第２の内部配管１４２ｂと接続し、出側で第２のカラム配管１４４ａ及び第２の回収配管１４４ｂと接続している。そして、第２の流れ切替機構１４４は、第２の内部配管１４２ｂを流れる供給物質を第２のカラム配管１４４ａに送るように接続するか、あるいは第２のカラム配管１４４ａから流れてくるカラム通水後の物質を第２の回収配管１４４ｂに送るように接続するか、いずれかの流路となるように切り替える機能を有する。

図５は、図１に示したカラムユニット１５０の概要図であって、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は右側面図をそれぞれ示す。図５に示すように、カラムユニット１５０は、その一例として、上下方向に延びる支持部材１５１と、支持部材１５１に設けられた一対の把持部材１５２と、この一対の把持部材１５２に把持されるカラムＣと、を含む。

本発明によるフミン物質の回収装置１００に適用されるカラムＣは、筒状のカラム本体Ｃ１と、当該カラム本体Ｃ１の両端を塞いで内部空間を形成する一対の蓋部材Ｃ２と、上記内部空間に収容される樹脂ＲＣと、により構成される。ここで、内封される樹脂ＲＣとして、アクリルとジビニルベンゼンとの共重合体でＭＲ構造（巨大網目構造）を有する非イオン性のＸＡＤ－８（又はＤＡＸ－８）樹脂が適用される。

一対の蓋部材Ｃ２のうちの一方には、上述の流路切替ユニット１４０からの第１のカラム配管１４３ａが接続され、蓋部材Ｃ２のうちの他方には、第２のカラム配管１４４ａが接続されている。したがって、ＸＡＤ－８（又はＤＡＸ－８）樹脂からなる樹脂ＲＣに、カラムＣの一方側から上述した混合水ＳＳを流した場合、樹脂ＲＣの一方側にフミン物質を含む疎水性物質が吸着される。

一対の把持部材１５２は、蝶番１５３を介して支持部材１５１に取り付けられており、軸１５３ａを中心に回動するように構成されている。ここで、把持部材１５２は、ラッチスライド式のクランプであるのが好ましい。これにより、様々な大きさ（太さ）のカラムＣに対応可能となる。

図４及び図５を併せて参照すると、本発明によるフミン物質の回収装置の大きな特徴の１つである流路選択ユニット１４０は、制御ユニット１８０からの指令に基づいて、例えば送給管１３１から送られてきた供給物質を、まず流路選択機構１４２で第１の内部配管１４２ａ又は第２の内部配管１４２ｂのいずれの方向に流すかを選択する。ここで、第１の内部配管１４２ａが選択された場合、第１の流れ切替機構１４３において第１の内部配管１４２ａと第１のカラム配管１４３ａとが連通され、かつ第１の回収配管１４３ｂが閉鎖される。これにより、第１の内部配管１４２ａを流れる供給物質は、第１のカラム配管１４３ａを通ってカラムＣに図５の図示上上側から供給される。

そして、カラムＣに送られた供給物質は、樹脂ＲＣを通過した後、第２のカラム配管１４４ａを通って第２の流れ切替機構１４４に流れ込む。このとき、第２の流れ切替機構１４４において第２のカラム配管１４４ａと第２の回収配管１４４ｂとが連通され、かつ第２の内部配管１４２ｂが閉鎖される。これにより、カラムＣを通った物質は第２の回収配管１４４ｂから回収先選択ユニット１６０に送られる。

一方、流路選択機構１４２で第２の内部配管１４２ｂが選択された場合、第２の流れ切替機構１４４において第２の内部配管１４２ｂと第２のカラム配管１４４ａとが連通され、かつ第２の回収配管１４４ｂが閉鎖される。これにより、第２の内部配管１４２ｂを流れる供給物質は、第２のカラム配管１４４ａを通ってカラムＣに図５の図示上で下側から供給される。

そして、カラムＣに送られた供給物質は、樹脂製フィルタＲＣを通過した後、第１のカラム配管１４３ａを通って第１の流れ切替機構１４３に流れ込む。このとき、第１の流れ切替機構１４３において第１のカラム配管１４３ａと第１の回収配管１４３ｂとが連通され、かつ第１の内部配管１４２ａが閉鎖される。これにより、カラムを通った物質は第１の回収配管１４３ｂから回収先選択ユニット１６０に送られる。

図６は、図１に示した回収先選択ユニット１６０の概要を示す部分平面図である。なお、図６においても、図３の場合と同様に、筐体の一部を切り取った切断面図として、回収先選択ユニット１６０の内部が見えるようにしてある。図６に示すように、回収先選択ユニット１６０は、その一例として、略中空箱状の筐体１６１と、該筐体１６１内部に設けられた合流機構１６２及び回収先選択機構１６３と、により構成されており、筐体１６１には、制御ユニット１８０との間で信号のやり取りを行う通信線１８５が接続されている。

合流機構１６２は、入側で流路選択ユニット１４０からの第１の回収配管１４３ｂ及び第２の回収配管１４４ｂと接続し、出側で合流配管１６２ａと接続している。そして、合流機構１６２は、制御ユニット１８０からの指令に基づいて、第１の回収配管１４３ｂ及び第２の回収配管１４４ｂのいずれか一方から供給物質あるいはカラムＣを通った物質が流れてきた際に、他方の配管への接続を閉じて逆流を防ぐ機能を有する。

回収先選択機構１６３は、入側で合流配管１６２ａと接続し、出側で酸回収管１６３ａ、アルカリ回収管１６３ｂ、非吸着物質回収管１６３ｃ、フミン物質回収管１６３ｄ及びドレン管１６３ｅとそれぞれ接続している。また、図１を併せて参照すると、酸回収管１６３ａ、アルカリ回収管１６３ｂ、非吸着物質回収管１６３ｃ、フミン物質回収管１６３ｄ及びドレン管１６３ｅは、酸回収タンク１７１、アルカリ回収タンク１７２、非吸着物質回収タンク１７３、フミン物質回収タンク１７４及びドレン回収タンク１７５とそれぞれ接続されている。

そして、回収先選択機構１６３は、制御ユニット１８０からの指令に基づいて、合流配管１６２ａから流れてくる物質を、酸回収管１６３ａ、アルカリ回収管１６３ｂ、非吸着物質回収管１６３ｃ、フミン物質回収管１６３ｄ及びドレン管１６３ｅのいずれか１つに流すように、回収先のタンクに接続する管を切り替える機能を有する。

ここで、少なくとも非吸着物質回収タンク１７３及びフミン物質回収タンク１７４には蓋が取り付けられており、この蓋には開閉自在のバルブを設けるのが好ましい。これにより、いわゆるデッドボリュームを抑制できるとともに、回収した物質に対する外部からの汚染を防止できる。

次に、図７～図１２を参照して、本発明の代表的な一例によるフミン物質の回収方法の具体的な動作を説明する。

図７は、本発明の代表的な一例によるフミン物質の回収方法における準備工程の動作を示す模式図である。まず、制御ユニット１８０は、本発明によるフミン物質の回収方法を実施するための準備として、供給元選択ユニット１２０において高濃度酸タンク１１４との連通を選択した状態で、送液ポンプ１３０を駆動して高濃度酸ＨＡを流路切替ユニット１４０に供給する（準備工程）。

この準備工程を実施する際に、制御ユニット１８０は、流路切替ユニット１４０での流路切替を繰り返し行うことにより、高濃度酸ＨＡが第１のカラム配管１４３ａ及び第２のカラム配管１４４ａと、カラムユニット１５０と、第１の回収配管１４３ｂ及び第２の回収配管１４４ｂと、のそれぞれに行き渡るように供給しておく。このとき、準備工程前に各流路内にどのような残存物質があったか不明であることが多いため、供給された高濃度酸ＨＡは、回収先選択ユニット１６０において、ドレン管１６３ｅを介してドレン回収タンク１７５に導かされる。これらの動作により、分画を実施する際に各種配管内に空気が残存するのを防止する。

図８及び図９は、本発明の代表的な一例によるフミン物質の回収方法における第１通水工程の動作を示す模式図である。次に、制御ユニット１８０は、図８に示すように、供給元選択ユニット１２０において混合水タンク１１２との連通を選択した状態で、送液ポンプ１３０を駆動して混合水ＳＳを流路切替ユニット１４０に供給する。

このとき、制御ユニット１８０は、流路切替ユニット１４０において、混合水ＳＳが第１のカラム配管１４３ａ（図４参照）からカラムＣに供給されるように流路を切り替えるとともに、回収先選択ユニット１６０において、ドレン回収タンク１７５を回収先に選択するように指令を発する。これにより、混合水タンク１１２から供給される混合水ＳＳが第１のカラム配管１４３ａを介してカラムＣの一方側（図５における上側）から通水され、準備工程で配管内に存在していた高濃度酸ＨＡが第２の回収配管１４４ｂから回収先選択ユニット１６０を経由してドレン回収タンク１７５に排出される。

続いて、図９に示すように、制御ユニット１８０は回収先選択ユニット１６０において、非吸着物質回収タンク１７３を回収先に選択するように指令を発するとともに、混合水ＳＳの供給を継続する（第１通水工程）。このとき、混合水ＳＳは、その一例として、１ｍｌ／ｍｉｎの供給速度で供給される。これにより、カラムＣを通った混合水ＳＳのうちの非吸着物質が非吸着物質回収タンク１７３に回収され、カラムＣの樹脂ＲＣには、混合水ＳＳのうちの疎水性物質が吸着される。

図１０は、本発明の代表的な一例によるフミン物質の回収方法における酸調整工程の動作を示す模式図である。次に、制御ユニット１８０は、供給元選択ユニット１２０において低濃度酸タンク１１３との連通を選択した状態で、送液ポンプ１３０を駆動して低濃度酸ＬＡを流路切替ユニット１４０に供給する。

このとき、制御ユニット１８０は、図８に示した場合と同様に、流路切替ユニット１４０において、低濃度酸ＬＡが第１のカラム配管１４３ａ（図５参照）からカラムＣに供給されるように流路を切り替えるとともに、回収先選択ユニット１６０において、ドレン回収タンク１７５を回収先に選択するように指令を発する。これにより、低濃度酸タンク１１３から供給される低濃度酸ＬＡが、第１のカラム配管１４３ａを介してカラムＣの一方側（図５における上側）から通水され、第１通水工程で配管内に存在していた混合水ＳＳが第２の回収配管１４４ｂから回収先選択ユニット１６０を経由してドレン回収タンク１７５に排出される（酸調整工程）。

図１１及び図１２は、本発明の代表的な一例によるフミン物質の分画方法における第２通水工程の動作を示す模式図である。次に、制御ユニット１８０は、図１１に示すように、供給元選択ユニット１２０においてアルカリタンク１１５との連通を選択した状態で、送液ポンプ１３０を駆動してアルカリ水溶液ＡＬを流路切替ユニット１４０に供給する。

このとき、制御ユニット１８０は、流路切替ユニット１４０において、アルカリ水溶液ＡＬが第２のカラム配管１４４ａ（図４参照）からカラムＣに供給されるように流路を切り替えるとともに、回収先選択ユニット１６０において、ドレン回収タンク１７５を回収先に選択するように指令を発する。これにより、アルカリタンク１１５から供給されるアルカリ水溶液ＡＬが第２のカラム配管１４４ａを介してカラムＣの他方側（図５における下側）から通水され、酸調整工程で配管及びカラムＣ内に存在していた低濃度酸ＬＡが第１の回収配管１４３ｂから回収先選択ユニット１６０を経由してドレン回収タンク１７５に排出される。

続いて、図１２に示すように、制御ユニット１８０は回収先選択ユニット１６０において、フミン物質回収タンク１７４を回収先に選択するように指令を発するとともに、アルカリ水溶液ＡＬの供給を継続する（第２通水工程）。このとき、アルカリ水溶液ＡＬは、その一例として、０．３ｍｌ／ｍｉｎの供給速度で供給される。これにより、樹脂ＲＣに吸着していた疎水性物質のうちのフミン物質が、カラムＣを逆向きに流れるアルカリ水溶液ＡＬとともに溶出されて、フミン物質回収タンク１７４に回収される。

かかる構成及び操作により、本発明によるフミン物質の回収方法及びその回収装置は、樹脂を内封したカラムに対して、流路切換ユニットがカラム配管に流れる供給物質の流れ方向を切り替える機能を備える流路切替ユニットにより、このカラムの一方側から他方側に向けて混合水を通して非吸着物質を得た後に、上記カラムの他方側から一方側に向けてアルカリ水溶液を通してフミン物質を得る動作を行うことで、カラムを流れる供給物質の流れ方向を切り替えるだけでフミン物質を分画して回収することができるため、作業の効率化と定量化が両立可能となる。

次に、図１３及び図１４を参照して、本発明の変形例によるフミン物質の分画方法の具体的な動作を説明する。

図１３及び図１４は、本発明の変形例によるフミン物質の分画方法における洗浄工程の動作を示す模式図である。本発明の変形例によるフミン物質の分画方法において、上述の図１１及び図１２で示した第２通水工程に引き続き、回収装置のカラムＣや各種配管内に残存した供給物質を除去するための洗浄工程を実施する。すなわち、制御ユニット１８０は、図１３に示すように、供給元選択ユニット１２０において高濃度酸タンク１１４との連通を選択した状態で、送液ポンプ１３０を駆動して高濃度酸ＨＡを流路切替ユニット１４０に供給する。

このとき、制御ユニット１８０は、流路切替ユニット１４０において、高濃度酸ＨＡが第１のカラム配管１４３ａからカラムＣに供給されるように流路を切り替えるとともに、その後、第２の回収配管１４４ｂから回収先選択ユニット１６０において、ドレン回収タンク１７５を回収先に選択するように指令を発する。これにより、高濃度酸タンク１１４から供給される高濃度酸ＨＡが第１のカラム配管１４３ａを介してカラムＣの一方側から通水され、第１のカラム配管１４３ａ及び第２の回収配管１４４ｂ内に存在していた供給物質（特にアルカリ水溶液ＡＬ）が回収先選択ユニット１６０を経由してドレン回収タンク１７５に排出される。

続いて、図１４に示すように、制御ユニット１８０は流路切替ユニットにおいて、高濃度酸ＨＡが第２のカラム配管１４４ａからカラムＣに供給され、その後、第１の回収配管１４３ｂから回収先選択ユニット１６０に流れるように流路を切り替えて、高濃度酸ＨＡの供給を継続するように指令を発する。これにより、高濃度酸タンク１１４から供給される高濃度酸ＨＡが第２のカラム配管１４４ａを介してカラムＣの他方側から通水され、第２のカラム配管１４４ａ及び第１の回収配管１４３ｂ内に存在していた供給物質が回収先選択ユニット１６０を経由してドレン回収タンク１７５に排出される。そして、この状態から図７に示す準備工程にそのまま移行すれば、本発明による回収方法を再度繰り返して実施することも可能となる。

かかる操作により、本発明の変形例によるフミン物質の回収方法によれば、洗浄工程の後にそのまま上記第１通水工程以下を繰り返すことが可能となるため、さらに作業の効率化を図ることができるとともに、自動運転に対応することも可能となる。

以上、本発明による実施例及びこれに基づく変形例を説明したが、本発明は必ずしもこれらの例に限定されるものではない。また、当業者であれば、本発明の主旨又は添付した特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な代替実施例及び改変例を見出すことができるであろう。

例えば、上記した具体例において、流路切替ユニット１４０に接続されるカラムユニット１５０を複数並列に備えるように構成してもよい。これにより、装置全体の分画能力を向上できるとともに、例えば１つのカラムユニットを使用中に別のカラムユニットの準備（段取り）を行うことも可能となる。

また、上記した具体例において、図７に示す準備工程を実施した後、高濃度酸ＨＡを、第１のカラム配管１４３ａを介してカラムＣの一方側（図５における上側）から通水し、第２の回収配管１４４ｂから回収先選択ユニット１６０を経由して酸回収タンク１７１に排出する「事前有機物測定処理」を実施するように構成してもよい。このとき、回収された高濃度酸ＨＡの成分を分析することにより、カラムＣに内封されていた樹脂ＲＣに予め付着していた有機物の成分や量を把握することが可能となる。

なお、上記の「事前有機物測定処理」と同様に、図１２に示す第２通水工程を実施した後、アルカリ水溶液ＡＬを、第１のカラム配管１４３ａを介してカラムＣの一方側（図５における上側）から通水し、第２の回収配管１４４ｂから回収先選択ユニット１６０を経由してアルカリ回収タンク１７２に排出する「事後有機物測定処理」を実施するように構成してもよい。このとき、回収されたアルカリ水溶液ＡＬの成分を分析することにより、本発明によるフミン物質の回収方法を実施後に樹脂ＲＣに付着した有機物の成分や量を把握することも可能となる。

１００ 回収装置
１１０ 供給ユニット
１１２ 混合水タンク
１１３ 低濃度酸タンク
１１４ 高濃度酸タンク
１１５ アルカリタンク
１２０ 供給元選択ユニット
１２２ 供給配管切替機構
１３０ 送液ポンプ
１４０ 流路切替ユニット
１４２ 流路選択機構
１４３ 第１の流れ方向切替機構
１４３ａ 第１のカラム配管
１４３ｂ 第１の回収配管
１４４ 第２の流れ方向切替機構
１４４ａ 第２のカラム配管
１４４ｂ 第２の回収配管
１５０ カラムユニット
１５１ 支持部材
１５２ 把持部材
１６０ 回収先選択ユニット
１６２ 合流機構
１６３ 回収先選択機構
１７０ 回収ユニット
１７１ 酸回収タンク
１７２ アルカリ回収タンク
１７３ 非吸着物質回収タンク
１７４ フミン物質回収タンク
１７５ ドレン回収タンク
１８０ 制御ユニット

Claims (6)

1. フミン物質を含む疎水性物質を吸着する樹脂を内封したカラムに測定対象の混合水を供給し該フミン物質を分画して回収するフミン物質の回収方法であって、
   前記カラムの一方側から他方側に向けて流れて第１の回収配管で接続された回収先選択ユニットに流れる第１の流路と、
   前記カラムの他方側から一方側に向けて流れて第２の回収配管を介して前記回収先選択ユニットに流れる第２の流路と、
   前記混合水、低濃度酸、高濃度酸、アルカリ水溶液の供給物質のいずれか１つの供給物質を供給元選択ユニットで選択し供給タンクから吸引して後流に押し出し供給する送液ポンプと、
   前記送液ポンプからの送給管の接続先を前記第１の流路又は第２の流路に切り替える流路切替ユニットと、
   前記供給元選択ユニット、前記送液ポンプ、前記流路切替ユニットの動作を制御する制御ユニットと、を含む装置において、
   前記流路切替ユニットを切り替えて供給量を測定しながら前記混合水を前記第１の流路で前記カラムを通して、前記樹脂に前記疎水性物質を吸着させるとともに、前記回収先選択ユニットを介して非吸着物質を非吸着物質回収タンクに送る第１通水工程と、
   前記流路切替ユニットを切り替えて低濃度酸を前記第１の流路で前記カラムを通し、前記回収先選択ユニットを介して前記混合水をドレン回収タンクに送る酸調整工程と、
   前記流路切替ユニットを切り替えてアルカリ性水溶液を前記第２の流路で前記カラムを通すことにより、前記回収先選択ユニットを介して低濃度酸をドレン回収タンクに送った後に、前記回収先選択ユニットを介して前記樹脂に吸着させた前記疎水性物質のうちの前記フミン物質をフミン物質回収タンクに送る第２通水工程と、
   を順に与え、
   前記第１通水工程に先だって、前記流路切替ユニットを切り替えて高濃度酸を、前記流路切替ユニット、前記カラム、前記第１の回収配管、前記第２の回収配管のそれぞれに行き渡るように供給する準備工程を与えて、前記第１通水工程、前記酸調整工程及び前記第２通水工程にて前記フミン物質を前記フミン物質回収タンクに分画する際に、前記流路切替ユニット、前記カラム、前記第１の回収配管、前記第２の回収配管に空気を残存させないようにすることを特徴とするフミン物質の回収方法。
2. 前記第１通水工程の前記供給量は、前記混合水を貯留する混合水タンクの重量から測定することを特徴とする請求項１記載のフミン物質の回収方法。
3. 前記非吸着物質回収タンク及び前記フミン物質回収タンクは、それぞれ非吸着物質回収管及びフミン物質回収管で前記回収先選択ユニットに接続され、かつ、蓋及びバルブを設けられて回収した物質に対する外部からの汚染を防止することを特徴とする請求項１又は２に記載のフミン物質の回収方法。
4. フミン物質を含む疎水性物質を吸着する樹脂を内封したカラムに測定対象の混合水を供給しフミン物質を分画して回収するためのフミン物質の回収装置であって、
   前記カラムの一方側から他方側に向けて流れて第１の回収配管で接続された回収先選択ユニットに流れる第１の流路と、
   前記カラムの他方側から一方側に向けて流れて第２の回収配管を介して前記回収先選択ユニットに流れる第２の流路と、
   前記混合水、低濃度酸、高濃度酸、アルカリ水溶液の供給物質のいずれか１つの供給物質を供給元選択ユニットで選択し供給タンクから吸引して後流に押し出し供給する送液ポンプと、
   前記送液ポンプからの送給管の接続先を前記第１の流路又は第２の流路に切り替える流路切替ユニットと、
   前記供給元選択ユニット、前記送液ポンプ、前記流路切替ユニットの動作を制御する制御ユニットと、を含み、
   前記制御ユニットは、
   前記流路切替ユニットを切り替えて供給量を測定しながら前記混合水を前記第１の流路で前記カラムを通して、前記樹脂に前記疎水性物質を吸着させるとともに、前記回収先選択ユニットを介して非吸着物質を非吸着物質回収タンクに送る第１通水工程と、
   前記流路切替ユニットを切り替えて低濃度酸を前記第１の流路で前記カラムを通し、前記回収先選択ユニットを介して前記混合水をドレン回収タンクに送る酸調整工程と、
   前記流路切替ユニットを切り替えてアルカリ水溶液を前記第２の流路で前記カラムを通すことにより、前記回収先選択ユニットを介して低濃度酸をドレン回収タンクに送った後に、前記回収先選択ユニットを介して前記樹脂に吸着させた前記疎水性物質のうちの前記フミン物質をフミン物質回収タンクに送る第２通水工程と、を順に与え、
   前記第１通水工程に先だって、前記流路切替ユニットを切り替えて高濃度酸を、前記流路切替ユニット、前記カラム、前記第１の回収配管、前記第２の回収配管のそれぞれに行き渡るように供給する準備工程を与えて、前記第１通水工程、前記酸調整工程及び前記第２通水工程にて前記フミン物質を前記フミン物質回収タンクに分画する際に、前記流路切替ユニット、前記カラム、前記第１の回収配管、前記第２の回収配管に空気を残存させないように分画することを特徴とするフミン物質の回収装置。
5. 前記混合水を貯留する混合水タンクの重量を測定する重量計を含み、前記第１通水工程の前記供給量を測定することを特徴とする請求項４記載のフミン物質の回収装置。
6. 前記非吸着物質回収タンク及び前記フミン物質回収タンクは、それぞれ非吸着物質回収管及びフミン物質回収管で前記回収先選択ユニットに接続され、かつ、蓋及びバルブを設けられて回収した物質に対する外部からの汚染を防止することを特徴とする請求項４又は５に記載のフミン物質の回収装置。
   
   

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