JP2634723B2

JP2634723B2 - 残留塩素測定装置

Info

Publication number: JP2634723B2
Application number: JP3359584A
Authority: JP
Inventors: 喜代三木下; 登山口; 徹安達; 喬桐石
Original assignee: KYOTO DENSHI KOGYO KK; Kubota Corp
Current assignee: KYOTO DENSHI KOGYO KK; Kubota Corp
Priority date: 1991-12-28
Filing date: 1991-12-28
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPH05180799A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、残留塩素測定装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】水道法は、上水道の供給事業体に対し、
水質基準に適合するかどうかを判断できる箇所から採取
した水について１日１回以上、上水道水の残留塩素濃
度、濁度、色度、ｐＨ、導電率、水温、及び採取箇所で
の水圧の各測定項目について検査を行い、かつ水道法施
行規則第４条で定められた水質基準をクリアすることを
義務づけている。そこで水道事業体では毎日１回巡回に
より末端給水栓で上記各項目の他、必要な多岐の項目に
わたる検査を手分析によって行ってきたが、測定ポイン
トの増加と範囲の拡大、２４時間の連続水質監視の必要
性等の理由から、大幅な省力化を実現するために継続し
て上記検査を行う自動水質監視装置の開発が進められて
いる。

【０００３】図６はこのような自動水質監視装置の構成
を示すブロック図である。取水口７０から採取された水
道水Ｗ₀は、該装置内に配設された水圧計８０、水温計
８１、濁度計８２、色度計８３、導電率計８４、ｐＨ計
８５、及び残留塩素計８６によって各項目の測定データ
が収集され、排出口７１より排出される。上記各測定器
で測定されたデータは分析アンプ９０を介してデータ処
理部９１にて演算処理が施され、テレメータ９２で上記
各測定値を出力する構成である。

【０００４】ところでこのうち上記残留塩素濃度は、末
端給水栓より採取された上水道水にも塩素による殺菌効
果を残存させる必要から、例えば０．１mg/l以上とする
ことと定められており、残留塩素濃度を測定する残留塩
素計は、オルト・トリジンやＤＰＤ（ジエチル−ｐ−フ
ェニレンジアミン）等の試薬を使用した吸光光度法や、
試薬を必要としない電気化学的なガルバニ電極法及びポ
ーラログラフ法等による測定方式が採用されている。特
に上記自動水質監視装置に搭載する残留塩素計は、上記
試薬の管理を不要とし、長期間にわたる継続的な測定に
適したポーラログラフ法による方式が注目されている。

【０００５】このポーラログラフ法による測定手順の概
要は以下の通りである。すなわち、試料水中に検出電極
（金電極）と対極（銀−塩化銀電極）とを対向して配設
し、両電極間に外部から電圧を印加すると、該電圧に応
じて該検出電極−対極間に流れる電流が、図７に示すよ
うな関係で描かれる電流−電圧曲線（ポーラログラム）
が得られる。この電流−電圧曲線（ポーラログラム）に
よれば、印加電圧を次第に下げていくと、ある値で検出
電極上の残留塩素濃度が一時的に零となり、上記両電極
間に流れる電解電流が残留塩素の拡散速度により支配さ
れるために、電圧の変化によらず一定の値となる現象が
起こる。従って、適当な電圧Ｖｐでの電解電流の値は、
拡散速度に比例する値を示し、さらに該拡散速度に比例
する残留塩素濃度が算出できる。図示の例では、残留塩
素濃度が２．０mg/lの試料水の電解電流値ＩＡ（＝２．
０μＡ）は、残留塩素濃度の１．０mg/lの試料水の電解
電流値ＩＢ（＝１．０μＡ）の２倍となっている。

【０００６】しかしながら、このようなポーラログラフ
法によれば、上記検出電極の経時的、一時的な変質によ
り検出感度にばらつきが出て、上記電解電流の値と残留
塩素濃度の絶対的な値との間に誤差が生じるところか
ら、定期的に（例えば数日毎に）該表示値の校正作業を
行う必要がある。この校正作業には、塩素濃度がほぼ０
のゼロ校正用校正液と、例えば遊離塩素濃度０．０１％
の次亜塩素酸ソーダ溶液を０．０３mg/l以下の残留塩素
濃度の希釈水で希釈した校正液を用いて、校正液の残留
塩素濃度を例えばＯＴ（オルト・トリジン）もしくはＤ
ＰＤを試薬とした吸光光度測定法にて測定し、得られた
測定値をもとに残留塩素計の表示値を校正するようにし
ている。

【０００７】

【発明が解決すべき課題】ところでこのような校正液と
して使用される次亜塩素酸ソーダ溶液は、調製後から時
間が経つと、次第に空気中の二酸化炭素が溶解し、次亜
塩素酸ソーダを酸化し、下記の化学式(1) に示すように
遊離塩素濃度が低くなる。

【０００８】

【化１】

【０００９】上記の反応速度は温度や保存形態に左右さ
れて一定ではなく、この結果、校正液を長期間にわたっ
て保存した場合では、確実な校正を行うことは困難であ
るところから、校正液の調製をその都度手作業によって
行われているのが実情である。

【００１０】また上記次亜塩素酸ソーダ原液に対して
も、時間の経過とともに反応が進行し次亜塩素酸ソーダ
濃度が低下する現象がみられる。さらに校正の確実性を
損なう要因として、装置内に滞留した水には雑菌等が繁
殖して、塩素要求量が大きくなるところから、上記次亜
塩素酸ソーダ原液の塩素分が消費されるケースがある。

【００１１】このことから残留塩素計の校正作業だけは
手作業によらねばならず、特に上記自動水質監視装置の
完全自動化を実現する上でのネックとなっていた。そこ
で、例えば特開昭５５−１４９０３８号公報に記載され
ているように、次亜塩素酸ソーダを実際に使用する濃度
（基準濃度）の１００倍程度の濃度にして、水酸化ナト
リウムによる０．１Ｎ以上のアルカリ性に保ち、かつ、
紫外線遮光性容器内に保存して、校正に用いる次亜塩素
酸ソーダ原液の変質を長期間にわたり保存することが提
案されている。しかし、この場合には、次亜塩素酸ソー
ダの品質保存期間が延長されるという効果は得られる
が、この場合にも、装置内に雑菌が繁殖して塩素要求量
が大きくなり、校正の確実性が損なわれるという問題は
解決できず、結果的に残留塩素計の校正作業を自動化す
ることができない。そこで、更に研究を重ねた結果、装
置内での雑菌が繁殖するのは止水中に水が長期間にわた
って滞留する脱塩フィルタであること、脱塩フィルタ内
の水が流動していれば脱塩フィルタ内に雑菌が繁殖しな
いという事実を発見し、本発明を完成させるに至ったの
である。即ち、本発明は、常時脱塩フィルタ内に水を流
がして脱塩フィルタ内での雑菌の繁殖を防止することに
より、校正の確実性を損なうことなく、校正作業を自動
化できる残留塩素測定装置を提供することを目的とする
ものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】次の目的を達成するため
に本発明は以下の手段を採用する。すなわち、図１に示
すように、脱塩フィルタ６を介在させた給水経路２０を
介して供給される希釈水Ｗで次亜塩素酸ソーダ原液２を
希釈して基準濃度の校正液Ｃを調製する手段を備える残
留塩素測定装置において、前記給水経路２０の脱塩フィ
ルタ６の上流側を水道に接続すると共に、該脱塩フィル
タ６の下流側に常時所定量の水を排出するスローリーク
弁７を設け、水道水Ｗo を常時該脱塩フィルタ６内に流
通させることを特徴とする残留塩素測定装置である。

【００１３】また、上記構成に加え、次亜塩素酸ソーダ
原液２を収容する原液槽１が設けられ、この原液槽１の
大気開放端１ａに酸性基体吸収物質を収容する酸化防止
フィルタ９を接続し、これによって大気中の二酸化炭素
による次亜塩素酸ソーダ原液２の酸化を防止するように
してもよい。

【００１４】また、本発明においては、上記スローリー
ク弁７に代えて、または、これとともに上記脱塩フィル
タ６に水道水Ｗo を逆流させる逆流洗浄機構８（図４）
を設け、校正液を調製する時以外の時に脱塩フィルタ６
に殺菌効果の大きい水道水Ｗo を逆流させて、脱塩フィ
ルタ６内の雑菌を殺菌効果の大きい水道水Ｗo により殺
菌するとともに脱塩フィルタ６を洗浄するようにしても
よい。

【００１５】本発明の残留塩素測定装置は、校正液を調
製するために、例えば図１に示すように、次亜塩素酸ソ
ーダ原液Ｓを収容した原液槽１と、脱塩処理された希釈
水Ｗを一定量収容した計量槽２と、上記原液槽１の次亜
塩素酸ソーダ原液Ｓを所定量だけ計量するコックと、上
記計量コック３で計量された所定量の次亜塩素酸ソーダ
原液Ｓを、計量槽２の希釈水Ｗで希釈し、所定値の次亜
塩素酸ソーダ濃度とした校正液Ｃを貯留する希釈槽４と
を備え、更に上記校正液Ｃの次亜塩素酸ソーダ濃度を基
準として校正される残留塩素計５を備える。このような
構成によれば、次亜塩素酸ソーダ原液Ｓは計量コック３
で、希釈水Ｗは計量槽２で各々配合量が規定され、希釈
槽４内で任意の時期に校正液として一時的に貯留された
後、残留塩素計５に供給され該校正液の次亜塩素酸ソー
ダ濃度を基準として校正が該残留濃度塩素計５内で行わ
れる。

【００１６】このような装置では使用開始後最初に校正
液を調製する直前に、上記計量槽２に新たな希釈水Ｗを
供給してオーバーフロー口２１から、その使用前から脱
塩フィルタ１内及びその下流側の給水経路Ｐ１内に滞留
していた水を排出させるようにする。

【００１７】そして、上記脱塩フィルタ６に殺菌効果の
大きい水道水Ｗo が常時供給され、その中を流れてスロ
ーリーク弁７から排出されるので、脱塩フィルタ６内で
の雑菌の繁殖が防止され、２回目以降の校正液の調製に
際しては、脱塩フィルタ１内及びその下流側の給水経路
Ｐ１内に滞留している希釈水Ｗを新たな水でパージする
必要がなくなる。その結果、随時校正作業を開始できる
ようになるので、校正作業を自動化できる。スローリー
ク弁７に代えて校正液を調製する時以外の時に上記脱塩
フィルタ６に水道水Ｗo を逆流させる逆流洗浄機構８を
設ける場合も同様である。

【００１８】さらに上記原液槽１の大気開放端１ａにＣ
ａＯ含有物質を充填した酸化防止フィルタ９を接続する
ことで、大気中の二酸化炭素が次亜塩素酸ソーダ原液Ｓ
を酸化することを防止する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明に係る一実施例について詳細に
説明する。図１は本発明の一実施例の構成図であり、図
２は該実施例で使用する計量コックの動作説明図であ
り、図３は脱塩フィルターに接続するスローリーク弁の
概念図、図４は同じく逆流機構の概念図、図５は本発明
の一実施例の校正手順を示すタイミングフロー図であ
る。

【００２０】本発明に係る一実施例は、図１に示すよう
に、次亜塩素酸ソーダ原液Ｓを収容した原液槽１と、脱
塩処理された希釈水Ｗを一定量収容した計量槽２と、上
記原液槽１の次亜塩素酸ソーダ原液Ｓを所定量だけ計量
する計量コック３と、上記計量コック３で計量された所
定量の次亜塩素酸ソーダ原液Ｓを、計量槽２の希釈水Ｗ
で希釈し、所定値の次亜塩素酸ソーダ濃度とした校正液
Ｃを貯留する希釈槽４と、上記校正液Ｃの次亜塩素酸ソ
ーダ濃度を基準濃度として校正される残留塩素計５とを
備えている。

【００２１】本実施例では上記原液槽１の上部に設けら
れた大気開放端１ａは、例えば二酸化炭素のような酸性
気体を吸収するソーダライム（ＣａＯ）等の酸性気体吸
収物質を収容した酸化防止フィルタ９を介して排気導管
９０に接続している。また上記計量槽２の上部にはオー
バーフロー口２１が設けられ、上記排気導管９０及び排
液管Ｐ５に接続している。

【００２２】さらに上記計量コック３は、図２に示すよ
うに、外管３３と、該外管３３に内嵌するとともに、縦
断側面視においてほぼコの字状の貯留部３２を洞設した
内管３１とよりなる。該内管３１は、モータ３５によっ
てその縦軸心回りに外管３３内で回転駆動され、図２
(b) に示す原液計量位置では外管３３の側面に形成した
排出口３４及び原液供給管Ｐ２に貯留部３２の両端が一
致し、図２(c) に示す希釈水注入位置では外管３３の側
面に形成した給水経路Ｐ１及び供給管Ｐ３に貯留部３２
の両端が一致するようにしている。

【００２３】そして上記計量槽２に接続した給水経路Ｐ
１の他端側からは、水道水Ｗ₀を、残留塩素濃度０．０
３mg/l以下とするための脱塩フィルタ６を通じて、希釈
水Ｗが供給されている。この脱塩フィルタ６の脱塩手段
としては該脱塩フィルタ６内に充填された活性炭を使用
している。表１は、残留塩素濃度０．３〜０．５mg/l
（平均残留塩素濃度０．４mg/l）の水道水Ｗ₀を、上記
活性炭を使用した脱塩フィルタに一定水量で濾過して得
られた試料水の残留塩素濃度をＤＰＤ法で分析測定した
結果を示す。表１より２×１０⁴ｌを超えた濾過量でも
試料水の残留塩素濃度は所期の０．０２〜０．０３mg/l
であり、充分な耐用性があることを示している。尚、上
記脱塩フィルタで濾過された試料水の色度及び濁度は零
を示していることを合わせて確認できた。

【００２４】

【表１】

【００２５】上記のような構成の本実施例での残留塩素
計５の校正作業は、図５に示すように、校正液調製工程
と表示値校正工程が並行して行われる。校正液調製工程
では、まずモータ３５によって計量コック３の内管３１
は図２(a) に示す中間位置に設定された（Ｆａ１）後、
バルブＶ１が開弁し脱塩フィルタ６によって脱塩処理が
なされ水道水Ｗ₀が希釈水Ｗとして、流量制御弁６１で
流量制御がなされながら計量槽２に貯留される（Ｆａ
２）。

【００２６】次に所定時間を経て計量槽２が希釈水Ｗで
満たされた後、上記モータ３５が再び駆動を開始し、計
量コック３の内管３１は図２(b) の原液計量位置で一旦
停止し、原液供給管Ｐ２を通じて原液槽１より供給され
た次亜塩素酸ソーダ原液Ｓは、貯留部３２を通じて排出
端３４より排液管Ｐ５に排出される結果、貯留部３２を
満たす（Ｆａ３）。

【００２７】そしてさらに上記モータ３５が駆動し、内
管３１が図２(c) に示す希釈水注入位置に設定されると
同時に三方バルブＶ２が希釈槽４側に開弁する〔このと
きバルブＶ１は閉弁状態〕。そして給水経路Ｐ１を通じ
て計量槽２に貯留された希釈水Ｗが計量コック３に向け
て流入し、貯留部３２の次亜塩素酸ソーダ原液Ｓととも
に供給管Ｐ３、三方バルブＶ２を経て希釈槽４に校正液
Ｃとして貯留される（Ｆａ４→Ｆａ５）。

【００２８】一方、表示値校正工程は、上記校正液調製
工程における計量槽２にへの希釈水Ｗの貯留が完了する
（Ｆａ２）と同時に、バルブＶ４が開弁し、脱塩フィル
タ６で脱塩処理された水道水Ｗ₀（残留塩素濃度０．０
３mg/l以下の希釈水Ｗ）は供給管Ｐ６を通じて残留塩素
計５のゼロ校正用の被検液として測定管５５に供給さ
れ、該残留塩素計５の表示値のゼロ校正がなされる（Ｆ
ｂ１→Ｆｂ２）。

【００２９】尚、本実施例では残留塩素計５の測定方式
は試薬を使用しないポーラログラフ法を採用し、測定管
５５の底部には金よりなる検出電極５１を配設するとと
もに、該測定管５５内の被検液に浸漬されるように配設
した銀−塩化銀の対極５２との間に所定の電圧Ｖｐを印
加して該電極間に流れる電流値を測定する構成であり、
該測定中にはモータ５４によって軸心回りに一定速度で
回転駆動される攪拌スクリュ５３で被検液を攪拌するよ
うにしている。

【００３０】上記ゼロ校正が完了すると、バルブＶ５が
開弁して水道水Ｗ₀が残留塩素計５に供給された後（Ｆ
ｂ３）、三方バルブＶ２，Ｖ３が残留塩素計５側に開弁
し〔このときバルブＶ４，Ｖ５は閉弁状態となる〕、希
釈槽４の校正液Ｃが残留塩素計５に流入し、該校正液Ｃ
によって残留塩素濃度の表示値の校正が行われる（Ｆｂ
４→Ｆｂ５）。

【００３１】このようにして校正作業が完了した残留塩
素計５には、開弁状態となったバルブＶ５から脱塩フィ
ルタ６を通過しない水道水Ｗ₀が試料水として所定時間
供給され、該測定管５５内で安定するの待って残留塩素
濃度を測定するようにしている。

【００３２】特に本発明では、脱塩フィルタ６内に滞留
した水道水Ｗ₀に雑菌が繁殖することによって希釈水Ｗ
の塩素要求量が高くなることを防止するための手段とし
て、図３に示すように、上記脱塩フィルタ６に常時水道
水Ｗ₀を供給するとともに、該脱塩フィルタ６の計量槽
２側の給水経路Ｐ１にスローリーク弁７を配設してい
る。

【００３３】表２は上記スローリーク弁から流出する希
釈水を１８ml/min，２３ml/min，２５ml/min，３４ml/m
inの４種類の流量に調整したときの校正液をＤＰＤ法で
分析測定した結果を示し、一旦脱塩フィルタに水道水を
通水することで新鮮な状態での校正液の残留塩素濃度を
測定した後、８時間の間隔をおいて再び測定するという
手順で２〜３回にわけて行った。この結果、流出流量を
１８ml/minとした場合には校正液の残留塩素濃度の再現
性がやや悪いが、２３ml/min以上とした場合には該残留
塩素濃度は安定することを示している。尚、各流量にお
いて使用した次亜塩素酸ソーダ原液は濃度が異なる。

【００３４】

【表２】

【００３５】また、上記図５に示すＦａ２でのバルブＶ
１の開弁時間をより長くとり、オーバーフロー口２１よ
り溢出させて、該計量槽２内に長時間貯留した希釈水Ｗ
を新たに置換することでも、校正液の残留塩素濃度の安
定性を向上させることができる。

【００３６】表３はこの実施例による校正液の残留塩素
濃度の測定結果を示し、一旦脱塩フィルタに水道水を通
水することで新鮮な状態にした後、所定時間（Ｔ）放置
し、計量槽２のオーバーフロー口２１から希釈水Ｗが溢
出開始後、３０分間上記バルブＶ１を開弁状態に保って
（このときのオーバーフロー流量は４００ml/min）か
ら、計量槽２に貯留された希釈水Ｗで調製した校正液の
残留塩素濃度をＤＰＤ法により測定した結果を示す。表
３上欄はＴ＝８時間、同じく下欄はＴ＝２４時間とした
場合であるが、いずれも校正液の残留塩素濃度の再現性
が高いことを示している。

【００３７】

【表３】

【００３８】さらに上記２例と同じく図４に示すよう
に、上記脱塩フィルタ６の計量槽２側より水道水Ｗ₀を
逆流させる逆流洗浄機構８を備えるようにしてもよい。
すなわち、計量槽２に希釈水Ｗを貯留させる場合（図
５、Ｆａ２）には、給水経路Ｐ１ａより供給される水道
水Ｗ₀は、脱塩フィルタ６側に開弁状態とした三方バル
ブＶ７及びＶ８によって、給水経路Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃを通
過して計量槽２に供給される。

【００３９】一方、脱塩フィルタ６の逆洗浄を行う場合
には、三方バルブＶ７を計量槽２側に閉弁状態とし、バ
ルブＶ１を開弁状態に、バルブＶ８を閉弁状態として水
道水Ｗ₀を給水経路Ｖ７→脱塩フィルタ６→バルブＶ８
と通過させて滞留した水とともに、排出端６５から該洗
浄水を排出するようにする。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、表示値の
校正作業を自動化できることに加え、該校正に使用する
校正液の残留塩素濃度を安定にすることができる。

【００４１】特に水道水の水質を常時監視する監視装置
に適用することができ、一層の省力化を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】該実施例で使用する計量コックの動作説明図で
ある。

【図３】脱塩フィルターに接続するスローリーク弁の概
念図である。

【図４】同じく逆流機構の概念図である。

【図５】本発明の一実施例の校正手順を示すタイミング
フロー図である。

【図６】本発明が適用される水質連続監視装置の概念を
示すブロック図である。

【図７】ポーラログラフ法による残留塩素濃度の測定要
領を示すグラフである。

【符号の説明】

１原液槽１ａ大気開放端２計量槽３計量コック４希釈槽５残留塩素計６脱塩フィルタ７スローリーク弁８逆流洗浄機構９酸化防止フィルタ２１オーバーフロー口Ｃ校正液Ｐ１給水経路Ｓ次亜塩素酸ソーダ原液Ｗ希釈水Ｗ₀ 水道水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安達徹大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号株式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者桐石喬大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号株式会社クボタ枚方製造所内 (56)参考文献特開昭55−149038（ＪＰ，Ａ) 実開平２−17656（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−95846（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】脱塩フィルタ(6) を介在させた給水経路
(20)を介して供給される希釈水(W) で次亜塩素酸ソーダ
原液(2) を希釈して基準濃度の校正液(C)を調製する手
段を備える残留塩素測定装置において、前記給水経路(20)の脱塩フィルタ(6) の上流側を水道に
接続すると共に、該脱塩フィルタ(6) の下流側に常時所
定量の水を排出するスローリーク弁(7) を設け、水道水
(Wo)を常時該脱塩フィルタ(6) 内に流通させることを特
徴とする残留塩素測定装置。
【請求項２】脱塩フィルタにより脱塩処理された希釈
水(W) を一定量だけ計量する計量槽(2) が設けられ、こ
の計量槽(2) にオーバーフロー口(21)が設けられた請求
項１に記載の残留塩素測定装置。
【請求項３】次亜塩素酸ソーダ原液(S) を収容する原
液槽(1) を備え、この原液槽(1) の大気開放端(1a)に酸
性気体吸収物質を収容した酸化防止フィルタ(9) を接続
した請求項１または２に記載の残留塩素測定装置。
【請求項４】前記スローリーク弁(7) に代えて、また
は、これとともに校正液の調製時以外の時に脱塩フィル
タ(6) に水道水(Wo)を逆流させる逆流洗浄機構(8) を設
けた請求項１ないし３のいずれか１項に記載の残留塩素
測定装置。