JP4428849B2

JP4428849B2 - Polymer flocculant dissolving / injecting device with concentration measuring device

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Publication number: JP4428849B2
Application number: JP2000335701A
Authority: JP
Inventors: 裕一郎鳥羽
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP2002136809A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濃度測定装置付き高分子凝集剤溶解・注入装置に関し、とくに各種水処理において高分子凝集剤を用いて凝集処理を行う際に、注入する高分子凝集剤の量を精度良く目標値に制御できるようにした濃度測定装置付き高分子凝集剤溶解・注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上下水処理、各種排水処理では、懸濁物質、溶存有機物等を除去するために広く凝集処理が行われている。凝集処理においては、通常、凝集剤として硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、塩化第二鉄などのアルミニウム系や鉄系の無機金属塩凝集剤が利用されている。しかし、これらの無機凝集剤は、単独使用では十分に大きなフロックを形成することが困難であるため、凝集沈澱・濾過工程における固液分離速度が遅いという欠点がある。
【０００３】
このため下排水処理、汚泥処理分野では、従来よりポリアクリルアミド等の有機高分子凝集剤がフロック形成を促進するために多用されている。上水分野では、高分子凝集剤中に有害な不純物（アクリルアミドモノマー等）が含まれるためこれまで使用が認められていなかったが、不純物を基準値以下に抑えるという条件で平成１２年度から使用が認められるようになった。
【０００４】
水・汚泥処理系での高分子凝集剤の使用に際しては、粉末体である高分子凝集剤は瞬時に水には溶解しないことから、一度溶解設備で水溶液としてから処理系へ最適な注入率となるように注入・混和される（最適注入率はあらかじめジャーテスト等の手法により決定する）。
【０００５】
従来の溶解設備においては、概ね、粉末の高分子凝集剤を貯留し溶解槽に導入する容器（高分子凝集剤貯留槽）、粉末凝集剤の秤量・導入部、水の導入部、溶解槽および攪拌機からなり、粉末凝集剤の秤量値と溶解槽への導入水量をもとに所定の濃度の高分子凝集剤水溶液が調製される。このように調製した水溶液が定量ポンプ等で所定の注入量となるよう水・汚泥処理系に注入・混和される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
有機高分子凝集剤の使用に際しては、それを最適注入率で処理系へ注入する必要がある。すなわち、過少注入や過剰注入は凝集沈澱処理水の水質の悪化を招く。特に、過剰注入は、高価な高分子凝集剤を無駄に消費し処理コストの増大に繋がる、凝集剤に含まれる有害不純物（アクリルアミドモノマー等）もその分多く処理系へ混入してしまうことにもなる。したがって、高分子凝集剤の使用にあたっては、高分子凝集剤自身の注入率が厳密に制御できる技術が必要となる。とくに、浄水処理への有機高分子の適用にあたっては、有害不純物の過剰混入の懸念は大きく、凝集剤注入率の厳格な管理・制御が求められている。
【０００７】
従来の制御方法では、溶解装置で高分子凝集剤を、たとえば１０００ｍｇ／Ｌといった所定の濃度（目標濃度）に溶解し、その濃度をもとに水溶液注入流量を算出し、定量ポンプでその流量の調整を行うようにしている。この方法では、溶解設備において高分子凝集剤水溶液が所定の濃度に正しく調製されていることが前提となる。つまり、高分子凝集剤自身の注入率を厳密に制御するためには、溶解設備での水溶液濃度が厳密に所定の濃度に保たれている必要がある。
【０００８】
ところが、従来の溶解装置における水溶液濃度は、粉末凝集剤の秤量値と溶解槽への導入水量をもとに制御されるだけである。この従来型の溶解装置の問題点は、実際に所定濃度の水溶液に調製されているのかをチェックする機構がないこと、および粉末凝集剤が正しく秤量されない場合があることである。とくに、粉末体の高分子凝集剤は、吸湿性が高いので、装置設置場所の湿度条件によっては、たとえ秤量値が同じでも溶解槽に投入される凝集剤量は大きく変化することがある。そのため、水溶液が所定の濃度に調整されず、結果的に、水処理系への注入率が意図したものになっていない場合があった。
【０００９】
そこで本発明の課題は、従来の溶解装置における上記のような不都合を解消するために、溶解槽中での高分子凝集剤水溶液の濃度に変動やばらつきがある場合にあっても、水処理系へ実際に注入される高分子凝集剤の注入量を目標値に精度良く制御できるようにした、濃度測定装置付き高分子凝集剤溶解・注入装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る濃度測定装置付き高分子凝集剤溶解・注入装置は、粉末の高分子凝集剤と水から高分子凝集剤水溶液を調製する溶解槽と、該溶解槽から移送されてくる高分子凝集剤水溶液を貯留する高分子凝集剤水溶液貯留槽と、該高分子凝集剤水溶液貯留槽中の高分子凝集剤水溶液を水処理系へ注入する、流量調整機構を備えた注入系を有する装置であって、前記高分子凝集剤水溶液貯留槽中の高分子凝集剤水溶液の濃度を測定する濃度測定装置と、該濃度測定装置による測定濃度に基づいて、前記水処理系へ注入される高分子凝集剤量が目標値になるように前記高分子凝集剤水溶液の注入量を演算し、該演算結果に基づいて前記注入系を制御する制御手段とを有し、かつ、前記濃度測定装置が、前記高分子凝集剤水溶液貯留槽からの濃度測定用試料を酸化し、試料の酸化前の電気伝導度と酸化後の電気伝導度との差分を、少なくとも２個の電極を有する電気伝導度測定セルを前記酸化前の位置と酸化後の位置とに配置し、両電気伝導度測定セルからの検出信号自身の差分を両電気伝導度測定セルの位置間の試料の電気伝導度の差分として出力する差伝導度計を用いて検出することにより、試料の酸化分解によって生じた電気伝導度増加量を測定し、該電気伝導度増加量から試料中の高分子凝集剤の濃度を定量する装置からなることを特徴とするものからなる。
【００１１】
とくに、本発明においては、差伝導度計を用いた濃度測定装置を備えることにより、高分子凝集剤水溶液貯留槽に貯留されている、そのときの高分子凝集剤水溶液の濃度が極めて精度良く測定されるので、それに応じて制御手段により、注入される高分子凝集剤量が目標値になるように、そのときの濃度の高分子凝集剤水溶液の注入すべき量が演算され、その演算結果に基づいて制御されることにより、実際に注入される高分子凝集剤の注入量が目標値に精度良く調整されることになる。
【００１２】
上記差伝導度計においては、前記試料の酸化に用いる酸化剤として光触媒を担体上に固定化した固体酸化剤が用いられ、この酸化剤と前記試料が接触された状態で光が照射されて前記試料が酸化されることが好ましい。照射光としては、所定波長の紫外線を用いることができる。
【００１３】
また、前記電気伝導度増加量の測定において、前記試料の電気伝導度に応じた標準液がキャリア液として用いられ、キャリア液中に試料が注入されて連続的に試料が酸化され、かつ、連続的に前記電気伝導度増加量が測定されることが好ましい。キャリア液としては、とくに過酸化水素水を用いることが好ましい。
【００１４】
このような本発明に係る濃度測定装置付き高分子凝集剤溶解・注入装置においては、水処理系に実際に注入される前に一旦高分子凝集剤水溶液貯留槽に貯留される高分子凝集剤水溶液の濃度が、差伝導度計を用いた極めて高精度の濃度測定装置によって測定される。この濃度測定値に基づいて、つまり、そのときの実際の濃度に基づいて、水処理系に注入される高分子凝集剤の量が目標量となるための、高分子凝集剤水溶液の注入量が演算により求められる。この演算結果に基づいて、実際に高分子凝集剤水溶液が注入される。したがって、そのときの高分子凝集剤水溶液の濃度に変動やばらつきがあったとしても、その変動やばらつきを吸収できるように高分子凝集剤水溶液の実際の注入量が決められ、高分子凝集剤自身の実際の注入量が精度良く目標値に制御される。そのときの状況にかかわらず、高分子凝集剤の注入量が精度良く目標値に制御される結果、所望の凝集沈澱処理を安定して行うことが可能になるとともに、従来装置における過剰注入や過少注入に伴う問題が完全に解消される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る濃度測定装置付き高分子凝集剤溶解・注入装置４０１を示している。粉末の高分子凝集剤４０２は、高分子凝集剤貯留槽４０３に貯留されており、秤量部４０４ａで秤量された後、導入部４０４ｂより溶解槽４０５に少しずつ投入される。溶解槽４０５には、水供給管４０６を介して、流量調整されて水が導入される。溶解槽４０５内では、導入された水と高分子凝集剤４０２が攪拌機４０７で攪拌され、所定量の高分子凝集剤水溶液４０８が、所定の目標濃度（たとえば、１０００ｍｇ／Ｌ）となるように調製される。所定量は、上記水の流量制御や、溶解槽４０５に取り付けられたレベルスイッチ（図示略）等で調整される。溶解時には、溶解槽４０５中の水を攪拌機４０７で攪拌しながら、秤量した高分子凝集剤４０２を溶解槽４０５中に少しずつ投入することにより溶解することが好ましい。一定時間（たとえば、１〜２時間程度）攪拌して溶解する。
【００１６】
調製された高分子凝集剤水溶液４０８は、溶解槽４０５から、移送ポンプ４０９により高分子凝集剤水溶液貯留槽４１０に移送、貯留される。この高分子凝集剤水溶液貯留槽４１０にも攪拌機４１１が設けられている。高分子凝集剤水溶液貯留槽４１０に貯留された高分子凝集剤水溶液４０８は、必要に応じて、定量ポンプ４１２により、水処理系凝集槽に送られたり、水処理系にライン注入されたりする。高分子凝集剤の注入量は、定量ポンプ４１２の作動を制御して高分子凝集剤水溶液４０８の注入量を調整することによって制御される。定量ポンプ４１２の制御は、制御手段としての制御装置４１３からの信号に基づいて行われる。
【００１７】
高分子凝集剤水溶液貯留槽４１０中の高分子凝集剤水溶液４０８の一部（たとえば、１００μＬ程度）が濃度測定用の試料として、試料ポンプ４１４を介して濃度測定装置４１５に送られ、濃度測定装置４１５で高分子凝集剤水溶液４０８の高分子凝集剤の濃度が測定される。そして、この濃度測定装置４１５が、次に詳述する差伝導度計を用いた濃度測定装置に構成され、たとえば試料がキャリア液（たとえば、過酸化水素水）で希釈され、酸化カラムに送られ、酸化前後の差伝導度が測定され、それに基づいて高分子凝集剤水溶液４０８の濃度が定量される（後に詳述する）。濃度測定装置４１５での濃度測定信号が制御装置４１３に送られる。制御装置４１３では、濃度測定装置４１５によるそのときの測定濃度に基づいて、水処理系へ注入される高分子凝集剤の量が目標値になるために注入すべき高分子凝集剤水溶液４０８の量が演算され、その演算結果に基づいて、制御装置４１３から定量ポンプ４１２の流量調整機構に信号が送られて、実際に高分子凝集剤水溶液４０８が水処理系に注入される。
【００１８】
高分子凝集剤水溶液貯留槽４１０中の高分子凝集剤水溶液４０８の残量がある一定量となったら、再び溶解槽４０５から高分子凝集剤水溶液貯留槽４１０に高分子凝集剤水溶液４０８が補給され、攪拌機４１１により残液と混合される。この状態で再び、濃度測定装置４１５によって高分子凝集剤水溶液貯留槽４１０中の高分子凝集剤水溶液４０８の濃度が測定され、その結果に基づいて、上記同様の演算、制御がくり返される。
【００１９】
このように、本発明に係る濃度測定装置付き高分子凝集剤溶解・注入装置においては、実際に高分子凝集剤水溶液４０８を注入する前に、高分子凝集剤水溶液貯留槽４１０中の高分子凝集剤水溶液４０８の濃度が、差伝導度計を用いた高精度の濃度測定装置４１５によって測定され、そのときの測定濃度に基づいて、制御装置４１３による演算を介して、実際に水処理系に注入される高分子凝集剤の量が目標値となるように、実際に注入される高分子凝集剤水溶液４０８の注入量が制御される。
【００２０】
したがって、たとえば高分子凝集剤の吸湿等により、溶解槽４０５において目標濃度の高分子凝集剤水溶液が調製されていない場合にあっても、あるいは、高分子凝集剤水溶液貯留槽４１０中に貯留される高分子凝集剤水溶液４０８の濃度に変動やばらつきがある場合にあっても、そのときの注入前の実際の濃度に応じて（つまり、濃度の変動やばらつきを考慮し、それらを吸収した条件にて）、実際に注入される高分子凝集剤水溶液４０８の量が制御され、それによって水処理系に実際に注入される高分子凝集剤の量が、高分子凝集剤水溶液の濃度の変動やばらつきにかかわらず、精度良く目標量に制御される。その結果、高分子凝集剤の過剰注入や過少注入は確実に防止され、所望の処理が安定して行われることになる。
【００２１】
とくに、過剰注入が無くなることにより、高分子凝集剤に含有される有害不純物（アクリルアミドモノマー等）の不要な注入も無くなる。さらに、過剰注入が無くなることにより、凝集剤コストも削減される。
【００２２】
このような本発明に係る濃度測定装置付き高分子凝集剤溶解・注入装置においては、高分子凝集剤水溶液貯留槽４１０における、実際に注入する前の高分子凝集剤水溶液４０８の濃度をいかに精度良く測定できるかが重要な要素となるが、本発明ではこの濃度測定に差伝導度計を用いた高精度の濃度測定装置４１５が使用される。
【００２３】
この差伝導度計を用いた濃度測定装置は、高分子凝集剤水溶液貯留槽から試料として導入されてくる高分子凝集剤水溶液中の高分子凝集剤を酸化分解し、該酸化分解によって生じた電気伝導度増加量を差伝導度計を用いて測定し、その増加量から試料中の高分子凝集剤の濃度を定量するものである。
【００２４】
上記酸化方法の具体例としては、酸化剤としてオゾン、ペルオキソ二硫酸カリウム等の過硫酸塩、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム等のハロゲン酸化物などを用い、これらを単独もしくは併用して酸化を行う方法、過硫酸塩や過酸化水素やオゾンの共存下、光を照射して酸化を行う方法、フェントン反応による酸化、電極反応により酸化を行う方法、二酸化チタンに代表される光触媒の共存下、光を照射して酸化を行う方法等が挙げられる。これらの方法の中で、その酸化能力の高さと特別な酸化処理装置が不要であること、酸化後の廃液処理が不要であることなどから、本発明において好ましく用いられる方法は、光触媒の共存下、光を照射して酸化を行う方法である。特に好ましい方法としては、光触媒を担体上に固定化した固体酸化剤の共存下、光を照射して酸化を行う方法である。
【００２５】
本発明で用いられる光触媒担持体としては、たとえば、本出願人が先に特願平１１−１４３９５８号で提案した光触媒担持体を用いることができる。ここで言う光触媒とは、光触媒粒子にそのバンドギャップ以上のエネルギーを有する光を照射すると、光励起により伝導帯に電子を、価電子帯に正孔を生じるものであり、この価電子帯に生じた正孔の強い酸化力を利用して試料中の高分子凝集剤の酸化分解を行うものである。この光子によって励起された正孔による酸化反応を有効に利用するためには、反応が光触媒粒子の表面でのみ進行し、かつ、光が照射された部位のみ進行することから、触媒が大きな表面積を有することと分解対象物質との接触が十分に達成されることが必要である。また、その酸化メカニズムから、反応を迅速に進行させるためには、光照射によって生じた光触媒内の電子を速やかに光触媒から奪う電子受容体（酸化剤）が系内に存在することが必要である。
【００２６】
本発明では、上記の本出願人が先に特願平１１−１４３９５８号で提案した光触媒担持体を用いることが好ましく、この光触媒担持体は、担体（Ａ）と光触媒粒子（Ｂ）との単なる混合物とは異なり、担体（Ａ）の表面部分に粒子（Ｂ）が熱融着により担持され、粒子（Ｂ）の一部が露出している状態を保持した担持体である。また、担体（Ａ）の表面部分に粒子（Ｂ）が多重に積み重なっているため、光触媒担持体表面の劣化により粒子（Ｂ）の一部に剥離や脱落が生じたとしても、その下の粒子（Ｂ）が次々に表面に現れて露出してくるようになっている。従って、このような光触媒担持体を用いることにより、長期間にわたり光触媒活性を維持し続けることが可能になり、本発明における試料の酸化において、長期間安定した酸化作用を持続させることができる。
【００２７】
このような光触媒担持体の形状は任意であるが、製造工程の簡便さから実質的に球形や円盤状の形状が好ましい。実質的に球形の光触媒担持体は取扱性の上で好ましく、円盤状のものは光触媒粒子（Ｂ）が露出した表面積が大きい点で好ましい。また、この光触媒担持体の大きさは特に限定されず適宜設定できるが、例えば、実質的球形の場合、その粒径は０．１ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍである。
【００２８】
本発明において用いられる光触媒担持体の担体（Ａ）の例としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン単独重合体類、オレフィン同士の共重合体類、オレフィン類と他の重合性単量体との共重合体類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート等のポリ（メタ）アクリレート類、ポリアミド類、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル類を挙げることができる。これらの中で、担体（Ａ）の材料として用いた時に多重に積み重ねた状態で強固に粒子（Ｂ）を容易に担持し得る点で特に好ましい熱可塑性重合体は、オレフィン単独重合体類、オレフィン同士の共重合体類、オレフィン類と他の重合性単量体との共重合体類である。
【００２９】
本発明において用いられる光触媒担持体を構成する粒子（Ｂ）の例としては、例えば、二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タングステン、酸化錫、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、セレン化カドミウム、硫化モリブデン、珪素等の光触媒作用を有する物質の粒子を挙げることができ、これらの中から少なくとも一種類の粒子を選択して用いることができる。特に優れた光触媒性能を発現する二酸化チタンが好ましい。二酸化チタンにはアナターゼ型とルチル型の結晶構造があり、アナターゼ型二酸化チタンの方が光触媒活性が高いので、これを用いるのが通常である。
【００３０】
また、粒子（Ｂ）は、更にその表面に白金、ロジウム、ルテニウム、ニッケル等の金属や該金属の酸化物又は水酸化物などを担持したものを用いてもよく、この場合はその担持量が極めて少量でも光触媒効率の向上を図ることが可能である。また、粒子（Ｂ）は、その表面に蓄光作用を有する物質を担持せしめたものでもよい。かかる蓄光物質としては、例えば、アルカリ土類金属の硫化物、硫酸塩、珪酸塩等を主材料として、これに鉛、マンガン、ビスマス等を活性剤として加えた物質を好適に用いることができる。具体例としては、ＢａＳＯ₄／Ｐｂ、ＣａＳｉＯ₃／Ｐｂ、ＣａＳ／Ｂｉ等を挙げることができ、これらは単独でも二種以上を組み合わせて用いてもよい。蓄光物質は、一般に蛍光物質、夜光物質等と称され、可視光線、紫外線、放射線等のエネルギーを一旦化学的エネルギーに変換して蓄え、該エネルギーを随時光エネルギーとして放射することが可能な物質なので、これを粒子（Ｂ）に担持せしめることにより、光の利用効率を向上させることも可能である。
【００３１】
担体（Ａ）に担持せしめる粒子（Ｂ）の量は、光触媒粒子の種類や熱可塑性重合体の種類等により大きく異なってくるので特定できないが、担体（Ａ）＋粒子（Ｂ）の合計重量に対して、好ましくは０．１〜８０重量％、より好ましくは１％〜５０重量％である。０．１重量％より少ないと粒子（Ｂ）が担体（Ａ）の表面全体を覆うことが難しくなり易く、また、８０重量％より多くすることは、必要以上に光触媒担持体内部に埋没する光触媒粒子を増加させるだけで余り意味がない。
【００３２】
上記光触媒担持体の比重は、特に限定されないが、試料が水溶液の場合、好ましくは０．７〜１．３の範囲、より好ましくは０．９〜１．１の範囲である。この比重が０．７未満の場合、該光触媒担持体は攪拌をもってしても常に水面に浮かび反応効率が悪く、１．３を超えると攪拌をもってしても常に水底に没することになり光を効率良く照射せしめることが困難となる。ただし、光触媒担持体をカラムに充填して固定床とし、試料の酸化装置として用いる際には、比重がこの範囲を超えていても差し支えない。上記比重の範囲が重要となるのは、光担持触媒を水中に分散させ攪拌して用いる流動床方式の場合である。本発明においては、酸化装置として、固定床、流動床いずれも好適に用いることができる。
【００３３】
また、光触媒の酸化反応を迅速に進行させるためには、光照射によって生じた光触媒内の電子を速やかに光触媒から奪う電子受容体（酸化剤）が系内に存在することが必要である。そのような電子受容体の例としては、酸素、オゾン、過酸化水素等が挙げられ、本発明においても好適に用いられる。
【００３４】
光触媒を酸化剤として用いる際に必要となる光の波長は、光触媒を励起・活性化させるのに必要な波長帯を含むものであれば特に制限はなく、通常、紫外域の波長（３８０〜４００ｎｍ以下）を含んでいればよい。したがって、光源としては、太陽光、蛍光灯、ブラックライト、冷陰極管、水銀灯、キセノンランプなどを用いることができる。
【００３５】
次に、本発明における高分子凝集剤水溶液貯留槽で電気伝導度増加量の検出装置として用いられる差伝導度計について説明する。本発明においては、高分子凝集剤水溶液貯留槽からの高分子凝集剤水溶液の試料が上述の如き酸化手段を用いて酸化され、その試料の酸化前の電気伝導度と酸化後の電気伝導度との差分、つまり、高分子凝集剤の酸化分解によって生じた電気伝導度増加量が差伝導度計によって測定される。この差伝導度計は、少なくとも２個の電極を有する電気伝導度測定セルを試料酸化前の位置と酸化後の位置とに配置し、両電気伝導度測定セルからの検出信号自身の差分を両電気伝導度測定セルの位置間の試料の電気伝導度の差分として出力するものである。したがって、従来の電気伝導度計を単に２個用いて、各測定位置における試料の電気伝導度の絶対値を測定し、それらの差から電気伝導度増加量を求める方法とは、根本的に異なるものである。この差伝導度計を用いて検出した、高分子凝集剤の酸化分解によって生じた電気伝導度増加量から、試料中の高分子凝集剤の濃度が定量される。
【００３６】
図２は、本発明に係る濃度測定装置に用いる差伝導度計の一例を示している。図２に示す差伝導度計１においては、交流オシレーター２からの交流電流が各電気伝導度測定セル３、４に供給されるが、一方の電気伝導度測定セル３には、倍率設定器５付きの位相反転増幅器６で所定倍率に増幅され、かつ、位相の反転された交流電流が供給され、他方の電気伝導度測定セル４には、増幅器７により一定の倍率で増幅された交流電流が位相を反転されることなく供給される。各電気伝導度測定セル３、４の出力側は接続されており、上記一方の供給交流電流の位相が反転されているので、両電気伝導度測定セル３、４からの検出信号自身の差をとる減算処理が行われることになる。この減算処理された信号が感度（測定レンジ）切替器８付き増幅器９で増幅され、所定の一つの出力信号１０として出力される。したがって、この出力信号１０は、両電気伝導度測定セル３、４の検出電気伝導度間の差分あるいは変化分を表すことになる。
【００３７】
このように、個々の電気伝導度測定装置により出力された検出値の絶対値から差分や変化分を演算するのではなく、一つの差伝導度計１内において、各電気伝導度測定セル３、４からの検出信号自身について減算処理しているので、両電気伝導度測定セル３、４の検出電気伝導度間の差分あるいは変化分のみを精度良く抽出することができる。また、この測定の際の測定レンジは、電気伝導度の絶対値に対してではなく、検出しようとする電気伝導度の差分あるいは変化分に対して調整すればよいので、たとえ、電気伝導度の絶対値に対し差分や変化分が微少である場合にあっても、電気伝導度の絶対値に関係なく、最適な測定レンジに調整でき、極めて高精度かつ高感度の測定が可能になる。
【００３８】
また、倍率設定器５を設けて一方の電気伝導度測定セル３側の供給電流のレベルを適宜切り換えることができるようになっているので、濃縮系あるいは希釈系のいずれに対しても最適な感度調整が可能になる。しかも、出力側にも感度（測定レンジ）切替器８を設けてあるので、最終的に出力される信号のレベルも最適なレベルに調整でき、電気伝導度測定の差分や変化分を最適な感度で測定できる。その結果、信頼性の極めて高い電気伝導度測定の差分や変化分のデータが、高精度かつ高感度で得られることになる。
【００３９】
このような差伝導度計は、たとえば図３に示すようにも構成できる。図３に示す差伝導度計１１は、被測定物質（試料）に接する少なくとも２個の電極（本実施態様では３電極構成にて図示してある。）を有する電気伝導度測定セルを少なくとも２個（本実施態様では２セル構成にて図示してある。）有している。各電気伝導度測定セル１２、１３（図３には、セル１、セル２と表示してある。）は、本実施態様では、各電気伝導度測定セル１２、１３からの検出信号自身が減算処理されるように電気的に接続されている。
【００４０】
各電気伝導度測定セル１２、１３は電気的に並列に接続されており、各電気伝導度測定セル１２、１３の電流供給用電極１２ａ、１３ａには、電源としての交流オシレーター１４から同相の交流電流が供給されている。各電気伝導度測定セル１２、１３の電気伝導度検出用電極１２ｂ、１３ｂは、互いに電気的に接続され、両検出用電極１２ｂ、１３ｂからの検出信号自身の値が次のように減算されるようになっている。電気伝導度測定セル１３の電流供給用電極１３ａの前に、供給される交流電流の値を所定の倍率で増幅あるいは減幅可能な位相反転器１５が設けられており、電気伝導度測定セル１３で検出対象となる被測定物質の電気伝導度のレベルを、電気伝導度測定セル１２のそれに比べ異ならしめることができるとともに、その検出信号の位相を反転できるようになっている。このようにしておけば、各電気伝導度測定セル１２、１３からの検出信号自身が、実質的に減算されることになる。
【００４１】
上記電気的に演算処理が施された信号、つまり、電気伝導度検出用電極１２ｂ、１３ｂの接続点から得られる信号は、一つの増幅器１６により出力信号として適切なレベルに増幅されるようになっている。このとき、測定レンジ切替器１７で、測定対象に応じて最適な測定レンジを選択できるようになっている。
【００４２】
増幅器１６からの信号は、本実施態様では、測定環境に対する温度補償が温度補償器１８で行われた後、同期整流器１９で交流オシレーター１４の出力側との同期がとられ、さらに、その信号が、各種の制御や出力の表示に最適なレベルの信号となるよう、レンジ調整器２０付きの増幅器２１で増幅され、実際の出力２２として取り出されるようになっている。
【００４３】
上記のような差伝導度計においては、所定容量の時間遅延カラムを用いることにより、試料（被測定物質）の電気伝導度の時間的な変化分を精度良く測定することが可能になる。たとえば図４に示すように、流水管５２内を流れる水の流れ方向に対し、異なる位置間における電気伝導度測定の変化を測定しようとする場合、差伝導度計５１を、上流側の位置５３においてたとえばベンチュリー管５４を介してサンプル水として採水できるように配設する。このサンプル水の電気伝導度をまず一方の電気伝導度測定セル５５で検出した後、そのサンプル水を時間遅延カラム５６を通して他方の電気伝導度測定セル５７に送り、そこで再びサンプル水の電気伝導度を測定し、測定後のサンプル水を流水管５２の下流側の位置５８に戻す。時間遅延カラム５６は、たとえば細管をスパイラル状に巻いて、流入端から流出端までの通水時間を調節できるようにしたものであり、本実施態様では、実質的に流水管５２における上流側の位置５３から下流側の位置５８までの通水時間に対応させてある。
【００４４】
このような時間遅延カラム５６を設けて、同一のサンプル水に対する電気伝導度の検出タイミングを時間的にずらすことにより、その間で電気伝導度がどのように変化するかが観測できる。そしてこの観測に本発明に係る差伝導度計５１を用いることにより、電気伝導度の変化分が信頼性高く高精度かつ高感度で検出されることになる。したがって、この時間遅延カラム５６内を試料の酸化手段に構成することにより、本発明における、所望の試料の酸化を、所望の時間で行うことが可能になる。
【００４５】
本発明においては、各電気伝導度測定セル自身の構造はとくに限定されず、被測定物質（試料）に接する少なくとも２個の電極を有する電気伝導度測定セルであればよい。各電気伝導度測定セルにおける少なくとも２個の電極は、電気伝導度検出用電極と、電流供給用電極とからなり、３電極構成の場合には、一つを接地電極とすることもできる。電流供給用電極には交流電流が供給されることが好ましいが、直流電流を供給する構成も可能である。
【００４６】
図５は、本発明に適用可能な２極構成の電気伝導度測定セルの概略構成を示している。図５に示す電気伝導度測定セル６１は、測定管６２中に流れてくる、あるいは測定管６２中に貯留されている被測定物質としての被測定流体６３に対し、電源電極６４と電気伝導度検出用電極６５とが離間配置されている。電源電極６４には、たとえば電源（図示略）からアンプ６６を介して交流定電圧が印加され、電気伝導度検出用電極６５からの検出電流が、前述の加算や減算処理に供される。
【００４７】
上記のような２極構成の電気伝導度測定セル６１では、測定管６２は、少なくとも上記電気伝導度測定部位においては絶縁体（たとえば、塩化ビニル管）から構成されているが、通常、その延設部位のいずれかの位置で、実質的に接地状態となっていることが多く、その接地状態に起因して、周囲環境からのノイズを拾ってしまうことがある。
【００４８】
このようなノイズの影響を除去するためには、たとえば図６や図７に示すような３極構成の電気伝導度測定セルを用いることが好ましい。図６に示す電気伝導度測定セル７１においては、絶縁された測定管７２中に流されてくる、あるいは測定管７２中に貯留されている被測定物質としての被測定流体７３に対し、その被測定流体７３に接する３個の電極７４、７５、７６が設けられている。３個の電極は、電気伝導度を検出するための電気伝導度検出用電極７４と、該電気伝導度検出用電極７４の両側にそれぞれ間隔をもって配置された２個の交流電流供給用電極７５、７６とからなる。２個の交流電流供給用電極７５、７６にはアンプ７７を介して、同相の交流電流が、同電位の定電圧にて供給されている。電気伝導度検出用電極７４からの検出電流が、前述の減算処理に供される。
【００４９】
図６に示した電気伝導度測定セル７１においては、電気伝導度検出用電極７４は、その両側に配置され、同相の交流電流が供給される２個の交流電流供給用電極７５、７６によって、測定管７２の延設部位のいずれかの部位に存在するであろう接地点に対し、電気的にシールドされることになる。すなわち、２個の交流電流供給用電極７５、７６には、定電圧交流電流が同相で供給され、電気伝導度検出用電極７４と交流電流供給用電極７５、７６間の電位差は常に所定の一定値に保たれるから、電気伝導度検出用電極７４と外部接地点との間には実質的に電気的な抵抗が存在しない状態となる。したがって、図５に示したセル構成における、電気伝導度検出用電極と外部接地点との間の抵抗値やその抵抗値の変動に起因する電気伝導度検出用電極からの出力電流への影響は、実質的に全く無くなる。換言すれば、電気伝導度検出用電極７４から外部接地点への漏洩電流は全く存在しないことになる。その結果、電気伝導度検出用電極７４からの出力電流は、常時外乱の無い状態で取り出され、外乱によるばらつきや変動が防止されて、常時高精度の電気伝導度の測定が安定して行われる。
【００５０】
図７に示す電気伝導度測定セル８１においては、絶縁された測定管８２中に流されてくる、あるいは測定管８２中に貯留されている被測定物質としての被測定流体８３に対し、その被測定流体８３に接する３個の電極８４、８５、８６が設けられている。３個の電極は、電気伝導度を検出するための電気伝導度検出用電極８４と、該電気伝導度検出用電極の片側に間隔をもって配置された交流電流供給用電極８５と、電気伝導度検出用電極８４の反対側に間隔をもって配置された接地電極８６とからなる。交流電流供給用電極８５には、アンプ８７を介して、所定の交流電流が定電圧にて供給されている。電気伝導度検出用電極８４からの検出電流が、前述の減算処理に供される。
【００５１】
図７に示した電気伝導度測定セル８１においては、交流電流供給用電極８５のみに交流電流が定電圧にて供給され、接地電極８６は接地により強制的に電位０とされ、これら電極８５、８６が電気伝導度検出用電極８４の両側に配置されている。したがって、電極８５、８６間は、電気伝導度検出用電極８４によって、電気回路的には、いわゆる抵抗分割された形態となっている。この電極８５、８６間の回路においては、電極８５には所定の定電圧交流電流が供給され、電極８６は接地により強制的にその電位が常時０とされ、この状態は常に安定している。つまり、測定管８２のいずれかの延設部位が接地された状態にあったとしても、その接地点と電気伝導度検出用電極８４との間の抵抗等が入り込む余地はなく、それによって電気伝導度検出用電極８４から取り出される電流がシフトしたり変動したりすることはなくなる。したがって、電気伝導度検出用電極８４からの出力電流は、常時外乱の無い状態で取り出され、外乱によるばらつきや変動が防止されて、常時高精度の電気伝導度の測定が安定して行われることになる。
【００５２】
本発明において、電気伝導度測定セルの機械的な構成はとくに限定されず、たとえば図８に示すような構造とすることができる。図８に示す電気伝導度測定セル９１においては、たとえば図９に示すような、導電金属からなる電極本体９２の表面に、酸化チタン層９３により電極面が形成された電気伝導度測定用電極９４が用いられることが好ましい。酸化チタン層９３は、導電金属からなる電極本体９２の表面に、スパッタリング、メッキ等の表面処理により形成されるか、あるいは、電極本体９２をチタン金属から構成し、その表面を酸化することにより形成されている。酸化は、電気分解や空気酸化により行われる。
【００５３】
電気伝導度測定用電極９４は、図５〜７に示した２個あるいは３個の各電極に相当する電極として用いられ、図８に示すように、絶縁体からなる電極ホルダ９５に、電極面を露出させた状態で埋設されている。図８に示す電気伝導度測定セル９１では、３個の電極９４は一列に配置され、両側の電極９４ａ、電極９４ｂが電源へと接続される交流電流供給用電極、中央の電極９４ｃが電気伝導度検出用のセンサーとして機能する電気伝導度検出用電極を構成している。
【００５４】
電極ホルダ９５は、基体９６の所定位置に固定される。基体９６には、被測定流体（たとえば、水溶液）を流入させる流入口９７および流出させる流出口９８と、電気伝導度測定用の流通孔９９および流通孔１００が設けられている。電極ホルダ９５には、流通孔１０１と流通孔１０２が設けられており、流通孔１０１は基体の流通孔９９と、流通孔１０２は基体の流通孔１００とそれぞれ連通するように配置されている。流入口９７から流入された被測定流体は、基体９６の内部通路１０３、流通孔９９、電極ホルダ９５の流通孔１０１を通して、各電極９４の電極面側に形成される被測定物質貯留空間１０４に流入される。被測定物質貯留空間１０４は、被測定流体の電気伝導度測定用流路を形成する。被測定物質貯留空間１０４からの流体は、電極ホルダ９５の流通孔１０２、基体９６の流通孔１００、内部通路１０５を通して、流出口９８から流出される。
【００５５】
基体９６には、各電極９４ａ、９４ｂ、９４ｃに対応した位置に貫通孔１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃが穿設されており、貫通孔１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを通して必要な電気配線が引き出されるようになっている。
【００５６】
被測定物質貯留空間１０４は、本実施態様では、シート状のパッキン１０７と、電極ホルダ９５にパッキン１０７を介して間隔をあけて対向配置された透光体としての透明ガラス板１０８によって画成されている。このガラス板１０８の被測定物質貯留空間１０４側表面においても、透光性を損なわない程度に酸化チタンコートが施されていることが好ましい。この被測定物質貯留空間１０４内を流れる流体の電気伝導度が測定される。
【００５７】
電極ホルダ９５、パッキン１０７およびガラス板１０８は、ボルト１０９を介してカバー体１１０により、基体９６の一面側に固定される。カバー体１１０には、透光用の窓１１１が開設されている。この窓１１１を通して、外部に配置された光照射手段１１２からの光が照射される。照射された光は、窓１１１からガラス板１０８を通して、各電極９４ａ、９４ｂ、９４ｃの電極面を形成している酸化チタン層９３に照射される。照射される光は、酸化チタン層９３に光触媒活性を発揮させる波長を有する光が選択される。たとえば、特定の波長（たとえば、３００〜４００ｎｍの波長）の紫外線を使用でき、光照射手段１１２としては、たとえば紫外線を発光するブラックライトを使用することができる。
【００５８】
このような電気伝導度測定セル９１に構成すれば、光照射手段１１２による光照射により、各電極９４ａ、９４ｂ、９４ｃの表面に設けられた酸化チタン層９３が光触媒活性を発揮し、被測定物質貯留空間１０４を流される被測定流体中に有機物が含まれている場合にも、該有機物が光触媒活性により分解されるので、電気伝導度測定の際電極面でイオン交換が行われても、非導電性の有機物が電極面に付着したり吸着されたりすることは防止される。したがって、電極面の定期的なクリーニングは不要になり、クリーニングなしでも、常時安定して電気伝導度を精度良く測定することができる。また、その精度の良い測定の再現性も確保される。
【００５９】
また、ガラス板１０８の被測定物質貯留空間１０４側表面に酸化チタンコートを施しておけば、この面側でも有機物の付着や吸着が阻止され、被測定物質貯留空間１０４内への有機物の蓄積等も防止されて、良好な測定精度が維持される。
【００６０】
以上、本発明に係る濃度測定装置に用いる差伝導度計について詳細に説明してきたが、本発明においては、上記のような差伝導度計が、前述の如き高分子凝集剤水溶液の濃度測定装置に組み込まれている。この差伝導度計は、前述の如く、例えば、表面が酸化チタンの被膜で覆われている電極を用いて光照射下で使用する電極構成とでき、かつ、特別の差分測定回路を持つ装置構成としてあるので、特に高電気伝導度で水溶性有機物を含むような系で極めて微少の電気伝導度の変化を安定に検出できるようになる。この電気伝導度の変化（電気伝導度増加量）から高分子凝集剤の濃度を求めるのが、本発明に係る溶解・注入装置における濃度測定装置である。
【００６１】
従来有機物を含む試料中では電極の汚れが大きく安定な測定はほぼ不可能であったが、前述の如く、電極表面が酸化チタンの被膜で覆われていてかつ酸化チタンを活性化する３５０ｎｍ程度の光で照射される構成とすることにより、電極表面は非常に親水性（超親水界面が形成される）が高く、しかも光触媒活性により有機物等の酸化分解特性を有するので、電極表面には有機物などの付着が起こらない。また、イオンの水和構造も界面で破壊されないため、従来の電極材料に比較して極めて安定である。とくに、３電極を用いた交流定電圧ドライブと交流電流増幅、並びに２つの電気伝導度セルを構成し、それらの差分測定回路を用いて、電極材料の特徴を活かした、ほぼ究極に近い超高感度、高安定な差伝導度計に構成することができる。
【００６２】
本発明においては、試料が酸化手段により酸化され、酸化前後の電気伝導度の増加が上記のような差伝導度計を用いて高精度、高感度で測定され、測定された電気伝導度増加量から高分子凝集剤の濃度が定量される。この試料中の高分子凝集剤の酸化分解によって生じた電気伝導度増加量の測定方法としては、特に制限はなく、試料を連続的に酸化手段に導入し、連続的に試料の酸化前後の電気伝導度増加量を測定する方法や、キャリア液中に試料を注入し、これを酸化手段に導入して電気伝導度増加量を測定する方法などを用いることができる。特に好ましい方法としては、試料の電気伝導度に合わせた標準液をキャリア液として用い、キャリア液中に試料を注入して連続的に酸化分解と前記電気伝導度増加量を測定する方法が挙げられる。この方法では、上記本発明で用いられる検出装置である差伝導度計の測定感度を更に高めることができ、高感度測定に有利となるため、本発明において好適に用いられる。
【００６３】
このような差伝導度型高分子凝集剤濃度測定装置の酸化手段の例として、とくに、試料のキャリア液として過酸化水素水を用い、酸化カラム中を流れる試料を含んだ過酸化水素水に紫外線を照射し、強力な酸化力を持つヒドラキシラジカル等を発生させて試料中の有機物を分解する機構を採用することが望ましい。
【００６４】
上記のような差伝導度計を用いた本発明に係る高分子凝集剤水溶液用の濃度測定装置の一例を図１０に示す。図１０に示す濃度測定装置２００は、試料の電気伝導度に応じた標準液をキャリア液として用いるシステムとして構成されている。ボトル２０１中にキャリア液としての標準液２０２を貯留し、デガッサー２０３を介して、ポンプ２０４によりキャリア液をサンプルインジェクションバルブ２０５に供給する。サンプルインジェクションバルブ２０５は、供給されてきたキャリア液をそのまま定量、あるいは、別の系２０６から供給されてくる試料をキャリア液で希釈して定量し、デガッサー２０７を介して、試料測定流路２０８に供給する。この試料測定流路２０８に、前述したような差伝導度計２０９が配置されている。差伝導度計２０９は、２個の電気伝導度測定セル２１０、２１１（チャンネルｃｈ１とｃｈ２）を備え、両電気伝導度測定セル２１０、２１１間に、所定容量の時間遅延カラム２１２が介装されている。この時間遅延カラム２１２が、例えば前述したような、光触媒担持体を充填、固定化した酸化手段に構成されており、所定の時間、試料測定流路２０８中に流される試料流体を酸化するようになっている。差伝導度計２０９の増幅器２１３からは、前述したような、両電気伝導度測定セル２１０、２１１からの検出信号自身の差の信号、つまり、両電気伝導度測定セル２１０、２１１の位置間の電気伝導度の差信号が、この間における電気伝導度増加量に対応する信号として高精度で出力される。
【００６５】
ここでデガッサー２０３、２０７は特に差伝導度計２０９の安定化のために装備されている。つまり、ミクロの気泡が通過することによる電気伝導度の揺らぎを防ぐために使われている。時間遅延カラム２１２は、電気伝導度の時間変化を検出するためのカラムで一定体積と長さを備えて一定流量で送液されていれば、一定時間間隔の伝導度をｃｈ１とｃｈ２の電気伝導度の差として検出できる。
【００６６】
試料測定流路２０８中にキャリア液としての標準液のみが流されている場合には、測定対象試料の無い、ベースとしての電気伝導度の変化分の測定が可能であり、試料を注入してキャリア液とともに試料測定流路２０８に供給する場合には、その注入試料による電気伝導度増加量の測定が可能である。
【００６７】
前述したように、差伝導度計２０９により、電気伝導度測定セル２１０、２１１の位置間の電気伝導度の差が高精度で測定される。この試料中の高分子凝集剤の酸化分解に基づく電気伝導度増加の特性は、例えば図１１および図１２に示すようになる。注入試料により、試料測定流路２０８中の高分子凝集剤の濃度が連続的に変化した場合には、その時間微分をとると、高分子凝集剤濃度の変化は図１１に示すように電気伝導度変化分としてひとつのピークとなって検出される。一方、高分子凝集剤濃度の一過的変化が起こった場合には、高分子凝集剤濃度の変化は、電気伝導度変化分として、図１２に示すようなオーバーシュート波形として検出される。従来型の電気伝導度計を用いた場合には、試料のベースの電気伝導度が極めて大きい場合、このような微少な高分子凝集剤濃度に対応する電気伝導度の変化を検出することは不可能である。本発明では、上記のような差伝導度計２０９を用いることにより、高分子凝集剤の酸化分解による微少な電気伝導度増加量が高精度、高感度で迅速に測定され、それによって高分子凝集剤濃度が極めて高精度、高感度で定量される。
【００６８】
次に、本発明に係わる濃度測定装置のシステム例について説明する。濃度測定装置は、基本的にキャリア液を送液するポンプ、試料溶液をキャリア溶液中に注入するインジェクター、高分子凝集剤を酸化する酸化反応器（酸化手段）、酸化前後の電気伝導度を測定する差伝導度計、差伝導度計で測定されたデータを記録するデータプロセッサーで構成されている。ただし、場合によっては、キャリア液を用いないこともあるため、そのような系ではインジェクターは不要となる。
【００６９】
上記データプロセッサーは、電気伝導度増加量対高分子凝集剤の検量線を内包し、高分子凝集剤濃度計算等の演算処理を行うことができるのが好ましく、更に必要に応じて、高分子凝集剤水溶液を供給するポンプ等のポンプ類の制御信号を出力できることが好ましい。
【００７０】
なお、上記装置に加えて、差伝導度計の電極表面での気泡生成を抑制するためのデガッサーや、試料とキャリア液とを均一に混合するためのインラインミキサーや混合コイル等の混合器などを必要に応じて設置してもよい。
【００７１】
更に具体的に、本発明に係る濃度測定装置のシステム例を図１３を用いて説明する。図１３は、本発明に係る濃度測定装置の一例を示している。キャリア液（たとえば、過酸化水素水）には、インジェクター３０１から高分子凝集剤を含む試料が注入される。この試料を含むキャリア液は、ポンプ３０２により酸化装置３０４（酸化反応器）の直前に設置された差伝導度計３０６の一方の電気伝導度測定セル３０３の位置に供給される。ここで酸化前の電気伝導度を測定された試料を含むキャリア液は、酸化装置３０４で連続的に酸化されて、差伝導度計３０６の他方の電気伝導度測定セル３０５の位置に供給される。差伝導度計３０６では酸化前の電気伝導度から酸化後の電気伝導度への増加量（変化分）が測定され、データプロセッサー３０７に記録されるとともに、その電気伝導度増加量から、高分子凝集剤の濃度が定量される。
【００７２】
実施例１
粉末高分子凝集剤貯留槽（１０Ｌ）、秤量部、粉末高分子凝集剤導入部、水道水導入管、溶解槽（２５０Ｌ）、差伝導度型高分子凝集剤濃度測定装置、移送ポンプ、高分子凝集剤水溶液貯留槽（２５０Ｌ）、定量ポンプを主な構成要素とし、２００ｍ³／日の処理能力を持った凝集沈澱処理プラントに高分子凝集剤を１日間、１ｍｇ／Ｌ注入することを想定した高分子凝集剤溶解・注入装置を作製した。
【００７３】
また、高分子凝集剤濃度測定装置は、試料のキャリア液として過酸化水素水を用い、酸化手段として酸化カラム中を流れる試料を含んだ過酸化水素水に波長２５４ｎｍの紫外線を照射し、強力な酸化力を持つヒドロキシラジカル等を発生させて試料中の有機物を分解する機構をもつものを使用した。
【００７４】
この測定装置は、高精度で測定できる範囲が酸化カラム流入量で１〜２０μｇであるため、試料の溶解液１０μＬを測定に供するよう設定した。すなわち、試料の溶解液をサンプリングチューブより１０μＬ正確に採取し、インジェクター部において１．０ｍＬ／ｍｉｎで流れるキャリア液（過酸化水素水１０ｍｍｏｌ／Ｌ）に混和し、酸化カラムに導入するよう設定した。
【００７５】
粉末高分子凝集剤約１ｋｇが高分子凝集剤水溶液にされた。溶解槽に水道水２００Ｌが導入され、秤量部にて粉末高分子凝集剤２００ｇが計量され、攪拌機で水道水を攪拌しつつ、計量した粉末高分子を溶解槽に添加・溶解した。１時間攪拌溶解後、この溶解液を高分子凝集剤水溶液貯留槽に移送し、攪拌した後濃度測定装置に導入した。濃度は、１０００ｍｇ／Ｌとなるはずであるが、この粉末凝集剤が吸湿していたためか、実測値は９１０ｍｇ／Ｌであった、
【００７６】
この測定結果をもとに、凝集槽への高分子凝集剤の注入率が１ｍｇ／Ｌとなるように、制御装置により溶解液の注入流量を１５３ｍｌ／ｍｉｎと計算し、定量ポンプの吐出量がその流量となるよう調整され、実際にその流量で水処理系凝集槽に注入された。この制御により、実際に水処理系へ注入される高分子凝集剤の量が、厳密に目標値に制御できることが確認できた。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る濃度測定装置付き高分子凝集剤溶解・注入装置によれば、高分子凝集剤水溶液貯留槽中での実際に注入する前の高分子凝集剤水溶液の濃度を精度良く測定し、その測定濃度が目標濃度に調整されているか否かにかかわらず、その測定濃度に基づいて、注入される高分子凝集剤量が目標値となるように実際に注入すべき高分子凝集剤水溶液の注入量を演算し、その演算結果に基づいて注入制御できるようにしたので、実際に注入される高分子凝集剤量を精度良く目標値に制御できるようになり、所望の処理を安定して行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る濃度測定装置付き高分子凝集剤溶解・注入装置の機器系統図である。
【図２】本発明における濃度測定装置に使用される差伝導度計の構成例を示す概略回路図である。
【図３】本発明における濃度測定装置に使用される差伝導度計の別の構成例を示す概略回路図である。
【図４】時間遅延カラムを有する、本発明における濃度測定装置に使用される差伝導度計の使用例を示す概略構成図である。
【図５】本発明における差伝導度計に使用可能な電気伝導度測定セルの一例を示す概略構成図である。
【図６】本発明における差伝導度計に使用可能な電気伝導度測定セルの別の例を示す概略構成図である。
【図７】本発明における差伝導度計に使用可能な電気伝導度測定セルのさらに別の例を示す概略構成図である。
【図８】本発明における差伝導度計に使用可能な電気伝導度測定セルの機械的な構成例を示す分解斜視図である。
【図９】本発明における差伝導度計に使用可能な電気伝導度測定セルの電極の構成例を示す斜視図である。
【図１０】本発明における濃度測定装置の一例を示す概略構成図である。
【図１１】図１０の装置における電気伝導度変化の一例を示す特性図である。
【図１２】図１０の装置における電気伝導度変化の別の例を示す特性図である。
【図１３】本発明に係る濃度測定装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、１１差伝導度計
２、１４交流オシレーター
３、４、１２、１３電気伝導度測定セル
５倍率設定器
６、１５位相反転増幅器
７、９、１６、２１増幅器
８、１７測定レンジ切替器
１０、２２出力
１２ａ、１３ａ電流供給用電極
１２ｂ、１３ｂ電気伝導度検出用電極
１８温度補償器
１９同期整流器
２０レンジ調整器
５１差伝導度計
５２流水管
５３上流側の位置
５４ベンチュリー管
５５、５７電気伝導度測定セル
５６時間遅延カラム
５８下流側の位置
６１、７１、８１電気伝導度測定セル
６２、７２、８２測定管
６３、７３、８３被測定流体
６４電源電極
６５、７４、８４電気伝導度検出用電極
６６、７７、８７アンプ
７５、７６、８５交流電流供給用電極
８６接地電極
９１電気伝導度測定セル
９２電極本体
９３酸化チタン層
９４電気伝導度測定用電極
９４ａ、９４ｂ交流電流供給用電極
９４ｃ電気伝導度検出用電極
９５電極ホルダ
９６基体
９７流入口
９８流出口
９９、１００、１０１、１０２流通孔
１０３、１０５内部通路
１０４被測定物質貯留空間
１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ貫通孔
１０７パッキン
１０８透光体としての透明ガラス板
１０９ボルト
１１０カバー体
１１１透光用の窓
１１２光照射手段
２００水処理用薬品の濃度測定装置
２０１ボトル
２０２標準液
２０３、２０７デガッサー
２０４ポンプ
２０５インジェクションバルブ
２０６試料を注入する系
２０８試料測定流路
２０９差伝導度計
２１０、２１１電気伝導度測定セル
２１２時間遅延カラム（酸化手段）
２１３増幅器
３０１インジェクター
３０２ポンプ
３０３、３０５電気伝導度測定セル
３０４酸化反応器（酸化手段）
３０６差伝導度計
３０７データプロセッサー
４０１濃度測定装置付き高分子凝集剤溶解・注入装置
４０２高分子凝集剤
４０３高分子凝集剤貯留槽
４０４ａ秤量部
４０４ｂ導入部
４０５溶解槽
４０６水供給管
４０７攪拌機
４０８高分子凝集剤水溶液
４０９移送ポンプ
４１０高分子凝集剤水溶液貯留槽
４１１攪拌機
４１２定量ポンプ
４１３制御手段としての制御装置
４１４試料ポンプ
４１５濃度測定装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polymer flocculant dissolving / injecting apparatus with a concentration measuring device, and in particular, when performing a flocculant treatment using a polymer flocculant in various water treatments, the amount of the polymer flocculant to be injected is accurately set to a target value. The present invention relates to a polymer flocculant dissolving / injecting device with a concentration measuring device that can be controlled in a controlled manner.
[0002]
[Prior art]
In water and sewage treatment and various wastewater treatments, coagulation treatment is widely performed in order to remove suspended substances, dissolved organic matter, and the like. In the aggregating treatment, an aluminum-based or iron-based inorganic metal salt aggregating agent such as aluminum sulfate, polyaluminum chloride (PAC), or ferric chloride is usually used as the aggregating agent. However, since these inorganic flocculants are difficult to form a sufficiently large floc when used alone, there is a drawback that the solid-liquid separation rate in the coagulation precipitation / filtration process is slow.
[0003]
For this reason, organic polymer flocculants such as polyacrylamide have been frequently used in the fields of sewage treatment and sludge treatment in order to promote floc formation. In the water supply field, harmful impurities (acrylamide monomers, etc.) are contained in the polymer flocculant, so it has not been used so far, but it has been used since 2000 under the condition that the impurities are kept below the standard value. It came to be accepted.
[0004]
When using a polymer flocculant in a water / sludge treatment system, the powdered polymer flocculant does not instantly dissolve in water. Na Ru (The optimum injection rate is determined in advance by a method such as jar test).
[0005]
In conventional dissolution equipment, generally, a container for storing a polymer flocculant in powder and introducing it into the dissolution tank (polymer flocculant storage tank), a weighing / introducing part of the powder flocculant, a water introduction part, a dissolution tank, A polymer aggregating agent aqueous solution having a predetermined concentration is prepared based on the measured value of the powder aggregating agent and the amount of water introduced into the dissolution tank. The aqueous solution thus prepared is injected and mixed into a water / sludge treatment system so that a predetermined injection amount is obtained with a metering pump or the like.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When using the organic polymer flocculant, it is necessary to inject it into the treatment system at an optimal injection rate. That is, under-injection or over-injection causes deterioration of the water quality of the coagulated sediment treated water. In particular, excessive injection wastes expensive polymer flocculant and leads to an increase in processing costs, and it also causes more harmful impurities (such as acrylamide monomer) contained in the flocculant to enter the processing system. Become. Therefore, when using the polymer flocculant, a technique capable of strictly controlling the injection rate of the polymer flocculant itself is required. In particular, in the application of organic polymers to water purification treatment, there is a great concern about excessive contamination of harmful impurities, and strict management and control of the flocculant injection rate is required.
[0007]
In the conventional control method, the polymer flocculant is dissolved at a predetermined concentration (target concentration) of, for example, 1000 mg / L with a dissolving device, the aqueous solution injection flow rate is calculated based on the concentration, and the flow rate is adjusted with a metering pump. Adjustments are made. This method is based on the premise that the polymer flocculant aqueous solution is correctly prepared at a predetermined concentration in the dissolving equipment. That is, in order to strictly control the injection rate of the polymer flocculant itself, it is necessary that the concentration of the aqueous solution in the dissolving facility is strictly maintained at a predetermined concentration.
[0008]
However, the concentration of the aqueous solution in the conventional dissolution apparatus is only controlled based on the measured value of the powder flocculant and the amount of water introduced into the dissolution tank. The problem with this conventional dissolution apparatus is that there is no mechanism for checking whether an aqueous solution of a predetermined concentration is actually prepared, and that the powder flocculant may not be measured correctly. In particular, since the powdery polymer flocculant has high hygroscopicity, the amount of flocculant charged into the dissolution tank may vary greatly even if the weighing value is the same, depending on the humidity conditions at the installation location of the apparatus. Therefore, the aqueous solution is not adjusted to a predetermined concentration, and as a result, the injection rate into the water treatment system may not be as intended.
[0009]
Accordingly, the problem of the present invention is to solve the above inconveniences in the conventional dissolution apparatus, even in the case where the concentration of the polymer flocculant aqueous solution in the dissolution tank varies or varies. It is an object of the present invention to provide a polymer flocculant dissolving / injecting device with a concentration measuring device that can accurately control the amount of polymer flocculant injected to a target value.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a polymer flocculant dissolving / injecting apparatus with a concentration measuring device according to the present invention comprises a dissolving tank for preparing a polymer flocculant aqueous solution from a powdered polymer flocculant and water, and the dissolving tank A polymer flocculant aqueous solution storage tank for storing the polymer flocculant aqueous solution transferred from the water, and a flow rate adjusting mechanism for injecting the polymer flocculant aqueous solution in the polymer flocculant aqueous solution storage tank into the water treatment system A concentration measuring device that measures the concentration of the polymer flocculant aqueous solution in the polymer flocculant aqueous solution storage tank, and the water treatment system based on the concentration measured by the concentration measuring device A control means for calculating the injection amount of the polymer flocculant aqueous solution so that the amount of the polymer flocculant injected into the target becomes a target value, and controlling the injection system based on the calculation result, and The concentration measuring device is configured to aggregate the polymer. The concentration measurement sample from the aqueous solution storage tank is oxidized, and the difference between the electrical conductivity before oxidation of the sample and the electrical conductivity after oxidation is determined, and an electrical conductivity measurement cell having at least two electrodes is measured before the oxidation. The differential conductivity meter is placed at the position and the position after oxidation, and the difference between the detection signals themselves from both conductivity measuring cells is output as the difference in the sample conductivity between the two conductivity measuring cells. It is characterized by comprising a device for measuring the amount of increase in electrical conductivity caused by oxidative decomposition of a sample by using and detecting, and quantifying the concentration of the polymer flocculant in the sample from the amount of increase in electrical conductivity. Consists of things.
[0011]
In particular, in the present invention, by providing a concentration measuring device using a differential conductivity meter, the concentration of the polymer flocculant aqueous solution stored in the polymer flocculant aqueous solution storage tank is measured with extremely high accuracy. Therefore, the control means calculates the amount of the polymer flocculant aqueous solution to be injected at the current concentration so that the amount of the polymer flocculant to be injected becomes the target value, and the calculation result is By being controlled based on this, the injection amount of the polymer flocculant actually injected is accurately adjusted to the target value.
[0012]
In the differential conductivity meter, a solid oxidant in which a photocatalyst is immobilized on a carrier is used as an oxidant used for oxidizing the sample, and light is irradiated while the oxidant and the sample are in contact with each other. It is preferred that the sample is oxidized. As the irradiation light, ultraviolet rays having a predetermined wavelength can be used.
[0013]
Further, in the measurement of the increase in electrical conductivity, a standard solution corresponding to the electrical conductivity of the sample is used as a carrier solution, the sample is injected into the carrier solution, the sample is continuously oxidized, and continuously It is preferable that the increase in electrical conductivity is measured. As the carrier liquid, it is particularly preferable to use hydrogen peroxide.
[0014]
In such a polymer flocculant dissolving / injecting apparatus with a concentration measuring device according to the present invention, the polymer flocculant aqueous solution once stored in the polymer flocculant aqueous solution storage tank before being actually injected into the water treatment system Is measured by a highly accurate concentration measuring device using a differential conductivity meter. Based on this concentration measurement value, that is, based on the actual concentration at that time, the injection amount of the polymer flocculant aqueous solution for the target amount of the polymer flocculant injected into the water treatment system is It is obtained by calculation. Based on the calculation result, the polymer flocculant aqueous solution is actually injected. Therefore, even if the concentration of the polymer flocculant aqueous solution varies or varies at that time, the actual amount of the polymer flocculent aqueous solution injected is determined so that the variation or variation can be absorbed. The actual injection amount is controlled to the target value with high accuracy. Regardless of the situation at that time, the amount of the polymer flocculant injected is accurately controlled to the target value. As a result, it is possible to stably carry out the desired flocculation / precipitation treatment, as well as excessive injection and Problems associated with injection are completely eliminated.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a polymer flocculant dissolving / injecting apparatus 401 with a concentration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. The powdered polymer flocculant 402 is stored in the polymer flocculant reservoir 403, weighed by the weighing unit 404 a, and then gradually added to the dissolution tank 405 from the introduction unit 404 b. Water is introduced into the dissolution tank 405 through a water supply pipe 406 with the flow rate adjusted. In the dissolution tank 405, the introduced water and the polymer flocculant 402 are stirred by a stirrer 407, and a predetermined amount of the polymer flocculant aqueous solution 408 is prepared to have a predetermined target concentration (for example, 1000 mg / L). Is done. The predetermined amount is adjusted by the flow rate control of the water, a level switch (not shown) attached to the dissolution tank 405, or the like. At the time of dissolution, it is preferable to dissolve by adding the weighed polymer flocculant 402 into the dissolution tank 405 little by little while stirring the water in the dissolution tank 405 with the stirrer 407. Dissolve by stirring for a certain time (for example, about 1 to 2 hours).
[0016]
The prepared polymer flocculant aqueous solution 408 is transferred and stored from the dissolution tank 405 to the polymer flocculant aqueous solution storage tank 410 by the transfer pump 409. The polymer flocculant aqueous solution storage tank 410 is also provided with a stirrer 411. The polymer flocculant aqueous solution 408 stored in the polymer flocculant aqueous solution storage tank 410 is sent to the water treatment system flocculation tank or line-injected into the water treatment system by the metering pump 412 as necessary. The injection amount of the polymer flocculant is controlled by adjusting the injection amount of the polymer flocculant aqueous solution 408 by controlling the operation of the metering pump 412. Control of the metering pump 412 is performed based on a signal from a control device 413 as a control means.
[0017]
A part (for example, about 100 μL) of the polymer flocculant aqueous solution 408 in the polymer flocculant aqueous solution storage tank 410 is sent to the concentration measurement device 415 via the sample pump 414 as a sample for concentration measurement, and the concentration measurement device At 415, the concentration of the polymer flocculant in the polymer flocculent aqueous solution 408 is measured. This concentration measuring device 415 is configured as a concentration measuring device using a differential conductivity meter described in detail below. For example, the sample is diluted with a carrier liquid (for example, hydrogen peroxide solution) and sent to the oxidation column. Then, the differential conductivity before and after oxidation is measured, and the concentration of the aqueous polymer flocculant solution 408 is quantified based on the measured differential conductivity (detailed later). A concentration measurement signal from the concentration measuring device 415 is sent to the control device 413. In the control device 413, the amount of the polymer flocculant aqueous solution 408 to be injected so that the amount of the polymer flocculant injected into the water treatment system becomes a target value based on the concentration measured by the concentration measuring device 415 at that time. Is calculated, and a signal is sent from the control device 413 to the flow rate adjusting mechanism of the metering pump 412 based on the calculation result, and the polymer flocculant aqueous solution 408 is actually injected into the water treatment system.
[0018]
When the remaining amount of the polymer flocculant aqueous solution 408 in the polymer flocculant aqueous solution storage tank 410 reaches a certain amount, the polymer flocculant aqueous solution 408 is supplied again from the dissolution tank 405 to the polymer flocculant aqueous solution storage tank 410. The remaining liquid is mixed by a stirrer 411. In this state, the concentration measurement device 415 again measures the concentration of the polymer flocculant aqueous solution 408 in the polymer flocculant aqueous solution storage tank 410, and the same calculation and control as described above are repeated based on the result.
[0019]
As described above, in the polymer flocculant dissolving / injecting apparatus with a concentration measuring device according to the present invention, the polymer flocculant in the polymer flocculant aqueous solution storage tank 410 is actually injected before the polymer flocculant aqueous solution 408 is injected. The concentration of the aqueous agent solution 408 is measured by a high-precision concentration measuring device 415 using a differential conductivity meter, and is actually injected into the water treatment system based on the measured concentration at that time through the calculation by the control device 413. The injection amount of the polymer flocculant aqueous solution 408 that is actually injected is controlled so that the amount of the polymer flocculant to be the target value.
[0020]
Therefore, even when the polymer flocculant aqueous solution having the target concentration is not prepared in the dissolution tank 405 due to, for example, moisture absorption of the polymer flocculant, or stored in the polymer flocculant aqueous solution storage tank 410. Even when the concentration of the polymer flocculant aqueous solution 408 varies or varies, depending on the actual concentration before injection at that time (that is, considering the variation and variation of the concentration, the conditions for absorbing them) The amount of the polymer flocculant aqueous solution 408 that is actually injected is controlled, so that the amount of the polymer flocculant actually injected into the water treatment system may vary or vary in the concentration of the polymer flocculant aqueous solution. Regardless of this, the target amount is accurately controlled. As a result, over-injection or under-injection of the polymer flocculant is reliably prevented, and the desired treatment is stably performed.
[0021]
In particular, by eliminating excessive injection, unnecessary injection of harmful impurities (such as acrylamide monomer) contained in the polymer flocculant is also eliminated. Furthermore, the cost of flocculant is reduced by eliminating over-injection.
[0022]
In such a polymer flocculant dissolving / injecting apparatus with a concentration measuring device according to the present invention, the concentration of the polymer flocculant aqueous solution 408 before the actual injection in the polymer flocculant aqueous solution storage tank 410 is accurately measured. Whether it can be measured is an important factor. In the present invention, a highly accurate concentration measuring device 415 using a differential conductivity meter is used for the concentration measurement.
[0023]
The concentration measuring apparatus using this differential conductivity meter oxidizes and decomposes the polymer flocculant in the polymer flocculant aqueous solution introduced as a sample from the polymer flocculant aqueous solution storage tank, The increase in conductivity is measured using a differential conductivity meter, and the concentration of the polymer flocculant in the sample is quantified from the increase.
[0024]
Specific examples of the oxidation method include ozone, persulfate such as potassium peroxodisulfate, and halogen oxides such as hydrogen peroxide and sodium hypochlorite. These may be used alone or in combination. In the presence of persulfate, hydrogen peroxide and ozone, oxidation by irradiation with light, oxidation by Fenton reaction, oxidation by electrode reaction, coexistence of photocatalyst typified by titanium dioxide And a method of oxidizing by irradiating light. Among these methods, the method preferably used in the present invention is under the coexistence of a photocatalyst because of its high oxidation capacity and the need for special oxidation treatment equipment and the need for waste liquid treatment after oxidation. In this method, oxidation is performed by irradiating light. A particularly preferred method is a method in which oxidation is carried out by irradiating light in the presence of a solid oxidizing agent having a photocatalyst immobilized on a carrier.
[0025]
As the photocatalyst carrier used in the present invention, for example, the photocatalyst carrier previously proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 11-143958 can be used. The photocatalyst here refers to a photocatalyst particle that emits electrons in the conduction band and holes in the valence band by photoexcitation when irradiated with light having energy greater than the band gap. The oxidative decomposition of the polymer flocculant in the sample is performed using the strong oxidizing power of holes. In order to effectively utilize the oxidation reaction by holes excited by photons, the reaction proceeds only on the surface of the photocatalyst particles and proceeds only on the site irradiated with light, so that the catalyst has a large surface area. It is necessary that the contact with the substance to be decomposed is sufficiently achieved. In addition, in order for the reaction to proceed rapidly due to the oxidation mechanism, it is necessary that an electron acceptor (oxidant) that rapidly takes away the electrons in the photocatalyst generated by light irradiation from the photocatalyst is present in the system. .
[0026]
In the present invention, it is preferable to use the photocatalyst carrier previously proposed by the applicant of the present application in Japanese Patent Application No. 11-143958, and this photocatalyst carrier is a simple combination of the carrier (A) and the photocatalyst particles (B). Unlike the mixture, the carrier (A) is a carrier in which particles (B) are supported on the surface portion of the carrier (A) by thermal fusion, and a part of the particles (B) is exposed. In addition, since the particles (B) are stacked in layers on the surface portion of the carrier (A), even if some of the particles (B) are peeled off or dropped due to deterioration of the surface of the photocatalyst carrier, the particles below the particles (B) (B) appears on the surface one after another and is exposed. Therefore, by using such a photocatalyst carrier, it becomes possible to maintain the photocatalytic activity for a long period of time, and in the oxidation of the sample in the present invention, a stable oxidizing action can be maintained for a long period of time.
[0027]
Although the shape of such a photocatalyst carrier is arbitrary, a substantially spherical or disk-like shape is preferable from the viewpoint of simplicity of the production process. A substantially spherical photocatalyst carrier is preferable in terms of handleability, and a disc-shaped support is preferable in terms of a large surface area where the photocatalyst particles (B) are exposed. The size of the photocatalyst carrier is not particularly limited and can be appropriately set. For example, in the case of a substantially spherical shape, the particle size is 0.1 mm to 30 mm, preferably 0.5 mm to 10 mm, more preferably 1 mm to 5 mm.
[0028]
Examples of the photocatalyst carrier (A) used in the present invention include olefin homopolymers such as polyethylene and polypropylene, copolymers of olefins, and copolymers of olefins with other polymerizable monomers. Examples thereof include polymers, poly (meth) acrylates such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, and polymethyl methacrylate, polyamides, and polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate. Among these, particularly preferable thermoplastic polymers are olefin homopolymers, olefins in that they can easily carry the particles (B) firmly in a multi-stacked state when used as a material for the carrier (A). Copolymers of each other, and copolymers of olefins and other polymerizable monomers.
[0029]
Examples of the particles (B) constituting the photocatalyst carrier used in the present invention include, for example, titanium dioxide, strontium titanate, zinc oxide, iron oxide, zirconium oxide, niobium oxide, tungsten oxide, tin oxide, cadmium sulfide, Examples thereof include particles of a substance having a photocatalytic action such as cadmium telluride, cadmium selenide, molybdenum sulfide, silicon, and the like, and at least one kind of particles can be selected and used. Particularly preferred is titanium dioxide that exhibits excellent photocatalytic performance. Titanium dioxide has anatase type and rutile type crystal structures, and since anatase type titanium dioxide has higher photocatalytic activity, it is usually used.
[0030]
Further, the particles (B) may be those having a surface thereof supporting a metal such as platinum, rhodium, ruthenium, nickel, or an oxide or hydroxide of the metal. It is possible to improve the photocatalytic efficiency even with a very small amount. Further, the particles (B) may be those in which a substance having a phosphorescent action is supported on the surface thereof. As such a phosphorescent substance, for example, a substance obtained by adding an alkaline earth metal sulfide, sulfate, silicate or the like as a main material and adding lead, manganese, bismuth or the like as an activator thereto can be suitably used. As a specific example, BaSO _Four / Pb, CaSiO _Three / Pb, CaS / Bi and the like can be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more. A phosphorescent substance is generally called a fluorescent substance, a luminescent substance, etc., and is a substance capable of temporarily converting and storing energy such as visible light, ultraviolet light, and radiation into chemical energy and radiating the energy as light energy as needed. It is also possible to improve the light utilization efficiency by supporting the particles (B).
[0031]
The amount of the particles (B) supported on the carrier (A) cannot be specified because it varies greatly depending on the type of photocatalyst particles, the type of thermoplastic polymer, etc., but the total weight of the carrier (A) + particles (B) On the other hand, it is preferably 0.1 to 80% by weight, more preferably 1% to 50% by weight. If the amount is less than 0.1% by weight, it is difficult for the particles (B) to cover the entire surface of the carrier (A), and if the amount is more than 80% by weight, the photocatalyst buried inside the photocatalyst carrier more than necessary. Just increasing the particles is not meaningful.
[0032]
The specific gravity of the photocatalyst carrier is not particularly limited, but when the sample is an aqueous solution, it is preferably in the range of 0.7 to 1.3, more preferably in the range of 0.9 to 1.1. When this specific gravity is less than 0.7, the photocatalyst carrier always floats on the water surface even with agitation, and the reaction efficiency is poor. It becomes difficult to irradiate efficiently. However, when the photocatalyst carrier is packed in a column to form a fixed bed and used as a sample oxidizing device, the specific gravity may exceed this range. The range of the specific gravity is important in the case of a fluidized bed system in which the photo-supported catalyst is dispersed in water and stirred. In the present invention, as the oxidizer, either a fixed bed or a fluidized bed can be suitably used.
[0033]
Further, in order for the photocatalyst oxidation reaction to proceed rapidly, it is necessary that an electron acceptor (oxidant) that rapidly takes away the electrons in the photocatalyst generated by light irradiation from the photocatalyst is present in the system. Examples of such an electron acceptor include oxygen, ozone, hydrogen peroxide and the like, which are also preferably used in the present invention.
[0034]
The wavelength of light required when using the photocatalyst as an oxidant is not particularly limited as long as it includes a wavelength band necessary for exciting and activating the photocatalyst, and usually has an ultraviolet wavelength (380 to 400 nm). The following may be included. Therefore, sunlight, a fluorescent lamp, a black light, a cold cathode tube, a mercury lamp, a xenon lamp, or the like can be used as the light source.
[0035]
Next, a differential conductivity meter used as a device for detecting an increase in electrical conductivity in the polymer flocculant aqueous solution storage tank in the present invention will be described. In the present invention, a sample of the polymer flocculant aqueous solution from the polymer flocculant aqueous solution storage tank is oxidized using the oxidation means as described above, and the electrical conductivity before oxidation and the electrical conductivity after oxidation of the sample Difference, that is, an increase in electrical conductivity caused by oxidative decomposition of the polymer flocculant is measured by a differential conductivity meter. In this differential conductivity meter, an electrical conductivity measurement cell having at least two electrodes is disposed at a position before oxidation of a sample and a position after oxidation, and the difference between detection signals from both electrical conductivity measurement cells is measured. It outputs as the difference of the electrical conductivity of the sample between the positions of an electrical conductivity measurement cell. Therefore, it is fundamentally different from the method of measuring the absolute value of the electrical conductivity of the sample at each measurement position using only two conventional electrical conductivity meters and obtaining the increase in electrical conductivity from the difference between them. Is. The concentration of the polymer flocculant in the sample is quantified from the amount of increase in electrical conductivity generated by the oxidative decomposition of the polymer flocculant detected using this differential conductivity meter.
[0036]
FIG. 2 shows an example of a differential conductivity meter used in the concentration measuring apparatus according to the present invention. In the differential conductivity meter 1 shown in FIG. 2, an alternating current from the alternating current oscillator 2 is supplied to each of the electrical conductivity measurement cells 3 and 4, and one of the electrical conductivity measurement cells 3 includes a magnification setting device 5. The AC current amplified by the phase inverting amplifier 6 with a predetermined magnification and the phase inverted is supplied, and the other electric conductivity measurement cell 4 is supplied with the AC current amplified by the amplifier 7 at a constant magnification. Supplied without phase inversion. Since the output side of each of the conductivity measuring cells 3 and 4 is connected and the phase of the one supply AC current is inverted, the difference between the detection signals themselves from both the conductivity measuring cells 3 and 4 is calculated. The subtraction process to be performed is performed. The subtracted signal is amplified by an amplifier 9 with a sensitivity (measurement range) switch 8 and output as one predetermined output signal 10. Therefore, this output signal 10 represents the difference or change between the detected electrical conductivities of both electrical conductivity measuring cells 3 and 4.
[0037]
Thus, instead of calculating the difference or change from the absolute value of the detected value output by each electrical conductivity measuring device, each conductivity measuring cell 3, in one differential conductivity meter 1, Since the detection signal itself from 4 is subtracted, only the difference or change between the detected electrical conductivities of both electrical conductivity measuring cells 3 and 4 can be extracted with high accuracy. Also, the measurement range for this measurement should be adjusted not for the absolute value of electrical conductivity but for the difference or change in electrical conductivity to be detected. Even if the difference or change is small relative to the absolute value, it can be adjusted to the optimum measurement range regardless of the absolute value of electrical conductivity, and measurement with extremely high accuracy and high sensitivity is possible.
[0038]
In addition, since the magnification setting device 5 is provided so that the level of the supply current on the one electrical conductivity measurement cell 3 side can be switched as appropriate, the optimum sensitivity for either the concentration system or the dilution system. Adjustment is possible. In addition, since the sensitivity (measurement range) switch 8 is also provided on the output side, the level of the signal that is finally output can be adjusted to the optimum level, and the difference or change in electrical conductivity measurement can be optimized. Can be measured. As a result, highly reliable electrical conductivity measurement difference and change data can be obtained with high accuracy and high sensitivity.
[0039]
Such a differential conductivity meter can also be configured as shown in FIG. 3, for example. A differential conductivity meter 11 shown in FIG. 3 has at least two electrical conductivity measurement cells having at least two electrodes (in the present embodiment, shown in a three-electrode configuration) in contact with a substance to be measured (sample). (In this embodiment, it is shown in a two-cell configuration). In the present embodiment, the respective conductivity measuring cells 12 and 13 (shown as cell 1 and cell 2 in FIG. 3) are subtracted by the detection signals themselves from the respective conductivity measuring cells 12 and 13. Electrically connected to be processed.
[0040]
The electric conductivity measurement cells 12 and 13 are electrically connected in parallel, and the electric current supply electrodes 12a and 13a of the electric conductivity measurement cells 12 and 13 are connected to an in-phase AC from an AC oscillator 14 as a power source. Current is being supplied. The electrical conductivity detection electrodes 12b and 13b of the electrical conductivity measurement cells 12 and 13 are electrically connected to each other, and the values of the detection signals themselves from the detection electrodes 12b and 13b are subtracted as follows. It is like that. In front of the current supply electrode 13a of the electrical conductivity measurement cell 13, a phase inverter 15 capable of amplifying or reducing the value of the supplied alternating current at a predetermined magnification is provided. The electric conductivity level of the substance to be detected can be made different from that of the electric conductivity measuring cell 12 with When In both cases, the phase of the detection signal can be inverted. If it does in this way, the detection signal itself from each electric conductivity measurement cell 12 and 13 will be subtracted substantially.
[0041]
The electrically processed signal, that is, the signal obtained from the connection point of the electrical conductivity detection electrodes 12b and 13b is amplified to an appropriate level as an output signal by one amplifier 16. ing. At this time, the measurement range switch 17 can select an optimum measurement range according to the measurement target.
[0042]
In this embodiment, the signal from the amplifier 16 is synchronized with the output side of the AC oscillator 14 by the synchronous rectifier 19 after the temperature compensation for the measurement environment is performed by the temperature compensator 18. The signal is amplified by an amplifier 21 with a range adjuster 20 and extracted as an actual output 22 so as to obtain a signal at a level optimal for various controls and output displays.
[0043]
In the differential conductivity meter as described above, by using a time delay column having a predetermined capacity, it is possible to accurately measure the temporal change in the electrical conductivity of the sample (substance to be measured). For example, as shown in FIG. 4, when a change in electrical conductivity measurement between different positions is to be measured with respect to the flow direction of the water flowing in the flowing water pipe 52, the differential conductivity meter 51 is connected to the upstream position 53. For example, it arrange | positions so that it can sample as sample water through the venturi pipe 54. The electrical conductivity of the sample water is first detected by one electrical conductivity measuring cell 55, and then the sample water is sent to the other electrical conductivity measuring cell 57 through the time delay column 56, where again the electrical conductivity of the sample water is measured. And the sample water after the measurement is returned to the position 58 on the downstream side of the water flow pipe 52. The time delay column 56 is configured such that, for example, a thin tube is wound in a spiral shape so that the water flow time from the inflow end to the outflow end can be adjusted. It corresponds to the water passage time from the position 53 to the position 58 on the downstream side.
[0044]
By providing such a time delay column 56 and shifting the detection timing of the electrical conductivity for the same sample water in time, it is possible to observe how the electrical conductivity changes during that time. By using the differential conductivity meter 51 according to the present invention for this observation, the change in electrical conductivity can be detected with high reliability and high sensitivity. Therefore, by configuring the inside of the time delay column 56 as a sample oxidizing means, it becomes possible to oxidize a desired sample in the present invention in a desired time.
[0045]
In the present invention, the structure of each electric conductivity measurement cell itself is not particularly limited, and may be an electric conductivity measurement cell having at least two electrodes in contact with a substance to be measured (sample). At least two electrodes in each electric conductivity measurement cell are composed of an electric conductivity detection electrode and an electric current supply electrode. In the case of a three-electrode configuration, one can be a ground electrode. An AC current is preferably supplied to the current supply electrode, but a configuration for supplying a DC current is also possible.
[0046]
FIG. 5 shows a schematic configuration of an electric conductivity measuring cell having a two-pole configuration applicable to the present invention. The electric conductivity measuring cell 61 shown in FIG. 5 is connected to the power supply electrode 64 and the electric conductivity with respect to the fluid 63 to be measured which flows into the measuring tube 62 or is stored in the measuring tube 62. The detection electrode 65 is spaced apart. An AC constant voltage is applied to the power electrode 64 from, for example, a power source (not shown) via the amplifier 66, and the detection current from the electrical conductivity detection electrode 65 is subjected to the above addition and subtraction processing.
[0047]
In the electric conductivity measuring cell 61 having the two-pole configuration as described above, the measuring tube 62 is made of an insulator (for example, a vinyl chloride tube) at least at the electric conductivity measuring portion. In many cases, it is substantially in a grounded state at any position of the installation site, and noise from the surrounding environment may be picked up due to the grounded state.
[0048]
In order to eliminate the influence of such noise, it is preferable to use a three-electrode configuration conductivity measuring cell as shown in FIGS. 6 and 7, for example. In the electrical conductivity measurement cell 71 shown in FIG. 6, the fluid to be measured 73 flowing as a substance to be measured flowing in the insulated measurement tube 72 or stored in the measurement tube 72 is measured. Three electrodes 74, 75 and 76 in contact with the measurement fluid 73 are provided. The three electrodes include an electrical conductivity detection electrode 74 for detecting electrical conductivity, and two alternating current supply electrodes 75 disposed on both sides of the electrical conductivity detection electrode 74, respectively. 76. An alternating current of the same phase is supplied to the two alternating current supply electrodes 75 and 76 through an amplifier 77 at a constant voltage of the same potential. The detection current from the electrical conductivity detection electrode 74 is used for the subtraction process described above.
[0049]
In the electrical conductivity measurement cell 71 shown in FIG. 6, the electrical conductivity detection electrodes 74 are disposed on both sides thereof, and are provided with two alternating current supply electrodes 75 and 76 to which an in-phase alternating current is supplied. It is electrically shielded against a grounding point that may exist at any part of the extension part of the measurement tube 72. That is, constant voltage alternating current is supplied to the two alternating current supply electrodes 75 and 76 in the same phase, and the potential difference between the electrical conductivity detection electrode 74 and the alternating current supply electrodes 75 and 76 is always a predetermined constant. Since the value is maintained, there is substantially no electrical resistance between the electrical conductivity detection electrode 74 and the external grounding point. Therefore, in the cell configuration shown in FIG. 5, the influence on the output current from the electrical conductivity detection electrode due to the resistance value between the electrical conductivity detection electrode and the external grounding point or the variation of the resistance value is , Virtually no. In other words, there is no leakage current from the electrical conductivity detection electrode 74 to the external grounding point. As a result, the output current from the electrical conductivity detection electrode 74 is always taken out without any disturbance, and variations and fluctuations due to the disturbance are prevented, and highly accurate measurement of electrical conductivity is always performed stably. .
[0050]
In the electrical conductivity measurement cell 81 shown in FIG. 7, the measured fluid 83 as the measured substance flowing in the insulated measurement tube 82 or stored in the measurement tube 82 is measured. Three electrodes 84, 85, 86 in contact with the measurement fluid 83 are provided. The three electrodes include an electric conductivity detection electrode 84 for detecting electric conductivity, an alternating current supply electrode 85 arranged on one side of the electric conductivity detection electrode, and an electric conductivity detection. The ground electrode 86 is disposed on the opposite side of the working electrode 84 with a gap. A predetermined alternating current is supplied to the alternating current supply electrode 85 at a constant voltage via an amplifier 87. The detection current from the electrical conductivity detection electrode 84 is used for the subtraction process described above.
[0051]
In the electric conductivity measurement cell 81 shown in FIG. 7, an alternating current is supplied at a constant voltage only to the alternating current supply electrode 85, and the ground electrode 86 is forcibly set to the potential 0 by grounding. 86 are arranged on both sides of the electrical conductivity detection electrode 84. Therefore, the electrodes 85 and 86 are so-called resistively divided in terms of electrical circuit by the electrical conductivity detection electrode 84. In the circuit between the electrodes 85 and 86, a predetermined constant voltage alternating current is supplied to the electrode 85, and the potential of the electrode 86 is forced to be always zero by grounding, and this state is always stable. In other words, even if any of the extending portions of the measuring tube 82 is in a grounded state, there is no room for the resistance between the grounding point and the electrical conductivity detecting electrode 84 to enter. The current extracted from the degree detection electrode 84 does not shift or fluctuate. Therefore, the output current from the electrical conductivity detection electrode 84 is always taken out without any disturbance, and variations and fluctuations due to the disturbance are prevented, and highly accurate measurement of electrical conductivity is always performed stably. become.
[0052]
In the present invention, the mechanical configuration of the electrical conductivity measuring cell is not particularly limited, and for example, a structure as shown in FIG. In the electrical conductivity measuring cell 91 shown in FIG. 8, for example, an electrical conductivity measuring electrode 94 having an electrode surface formed of a titanium oxide layer 93 on the surface of an electrode body 92 made of a conductive metal as shown in FIG. Is preferably used. The titanium oxide layer 93 is formed on the surface of the electrode body 92 made of a conductive metal by a surface treatment such as sputtering or plating, or is formed by forming the electrode body 92 from titanium metal and oxidizing the surface. Has been. Oxidation is performed by electrolysis or air oxidation.
[0053]
The electrode 94 for measuring electrical conductivity is used as an electrode corresponding to each of the two or three electrodes shown in FIGS. 5 to 7, and as shown in FIG. It is buried with the exposed. In the electrical conductivity measuring cell 91 shown in FIG. 8, the three electrodes 94 are arranged in a line, the electrodes 94a and 94b on both sides are connected to the power source, and the center electrode 94c is electrically conductive. An electric conductivity detection electrode that functions as a degree detection sensor is configured.
[0054]
The electrode holder 95 is fixed at a predetermined position on the base 96. The base 96 is provided with an inflow port 97 through which a fluid to be measured (for example, an aqueous solution) flows in and an outflow port 98 through which the fluid to be measured flows, and a flow hole 99 and a flow hole 100 for measuring electrical conductivity. The electrode holder 95 is provided with a flow hole 101 and a flow hole 102, and the flow hole 101 is disposed so as to communicate with the flow hole 99 of the substrate, and the flow hole 102 communicates with the flow hole 100 of the substrate. The fluid to be measured that has flowed in from the inflow port 97 passes through the internal passage 103 of the base 96, the circulation hole 99, and the circulation hole 101 of the electrode holder 95, and enters the measurement substance storage space 104 formed on the electrode surface side of each electrode 94. Inflow. The measured substance storage space 104 forms a channel for measuring the electrical conductivity of the measured fluid. The fluid from the measured substance storage space 104 flows out from the outlet 98 through the flow hole 102 of the electrode holder 95, the flow hole 100 of the base 96, and the internal passage 105.
[0055]
The base 96 is provided with through holes 106a, 106b, and 106c at positions corresponding to the electrodes 94a, 94b, and 94c, and necessary electrical wiring is drawn out through the through holes 106a, 106b, and 106c. Yes.
[0056]
In this embodiment, the substance storage space 104 to be measured is defined by a sheet-like packing 107 and a transparent glass plate 108 serving as a translucent member disposed opposite to the electrode holder 95 via the packing 107. ing. Also on the surface of the glass plate 108 to be measured substance storage space 104, it is preferable that a titanium oxide coat is applied to such an extent that the translucency is not impaired. The electrical conductivity of the fluid flowing in the substance storage space 104 is measured.
[0057]
The electrode holder 95, packing 107, and glass plate 108 are fixed to one surface side of the base 96 by a cover body 110 via bolts 109. The cover body 110 is provided with a light transmitting window 111. Through this window 111, light from the light irradiation means 112 arranged outside is irradiated. The irradiated light is irradiated from the window 111 through the glass plate 108 to the titanium oxide layer 93 forming the electrode surfaces of the electrodes 94a, 94b, 94c. As the irradiated light, light having a wavelength that allows the titanium oxide layer 93 to exhibit photocatalytic activity is selected. For example, an ultraviolet ray having a specific wavelength (for example, a wavelength of 300 to 400 nm) can be used, and as the light irradiation unit 112, for example, a black light that emits an ultraviolet ray can be used.
[0058]
When configured in such an electric conductivity measuring cell 91, the titanium oxide layer 93 provided on the surface of each electrode 94a, 94b, 94c exhibits photocatalytic activity by light irradiation by the light irradiation means 112, and the substance to be measured Even when an organic substance is contained in the fluid to be measured flowing through the storage space 104, the organic substance is decomposed by the photocatalytic activity. The conductive organic matter is prevented from adhering to or adsorbing to the electrode surface. Therefore, periodic cleaning of the electrode surface is unnecessary, and even without cleaning, the electrical conductivity can be measured stably and accurately. In addition, the reproducibility of the measurement with high accuracy is ensured.
[0059]
Further, if a titanium oxide coat is applied to the surface of the glass plate 108 on the measured substance storage space 104 side, adhesion and adsorption of organic substances are prevented on this surface side, and accumulation of organic substances in the measured substance storage space 104, etc. Is also prevented, and good measurement accuracy is maintained.
[0060]
As described above, the differential conductivity meter used in the concentration measuring apparatus according to the present invention has been described in detail. In the present invention, the above differential conductivity meter is a concentration measuring apparatus for a polymer flocculant aqueous solution as described above. Built in. As described above, this differential conductivity meter has an electrode configuration that can be used under light irradiation using, for example, an electrode whose surface is covered with a titanium oxide film, and has a special differential measurement circuit. Therefore, an extremely small change in electrical conductivity can be stably detected particularly in a system containing a water-soluble organic substance with high electrical conductivity. The concentration measuring device in the dissolution / injection device according to the present invention obtains the concentration of the polymer flocculant from the change in electrical conductivity (the increase in electrical conductivity).
[0061]
Conventionally, in a sample containing an organic substance, the electrode was heavily soiled and stable measurement was almost impossible. However, as described above, the surface of the electrode was covered with a titanium oxide film, and the thickness of about 350 nm activated the titanium oxide. By adopting a structure that irradiates with light, the electrode surface is very hydrophilic (a superhydrophilic interface is formed), and also has oxidative decomposition characteristics such as organic matter due to photocatalytic activity. Adhesion does not occur. In addition, since the hydration structure of ions is not destroyed at the interface, it is extremely stable as compared with conventional electrode materials. In particular, an AC constant voltage drive and AC current amplification using three electrodes and two electric conductivity cells are configured, and the difference measurement circuit is used to make use of the characteristics of the electrode material, which is almost ultra-high. Sensitivity, highly stable differential conductivity meter can be configured.
[0062]
In the present invention, the sample is oxidized by the oxidizing means, and the increase in electrical conductivity before and after oxidation is measured with high accuracy and high sensitivity using the differential conductivity meter as described above, and the measured increase in electrical conductivity is measured. From this, the concentration of the polymer flocculant is quantified. The method for measuring the increase in electrical conductivity caused by the oxidative decomposition of the polymer flocculant in the sample is not particularly limited, and the sample is continuously introduced into the oxidation means, and the electrical conductivity before and after the sample is continuously oxidized. A method for measuring the increase in conductivity, a method for injecting a sample into a carrier liquid, introducing the sample into an oxidizing means, and measuring the increase in conductivity can be used. As a particularly preferable method, there is a method in which a standard solution that matches the electrical conductivity of a sample is used as a carrier solution, and the sample is injected into the carrier solution to continuously measure oxidative decomposition and the increase in electrical conductivity. . Since this method can further increase the measurement sensitivity of the differential conductivity meter, which is the detection device used in the present invention, and is advantageous for high sensitivity measurement, it is preferably used in the present invention.
[0063]
As an example of the oxidizing means of such a differential conductivity type polymer flocculant concentration measuring apparatus, in particular, hydrogen peroxide solution is used as a sample carrier solution, and ultraviolet rays are added to the hydrogen peroxide solution containing the sample flowing in the oxidation column. It is desirable to employ a mechanism for decomposing organic substances in a sample by irradiating and generating hydroxy radicals having a strong oxidizing power.
[0064]
An example of the concentration measuring apparatus for the polymer flocculant aqueous solution according to the present invention using the differential conductivity meter as described above is shown in FIG. The concentration measuring apparatus 200 shown in FIG. 10 is configured as a system that uses a standard solution corresponding to the electrical conductivity of a sample as a carrier solution. A standard liquid 202 as a carrier liquid is stored in the bottle 201, and the carrier liquid is supplied to a sample injection valve 205 by a pump 204 via a degasser 203. The sample injection valve 205 quantifies the supplied carrier liquid as it is, or dilutes the sample supplied from another system 206 with the carrier liquid and quantifies it, and enters the sample measurement channel 208 via the degasser 207. Supply. The differential conductivity meter 209 as described above is disposed in the sample measurement channel 208. The differential conductivity meter 209 includes two electrical conductivity measurement cells 210 and 211 (channels ch1 and ch2), and a time delay column 212 having a predetermined capacity is interposed between the electrical conductivity measurement cells 210 and 211. ing. This time delay column 212 is constituted by an oxidation means filled and fixed with a photocatalyst carrier as described above, for example, so as to oxidize the sample fluid flowing in the sample measurement channel 208 for a predetermined time. It has become. From the amplifier 213 of the differential conductivity meter 209, as described above, the signal of the difference between the detection signals itself from the two conductivity measuring cells 210 and 211, that is, between the positions of the two conductivity measuring cells 210 and 211. A difference signal of electrical conductivity is output with high accuracy as a signal corresponding to the increase in electrical conductivity during this period.
[0065]
Here, the degassers 203 and 207 are particularly equipped for stabilizing the differential conductivity meter 209. In other words, it is used to prevent fluctuations in electrical conductivity due to the passage of micro bubbles. The time delay column 212 is a column for detecting a change in electrical conductivity over time. If the liquid is fed at a constant flow rate with a constant volume and length, the conductivity at a constant time interval is set to the electrical conductivity of ch1 and ch2. It can be detected as a difference in degrees.
[0066]
When only the standard solution as the carrier liquid is allowed to flow through the sample measurement channel 208, it is possible to measure the change in electrical conductivity as the base without the sample to be measured. When the sample liquid is supplied to the sample measurement channel 208 together with the carrier liquid, it is possible to measure the amount of increase in electrical conductivity by the injected sample.
[0067]
As described above, the differential conductivity meter 209 measures the difference in electrical conductivity between the positions of the electrical conductivity measurement cells 210 and 211 with high accuracy. The characteristics of the increase in electric conductivity based on the oxidative decomposition of the polymer flocculant in the sample are as shown in FIGS. 11 and 12, for example. When the concentration of the polymer flocculant in the sample measurement channel 208 is continuously changed by the injected sample, the change in the polymer flocculant concentration is electrically conducted as shown in FIG. It is detected as one peak as the degree change. On the other hand, when a transient change in the polymer flocculant concentration occurs, the change in the polymer flocculant concentration is detected as an overshoot waveform as shown in FIG. When a conventional conductivity meter is used, it is impossible to detect a change in electrical conductivity corresponding to such a minute polymer flocculant concentration if the electrical conductivity of the sample base is extremely large. Is possible. In the present invention, by using the differential conductivity meter 209 as described above, a slight increase in electrical conductivity due to oxidative decomposition of the polymer flocculant is rapidly measured with high accuracy and high sensitivity, thereby polymer aggregation. The agent concentration is quantified with extremely high accuracy and sensitivity.
[0068]
Next, in the present invention Be involved A system example of the concentration measuring apparatus will be described. Concentration measuring device is basically a pump for feeding a carrier liquid, an injector for injecting a sample solution into the carrier solution, an oxidation reactor (oxidation means) for oxidizing the polymer flocculant, and measuring electrical conductivity before and after oxidation. A differential conductivity meter, and a data processor for recording data measured by the differential conductivity meter. However, since the carrier liquid may not be used in some cases, an injector is unnecessary in such a system.
[0069]
It is preferable that the data processor includes a calibration curve of increase in electrical conductivity versus polymer flocculant, and can perform arithmetic processing such as calculation of polymer flocculant concentration. It is preferable that a control signal of pumps such as a pump for supplying the aqueous solution can be output.
[0070]
In addition to the above devices, Guidance If necessary, a degasser for suppressing bubble generation on the electrode surface of the photometer, a mixer such as an in-line mixer or a mixing coil for uniformly mixing the sample and the carrier liquid, and the like may be installed.
[0071]
More specifically, a system example of the concentration measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 shows an example of the concentration measuring apparatus according to the present invention. A sample containing a polymer flocculant is injected from the injector 301 into the carrier liquid (for example, hydrogen peroxide solution). The carrier liquid containing this sample is supplied to the position of one electrical conductivity measurement cell 303 of the differential conductivity meter 306 installed immediately before the oxidizer 304 (oxidation reactor) by the pump 302. Here, the carrier liquid containing the sample whose electrical conductivity before oxidation is measured is continuously oxidized by the oxidizer 304 and supplied to the position of the other electrical conductivity measurement cell 305 of the differential conductivity meter 306. . The differential conductivity meter 306 measures the amount of increase (change) from the electrical conductivity before oxidation to the electrical conductivity after oxidation and records it in the data processor 307. From the increase in electrical conductivity, The concentration of flocculant is quantified.
[0072]
Example 1
Powdered polymer flocculant reservoir (10L), weighing unit, powdered polymer flocculant introduction unit, tap water introduction tube, dissolution tank (250L), differential conductivity type polymer flocculant concentration measuring device, transfer pump, polymer The main component of the flocculant aqueous solution storage tank (250 L) and metering pump is 200 m. ^Three A polymer flocculant dissolving / injecting apparatus was prepared assuming that 1 mg / L of polymer flocculant is injected into a flocculent precipitation processing plant having a processing capacity of 1 day / day for 1 day.
[0073]
The polymer flocculant concentration measuring device uses hydrogen peroxide water as a sample carrier liquid, and irradiates hydrogen peroxide water containing a sample flowing in an oxidation column as an oxidizing means with ultraviolet light having a wavelength of 254 nm. A material having a mechanism for decomposing organic substances in a sample by generating hydroxyl radicals having oxidizing power and the like was used.
[0074]
This measuring apparatus was set so that 10 μL of the sample lysate was used for the measurement because the range in which the amount of oxidation column inflow was 1 to 20 μg could be measured with high accuracy. Specifically, 10 μL of the sample lysate was accurately collected from the sampling tube, mixed with a carrier solution (hydrogen peroxide solution 10 mmol / L) flowing at 1.0 mL / min in the injector section, and set to be introduced into the oxidation column.
[0075]
About 1 kg of powdered polymer flocculant was made into an aqueous polymer flocculant solution. 200 L of tap water was introduced into the dissolution tank, 200 g of powder polymer flocculant was weighed in the weighing section, and the measured powder polymer was added to and dissolved in the dissolution tank while stirring the tap water with a stirrer. After stirring and dissolving for 1 hour, this solution was transferred to a polymer flocculant aqueous solution storage tank, stirred, and then introduced into a concentration measuring device. The concentration should be 1000 mg / L, but the measured value was 910 mg / L because the powder flocculant absorbed moisture.
[0076]
Based on this measurement result, the control device calculates the injection flow rate of the solution as 153 ml / min so that the injection rate of the polymer flocculant into the coagulation tank is 1 mg / L, and the discharge rate of the metering pump is The flow rate was adjusted so that the flow rate was actually injected into the water treatment system coagulation tank at the flow rate. With this control, the actual water treatment system To note It was confirmed that the amount of the polymer flocculant added could be strictly controlled to the target value.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the polymer flocculant dissolving / injecting apparatus with a concentration measuring device according to the present invention, the concentration of the polymer flocculant aqueous solution before the actual injection in the polymer flocculant aqueous solution storage tank is adjusted. Regardless of whether or not the measured concentration is adjusted to the target concentration, the high concentration that should be actually injected based on the measured concentration so that the amount of the polymer flocculant injected becomes the target value. Since the injection amount of the molecular flocculant aqueous solution is calculated and injection control can be performed based on the calculation result, the amount of the polymer flocculant actually injected can be accurately controlled to the target value, and desired processing can be performed. Can be performed stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equipment system diagram of a polymer flocculant dissolving / injecting apparatus with a concentration measuring device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic circuit diagram showing a configuration example of a differential conductivity meter used in the concentration measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic circuit diagram showing another configuration example of the differential conductivity meter used in the concentration measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a usage example of a differential conductivity meter having a time delay column and used in the concentration measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of an electrical conductivity measurement cell that can be used in the differential conductivity meter according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing another example of an electrical conductivity measurement cell that can be used in the differential conductivity meter according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing still another example of an electrical conductivity measurement cell that can be used in the differential conductivity meter according to the present invention.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a mechanical configuration example of an electrical conductivity measurement cell that can be used in the differential conductivity meter according to the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a configuration example of an electrode of an electrical conductivity measurement cell that can be used in the differential conductivity meter according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing an example of a concentration measuring apparatus according to the present invention.
11 is a characteristic diagram showing an example of a change in electrical conductivity in the apparatus of FIG.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing another example of a change in electrical conductivity in the apparatus of FIG.
FIG. 13 is a block diagram showing an example of a concentration measuring apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1,11 Differential conductivity meter
2,14 AC oscillator
3, 4, 12, 13 Electrical conductivity measurement cell
5 Scale setting device
6, 15 Phase inverting amplifier
7, 9, 16, 21 Amplifier
8, 17 Measuring range selector
10, 22 output
12a, 13a Current supply electrode
12b, 13b Electroconductivity detection electrodes
18 Temperature compensator
19 Synchronous rectifier
20 Range adjuster
51 Differential conductivity meter
52 Flowing water pipe
53 Upstream position
54 Venturi
55, 57 Electrical conductivity measurement cell
56 time delay column
58 Downstream position
61, 71, 81 Electrical conductivity measurement cell
62, 72, 82 Measuring tube
63, 73, 83 Fluid to be measured
64 Power supply electrode
65, 74, 84 Electrical conductivity detection electrodes
66, 77, 87 amplifier
75, 76, 85 AC current supply electrode
86 Grounding electrode
91 Electrical conductivity measurement cell
92 Electrode body
93 Titanium oxide layer
94 Electrode for measuring electrical conductivity
94a, 94b AC current supply electrodes
94c Electroconductivity detection electrode
95 Electrode holder
96 base
97 Inlet
98 outlet
99, 100, 101, 102
103, 105 Internal passage
104 Measuring substance storage space
106a, 106b, 106c Through hole
107 Packing
108 Transparent glass plate as translucent material
109 volts
110 Cover body
111 Translucent window
112 Light irradiation means
200 Concentration measuring device for chemicals for water treatment
201 bottles
202 standard solution
203, 207 Degasser
204 pump
205 Injection valve
206 Sample injection system
208 Sample measurement channel
209 Differential conductivity meter
210, 211 Electrical conductivity measurement cell
212 Time delay column (oxidation means)
213 Amplifier
301 injector
302 pump
303,305 Electric conductivity measurement cell
304 Oxidation reactor (oxidation means)
306 Differential conductivity meter
307 data processor
401 Polymer flocculant dissolving / injecting device with concentration measuring device
402 Polymer flocculant
403 Polymer flocculant storage tank
404a Weighing section
404b Introduction
405 dissolution tank
406 Water supply pipe
407 Stirrer
408 Polymer flocculant aqueous solution
409 Transfer pump
410 Polymer flocculant aqueous solution storage tank
411 Stirrer
412 metering pump
413 Control device as control means
414 Sample pump
415 Concentration measuring device

Claims

A dissolution tank for preparing a polymer flocculant aqueous solution from powdered polymer flocculant and water, a polymer flocculant aqueous solution storage tank for storing the polymer flocculant aqueous solution transferred from the dissolution tank, and the polymer flocculence An apparatus having an injection system equipped with a flow rate adjusting mechanism for injecting the polymer flocculant aqueous solution in the agent aqueous solution storage tank into the water treatment system, the polymer flocculant aqueous solution in the polymer flocculant aqueous solution storage tank A concentration measuring device for measuring the concentration, and the amount of the polymer flocculant aqueous solution injected so that the amount of the polymer flocculant injected into the water treatment system becomes a target value based on the concentration measured by the concentration measuring device. And a control means for controlling the injection system based on the calculation result, and the concentration measuring device oxidizes the concentration measuring sample from the polymer flocculant aqueous solution storage tank, Electrical conductivity before and after oxidation The electrical conductivity measurement cell having at least two electrodes is arranged at the position before oxidation and the position after oxidation, and the difference between the detection signals themselves from both conductivity measurement cells By measuring with a differential conductivity meter that outputs the difference in electrical conductivity of the sample between the positions of the conductivity measuring cell, the increase in electrical conductivity caused by the oxidative decomposition of the sample is measured, and the electrical conductivity A polymer flocculant dissolving / injecting device with a concentration measuring device, comprising a device for quantifying the concentration of the polymer flocculant in a sample from an increased amount.

The solid oxidizing agent which fixed the photocatalyst on the support | carrier is used as an oxidizing agent used for the oxidation of the said sample, Light is irradiated in the state which this oxidizing agent and the said sample contacted, The said sample is oxidized. 1. Polymer flocculant dissolving / injecting device with concentration measuring device.

In the measurement of the increase in electrical conductivity, a standard solution corresponding to the electrical conductivity of the sample is used as a carrier solution, the sample is injected into the carrier solution, the sample is continuously oxidized, and continuously 3. The polymer flocculant dissolving / injecting device with a concentration measuring device according to claim 1 or 2, wherein the increase in electrical conductivity is measured.

The polymer flocculant dissolving / injecting device with a concentration measuring device according to claim 3, wherein hydrogen peroxide water is used as the carrier liquid.