JP7331912B2 - 水質測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、水質測定装置に関する。より詳細には、本発明は、希釈装置及び残留塩素濃度測定装置を含む水質測定装置に関する。

水中の残留塩素濃度を自動測定する技術として、Ｎ，Ｎ－ジエチル－１，４－フェニレンジアミン試薬（ＤＰＤ試薬）を使用する吸光光度法により水中の残留塩素濃度を測定する、バッチ式自動連続残留塩素濃度測定装置が知られている。当該装置によって測定可能な残留塩素濃度は８ｍｇ／Ｌ以下である。そのため、当該装置は、８ｍｇ／Ｌ超の高濃度領域の測定には適していない。

下記特許文献１には、被測定水の残留塩素濃度が測定可能範囲を超えている場合に、誤った測定値の出力を回避することが可能な残留塩素濃度の測定装置が開示されている。特許文献１に記載の測定装置は、残留塩素濃度が測定可能範囲内の値か否かを判断しうるが、測定可能範囲内ではない場合に残留塩素濃度を測定する機能を有していない。

特開２００７－９３３９８号公報

残留塩素濃度が高い場合、残留塩素濃度の測定は一般に手分析によって行われている。手分析の作業負荷を軽減するため、高濃度の残留塩素を自動で定量可能な技術が求められている。
そこで、本発明は、高濃度の残留塩素を定量可能な装置を提供することを主目的とする。

すなわち、本発明は、
原水及び希釈水を含む試料水を調製する希釈装置と、
前記試料水の残留塩素濃度を測定する残留塩素濃度測定装置と、を含み、
前記希釈装置が、
前記試料水が収容される容器と、
前記容器内の第１の液面を検知する第１の液面検知部と、
前記容器内の第２の液面を検知する第２の液面検知部と、
前記第１の液面検知部が前記第１の液面を検知するまで、前記容器に前記原水を注入する原水注入部と、
前記第２の液面検知部が前記第２の液面を検知するまで、前記容器に前記希釈水を注入し、前記原水の希釈を行う希釈水注入部と、
を備える、水質測定装置を提供する。
前記希釈装置が、
前記第１の液面検知部が前記第１の液面を検知するまで、前記容器に収容された前記試料水を排出する排出部を備え、
前記排出部が前記試料水を排出した後に、前記第２の液面検知部が前記第２の液面を検知するまで、前記希釈水注入部が前記容器に前記希釈水を注入し、前記原水の再希釈を行うものであってよい。
前記希釈装置において、前記原水の再希釈が２回以上行われてよい。
前記希釈装置が、前記容器内の前記試料水を循環させる循環部を備えていてよい。
前記残留塩素濃度測定装置が、試薬によって呈色した前記試料水の吸光度に基づいて前記試料水の残留塩素濃度を測定するものであってよい。
前記試薬が、Ｎ，Ｎ－ジエチル－１，４－フェニレンジアミン試薬であってよい。
前記原水の残留塩素濃度が、８ｍｇ／Ｌ超であってよい。
前記原水が、定置洗浄用の洗浄水であってよい。

本発明により、高濃度の残留塩素を定量可能な装置が提供される。なお、本発明の効果は、ここに記載された効果に限定されず、本明細書内に記載されたいずれかの効果であってもよい。

水質測定装置の一例を示す模式図である 容器及び循環部を示す模式図である。 試料水貯留部を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための好適な形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態を示したものであり、本発明の範囲がこれらの実施形態のみに限定されることはない。

１．水質測定装置の構成及び動作

本発明の一実施形態に係る水質測定装置は、原水及び希釈水を含む試料水を調製する希釈装置と、当該試料水の残留塩素濃度を測定する残留塩素濃度測定装置と、を含む。残留塩素濃度測定装置の測定対象は、原水自体ではなく、原水の希釈によって調製された試料水である。そのため、原水の残留塩素濃度が残留塩素濃度測定装置によって測定可能な濃度範囲を上回る場合であっても、原水の残留塩素濃度は、試料水の残留塩素濃度に基づいて定量されうる。

図１を参照して、本実施形態の水質測定装置１について説明する。図１は、水質測定装置１の一例を示す模式図である。水質測定装置１は、希釈装置１００と、残留塩素濃度測定装置２００と、を含む。図１に示されるとおり、水質測定装置１は、好ましくは試料水貯留部７０を含む。

希釈装置１００は、原水Ｒの希釈、及び必要に応じて原水Ｒの再稀釈を行って試料水Ｓを調製し、試料水Ｓを試料水貯留部７０へ移送する。試料水貯留部７０内の試料水Ｓは、残留塩素濃度測定装置２００へ移送される。残留塩素濃度測定装置２００は、試料水Ｓの残留塩素濃度の測定を行う。水質測定装置１において、試料水Ｓの調製と、残留塩素濃度の測定と、含む一連の処理は、１回又は２回以上行われてよい。当該一連の処理が２回以上行われることにより、水質測定装置１は、原水Ｒの残留塩素濃度の定量を経時的に連続して行うことができる。

以下、希釈装置１００、試料水貯留部７０、及び残留塩素濃度測定装置２００の構成及び動作について、順に説明する。

１－１．希釈装置

図１を参照して、希釈装置１００について説明する。希釈装置１００は、原水Ｒ及び希釈水Ｄからなる試料水Ｓを調製する。当該試料水Ｓは、一例であり、希釈装置において調製される試料水は、例えば、原水及び希釈水以外の成分を含むものであってもよい。図１に示されるとおり、原水Ｒは、例えば原水タンク１０に収容されうる。希釈水Ｄは、例えば試料水タンク２０に収容されうる。

原水Ｒの残留塩素濃度の上限値は、希釈装置１００の希釈性能及び残留塩素濃度測定装置２００の測定性能によって変動しうるが、例えば、８０００ｍｇ／Ｌ以下であってよい。原水Ｒの残留塩素濃度の下限値は、例えば、８ｍｇ／Ｌ以上、８ｍｇ／Ｌ超、５０ｍｇ／以上、１００ｍｇ／Ｌ以上、２００ｍｇ／Ｌ以上、又は５００ｍｇ／Ｌ以上であってよい。

希釈装置１００は、試料水Ｓが収容される容器３０を備える。容器３０は、例えば、円筒状の容器本体３１と、容器本体３１の一端に設けられた底面部３２と、容器本体３１の他端に設けられた天面部３３と、を有してよい。容器本体３１は、試料水Ｓが収容される本体部分である。底面部３２は、容器３０の底面に位置する。底面部３２には、例えば後述する配管が接続されうる。天面部３３は、容器３０の天面に位置する。天面部３３には、例えば後述する配管が接続されうる。

容器本体３１の形状は、上記のような円筒状であってよいが、これに限定されず、当業者により適宜選択された形状であってよい。円筒状以外の形状としては、例えば、角筒状、円柱状、及び箱形状などが挙げられる。容器本体３１の大きさは、収容される試料水Ｓの量（原水Ｒ及び希釈水Ｄの量）に応じて、当業者により適宜設定されてよい。一例として、容器本体３１が円筒状である場合、外径は２０ｍｍ～３０ｍｍ、内径は１５ｍｍ～２５ｍｍ、高さは３００ｍｍ～４００ｍｍであってよいが、これらに限定されない。容器本体３１の材質は、塩素に対する耐性の高いものが好ましく、例えばポリアクリル樹脂であってよい。

希釈装置１００は、容器３０内の第１の液面Ｌ１を検知する第１の液面検知部４１と、容器３０内の第２の液面Ｌ２を検知する第２の液面検知部４２と、を備える。容器３０において、第２の液面Ｌ２は第１の液面Ｌ１よりも上方に位置する。なお、本明細書において容器３０における上方とは、天面部３３側を上、底面部３２側を下とした場合における上方を意味する。

第１の液面検知部４１及び第２の液面検知部４２は、既知の液面検知手段によって構成されてよい。当該液面検知手段としては、例えば、静電容量式、フロート式、電極式、光学式、超音波式、ガイドパルス式、及び圧力式などの液面レベルセンサが挙げられる。

第１の液面検知部４１は、容器３０において、第１の液面Ｌ１を検知できる位置に配置されている。第２の液面検知部４２は、容器３０において、第２の液面Ｌ２を検知できる位置に配置されている。第１の液面検知部４１及び第２の液面検知部４２が配置される位置は、第１の液面検知部４１及び第２の液面検知部４２として用いられる液面検知手段の特性に応じて適宜決定されてよい。

図１に示される希釈装置１００は、第１の液面検知部４１及び第２の液面検知部４２として、容器本体３１の外側部に静電容量式液面レベルセンサを２つ備えている。具体的には、当該静電容量式液面レベルセンサの２つのセンサ本体が、それぞれ、第１の液面Ｌ１及び第２の液面Ｌ２に対応する位置に配置されている。

希釈装置１００は、第１の液面検知部４１が第１の液面Ｌ１を検知するまで、容器３０に原水Ｒを注入する原水注入部を備える。原水注入部は、例えば、原水タンク１０と容器３０とを接続する、配管１１、電磁弁ＳＶ１、及び配管１２によって構成されてよい。配管１２は、例えば、容器３０の天面部３３に接続されてよい。電磁弁ＳＶ１の開閉によって、原水タンク１０内の原水Ｒの容器３０への注入が可能又は不可能となる。詳細には、第１の液面検知部４１が第１の液面Ｌ１を検知するまで電磁弁ＳＶ１を開とすることによって、原水タンク１０内の原水Ｒは、配管１１，１２を通って容器３０に注入される。その後、第１の液面検知部４１が第１の液面Ｌ１を検知した時に、電磁弁ＳＶ１を閉とすることによって、容器３０への原水Ｒの注入が停止される。電磁弁ＳＶ１の開閉は、例えば、電磁弁ＳＶ１と電気的に接続された制御装置（図示せず）によって制御されうる。なお、本明細書において、電磁弁はバルブの一例であり、電磁弁以外のバルブが選択されてもよい。

上記のように原水注入部が動作することによって、容器３０に所定量の原水Ｒが注入されうる。注入される原水Ｒの量は、第１の液面検知部４１によって検知される第１の液面Ｌ１の位置が上方又は下方に変更されることによって、増加又は減少される。

希釈装置１００は、第２の液面検知部４２が第２の液面Ｌ２を検知するまで、容器３０に希釈水Ｄを注入し、原水Ｒの希釈を行う希釈水注入部を備える。希釈水注入部は、例えば、希釈水タンク２０と容器３０とを接続する、配管２１、電磁弁ＳＶ２、及び配管２２によって構成されてよい。配管２２は、例えば、容器３０の天面部３３に接続されてよい。電磁弁ＳＶ２の開閉によって、希釈水タンク２０内の希釈水Ｄの容器３０への注入が可能又は不可能となる。詳細には、第２の液面検知部４２が第２の液面Ｌ２を検知するまで電磁弁ＳＶ２を開とすることによって、希釈水タンク２０内の希釈水Ｄは、配管２１，２２を通って容器３０に注入される。これにより、容器３０内の原水Ｒが希釈水Ｄによって希釈されて、原水Ｒ及び希釈水Ｄからなる試料水Ｓが調製される。第２の液面検知部４２が第２の液面Ｌ２を検知した時に、電磁弁ＳＶ２を閉とすることによって、容器３０への希釈水Ｄの注入が停止される。電磁弁ＳＶ２の開閉は、例えば上記制御装置によって制御されうる。

上記のように希釈水注入部が動作することによって、容器３０に所定量の希釈水Ｄが注入されうる。注入される希釈水Ｄの量は、第２の液面検知部４２によって検知される第２の液面Ｌ２の位置が上方又は下方に変更されることによって、増加又は減少される。

希釈装置１００において、容器３０に所定量の原水Ｒ及び希釈水Ｄが注入され、原水Ｒの希釈が行われる。これにより、原水Ｒが所定倍率に希釈されて、試料水Ｓが調製される。原水Ｒの希釈における原水Ｒの希釈倍率Ｘは、以下のとおり、原水Ｒ、希釈水Ｄ、及び試料水Ｓの量によって算出される。ここで、容器３０に注入された原水Ｒの量Ａ_Ｒは、原水Ｒの水面が第１の液面Ｌ１に到達したときの量である。容器３０に注入された希釈水Ｄの量Ａ_Ｄは、試料水Ｓの水面が第２の液面Ｌ２に到達したときまでに注入された量である。すなわち、容器３０に注入された希釈水Ｄの量Ａ_Ｄは、試料水Ｓの水面が第２の液面Ｌ２に到達したときの試料水Ｓの量Ａ_Ｓから、原水Ｒの量Ａ_Ｒを差し引いた量（Ａ_Ｄ＝Ａ_Ｓ－Ａ_Ｒ）でもある。原水Ｒの希釈倍率Ｘは下記式によって算出される。
希釈倍率Ｘ［倍］＝Ａ_Ｓ／Ａ_Ｒ＝（Ａ_Ｒ＋Ａ_Ｄ）／Ａ_Ｒ

希釈装置１００において、上記のように原水Ｒの希釈が行われた後に、原水Ｒの再稀釈が行われてよい。希釈装置１００において、原水Ｒの再稀釈は２回以上行われてよい。

ここで、本明細書において、「原水の希釈」とは、具体的には、容器内の原水に希釈水を注入することにより原水を希釈することを意味する。「原水の再稀釈」とは、具体的には、上記原水の希釈の後に、容器内の原水を含む試料水に希釈水を注入することにより原水を再度希釈することを意味する。したがって、希釈装置において、原水の希釈が１回行われた後に、原水の再稀釈が２回行われた場合、原水は合計３回希釈されたことになる。以下、希釈装置が原水の再稀釈を行う場合について説明する。

希釈装置１００は、第１の液面検知部４１が第１の液面Ｌ１を検知するまで、容器３０に収容された試料水Ｓを排出する排出部をさらに備えてよい。排出部は、例えば、容器３０の底面部３２に接続されている配管５１、電磁弁ＳＶ３、配管５２，５３，５４、電磁弁ＳＶ７、及び配管５５によって構成されてよい。電磁弁ＳＶ３，ＳＶ６の開閉によって、容器３０に収容された試料水Ｓの排出が可能又は不可能となる。詳細には、第１の液面検知部４１が第１の液面Ｌ１を検知するまで、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ６を開とすることによって、容器３０内の試料水Ｓは、配管５１，５２，５３，５４，５５を通って、排水Ｗとして排出される。その後、第１の液面検知部４１が第１の液面Ｌ１を検知した時に、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ６を閉とすることによって、容器３０に収容された試料水Ｓの排出が停止される。電磁弁ＳＶ３，ＳＶ６の開閉は、例えば上記制御装置によって制御されうる。

上記排出部が容器３０から試料水Ｓを排出し、試料水Ｓの液面が第１の液面Ｌ１に到達した後に、再稀釈が行われてよい。すなわち、希釈装置１００において、上記排出部が試料水Ｓを排出した後に、第２の液面検知部４２が第２の液面Ｌ２を検知するまで、上記希釈水注入部が容器３０に希釈水Ｄを注入し、原水Ｒの再稀釈を行ってよい。当該再稀釈における希釈水Ｓの注入は、上記で述べたとおり、第２の液面検知部４２が第２の液面Ｌ２を検知するまで電磁弁ＳＶ２を開とすることによって行われてよい。

原水Ｒの希釈倍率Ｘと同一の希釈倍率によって原水Ｒの再稀釈がＹ回行われた場合、原水Ｒの最終的な希釈倍率Ｘ_Ｙは、下記式によって算出される。
希釈倍率Ｘ_Ｙ［倍］＝Ｘ^Ｙ＋１

希釈装置１００において、希釈及び再稀釈における希釈倍率は、同一でもよく、異なってもよい。すなわち、原水Ｒの希釈後、再稀釈前に、希釈倍率が変更されてもよい。また、原水Ｒの再稀釈が２回以上行われる場合、再稀釈後、次の再稀釈前に、希釈倍率が変更されてもよい。希釈倍率の変更は、第１の液面検知部４１によって検知される第１の液面Ｌ１の位置及び／又は第２の液面検知部４２によって検知される第２の液面Ｌ２の位置が変更されることによって行われうる。すなわち、希釈装置１００において、原水Ｒの希釈後、再稀釈前に、第１の液面検知部４１によって検知される第１の液面Ｌ１の位置及び／又は第２の液面検知部４２によって検知される第２の液面Ｌ２の位置が変更されてもよい。また、原水Ｒの再稀釈が２回以上行われる場合、再稀釈後、次の再稀釈前に、第１の液面検知部４１によって検知される第１の液面Ｌ１の位置及び／又は第２の液面検知部４２によって検知される第２の液面Ｌ２の位置が変更されてもよい。

希釈装置１００における希釈倍率、及び再稀釈の回数は、原水Ｒの残留塩素濃度、及び残留塩素濃度測定装置２００において測定可能な残留塩素濃度に応じて設定されてよい。本実施形態において、原水Ｒの残留塩素濃度は、残留塩素濃度測定装置２００において測定可能な濃度を超えうる。そのため、原水Ｒの残留塩素濃度を手分析によって予め測定し、残留塩素濃度測定装置２００において測定可能な濃度となるように、希釈倍率及び再稀釈の回数が設定されることが好ましい。

原水Ｒの最終的な希釈倍率が高い場合（例えば数十倍以上の場合）、希釈時の誤差低減のため、希釈が複数回行われること（すなわち、１回以上の再稀釈が行われること）が好ましい。例えば、原水Ｒの最終的な希釈倍率が１０００倍である場合（原水Ｒが１０００倍希釈される場合）、原水Ｒは、１回の希釈によって１０００倍希釈されてもよいが、好ましくは、複数回の希釈によって１０００倍希釈されうる。具体的には、例えば、原水Ｒが１回目の希釈によって１０倍希釈され、その後２回目の希釈（１回目の再稀釈）によってさらに１０倍希釈され、３回目の希釈（２回目の再稀釈）によってさらに１０倍希釈されてよい。これにより、原水Ｒの最終的な希釈倍率は１０００倍となる。

希釈装置１００は、容器３０内の試料水Ｓを循環させる循環部をさらに備えてよい。これにより、容器３０内の試料水Ｓを均一化できる。試料水Ｓが均一化されることで、残留塩素濃度測定装置２００における残留塩素濃度の測定精度が向上されうる。

図２は、容器３０及び循環部９０を示す模式図である。循環部９０は、例えば、底面部３２及び天面部３３を接続する流路９１と、ポンプＰと、を有してよい。循環部９０は、例えば、底面部３２から排出させた試料水Ｓを、流路９１を経由させて天面部３３から容器３０内に注入してよい。これにより、容器３０内の試料水Ｓが下から上へと循環されうる。なお、図２に示されるポンプＰは、後述する図１中のポンプＰと同一でもよく、異なってもよい。

また、循環部９０は、バルブ（図示せず）を有してよい。当該バルブは、例えば、図１に示される電磁弁ＳＶ３，ＳＶ４であってよい。

希釈装置１００において、循環部９０による試料水Ｓの循環は、１回又は複数回行われてよい。試料水Ｓの循環は、好ましくは、原水Ｒの希釈後、及び原水Ｒの再稀釈後に行われる。

希釈装置１００において調製された試料水Ｓは、好ましくは試料水貯留部７０に移送され、その後、残留塩素濃度測定装置２００へと供される。

次に、希釈装置１００が試料水Ｓを調製し試料水貯留部７０へ移送する処理工程の一例を、下記表１を参照して説明する。当該処理工程の一例において、希釈装置１００は、１回の希釈における希釈倍率が１０倍となるように設定されている。具体的には、希釈装置１００の容器３０において、第１の液面Ｌ１に到達したときの水量が１割（１０ｍＬ）、第２の液面Ｌ２に到達したときの水量が１０割（１００ｍＬ）となるように設定されている。したがって、原水Ｒが第１の液面Ｌ１に到達するまで注入され、希釈水Ｄが第２の液面Ｌ２に到達するまで注入されることにより、原水Ｒが１割（１０ｍＬ）、希釈水Ｄが９割（９０ｍＬ）の比率で混合された、１０倍希釈の試料水Ｓ（１００ｍＬ）が調製される。

下記表１は、上記処理工程の一例における、希釈装置１００、電磁弁ＳＶ１～ＳＶ６、及びポンプＰの状態を示す。表１においてポンプＰが「ＯＮ」（オン）の状態の場合、ポンプが駆動して水の移送が行われる。

上記表１において、ステップＳ０は、初期状態である。ステップＳ０において、全ての電磁弁ＳＶ１～ＳＶ６は閉であり、ポンプＰはオフである。

ステップＳ１において、電磁弁ＳＶ１が開とされる。これにより、「原水１０割注入」が開始される。「原水１０割注入」とは、表１の例においては、第２の液面Ｌ２に到達するまで、原水Ｒが容器３０に注入されることを意味する。具体的には、第２の液面検知部４２が第２の液面Ｌ２を検知するまで、原水Ｒが容器３０に注入されることを意味する。次に、ステップＳ２において、電磁弁ＳＶ１が閉とされる。これにより、「原水１０割注入」が停止され、容器３０内において第２の液面Ｌ２まで原水Ｒのみが注入された状態となる。

ステップＳ３において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ６が開とされる。これにより、「容器内の原水を全て排出」が開始される。次に、ステップＳ４において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ６が閉とされる。これにより、「容器内の原水を全て排出」が停止され、容器３０は空の状態となる。ステップＳ３及びＳ４によって、容器３０の内壁が原水Ｒによって洗い流される。

ステップＳ５において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ４，ＳＶ６が開とされ、且つ、ポンプＰがオンにされる。これにより、「配管内の原水を排出」が開始される。次に、ステップＳ６において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ４，ＳＶ６が閉とされ、且つ、ポンプＰがオフにされる。これにより、「配管内の原水を排出」が停止される。

ステップＳ７において、電磁弁ＳＶ１が開とされる。これにより、「原水１割注入」が開始される。「原水１割注入」とは、表１の例においては、第１の液面Ｌ１に到達するまで、原水Ｒが容器３０に注入されることを意味する。具体的には、第１の液面検知部４１が第１の液面Ｌ１を検知するまで、原水Ｒが容器３０に注入されることを意味する。次に、ステップＳ８において、電磁弁ＳＶ１が閉とされる。これにより、「原水１割注入」が停止され、容器３０内において原水Ｒが第１の液面Ｌ１まで注入された状態となる。

ステップＳ９において、電磁弁ＳＶ２が開とされる。これにより、「希釈水９割注入」が開始される。「希釈水９割注入」とは、表１の例においては、第２の液面Ｌ２に到達するまで、希釈水Ｄが容器３０に注入されることを意味する。具体的には、第２の液面検知部４２が第２の液面Ｌ２を検知するまで、希釈水Ｄが容器３０に注入されることを意味する。次に、ステップＳ１０において、電磁弁ＳＶ２が閉とされる。これにより、「希釈水９割注入」が停止され、容器３０内において希釈水Ｄが第２の液面Ｌ２まで注入された状態となる。その結果、容器３０において、原水Ｒを１割、希釈水Ｄを９割含む試料水Ｓが調製される。すなわち、原水Ｒの希釈が完了し、原水Ｒは容器３０内で１０倍希釈された状態となる。

ステップＳ１１において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ４が開とされ、且つ、ポンプＰがオンにされる。これにより、「試料水循環」が開始される。すなわち、表１の例において、図２に示される循環部９０は、図１に示される電磁弁ＳＶ３，ＳＶ４、及びポンプＰを有している。次に、ステップＳ１２において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ４が閉とされ、且つ、ポンプＰがオフにされる。これにより、「試料水循環」が停止される。なお、表１の例において、当該「試料水循環」は、例えば３００ｍＬ／分の速度で３０秒間行われうる。

ステップＳ１３において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ６が開とされる。これにより、「容器内の試料水を１割まで排出」が開始される。「容器内の試料水を１割まで排出」とは、表１の例においては、第１の液面Ｌ１に到達するまで、容器内の試料水Ｓが排出されることを意味する。具体的には、第１の液面検知部４１が第１の液面Ｌ１を検知するまで、容器内の試料水Ｓが排出されることを意味する。次に、ステップＳ１４において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ６が閉とされる。これにより「容器内の試料水を１割まで排出」が停止され、容器３０内に試料水Ｓが１割（１０ｍＬ）残存する状態となる。

ステップＳ１５において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ４，ＳＶ６が開とされ、且つ、ポンプＰがオンにされる。これにより、「配管内の水を排出」が開始される。次に、ステップＳ１６において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ４，ＳＶ６が閉とされ、且つ、ポンプＰがオフにされる。これにより、「配管内の水を排出」が停止される。

ステップＳ１７において、電磁弁ＳＶ２が開とされる。これにより、「希釈水９割注入」が開始される。次に、ステップＳ１８において、電磁弁ＳＶ２が閉とされる。これにより、「希釈水９割注入」が停止され、容器３０内において希釈水Ｄが第２の液面Ｌ２まで注入された状態となる。その結果、容器３０において、試料水Ｓを１割（１０ｍＬ）、希釈水Ｄを９割（９０ｍＬ）含む再稀釈後の試料水Ｓ（１００ｍＬ）が調製される。すなわち、原水Ｒの再希釈が完了し、原水Ｒは容器３０内で１００倍希釈された状態となる。

ステップＳ１９において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ４が開とされ、且つ、ポンプＰがオンにされる。これにより、「試料水循環」が開始される。次に、ステップＳ２０において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ４が閉とされ、且つ、ポンプＰがオフにされる。これにより、「試料水循環」が停止される。

ステップＳ２１において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ５が開とされる。これにより、「試料水貯留部に試料水移送」が開始され、容器３０内の試料水Ｓが試料水貯留部７０へ移送される。次に、ステップＳ２２において、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ５が閉とされる。これにより、「試料水貯留部に試料水移送」が停止される。

ステップＳ２３において、電磁弁ＳＶ４，ＳＶ６が開とされる。これにより、「配管内の水を排出」が開始される。次に、ステップＳ２４において、電磁弁ＳＶ４，ＳＶ６が閉とされる。これにより「配管内の水を排出」が停止される。

以上詳述した処理工程の一例によって、原水Ｒは１００倍希釈され、調製された試料水Ｓは試料水貯留部７０へ移送されうる。なお、原水Ｒを１０００倍希釈する場合は、上記表１のステップＳ２０の後に、ステップＳ１３～Ｓ２０を再度実施すればよい。

１－２．試料水貯留部

図１及び３を参照して、試料水貯留部７０の構成、及び希釈装置１００から試料水貯留部７０への試料水の移送手順について説明する。図３は、試料水貯留部７０を示す模式図である。図１及び３に示されるとおり、試料水貯留部７０は、例えば、試料水タンク７１と、試料水タンク７１の内部に配置されている試料水容器７２と、を有してよい。

希釈装置１００は、容器３０内の試料水Ｓを試料水貯留部７０へ移送する試料水移送部を備えてよい。試料水移送部は、例えば図１に示される、容器３０の底面部３２に接続されている配管５１、電磁弁ＳＶ３、配管５２，５３，５６、電磁弁ＳＶ５、及び配管５７によって構成されてよい。電磁弁ＳＶ３，ＳＶ５の開閉によって、容器３０内の試料水Ｓの試料水貯留部７０への移送が可能又は不可能となる。詳細には、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ５を開とすることによって、容器３０内の試料水Ｓは、配管５１，５２，５３，５６，５７を通って試料水貯留部７０へ移送される。図１及び３に示されるとおり、配管５７を通過した試料水Ｓは、試料水容器７２に収容されてよい。試料水容器７２に収容された試料水Ｓは、配管８１を通って、残留塩素濃度測定装置２００に供されてよい。一方、試料水容器７２から溢れて試料水タンク７１内に流入した試料水Ｓは、配管８２を通って、排水Ｗとして排水されてよい。

試料水貯留部７０が設けられていることにより、残留塩素濃度測定装置２００に移送される前の試料水Ｓを一旦貯留することができる。これにより、残留塩素濃度測定装置２００に送られる試料水Ｓの量及びタイミングを調整しやすくなる。

１－３．残留塩素濃度測定装置

容器３０内の試料水Ｓは、最終的に、残留塩素濃度測定装置２００へ移送される。残留塩素濃度測定装置２００は、試料水Ｓの残留塩素濃度を測定する。残留塩素濃度測定装置２００は、好ましくは、試薬によって呈色した試料水Ｓの吸光度に基づいて試料水Ｓの残留塩素濃度を測定する装置である。当該装置は、当技術分野において既知の装置であってよい。既存の残留塩素濃度測定装置の中には、測定センサが対象水と直接接触することにより濃度測定を行う接触型の装置がある。当該接触型の装置においては、対象水中の析出物質によって測定センサにスケールが付着して、測定異常及び経年劣化が生じる場合がある。一方、吸光度法により濃度測定を行う装置においては、濃度測定部品が対象水に直接接触しないため、上述した測定異常及び経年劣化が生じ難い。このため、吸光度法を用いた残留塩素濃度測定装置は、連続操業に適しており、且つ、メンテナンス作業の負荷軽減に寄与する。

上記試薬としては、例えば、Ｎ，Ｎ－ジエチル－１，４－フェニレンジアミン試薬（ＤＰＤ試薬）、及び３，３'－ジメチルベンジジン試薬（ｏ－トリジン試薬）などが挙げられる。残留塩素濃度測定装置２００において用いられる試薬は、好ましくはＤＰＤ試薬である。

残留塩素濃度測定装置２００によって測定された試料水Ｓの残留塩素濃度と、希釈装置１００における原水Ｒの希釈倍率（複数回希釈された場合は最終的な希釈倍率）と、に基づいて、原水Ｒの残留塩素濃度が算出される。原水Ｒの残留塩素濃度の算出は、残留塩素濃度測定装置２００によって行われてもよく、他の演算装置（図示せず）によって行われてもよい。これにより、原水Ｒの残留塩素濃度の定量が完了する。

試料水Ｓの残留塩素濃度が、残留塩素濃度測定装置２００によって測定可能な濃度範囲外である場合（例えば、試料水Ｓの残留塩素濃度が低すぎる又は高すぎる場合）、試料水Ｓの残留塩素濃度に応じて、希釈装置１００における原水Ｒの希釈倍率が変更されてよい。当該希釈倍率の変更は、例えば、上記制御装置（図示せず）によって実行されてよい。例えば、試料水Ｓの残留塩素濃度が上記測定可能な濃度範囲よりも低い場合、希釈装置１００における原水Ｒの希釈倍率を低く設定し、試料水Ｓの残留塩素濃度がより高くなるように設定されてよい。例えば、試料水Ｓの残留塩素濃度が上記測定可能な範囲よりも高い場合、希釈装置における原水Ｒの希釈倍率を高く設定し、試料水Ｓの残留塩素濃度がより低くなるように設定されてよい。

２．水質測定装置の効果

以上詳述したように、本実施形態の水質測定装置において、原水は、残留塩素濃度測定装置に供される前に、希釈装置によって希釈される。原水が希釈されることによって調製された試料水が、残留塩素濃度測定装置の測定対象となる。そのため、原水の残留塩素濃度が残留塩素濃度測定装置によって測定可能な濃度を超える場合であっても、試料水の残留塩素濃度を測定することにより、原水の残留塩素濃度が定量されうる。すなわち、本実施形態の水質測定装置は、高濃度の残留塩素濃度を自動的に定量可能である。本実施形態の水質測定装置を用いることにより、残留塩素濃度が高い水系において、残留塩素濃度を自動的且つ連続的に定量することができる。

また、一般に、原水のｐＨが経時的に変動する場合、装置によって連続測定される原水の残留塩素濃度は、ｐＨ変動の影響を受けうる。一方、本実施形態の水質測定装置においては、残留塩素濃度測定装置に供される原水は希釈された状態であるため、原水のｐＨ変動による残留塩素濃度測定への影響が低減されうる。さらに、原水中に残留塩素濃度測定を妨害しうる因子が存在する場合（例えば、原水が着色されている場合、並びに、塩素イオン及び塩類などが混入している場合）であっても、原水が希釈されることにより、当該因子による残留塩素濃度測定への影響も低減されうる。これらの結果、残留塩素濃度測定の精度が向上されうる。

また、一般に、原水のｐＨが高い場合（例えばｐＨ９以上の場合）、アルカリ腐食による測定装置及び配管などの経年劣化が懸念される。一方、本実施形態の水質測定装置においては、原水の希釈によるｐＨの緩衝効果によって、測定装置及び配管などの劣化が抑制されうる。

３．水質測定装置の用途

本実施形態の水質測定装置は、上記で述べたとおり、残留塩素濃度が高い原水の残留塩素濃度の定量に適している。このため、当該水質測定装置は、例えば、高濃度の残留塩素を含む洗浄水が用いられる、定置洗浄（Cleaning In Place：ＣＩＰ）において用いられてよい。すなわち、本実施形態の水質測定装置は定置洗浄用であってよく、当該水質測定装置において用いられる原水は定置洗浄用の洗浄水であってよい。

また、本実施形態の水質測定装置は、例えば、ｐＨが大きく変動しうる水系、及び、残留塩素濃度測定の妨害因子（例えば塩素イオン及び塩類）が混入しうる水系（例えばバラスト水）において用いられてもよい。加えて、当該水質測定装置は、例えば、空調設備の貯留ピットにおける滞留時間が長い水系において用いられてもよい。当該貯留ピット中に、洗浄剤、殺菌剤、及び腐食防止剤などが投入されており、且つ、スライム若しくはスケールによる汚れ、又は酸・アルカリ剤が存在している場合、水系と薬剤との反応次第では、残留塩素濃度が変動する可能性がある。このような水系において、本実施形態の水質測定装置が適用されてもよい。

以下で実施例を参照して本発明をより詳しく説明するが、本発明は当該実施例に限定されるものではない。

＜試験例１＞

図１～３に示される水質測定装置を用いて、原水の残留塩素濃度を自動測定する試験を実施した。当該水質測定装置に含まれる残留塩素濃度測定装置は、ＤＰＤ試薬による呈色反応を利用した吸光度法によって残留塩素濃度を測定する装置であった。当該装置は、測定対象の試料水を収容する測定セルを備えており、当該装置においては残留塩素濃度０．００～２．００ｍｇ／Ｌ用の測定セルと、残留塩素濃度０．００～８．００ｍｇ／Ｌ用の測定セルと、を必要に応じて付け替え可能であった。本試験では、希釈装置において残留塩素濃度が５００ｍｇ／Ｌの原水を１００倍希釈した試料水を調製し、残留塩素濃度測定装置において０．００～８．００ｍｇ／Ｌ用の測定セルを使用して当該試料水の残留塩素濃度を自動測定した。

また、上記水質測定装置による測定とは別に、手分析による測定も実施した。具体的には、試験者が、上記原水と試料水貯留部に収容された試料水とをそれぞれ手作業で採取し、これらの残留塩素濃度を、０．００～２．００ｍｇ／Ｌ用の測定セルを使用して上記残留塩素濃度測定装置によって測定した。以下、濃度測定の手順を説明する。

まず、原水タンク中の原水の残留塩素濃度を手分析によって測定した。次に、上記水質測定装置を動作させ、動作開始後、９分、１２分、１９分、２２分、２５分、２８分、３２分、３５分、３８分、４１分、４４分、及び４７分の時点で、残留塩素濃度測定装置による自動測定を行った。また、上記動作開始後、１９分及び４４分の時点で原水を採取し且つ９分、２５分、及び４４分の時点で試料水貯留部中の試料水を採取して、当該原水及び試料水の残留塩素濃度を手分析によって測定した。

試験例１における濃度測定の結果を、下記表２に示す。

＜試験例２＞

原水の残留塩素濃度を７００ｍｇ／Ｌとし、原水の希釈倍率を１０００倍とし、自動測定において０．００～２．００ｍｇ／Ｌ用の測定セルを使用し、水質測定装置の動作開始後、９分、１２分、３０分、３６分、及び４０分の時点で自動測定を行い、９分及び４０分の時点で原水及び試料水の手分析を行った以外は、試験例１と同じ手順によって試験例２を実施した。試験例２における濃度測定の結果を下記表３に示す。

上記表２及び３において示されるとおり、残留塩素濃度測定装置によって測定された試料水の濃度は、手分析によって測定された濃度とほぼ同等であった。このことから、本発明の水質測定装置によって測定される残留塩素濃度は、従来の手分析によって測定される濃度と同等であることが分かる。

Claims (8)

1. 原水及び希釈水を含む試料水を調製する希釈装置と、
   前記試料水の残留塩素濃度を測定する残留塩素濃度測定装置と、
   前記残留塩素濃度測定装置に移送される前の試料水を貯留する試料水貯留部と、を含み、
   前記希釈装置が、
   前記試料水が収容される容器と、
   前記容器内の第１の液面を検知する第１の液面検知部と、
   前記容器内の第２の液面を検知する第２の液面検知部と、
   前記第１の液面検知部が前記第１の液面を検知するまで、前記容器に前記原水を注入する原水注入部と、
   前記第２の液面検知部が前記第２の液面を検知するまで、前記容器に前記希釈水を注入し、前記原水の希釈を行う希釈水注入部と、
   を備え、
   前記試料水貯留部が、前記残留塩素濃度測定装置に移送される前記試料水の量及びタイミングを調整する、水質測定装置。
2. 前記希釈装置が、
   前記第１の液面検知部が前記第１の液面を検知するまで、前記容器に収容された前記試料水を排出する排出部を備え、
   前記排出部が前記試料水を排出した後に、前記第２の液面検知部が前記第２の液面を検知するまで、前記希釈水注入部が前記容器に前記希釈水を注入し、前記原水の再希釈を行う、請求項１に記載の水質測定装置。
3. 前記希釈装置において、前記原水の再希釈が２回以上行われる、請求項２に記載の水質測定装置。
4. 前記希釈装置が、前記容器内の前記試料水を循環させる循環部を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の水質測定装置。
5. 前記残留塩素濃度測定装置が、試薬によって呈色した前記試料水の吸光度に基づいて前記試料水の残留塩素濃度を測定する、請求項１～４のいずれか一項に記載の水質測定装置。
6. 前記試薬が、Ｎ，Ｎ－ジエチル－１，４－フェニレンジアミン試薬である、請求項５に記載の水質測定装置。
7. 前記原水の残留塩素濃度が、８ｍｇ／Ｌ超である、請求項１～６のいずれか一項に記載の水質測定装置。
8. 前記原水が、定置洗浄用の洗浄水である、請求項１～７のいずれか一項に記載の水質測定装置。