JPH08211036A - イオン濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 汚れた水でも短時間で高精度に測定すること
ができる。 【構成】 被測定液中に含まれるイオンを分離カラムで
分離し、分離したイオンを検出器に導いてイオン濃度を
測定するイオン濃度測定装置において、被測定液の中の
粗い固形分を除去する第１の濾過器と、第１の濾過器で
濾過した被測定液を更に濾過し、第１の濾過器で濾過で
きなかった固形分を濾過する第２の濾過器とを設け、第
１及び第２の濾過器によって濾過した被測定液を分離カ
ラに導いて検出、測定することを特徴としたている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被測定液中に含まれる
イオンを分離カラムで分離し、分離したイオンのイオン
濃度を測定するイオン濃度測定装置に関し、更に詳しく
は、固形分を含んだ浄水場等の水についても高精度で溶
離イオンの濃度を測定することが可能なイオン濃度測定
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】浄水場では、殺菌のために塩素を注入す
るが、アンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺）が存在すると注入
された塩素は、クロラミンに変わり消毒作用がなくな
る。そのため、過剰に塩素を注入すると残留塩素が増え
るばかりかフミン質などと反応しトリハロメタン等の発
癌性物質を多量に発生させることになる。

【０００３】このため、アンモニウムイオンに応じた量
の塩素を注入する必要があり、正確な、アンモニウムイ
オン濃度の測定が必要となる。本来、このような場合
は、イオンクロマトグラフ（ＩＣ）法を用い被測定液中
に溶解しているイオン濃度を正確にはかることが一般で
あるが、上水や下水、工業排水等のように固形分が多く
含まれるものは、イオンを分離する樹脂がその固形分に
よって詰まってしまうため、適当な測定方法ではなかっ
た。

【０００４】このため、浄水場でのアンモニウムイオン
は、オンラインで連続測定するためにイオン電極法が用
いられていた。イオン電極法は、被測定液中に水酸化ナ
トリウム溶液を加えPＨを１１〜１３に調整して、アン
モニウムイオンをアンモニアに変えアンモニア電極を指
示電極として電位を測定しアンモニウムイオンを定量す
る方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のアン
モニウムイオンを定量するイオン電極法は、イオン電極
の電位がネルンスト式に基づく対数指示（濃度が１桁変
わって電位が２倍変化）なので絶対量測定では感度・精
度に問題があった。この測定精度についての問題点は、
何もアンモニウムイオンだけでなく、他の陽イオン、陰
イオンに付いても同じであった。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、予め、被測定溶液中の固形分を除去した後、被
測定溶液中のアンモニウムイオンを陽イオンカラムで分
離し導電率検出器で検出、測定するもので、汚れた水で
も短時間で高精度に測定ができるイオン濃度測定装置を
提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、被測定液中に含まれるイオン種を
分離カラムで分離し、分離したイオンを検出器に導いて
イオン濃度を測定するイオン濃度測定装置において、前
記被測定液の中の粗い固形分を除去する第１の濾過器
と、この第１の濾過器で濾過した被測定液を更に濾過
し、前記第１の濾過器で濾過できなかった固形分を濾過
する第２の濾過器と、を設け、前記第１及び第２の濾過
器によって濾過した被測定液を前記分離カラに導いて検
出、測定することを特徴としたイオン濃度測定装置であ
る。。また、上水を供給し、前記第１の濾過器を洗浄す
る洗浄水供給手段を具備したことを特徴とした請求項
（１）記載のイオン濃度測定装置である。更に、上水を
濾過し、前記第２の濾過器に洗浄水を供給する第３の濾
過器を具備したことを特徴とした請求項（１）及び
（２）記載のイオン濃度測定装置である。

【０００８】

【作用】本発明の各構成要素は、次のような作用をす
る。第１の濾過器は、被測定液の中の粗い固形分を除去
する。第２の濾過器は、第１の濾過器で濾過した被測定
液を更に濾過し、第１の濾過器で濾過できなかた固形分
を濾過する。洗浄水供給手段は、第１の濾過器を洗浄す
るを上水を供給すると共に、第２の濾過器を洗浄するを
上水を第３の濾過器に供給する。

【０００９】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明のイオン濃度測定装置の一
実施例を示した構成図で、浄水場でのアンモニウムイオ
ンを測定する場合を例にあげたものである。図中、１０
は被測定液中の固形分を濾過する濾過部、２０は分析部
である。濾過部１０において、１１は被測定液中の粗い
ＳＳ（浮遊成分）を除去する第１の濾過器（以下、第１
のフィルタという）で、砂濾過装置やロール状濾紙等か
らなる。

【００１０】第１のフィルタ１１で濾過された被測定液
は、第１のフィルタ１１の下部から取り出されて容器１
２に貯留される。容器１２に貯留された被測定液は、第
１のポンプＰＵ1によって吸引され、試料注入バルブＶ1
に搬送される。

【００１１】１３は例えば、中空糸膜フィルタやメンブ
レンフィルタ等からなる第２の濾過器（以下、第２のフ
ィルタという）フィルタで、容器１２から汲み上げた被
測定液を更に濾過する。この場合は、０.５〜０.１μｍ
の孔径のフィルタが用いられ、第１のフィルタ１１で濾
過された被測定液をさらに精密に濾過する。１４は上水
供給口で、第１のフィルタ１１と第２のフィルタ１３を
洗浄する上水が供給される。１５は第３の濾過器（以
下、第３のフィルタという）で、上水供給口１４から供
給される上水を濾過し、濾過した上水を第２のフィルタ
１３の洗浄のため第２のフィルタ１３に供給する。

【００１２】分析部２０において、２１は被測定溶液中
のアンモニウムイオンを分離する陽イオンカラム、２２
は陽イオンカラムで分離したアンモニウムイオンを検
出、測定する導電率検出器、２３は恒温槽である。

【００１３】２４は陽イオンカラム２１の洗浄液が貯留
された洗浄液タンク、ＰＵ2は第２のポンプで、洗浄液
タンク２４中の洗浄液を汲み上げ洗浄液注入バルブＶ2
を介して陽イオンカラム２１に送液する。

【００１４】２５は溶離液が貯留された溶離液タンクで
ある。溶離液は、第３のポンプＰＵ3によって汲み上げ
られ、試料注入バルブＶ1中の被測定試料を陽イオンカ
ラム２１に搬送する。

【００１５】２６は標準液が貯留された標準液タンクで
ある。標準液は、校正時に分岐路２７が標準液タンク２
６側に切り替えられ、第１のポンプＰＵ1によって汲み
上げられ、試料注入バルブＶ1を介して陽イオンカラム
２１に搬送される。

【００１６】次に、浄水場の水の場合を例に挙げ、測定
手順について説明する。第３のポンプＰＵ3は、常時、
駆動されていて、溶離液は、試料注入バルブＶ1を介し
て陽イオンカラム２１に搬送されている。

【００１７】測定に先立ち、標準液によって校正がされ
る。この時、分岐路２７は、ａ側に接続される。第１の
ポンプＰＵ1によって汲み上げられた標準液は、試料注
入バルブＶ1に搬送される。試料注入バルブＶ1に搬送さ
標準液は、バルブが切り替えられ、溶離液によって陽イ
オンカラム２１に搬送される。

【００１８】このような、校正が終了すると、測定が開
始される。測定は、先ず、分岐路２７がｂ側に切り替え
られ、バルブＳＶ1が開かれる。バルブＳＶ1が開かれる
と被測定液は、第１のフィルタ１１で濾過され、容器１
２に貯留される。

【００１９】容器１２に貯留された被測定液は、第２の
フィルタ１３を介して第１のポンプＰＵ1によって汲み
上げられ、試料注入バルブＶ1に搬送される。試料注入
バルブＶ1に搬送さ被測定液は、バルブが切り替えら
れ、溶離液によって陽イオンカラム２１に搬送される。

【００２０】陽イオンカラム２１に搬送された被測定液
は、被測定溶液中のアンモニウムイオンが分離される。
分離されたアンモニウムイオンは、導電率検出器２２で
検出、測定され、濃度が求められる。

【００２１】このように連続して測定が行われると、陽
イオンカラム２１は、交換機能が落ち再生が必要にな
り、第１、第２のフィルタ１１、１３は、目詰まりのた
め洗浄が必要となる。

【００２２】陽イオンカラム２１の再生は、試料注入バ
ルブＶ1が破線側に切り替えられ、洗浄液注入バルブＶ2
が破線側に切り替えられ、洗浄液タンク２４中の洗浄液
が溶離液によって搬送されてなされる。

【００２３】一方、フィルタの目詰まりのための洗浄
は、上水供給口１５から供給される上水によって行われ
る。先ず、バルブＳＶ1が閉じられ、バルブＳＶ2が第２
のフィルタ側に切り替えられ、更に、バルブＳＶ3が開
かれる。バルブＳＶ3が開かれると、減圧弁１５によっ
て減圧された上水が、第１のフィルタ１１の下部から注
入される。

【００２４】第１のフィルタ１１は、上水が注入される
と砂が舞い上がり、砂にトラップされていた固形分が排
水口１１Ａから流される。第２のフィルタ１３は、出口
側から第３のフィルタ１６で浄化された上水が供給さ
れ、フィルタ内が洗浄される。

【００２５】第２のフィルタ１３を洗浄した後の上水
は、一旦、容器１２に溜められた後、ドレイン部１２Ａ
から排出される。

【００２６】尚、測定イオンは、この実施例で説明した
アンモニウムイオンに限らず、リチウム、ナトリウム、
鉄、カドミニウム等の陽イオン、フッ化物イオン、塩化
物イオン、硫酸イオン、シアンイオン等の陰イオンも測
定可能である。ただし、陽イオンを測定する場合は、分
離カラムは陽イオンカラムを使用し、陰イオンを測定す
る場合は、陰イオンカラムを使用する必要がある。

【００２７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明のイ
オン濃度測定装置は、次に示すような効果がある。第１
請求項記載の発明によれば、被測定溶液中の固形分を除
去した後、被測定溶液中のイオンを分離カラムで分離し
導電率検出器で検出、測定しているので、汚れた水でも
短時間で高精度に測定することができる。第２請求項記
載の発明によれば、洗浄水供給手段によって第１の濾過
器を洗浄するようにしているため、被測定溶液の濾過効
率を保持することができる。第３請求項記載の発明によ
れば、上水によって第２の濾過器も洗浄するようにして
いるため、更に濾過効率を良く保持できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンモニウムイオン測定装置の一実施
例を示した構成図である。

【符号の説明】

１０ 濾過部 １１ 第１のフィルタ １３ 第２のフィルタ １４ 上水供給口 １５ 第３のフィルタ ２０ 分析部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定液中に含まれるイオンを分離カラ
   ムで分離し、分離したイオンを検出器に導いてイオン濃
   度を測定するイオン濃度測定装置において、 前記被測定液の中の粗い固形分を除去する第１の濾過器
   と、 この第１の濾過器で濾過した被測定液を更に濾過し、前
   記第１の濾過器で濾過できなかった固形分を濾過する第
   ２の濾過器と、 を設け、前記第１及び第２の濾過器によって濾過した被
   測定液を前記分離カラに導いて検出、測定することを特
   徴としたイオン濃度測定装置。
2. 【請求項２】 上水を供給し、前記第１の濾過器を洗浄
   する洗浄水供給手段を具備したことを特徴とした請求項
   （１）記載のイオン濃度測定装置。
3. 【請求項３】 上水を濾過し、前記第２の濾過器に洗浄
   水を供給する第３の濾過器を具備したことを特徴とした
   請求項（１）及び（２）記載のイオン濃度測定装置。