JPS60108732A - Method of continuously measuring concentration of various trace element in liquid stream containing whole highly dissolved solid matter - Google Patents

Method of continuously measuring concentration of various trace element in liquid stream containing whole highly dissolved solid matter

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JPS60108732A
JPS60108732A JP22033284A JP22033284A JPS60108732A JP S60108732 A JPS60108732 A JP S60108732A JP 22033284 A JP22033284 A JP 22033284A JP 22033284 A JP22033284 A JP 22033284A JP S60108732 A JPS60108732 A JP S60108732A
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JP
Japan
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ion exchange
stream
exchange layer
concentration
detecting
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Application number
JP22033284A
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Japanese (ja)
Inventor
ガーハード・エイ・メイヤー
ロバート・アール・フラブル
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Dow Chemical Co
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Dow Chemical Co
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Publication date
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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 水の硬度は、歴史的にカルシウムおよびマグネシウムの
濃度を測定し、それを炭酸カルシウムの濃度で表わすこ
とにより決定されている。適度なカルシウムおよびマグ
ネシウム量の測定法は、EDTAによる滴定およびイオ
ン比電極による電気化学的な方法である。これらの方法
は、比較的溶解固形分が少なく1・Oppmを越える濃
度の水に適している。全溶解固形分(TDS )濃度が
1%近くあるいは1俤を越える場合、上述の方法は、イ
オン−比電極の場合においては大きな移動があり、ED
TA滴定の場合においては精度が悪いため適当でない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Water hardness has historically been determined by measuring the concentration of calcium and magnesium, which is expressed as the concentration of calcium carbonate. Appropriate methods for measuring calcium and magnesium amounts are titration with EDTA and electrochemical methods with ion ratio electrodes. These methods are suitable for water with a relatively low dissolved solid content and a concentration exceeding 1.Oppm. When the total dissolved solids (TDS) concentration approaches 1% or exceeds 1 ton, the method described above has a large shift in the case of ion-specific electrodes, and the ED
In the case of TA titration, it is not suitable because of poor accuracy.

高いTDS分の水の軟化はイオン交換樹脂法を用いてお
こなわれる。利用される多くの樹脂の特徴とするところ
は、カルシウムおよびマグネシウムに対する樹脂の操作
上のあるいは動的な交換容量の決定とその再生時あるい
は再生後の樹脂の機能の決定とにある。これらの研究は
、カラムに樹脂を充填しいろいろな組成物の溶液をカラ
ム中に通すことにより、一般に実施されている。その後
カラムの生成物は、集められ分析される。従来の分析法
では、留分コレクターを用いて流出分離液を集め、その
サンプルを誘導カップルプラズマ光学発光分光器(IC
P−OES )により分析する。
Softening of water with high TDS content is carried out using ion exchange resin methods. A characteristic feature of many of the resins utilized is the determination of the operational or dynamic exchange capacity of the resin for calcium and magnesium and the function of the resin during or after its regeneration. These studies are commonly performed by filling a column with resin and passing solutions of various compositions through the column. The column products are then collected and analyzed. Traditional analytical methods use a fraction collector to collect the effluent separation and then subject the sample to an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (IC).
P-OES).

硬度は、所定量の溶液に溶解しているカルシウムおよび
マグネシウムの量である。
Hardness is the amount of calcium and magnesium dissolved in a given amount of solution.

微量の水硬度とは、所定量の水溶液中における1 pp
m以下のカルシウムおよびマグネシウムのイオン濃度を
意味する。
Trace water hardness is defined as 1 ppm in a given amount of aqueous solution.
It means the ion concentration of calcium and magnesium below m.

スラリーは、コロイド状態で粒子を懸濁させている液媒
体中に分散した微細粒子によるものである。
A slurry consists of fine particles dispersed in a liquid medium that suspends the particles in a colloidal state.

高いTDSとは、0.5W/v%から飽和濃度までから
成る溶解状態で存在する固形分量を意味する。
High TDS means an amount of solids present in solution consisting of 0.5% W/v up to saturation concentration.

同時ベースとは、被サンプルストリームの同時のサンプ
リングおよび分析が、ストリームからエアロゾール発生
装置までの連続のサンプルによりおこなわれることによ
り特徴づけられる、分取サンプルのマニュアル操作およ
び移送により中断されずに被サンプルストリームが実質
上同時にサンプリングおよび分析されることを意味する
ものでかつそれによるものである。
Simultaneous basis is characterized by simultaneous sampling and analysis of the sampled stream with continuous sampling from the stream to the aerosol generator, uninterrupted by manual manipulation and transfer of preparative samples. It is meant and thereby that the sample streams are sampled and analyzed substantially simultaneously.

電気プラズマ放電は、コイルあるいは電極のような物理
的な導体を通じての連続あるいは振動流の電流および電
圧によりつくりだされた一連の物理的な形のイオン化ガ
スを意味する。この語は、特に誘導カップルプラズマ(
ICp)および直流プラズマ(DCP )発生装置を含
むものである。
Electrical plasma discharge refers to a series of physical forms of ionized gas created by a continuous or oscillating flow of electric current and voltage through a physical conductor such as a coil or electrode. This term is especially used for inductively coupled plasma (
ICp) and direct current plasma (DCP) generators.

特有の波長とは、微量の元素を検出するために充分カネ
ット強度を有しかつスペクトル干渉がないカルシウムお
よびマグネシウムあるいは他の微量元素の発光波長特性
によるものである。
The unique wavelength is due to the emission wavelength characteristics of calcium and magnesium or other trace elements that have sufficient Canet intensity and no spectral interference to detect trace elements.

ストリームとは、電気プラズマ放電を用いた対象の被検
出微量元素の分光発光分析に適するエアロゾル中に移送
されかつ生成されつるいかなる液体をも意味するもので
ある。この語は広範囲にスラリー液および真の溶液を含
むものである。
By stream is meant any liquid that is transported and produced into an aerosol suitable for spectrophotometric analysis of trace elements to be detected using an electric plasma discharge. The term broadly includes slurry liquids and true solutions.

微量元素濃度とは、i量の水硬度による場合を除いて1
00 ppm以下の濃度を意味する。本発明により高T
DS ストリーム中の微量の存在を検出しやすい元素は
、限定されるものではないが、ナトリウム、シリコン、
銅、鉄、モリブデン、カリウム、ストロンチウム、ホウ
素およびバリウムである。
The trace element concentration is 1, except in the case of i amount of water hardness.
It means a concentration of 0.00 ppm or less. According to the present invention, high T
Elements that are easy to detect in trace amounts in DS streams include, but are not limited to, sodium, silicon,
These are copper, iron, molybdenum, potassium, strontium, boron and barium.

全交換力とは、所定容量の物質のためのイオン変換物質
によりコンプレックスをつくることができるイオン濃度
である。この量は、個々のイオンのための個々の物質の
特異性に関係し、静的あるいは平衡の条件下で実験的に
決められる。
The total exchange power is the ion concentration that can create a complex with the ion converting material for a given volume of material. This amount is related to the specificity of the individual substances for the individual ions and is determined experimentally under static or equilibrium conditions.

動的な全交換容量は、測定が流動するストリーム条件下
でおこなわれかつ動的な効果により潜在的に影響される
ことを除き、全交換容量と同じ意味である。
Dynamic total exchange capacity has the same meaning as total exchange capacity, except that the measurements are made under flowing stream conditions and are potentially influenced by dynamic effects.

消耗とは、層から出てくる溶出液が許容限界内に維持さ
れるように流動ストリームからの個々のイオンあるいは
イオン濃度を除去する能力をイオン交換物質あるいは層
がもはや有していない時点に関するものである。
Depletion refers to the point at which the ion exchange material or bed no longer has the ability to remove individual ions or ion concentrations from the flowing stream such that the effluent exiting the bed is maintained within acceptable limits. It is.

再生とはイオン交換物質あるいは層が、流動ストリーム
からのイオンのコンプレックス化あるいは除去に適した
イオン形に転換されろ物理的な工程であり、通常消耗の
前に実施されろか、あるいはイオン交換層があるイオン
形から他のイオン形へ転換されろ場合に実施される。
Regeneration is a physical process in which the ion exchange material or bed is converted to an ionic form suitable for complexing or removing ions from a flowing stream, usually performed before depletion or when the ion exchange bed is It is carried out when there is a conversion from one ionic form to another.

本発明は、 (a) 測定すべきストリームの一部の流れを変えかつ
同時に流れを変えられたストリーム部をエアロゾルに物
理的に転換すること; (bl エアロゾルを生成後直ちに電気プラズマ放電中
に注入すること; (C) 対象の微量元素に特有な波長においてプラズマ
放電の発光を検出すること:および ((11高TDSストリーム中の対象の微量元素濃度を
(cl工程の検出した特有な波長の強度の関数として同
時ベースで決定かつ報告すること;から成る、高TDE
IストIJ−ム中の種々の微量元素濃度をリアルタイム
ベースで検出する方法についてである。
The invention comprises: (a) changing the flow of a part of the stream to be measured and at the same time physically converting the diverted stream part into an aerosol; (C) detecting the emission of the plasma discharge at a wavelength characteristic of the trace element of interest; determining and reporting on a concurrent basis as a function of;
The present invention describes a method for detecting the concentrations of various trace elements in an IJ system on a real-time basis.

本発明は、更に詳しくは、イオン交換流入液および流出
液の連続検出法であり:高TDSストリームの改良水硬
度モニターとしてその方法を応用することについてであ
る。
The present invention is more particularly a method for the continuous detection of ion exchange influents and effluents: its application as an improved water hardness monitor for high TDS streams.

更に本発明の目的、特徴および有利性は、添付図による
つぎの本発明の詳細な説明から一部指摘されるであろう
しまたそこからある程度間らかになるであろう。
Further objects, features, and advantages of the present invention will be partially pointed out, and may be learned to a certain extent, from the following detailed description of the invention, taken in conjunction with the accompanying drawings.

第1図は、本発明の原理による高TDSストリーム中の
微量元素を検出する方法を実施するための態様および配
置を示す立体図である。
FIG. 1 is a three-dimensional diagram illustrating an embodiment and arrangement for implementing a method for detecting trace elements in a high TDS stream according to the principles of the present invention.

第2図は、動的全交換容量チーター、消耗データーおよ
びストリーム軟化データを同時ベースで計算かつ報告す
るため、第1図の装置のコンピューターをプログラムす
るために有利に使用されるコンピュータープログラムを
説明するフローチャートである。
FIG. 2 illustrates a computer program advantageously used to program the computer of the apparatus of FIG. 1 to calculate and report dynamic total exchange capacity cheater, depletion data and stream softening data on a simultaneous basis. It is a flowchart.

第3図は、木部化用の代表的かイオン交換層を連続的に
使用し、消耗する迄のテスト結果を示すグラフであり、
このグラフは、第1図の直接接続した工CPにより測定
し、また第1図に示す留分コレクターを用いて確認した
、層の流出液中のカルシウムおよびマグネシウムの濃度
を示している。
FIG. 3 is a graph showing the test results of a representative ion exchange layer for xylem formation using it continuously until it is exhausted.
This graph shows the concentration of calcium and magnesium in the formation effluent as measured by the directly connected CP of FIG. 1 and ascertained using the fraction collector shown in FIG.

第4図は、本発明の方法を用いて実施した動的樹脂再生
データーを示すグラフであり、この方法では再生剤が消
耗イオン交換層へ連続的に供給され、層の流出液を検出
することにより、層が再生イオン形へ転換するのを連続
的に検出するものである。
FIG. 4 is a graph showing dynamic resin regeneration data performed using the method of the present invention, in which regenerant is continuously fed to the depleted ion exchange bed and the bed effluent is detected. , which continuously detects the conversion of the layer to the regenerated ionic form.

本発明を実施するための装置の態様を第1図に示す。カ
ラム流出液を重力送給するためイオン交換層から成ろカ
ラム(2)の上部に高TDS溶液の貯槽(1)を圃える
。二台のポンプ(3) 、 +4)をカラムの出に設置
し、カラムから溶液を前述の割合で送り出す。ポンプ(
4)例えばG11son Minipuls 2は、少
量の溶液を主ストリームから誘導カップルトーチ(6)
の噴霧器(5)へ送給し、もう一つのポンプ(3)例え
ばMasterflex MDI 7014は、溶液を
小ポンプ(4)と全所望流量との差に等しい割合で送給
する。Maeterflexからの浴液は、その後の分
析のため留分コレクター(7)に送給される。
An embodiment of an apparatus for carrying out the invention is shown in FIG. A reservoir (1) of high TDS solution is placed above the filter column (2) consisting of an ion exchange layer for gravity feeding of the column effluent. Two pumps (3), +4) are placed at the exit of the column to pump the solution out of the column at the aforementioned rate. pump(
4) For example G11son Minipuls 2 is a couple torch (6) that directs a small amount of solution from the main stream.
nebulizer (5) and another pump (3), for example Masterflex MDI 7014, delivers the solution at a rate equal to the difference between the small pump (4) and the total desired flow rate. The bath liquid from the Maeterflex is sent to the fraction collector (7) for subsequent analysis.

トーチ(6)は市販の誘導カップルプラズマ(IOP)
装置、例えばP1a8ma Therm、Inc、 M
DI、 HF’L1500.27.12MH2,1,5
00Wattsであり、これには、RF発電器と整合回
路(8)を有している。
The torch (6) is a commercially available inductively coupled plasma (IOP).
equipment, such as P1a8ma Therm, Inc, M
DI, HF'L1500.27.12MH2,1,5
00Watts, which includes an RF generator and a matching circuit (8).

電気プラズマ放電(9)は、例えばアルゴンガスあるい
は分子状ガスにより維持されたかなりの高励磁眠圧源(
75000K)である。カラム流出液はエアー噴錆器(
5)中で霧状にされた後その生成エアロゾールは高プラ
ズマ放va(9)の中央に送入されろ。
The electric plasma discharge (9) is generated by a fairly high excitation pressure source (maintained, for example, by argon gas or molecular gas).
75,000K). The column effluent was collected using an air sprayer (
5) The generated aerosol after being atomized in the plasma emitter (9) is fed into the center of the high plasma emitter (9).

プラズマは、高T I)Sストリーム中の対象のカルシ
ウムおよびマグネシウムあるいは他の微量元素を脱溶媒
和し、解酸し、μahし、さらに励磁させ、これらの元
素の特有の波長発光を生じさせる。この発光は、検出器
により時間の関数として検出される。各検出器は、例え
ば、1Ocrnf1のモノクロメータ−no+ (適当
なものはKratos Mdl GM −100)であ
り、これは所望の波長(GalTは393.3nm、M
g1fは279.5nm)にセットされており、光焦点
整合器(focusingoptics )(11)と
光電子増倍管(12とに接続されている。それらの市販
の谷モノクロメータ−の帯幅は、0.85nmでありQ
、lnmのスリット幅を用いてセットされている。モノ
クロメータ−の池の仕様を第1表に示す。スリット高さ
は例えばスリットを覆うことにより1.5nmに制限さ
れる。
The plasma desolvates, deoxidizes, μah, and energizes the calcium and magnesium or other trace elements of interest in the high T I)S stream, resulting in emission of wavelengths characteristic of these elements. This luminescence is detected by a detector as a function of time. Each detector is, for example, a 1Ocrnf1 monochromator-no+ (suitable one is Kratos Mdl GM-100), which is tuned to the desired wavelength (GalT is 393.3nm, M
g1f is set at 279.5 nm) and connected to an optical focusing optics (11) and a photomultiplier tube (12).The bandwidth of these commercially available valley monochromators is 0. .85nm and Q
, lnm. Table 1 shows the specifications of the monochromator pond. The slit height is limited to 1.5 nm, for example, by covering the slit.

第1表 小格子モノクロメータ−の仕様 光学距I#= 90度 口径比二 f/ 4.7 焦点距離: 100鵡 迷光 (stray light) 18 X 10 
’スリット:0.1路生成 0.85 nm帯幅 太きさ: 6“X 2.5’ X 1.5’重さ 1 
lb 各光電子増倍管(12は、二閘のチャンネル高電圧パワ
ー供給”f5 (Power Designs Inc
、 Md1.2に20)から−800vd、cで供給さ
れ7)。光電子増倍管からのlb号は、可変胛囲セレク
ター(図示されていない)を有する屯圧変侯器へ直流と
してつくられる一般的な単一端噌幅喬へ送られる。出力
重圧はコンピューター(13)例えばDigitalE
quipment Corp、 MTNC,ヘ送られる
。二個の各検出にには、z−X変圏スデージ例えばEa
l、:ingCorp、 Mal、 22−4899上
に取付けられており、プラズマ小箱の側面ヘボルトIE
めした三角形の光レール上に乗っている。この配:カ:
は、プラズマ放電(9)において最適の目視配り二を決
定しかつ選択するために融通性を与へるものである。
Table 1 Small grating monochromator specifications Optical distance I# = 90 degrees aperture ratio f/4.7 Focal length: 100 Stray light 18 X 10
'Slit: 0.1 path generation 0.85 nm Bandwidth thickness: 6" x 2.5' x 1.5' Weight 1
lb each photomultiplier tube (12 is a two-channel high voltage power supply" f5 (Power Designs Inc.
, supplied at -800vd,c from 20) to Md1.27). The lbs from the photomultiplier tube are sent to a typical single end voltage converter which is made as a direct current to a voltage transformer with a variable range selector (not shown). The output pressure is controlled by a computer (13) such as DigitalE.
Equipment Corp., MTNC. For each of the two detections, a z-X metamorphosis stage, e.g. Ea
l, :ingCorp, Mal, 22-4899 installed on the side of the plasma box.
It rides on a triangular light rail. This distribution: Ka:
provides flexibility for determining and selecting the optimum visual distribution in the plasma discharge (9).

高固形分噴霧器例えばGMK噴霧器、Labtest。High solids sprayers such as GMK sprayers, Labtest.

Inc 、は、高TDS#fffの吸引のために使用す
るのが好適である。ガス飽和詣は、噴霧器の先端に塩が
生成するのを防止し、■CP トーチ(6)へのサンン
°ルの送給を助けるようにエアロゾールガスを湿めらせ
るために取付けられている。
Inc. is preferably used for high TDS#fff aspiration. A gas saturator is installed to moisten the aerosol gas to prevent salt formation at the tip of the sprayer and to aid in the delivery of sample to the CP torch (6). .

バルブおよびサンプル移送ラインは、一般的なものであ
る。これらは、流出液をPHモニター09を経てポンプ
(3)および最後に留分コレクター(7)へ送給するT
−コネクター(14)である。もう一方のT−コネクタ
ーの枝ラインは流出液ストリームの一部を手動セレクタ
ーパルプ(10へ送給するものである。セレクターバル
ブは、送られてきた高TDSス) IJ−ムかあるいは
貯槽07)の標準溶液(較正のために必要である)のど
ちらを噴霧器(5)へ送るのかを選定する。更に、サン
プル、ブランクおよび固定ブランク(即ち標準)をライ
ン較正の目的で噴霧器を連続供給させるため、ブランク
溶液を含有する任意の貯槽(図示されていない)を貯槽
(17)の様式で備え付けることができる。
Valves and sample transfer lines are conventional. These are the T
- connector (14); The other T-connector branch line delivers a portion of the effluent stream to the manual selector pulp (10). standard solutions (necessary for calibration) to be sent to the nebulizer (5). Additionally, an optional reservoir (not shown) containing a blank solution can be provided in the form of reservoir (17) to continuously feed the nebulizer with samples, blanks and fixed blanks (i.e. standards) for line calibration purposes. can.

更に高TDSストリームと混合するための希釈液を含有
する分離貯槽(図示されていない)をこの装置につけ加
えるのが望ましい。希釈液と高TDSストリームとは別
々に、一般的な方法でポンプで送給することができろ。
It may also be desirable to add a separate reservoir (not shown) to the apparatus containing a diluent for mixing with the high TDS stream. The diluent and high TDS streams could be pumped separately in a conventional manner.

例えばポンプ(4)によりポンプ(4)の外側にもうけ
た接続管から混合する。このものは、高TDS液を吸引
する際、トーチ(6)の成分が塩を生成するのを防IE
するため効果的に通常とりつけられるものである。一般
にこのものは工CPトーチの磯aシを低下させるとして
知られろ非常に塩分が高い含有物と共に使用するために
有利な慣用の装置である。
For example, mixing is performed using a pump (4) through a connecting pipe provided outside the pump (4). This item prevents the components of the torch (6) from generating salt when suctioning high TDS liquid.
This is something that is usually installed effectively. In general, this is a conventional device that is advantageous for use with very high salt content, which is known to reduce the ashes of industrial CP torches.

前述の装置の一般的な操作は、これまでの装置の、脱明
から明らかであろう。高TDSストリームがカラム(2
)を経てポンプ送給される。処理ストリームの硬度は、
カラム(2)流出液の一部をセレクターバルブ(16)
へ送ることにより同時ベースで検出されろ。パルプによ
り固定標準かブランクかのいづれか一つを選択し、これ
をポンプ(4)により噴霧器(5)へ送給する。噴霧器
は、高TDSス) IJ−ム又は標準又はブランクのい
づれか一つをエアロゾール形に転換しこれを電気放心プ
ラズマ(9)中へ注入する。
The general operation of the device described above will be clear from the previous discussion of the device. The high TDS stream is in the column (2
). The hardness of the processing stream is
A portion of the column (2) effluent is transferred to the selector valve (16).
be detected on a concurrent basis by sending them to Either a fixed standard or a blank is selected depending on the pulp, and this is fed to the atomizer (5) by the pump (4). The nebulizer converts either the high TDS vapor or standard or blank into aerosol form and injects it into the electric concentric plasma (9).

対象元素の特有波長をモノクロメータ−(10)により
検出した後、検出光強度を光電子増倍管02)により電
気信号に変へる。これらの信号はコンピューター(13
+へ送られ、そこで連続に対象元素濃度をコンビユート
シ、記録する。留分コレクター(7)に集められた任意
のサンプルは、コンピューター(131により決定した
記録濃度データーを確認するために使用される。
After the characteristic wavelength of the target element is detected by a monochromator (10), the detected light intensity is converted into an electrical signal by a photomultiplier tube (02). These signals are processed by a computer (13
+, where the concentration of the target element is continuously recorded. Any samples collected in the fraction collector (7) are used to confirm the recorded density data determined by the computer (131).

先ずスタートするにあたりポンプ(3)および(4)を
所定の速度でかげた後、装置の管およびラインに高TD
Sス) IJ−ム溶液を数分間流す。ついで■CPトー
チ(6)を装置の手順書の操作に従ってスタートさせ昇
温させろ。昇温後コンピュータープログラムを操作開始
する。適当々プログラムのフローチャートを第2図に示
す。光整合器(11)とプラズマ放電(9)とを充分に
調整しプラズマ出力量、ガス流速および観察高さを一定
の最適なものとする。
First, when starting, pumps (3) and (4) are turned on at a predetermined speed, and then a high TD is applied to the pipes and lines of the equipment.
S) Let the IJ-me solution flow for several minutes. Next, start the CP torch (6) and raise the temperature according to the instructions in the equipment manual. After raising the temperature, start operating the computer program. A flowchart of the appropriate program is shown in FIG. The optical matching device (11) and the plasma discharge (9) are sufficiently adjusted to keep the plasma output amount, gas flow rate, and observation height constant and optimum.

オペレーターがブランク溶液を吸引するように指示する
(第2図参照)一方、コンピューター(13)は、溶液
の特性に関連したいくつかの変数の問題を質問後、プラ
ズマのバックグランド強度を測定開始する。バックグラ
ンド値は、各波長の発光を例えば20秒間、漬分ずろこ
とにより、対象のカルシウムおよびマグネシウムあるい
は他の元素のために測定される。ついでオペレーターは
貯槽(1ηからの既知濃度の対象のカルシウムおよびマ
グネシウムあるいは池の元素の標準溶液を吸引して質問
する。
While the operator instructs to aspirate the blank solution (see Figure 2), the computer (13) begins measuring the background intensity of the plasma after questioning several variables related to the properties of the solution. . Background values are determined for calcium and magnesium or other elements of interest by staggering the emission of each wavelength for, for example, 20 seconds. The operator then aspirates and interrogates standard solutions of calcium and magnesium of interest or pond elements of known concentration from the reservoir (1η).

これらの溶液からの生成発光強度は、コンピューター(
+31および各対象元素のためにめた較正ファクターを
用いて測定される。このファクターに積分した生の′醒
流強度をかけて対象のカルシウムおよびマグネシウムあ
るいは他の元素のppm 濃度を直接算出ずろ。装置の
較正が終了すれば実験が続けられ、オペレーターがブラ
ンク溶液の吸引からカラム(2)からのポンプ移送へ切
涜えろと、コンピューター(13)が、連続的に経過+
1Fp曲、流出容量、カルシウムおよびマグネシウムあ
るいは他の元素の濃度およびイオン交換容量を検出し始
める。これらのデーターはハードコピーのためのプリン
ターヘアウドプツトされるとfil lI#に、後の呼
出し用フロッピーディスクに蓄えられる。コンピュータ
ーは、カルシウムおよびマグネシウムあるいは他の検出
元素の濃度を時間の関数として1図示するものであり、
新しいデーターポイントを受けた場合にはいつでもその
情報を更新するものである。例えばカルシウムのための
あらかじめセットした”破過(Breakthroug
h ) ”濃度に達した場合、コンピューターは、発光
信号の連続検出を終了し、あらかじめ決定したカルシウ
ムおよびマグネシウムあるいは他の元素の濃度でのイオ
ン交換容量の計算を続けろ。
The emission intensities generated from these solutions can be calculated using a computer (
+31 and a calibration factor established for each element of interest. Multiply this factor by the integrated raw turbulence intensity to directly calculate the ppm concentration of calcium and magnesium or other elements of interest. Once the instrument has been calibrated, the experiment continues and the computer (13) continuously monitors the progress of the experiment, prompting the operator to switch from aspiration of the blank solution to pumping from the column (2).
Start detecting 1Fp, effluent capacity, concentration of calcium and magnesium or other elements and ion exchange capacity. When these data are uploaded to the printer for hard copy, they are stored in filI# on a floppy disk for later recall. the computer graphically displays the concentration of calcium and magnesium or other detected elements as a function of time;
The information will be updated whenever new data points are received. For example, a preset “Breakthrough” for calcium
h) If the concentration is reached, the computer ends the continuous detection of the luminescence signal and continues calculating the ion exchange capacity at the predetermined concentration of calcium and magnesium or other elements.

第3図は、オンラインデーターがコンピューター(+3
1で記録されている代表的なイオン交換層の実験した実
際の通過曲線を示す。このチャートは、コンピューター
により処理された生のデータと留分コレクター(7)を
用いた独立の分析によるデーターを示している。
Figure 3 shows that online data is stored on a computer (+3
1 shows the experimental and actual passage curves of a typical ion exchange layer recorded in 1. This chart shows raw data processed by computer and data from independent analysis using a fraction collector (7).

第3図のチャートデーターにおいて、最初のカルシウム
およびマグネシウムの存在はカラム(2)の底部からの
これらのイオンの置換によるものである。苛性ソーダで
再生したイオン交換層には、少量のカルシウムとマグネ
シウムとが通常保持されており、これらがテストの最初
にカラムからしみだしてくる。両力チオンは、もれ量が
通常や\多く存在するカルシウムで最低濃度に達してい
る。
In the chart data of FIG. 3, the initial presence of calcium and magnesium is due to displacement of these ions from the bottom of column (2). The ion exchange layer regenerated with caustic soda usually retains small amounts of calcium and magnesium, which seep out of the column at the beginning of the test. Ryoryoku thione reaches its lowest concentration in calcium, which is usually found in large amounts.

イオン交換層が飽和し始めるにつれて、マグネシウム濃
度がカルシウムの最終の”破過後、破過し始める。カル
シウムが−たん破過してしまうと、その層は水を充分な
程度1で調整することはもはやできなくなると云われ、
再生する必要がある。
As the ion-exchange layer begins to become saturated, the magnesium concentration begins to break through after the final calcium breakthrough. I was told that I could no longer do it,
Need to play.

カラム(2)流出液中のカルシウムおよびマグネシウム
限度の連続検出は、カラムの再生中にも実施することが
できる。これはイオン交換層の物質容量がいつ充分に再
生されるかを決定するものである。消耗イオン交換層の
代表的な再生曲線を第4図に示す。再生溶液の溶離物が
カルシウムおよびマグネシウムを追い出す一方、層を適
当なイオン形1+lJえはナトリウム形に転化させる。
Continuous detection of calcium and magnesium limits in the column (2) effluent can also be carried out during column regeneration. This determines when the material capacity of the ion exchange layer is fully regenerated. A typical regeneration curve for a depleted ion exchange layer is shown in FIG. The eluate of the regeneration solution drives out the calcium and magnesium, while the appropriate ionic form converts the layer to the sodium form.

このことは、処理開始時にカルシウムおよびマグネシウ
ムの濃度が急激に上昇することにより示されている。再
生の終了は、カルシウムおよびマグネシウムの濃度が所
定の量までになった時である。これらの二つの元素の同
時ベース検出は、より少ない再生剤およびより短かい時
間のために大きなコスト節減を提供するのである。
This is indicated by the sharp increase in calcium and magnesium concentrations at the beginning of treatment. Regeneration ends when the concentration of calcium and magnesium reaches a predetermined amount. Simultaneous based detection of these two elements offers significant cost savings due to less regenerant and less time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の原理による高TDSストリーム中の
微量元素を検出する方法を実施するための態様および配
UZ′:を示す立体図である。 第2図は、動的全交換容措データー、消耗データーおよ
びストリーム軟化データを同1寺ベースで計算かつ報告
するため、第1図の装置のコンピューターをプログラム
するために有利に使用されるコンピュータープログラム
を説明するフローチャートである。 第3図は、水軟化用の代表的なイオン交換層を連続的に
使用し、消耗する迄のテスト結果を示すグラフである。 第4図は、本発明の方法を用いて実施した動的樹脂再生
データーを示すグラフである。 FIG、1
FIG. 1 is a three-dimensional diagram illustrating an embodiment and arrangement for implementing a method for detecting trace elements in a high TDS stream according to the principles of the present invention. FIG. 2 shows a computer program advantageously used to program the computer of the apparatus of FIG. 1 to calculate and report dynamic total exchange data, depletion data and stream softening data on a same-single basis. It is a flow chart explaining. FIG. 3 is a graph showing the test results of a typical ion exchange layer for water softening in continuous use until it is exhausted. FIG. 4 is a graph showing dynamic resin regeneration data performed using the method of the present invention. FIG.1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1(a)測定すべきストリームの一部の流れを変えかつ
同時に流れを変えられたストリーム部をエアrツノ゛ル
に物理的に転換すること;(1−)l エアロゾルを生
成後直ち+c ”屯気プラズマ放+1.中に注入するこ
と; (C) 対象の微ボ゛元素[%有な波長においてプラズ
マ放電の発光を検出すること;およびfd、) 高Tl
)Sストリーム中の対象徴量元素礎度をtct下程の検
出した特有波長の強度の関数としてリアルタイムベース
で決定かつ報告すること;から成ることを特徴とする、
高TDSストリーム中の神々の倣贋元素濃度を同時ベー
スで検出する方法。 2 その方法が、流出液中の対象微量元素の約1 pp
m以下の濃度を決定かつ報告するためイオン交換層の流
111液を検出するのi<1吏由される特γ[1清求の
範囲第1項記載の方法。 3、その方法が高TDSストリーム中の敞喰水硬度を決
定かつ報告するの・′IC使川使用、該(C1工程が、
カルシウムおよびマグネ7ウムそれぞれへ!1″j有な
波長においてプラズマ放電の発光を検出てろ工(♀から
成る特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 イオン交換物′はのI?i’トを1]的として動的
な全交換容量データを決定才ろためにその方θtを月1
いた特許請求の範囲Iη2偵あるいは第3項の方法。 5、 イオン交換層消耗データをリアルタイムベースで
決定するためにその方法を用いた特許請求の範囲第2項
あるいはi’R:3項の方法。 6、ストリームが、イオン交換層の13−生の目的でイ
オン交換層へ供給され、かつ該特許請求の匝四第1項記
載の方法が、該イオン交換層のカル/ラムおよびマグネ
シウムの一度を十矢出するために使用される特許請求の
■頓フ11第1項記載の方法。 7 工程ストリームが、水をイオン交換層〇を通して供
給することにより1すζ化されるべき高TDS水から実
質上成り、かつ特許請求の範囲第1項記載の方法が、工
程水の硬度を連続検出するためイオン交換層の流出液を
リアルタイムペースで検出するのに使用される特許請求
の範囲第1項記載の方法。 8、サンプルのストリームがイオン交換層への流入液か
ら成る特許請求の範囲第1項記載の方法。
[Claims] 1(a) Changing the flow of a portion of the stream to be measured and at the same time physically converting the diverted stream portion into an aerosol; (1-) l Aerosol (C) Detecting the emission of the plasma discharge at a wavelength with the target microbodies [%; and fd,) high Tl.
) determining and reporting on a real-time basis the symbolic mass elemental basis in the S stream as a function of the intensity of the detected characteristic wavelength below the tct;
A method for detecting the concentration of divine imitation elements in high TDS streams on a simultaneous basis. 2 The method reduces the amount of target trace elements in the effluent to about 1 ppp.
2. The method of claim 1, wherein the range of requirements for i<1 is determined by detecting the ion exchange layer stream 111 to determine and report a concentration of less than or equal to m. 3. The method determines and reports the water hardness in high TDS streams;
Calcium and Magne7 each! 4. The method according to claim 1, which comprises detecting the emission of plasma discharge at a certain wavelength. In order to determine the total exchange capacity data, θt should be calculated once a month.
Claim Iη2 or the method according to claim 3. 5. The method of claim 2 or i'R:3, wherein the method is used to determine ion exchange layer depletion data on a real-time basis. 6. The stream is fed to the ion exchange layer for raw purposes, and the method according to claim 4 of the present patent claim is carried out to remove the cal/lam and magnesium of the ion exchange layer once. The method according to Paragraph 1 of Patent Claim 11, which is used for producing Toya. 7. The process stream consists essentially of high TDS water to be 1-ζ-ized by feeding the water through an ion exchange bed, and the method of claim 1 continuously increases the hardness of the process water. 2. A method according to claim 1, which is used to detect the effluent of an ion exchange layer on a real-time basis for detection. 8. The method of claim 1, wherein the sample stream comprises the influent to the ion exchange layer.
JP22033284A 1983-10-21 1984-10-19 Method of continuously measuring concentration of various trace element in liquid stream containing whole highly dissolved solid matter Pending JPS60108732A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS623052U (en) * 1985-06-24 1987-01-09
JPS6216458U (en) * 1985-07-12 1987-01-31
JPS63113945U (en) * 1987-01-16 1988-07-22
JPH01180660U (en) * 1988-05-30 1989-12-26

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50150488A (en) * 1974-05-22 1975-12-02

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