WO2016009669A1

WO2016009669A1 - 付着物定量化装置及びそれを用いた付着物定量化方法

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Publication number: WO2016009669A1
Application number: PCT/JP2015/056886
Authority: WO
Inventors: 仁樹桂; 要原田; 信一栗原
Original assignee: 栗田工業株式会社
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2015-03-09
Publication date: 2016-01-21
Also published as: CN106461551A; JP5874785B2; JP2016024016A; KR20170031652A; KR102105968B1

Abstract

　工業用水系又は工業廃水系の水が通水する通水配管又は通水装置を有する通水設備の通水経路の内壁に付着する付着物の量を定量化する付着物定量化装置及びそれを用いた付着物定量化方法を提供すること。工業用水系又は工業廃水系の水が通水する通水設備１の通水経路２の内壁に付着する付着物の量を定量化する付着物定量化装置１０は、通水経路２に設けられた分岐管５から分岐された分岐水が通水する支流部３であって透過性材料で形成された透過部４０を有する支流部３と、透過部４０を発光体２０ａの光で照射する照射部２０と、透過部４０を透過した照射部２０の光を受光する受光部３０と、透過部４０における分岐水の通水を遮断させる分岐水遮断部５０と、分岐水遮断部５０が分岐水を遮断させている際に、受光部３０が受光した光量に基づいて、通水経路２の付着物の量を定量化する付着物量定量化部６０と、を備える。

Description

付着物定量化装置及びそれを用いた付着物定量化方法

　本発明は、工業用水又は工業廃水の本水が通水する通水配管又は通水装置を有する通水設備の通水経路の内壁に付着する付着物の量を定量化する付着物定量化装置及びそれを用いた付着物定量化方法に関する。

　工業用水系、例えば、紙パルプ工程用の水系の水の中には、内添薬品、填料等の添加物や、発生するスライム等が浮遊物として存在する。浮遊物が通水配管又は通水装置を有する通水設備の通水経路を紙パルプ工程用の水と共に流れ、通水経路の壁面に堆積すると、通水経路の狭窄や閉塞を引き起こすことがある。

　通水設備が熱交換器のような設備では、浮遊物が通水経路の壁面に堆積すると、熱交換器の熱効率が低下する。
　また、浮遊物が通水経路の壁面に堆積した状態で、通水する流量が変動すると、通水経路の壁面に堆積した浮遊物が剥離し、剥離した浮遊物が再び通水経路を流れ出すことがある。そして、紙パルプ工程用の水では、そのようにして再び流れ出した浮遊物は、固形物としてパルプに混入し、紙製品に欠点を生じさせる原因になる。紙製品に欠点が発生すると、紙製品の生産性が悪化したり、紙製品の品質が低下したりする。そこで、配管等の通水経路の内壁に浮遊物が付着しているかを監視し、例えば、スライムの浮遊物の付着を検知すると、通水経路にスライム防止剤を適宜添加する等の対処が試みられてきた。

　浮遊物の付着を監視する方法としては、光を用いた方法が知られている。すなわち、通水経路を通水する水の汚れの増加に伴い通水経路を通水する水を透過する光量が減衰するため、透過した光量を測定することで通水経路の浮遊物を定量化することができる。一般的には、通水する水が接触する光透過性部材と光透過性部材を挟むように配置された発光体及び受光体とを備えた装置において、光が光透過性部材を透過するように、発光体を光透過性部材に照射させ、光透過性部材を透過した光を受光体に受光させ、受光体が受光した光量から通水する水にある浮遊物を定量化する方法が知られている。

　例えば、特許文献１には、水系内に透明版を浸漬配置し、その両側に照射部と受光部とを配置し、透明版を透過する光量を測定するスライム検知装置が開示されている。

　特許文献２には、注水口と、排水口と、それらの間に設けられた２つの透明平板で形成された側壁を有する筒状の測定室と、側壁の両側に配置される照射部及び受光部とを備える水監視用部材により、工業用水系の水の汚染を定量的に測定する方法が開示されている。

　特許文献３には、光透過性部材で構成されるパイプを挟むように、発光素子と受光素子とを対抗して配置させ、受光素子の出力により工業用水系の水の濁度を検出して、工業用水系の水に発生するスライムを検知する装置が開示されている。

特開平９－２３６５４６号公報特開２０００－１８５２７６号公報特開２００４－３４７５５１号公報

　特許文献１から３に記載の技術は、いずれも、実際に紙パルプ工程水等の水を通水している最中に測定を行う。
　しかし、紙パルプ工程等の工業用水系の水は、スラリー中に懸濁している固形物の割合（スラリーのＳＳ濃度）が高いため、通水時に透過光量を測定すると浮遊する濁度成分が透過光量に影響する。このため、正確に透過光量の測定ができず、結果として配管等の通水経路の汚れの定量化が正確に行えなかった。

　本発明の課題は、工業用水又は工業廃水の本水が通水する通水配管又は通水装置を有する通水設備の通水経路の内壁に付着する付着物の量を定量化する付着物定量化装置及びそれを用いた付着物定量化方法を提供することにある。

　上記課題を解決すべく、本発明は、次の発明を提供する。
［１］　工業用水又は工業廃水の本水が通水する通水配管又は通水装置を有する通水設備の通水経路の内壁に付着する付着物の量を定量化する付着物定量化装置であって、
　前記通水経路に設けられた分岐管と、
　前記本水のうち前記分岐管によって分岐された分岐水が通水する支流部と、
　前記支流部に透過性材料で形成された透過部と、
　前記透過部を発光体の光で照射する照射部と、
　前記透過部を透過した前記照射部の光を受光する受光部と、
　前記透過部における前記分岐水の通水を遮断させる分岐水遮断部と、
　前記分岐水遮断部が前記分岐水を遮断させている際に、前記受光部が受光した光量に基づいて、前記通水経路の付着物の量を定量化する付着物量定量化部とを備える、付着物定量化装置。

［２］　前記分岐水遮断部は、前記支流部からの通水を遮断した状態で前記支流部の内部にある水を抜くドレン機構、又は、前記支流部からの通水を遮断した状態で前記支流部の内部にある水を清水と入れ替える入替機構を有する、［１］に記載の付着物定量化装置。

［３］　前記ドレン機構又は前記入替機構は、前記支流部からの通水を遮断する電磁弁と、前記電磁弁を制御する電磁弁切替制御部とを含む、［２］に記載の付着物定量化装置。

［４］　前記発光体はレーザーである、［１］から［３］のいずれかに記載の付着物定量化装置。
［５］　前記レーザーは、帯状のレーザー光を照射する、［４］に記載の付着物定量化装置。

［６］　さらに、前記通水経路に設けられた１以上の別の分岐管と、
　前記１以上の別の分岐管によって分岐された１以上の別の分岐水がそれぞれ通水する１以上の別の支流部と、
　前記1以上の別の支流部に透過性材料で形成された１以上の別の透過部と、
　前記分岐管及び前記１以上の別の分岐管を複数の分岐管とした場合において、それぞれが各分岐管に配置された複数のカラムと、
　前記透過部及び前記１以上の別の透過部を複数の透過部とした場合において、それぞれが各カラムに対応するように各透過部より上流に設けられた複数の汚れ防止手段とを備え、
　前記支流部及び前記１以上の別の支流部を複数の支流部とした場合において、前記複数の汚れ防止手段は、それぞれ、前記複数の支流部を介して前記複数のカラムに接続された、［１］から［５］のいずれかに記載の付着物定量化装置。
［７］　さらに、前記透過部より上流の前記支流部に設けられた汚れ防止手段を備え、
　前記透過部は、並列に配置された複数のカラムを有する、［１］から［５］のいずれかに記載の付着物定量化装置。

［８］　各カラムは、前記透過部の壁面を自動で洗浄する洗浄手段を有する、［６］又は［７］に記載の付着物定量化装置。
［９］　前記付着物量定量化部は、所定の時間間隔で、前記通水経路の付着物の量を定量化する、［１］から［８］のいずれかに記載の付着物定量化装置。

［１０］　さらに、前記透過部を撮影する撮影部を備え、
　前記付着物量定量化部は、数値化された汚れ度合いを算出すると共に、前記撮影部で撮影された画像に基づいて視覚を通じた感覚的な汚れ度合いを算出する、［１］から［９］のいずれかに記載の付着物定量化装置。

［１１］　前記工業用水系の水は紙パルプ工程水である、［１］から［１０］のいずれかに記載の付着物定量化装置。

［１２］　［１］に記載の付着物定量化装置を用いて、前記通水経路の内壁に付着する付着物の量を定量化する付着物定量化方法であって、
　前記分岐水を前記支流部に通水する通水工程と、
　前記分岐水の通水を前記分岐水遮断部で遮断する分岐水遮断工程と、
　前記分岐水遮断工程を実行している際に、前記透過部を前記発光体の光で照射し、前記照射部の光を前記受光部で受光し、前記受光部により受光した光量に基づいて、前記通水経路の付着物の量を定量化する付着物量定量化工程と、
　を含む、付着物定量化方法。

［１３］　前記分岐水遮断工程は、前記支流部からの通水を遮断した状態で前記支流部から前記分岐水を排水させる排水工程、又は、前記支流部からの通水を遮断した状態で前記分岐水を清水に置換させる清水置換工程を行う際に行う、［１２］に記載の付着物定量化方法。

［１４］　前記分岐水遮断部は、前記支流部からの通水を遮断した状態で前記支流部の内部にある水を抜くドレン機構、及び、前記支流部からの通水を遮断した状態で前記支流部の内部にある水を清水と入れ替える入替機構の少なくとも一方を有し、
　前記分岐水遮断工程は、前記排水工程を前記ドレン機構で行い、又は、前記清水置換工程を前記入替機構で行う、［１３］に記載の付着物定量化方法。

［１５］　前記ドレン機構又は前記入替機構は、前記支流部からの通水を遮断する電磁弁と、前記電磁弁を制御する電磁弁切替制御部とを含み、
　前記分岐水遮断工程は、前記電磁弁切替制御部を制御する、［１４］に記載の付着物定量化方法。

［１６］　前記照射部は、前記発光体からレーザーを照射させる、［１２］から［１５］のいずれかに記載の付着物定量化方法。
［１７］　前記照射部は、前記レーザーを帯状に照射させる、［１６］に記載の付着物定量化方法。
［１８］　さらに、前記通水経路に設けられた１以上の別の分岐管と、
　前記１以上の別の分岐管によって分岐された１以上の別の分岐水がそれぞれ通水する１以上の別の支流部と、
　前記1以上の別の支流部に透過性材料で形成された１以上の別の透過部と、
　前記分岐管及び前記１以上の別の分岐管を複数の分岐管とした場合において、それぞれが各分岐管に配置された複数のカラムと、
　前記透過部及び前記１以上の別の透過部を複数の透過部とした場合において、それぞれが各カラムに対応するように各透過部より上流に設けられた複数の汚れ防止手段とを備え、
　前記支流部及び前記１以上の別の支流部を複数の支流部とした場合において、前記複数の汚れ防止手段は、それぞれ、前記複数の支流部を介して前記複数のカラムに接続され、
　前記通水工程は、前記分岐水を、前記複数の汚れ防止手段及び前記複数のカラムに通水させる、［１２］から［１７］のいずれかに記載の付着物定量化方法。
［１９］　さらに、前記透過部より上流の前記支流部に設けられた汚れ防止手段を備え、
　前記透過部は、並列に配置された複数のカラムを有し、
　前記通水工程は、前記分岐水を、前記汚れ防止手段及び前記複数のカラムに通水させる、［１２］から［１７］のいずれかに記載の付着物定量化方法。

［２０］　各カラムは、前記透過部の壁面を自動で洗浄する洗浄手段を有し、
　前記通水工程は、前記洗浄手段を機能させる、［１８］又は［１９］に記載の付着物定量化方法。
［２１］　前記付着物量定量化工程は、前記透過部への汚れ付着の傾向が監視できるように、一定時間間隔で行われる、［１２］から［１９］のいずれかに記載の付着物定量化方法。

［２２］　さらに、前記透過部を撮影する撮影部を備え、
　前記付着物量定量化工程は、数値化された汚れ度合いを算出すると共に、前記撮影部で撮影された画像に基づいて視覚を通じた感覚的な汚れ度合いを算出する、［１２］から［２１］のいずれかに記載の付着物定量化方法。
［２３］　前記工業用水系の水が紙パルプ工程水である、［１２］から［２２］のいずれかに記載の付着物定量化方法。

　本発明によれば、工業用水系又は工業廃水系の水が通水する通水配管又は通水装置を有する通水設備の通水経路の内壁に付着する付着物の量を定量化する付着物定量化装置及びそれを用いた付着物定量化方法を提供することができる。

本発明に係る付着物定量化装置の模式図である。（Ａ）は図１に示した透過部が有する複数のカラムを上から見た模式図であり、（Ｂ）は（Ａ）の複数のカラムを横から見た模式図である。本発明に係る別の付着物定量化装置の透過部の複数のカラムを横から見た模式図である。図１に示した透過部のカラムとは別のカラムを上から見た模式図である。図１に示した透過部のカラムとはさらに別のカラムを上からみた模式図である。本発明に係る付着物定量化方法を適用した模擬装置で測定された透過光量を示すグラフである。本発明に係る付着物定量化方法を適用した模擬装置で測定された汚れ厚さに対する透過光量を示すグラフである。従来の付着物定量化方法を適用した模擬装置で測定された透過光量を示すグラフである。従来の付着物定量化方法を適用した模擬装置で測定された汚れ厚さに対する透過光量を示すグラフである。

　図１及び図２を参照して、本発明に係る付着物定量化装置及びそれを用いた付着物定量化方法を説明する。

　図１に示すように、付着物定量化装置１０は、通水設備１の通水経路２の汚れの定量化を行う装置である。

　通水設備１は、工業用水又は工業廃水の本水が通水する通水配管２ａやその水を用いる通水装置２ｂを有する。
　工業用水系の水としては、紙パルプ工程水や各種冷却水を挙げることができる。また、配管等の通水経路２に付着物が生じる水は工業用水系や工業廃水系に含まれる。
　通水設備１で用いた工業用水系又は工業廃水系の水は、本水として通水配管２ａや通水装置２ｂを通水し、通水設備１の外に排水される。このとき、工業用水系の水の中には、内添薬品、填料等の添加物や、発生するスライム等が浮遊物として存在し、この浮遊物が通水設備１の通水経路２の内壁に付着し、付着物となり、通水経路２を汚す。

　付着物定量化装置１０は、複数の分岐管５と、複数の支流部３と、それぞれが複数のセル４１のそれぞれを有する複数の透過部４０と、照射部２０と、受光部３０と、開閉弁のような複数の分岐水遮断部５０と、付着物量定量化部６０と、複数の汚れ防止手段７０と、撮影部８０とを備える。

　複数の分岐管５は、それぞれ、工業用水又は工業廃水の本水の一部が分岐水として複数の支流部３に分岐するように、通水設備１の通水経路２に設けられる。付着物定量化装置１０は、複数の分岐管５のそれぞれで分岐した分岐水を用いて、通水経路２に付着した付着物の定量化を行う。

　各分岐管５から分岐した各分岐水は、各支流部３、各分岐水遮断部５０、及び、各透過部４０を介して、付着物定量化装置１０の外に排水される。

　図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、透過部４０は、照射部２０からの光が分岐水に照射するよう、透過性材料で形成されている。複数の透過部４０は、それぞれ、複数のカラム４１を有する。
　なお、図２（Ａ）、（Ｂ）では、複数のカラム４１が一列に並んでおり、そのうち、端部側にあるカラム４１が図１に表示されている。図１では、複数のカラム４１が図１の紙面前後方向に並んでおり、そのうち、最も手前にあるカラム４１が表示されている。また、複数のカラム４１の互いの間には隙間が設けられているが、隣接していてもよい。

　各カラム４１は、円筒、四角筒等の筒形状を有する。各カラム４１の形状としては、加工が容易な円筒形状であると、デッドスペースが少なくメンテナンスがしやすい。
　また、各カラム４１は、高圧水、圧縮空気、又は、薬品により、各カラム４１の壁面を自動で洗浄する機能（洗浄手段）を付与してもよい。
　また、複数のカラム４１を遮光性の筺体内に配置し、計測時に発光体から光を照射することで、外光の変化による透過部４０の汚れの影響を排除して、透過部４０の汚れの評価をすることが可能になる。

　各透過部４０の光透過性部材としては、光を透過する材料であれば、特に限定されず、透明性の高いアクリル円柱管、耐温度、酸、アルカリ性の高いメチルペンテンポリマー（例えばＴＰＸ：三井化学株式会社の登録商標）、安価で耐薬品性に優れる透明塩ビ、ガラス等が挙げられる。透明塩ビは透明性でアクリルに劣るが、ブランク値をキャンセルすることで使用することができる。

　図１に示すように、支流部３は、支流部３からの分岐水の通水を分岐水遮断部５０で遮断した状態において、支流部３の内部にある水を抜くことができるようドレン機構や、支流部３の内部にある水を清水と入れ替える入替機構を有する。ドレン機構や入替機構は、弁を備え、この弁としては電磁弁及び電磁弁切替制御部を使用することが好ましい。分岐水の圧力が変動する場合は、各カラム４１の入口に定流量弁を設置して、圧力変化を抑え、付着物の剥離を予防すると共に、付着物の成長を正確に再現させる。各カラム４１の圧力変動が少ない場合は、手動バルブで調整する機構を設けても良い。

　図２（Ａ）に示すように、照射部２０は、複数のカラム４１にそれぞれ対応した複数の発光体２０ａを有する。これにより、照射部２０は、複数の透過部４０をそれぞれ複数の発光体２０ａの光で照射する。各発光体２０ａとしては、白熱電球、蛍光灯、水銀灯、メタルハライドランプ、発光ダイオード、レーザー、半導体レーザー等を使用することができる。例えば、レーザー光を点ではなく所定の幅を照射できる帯状で照射し、その際の透過光及び反射光を評価することで、カラム上の一定範囲の不均一な汚れ付着を平均化してデータ化することができ、より正確な汚れ付着量の定量化が可能になる。

　受光部３０は、複数のカラム４１にそれぞれ対応した複数の受光素子３０ａを有する。受光部３０は、透過部４０が照射部２０と受光部３０との間になるように、透過部４０の照射部２０とは反対側に配置され、透過部４０を透過した照射部２０の光を受光する。受光部３０は、例えば、光透過量を検出することができる、フォトダイオード等の光電変換素子である。
　照射部２０及び受光部３０は、分岐水の温度や結露による誤作動が生じないように、複数のカラム４１と非接触に配置されることが好ましい。

　図１に示すように、付着物量定量化部６０は、分岐水遮断部５０が分岐水を遮断させている際に、受光部３０の各受光素子３０ａが透過部４０を介して受光した光量に基づいて、通水経路２の付着物の量を定量化する演算部である。付着物量定量化部６０は、分岐水遮断部５０が分岐水を遮断させている時に、定量化をするので、所定の時間間隔で、通水経路２の付着物の量を定量化する。

　分岐水遮断部５０は、透過部４０における分岐水の通水を遮断させる開閉弁である。分岐水遮断部５０は、支流部３からの通水を遮断する電磁弁と、電磁弁を制御する電磁弁切替制御部とを備える。電磁弁切替制御部は、付着物量定量化部６０からの制御信号に基づいて電磁弁を開閉させる。電磁弁が閉の状態では、支流部３からの分岐水の通水を遮断した状態にし、電磁弁が開の状態では、支流部３からの分岐水の通水が可能な状態にする。

　撮影部８０は、付着物量定量化部６０が定量化をしている際に透過部４０の撮影を行うカメラである。付着物量定量化部６０が、受光部３０の受光に基づいて数値化された各透過部４０の汚れ度合いを算出すると共に、撮影部８０で撮影された画像に基づいて視覚を通じた感覚的な汚れ度合いを算出する。

　図２（Ｂ）に示すように、複数の汚れ防止手段７０は、それぞれ、前記透過部より上流の複数の支流部３に設けられている。具体的には、複数の支流部３は、それぞれ、複数の汚れ防止手段７０を介して、複数のカラム４１に対応している。
　各汚れ防止手段７０は、例えば、各支流部３上に設置された、薬剤のような汚れ防止剤を注入する各汚れ防止剤注入部７１と、各汚れ防止剤注入部７１の下流側に設置された、汚れ防止剤を撹拌するスタティックミキサー等の撹拌器７２とを有する薬剤撹拌機構である。

　複数の汚れ防止手段７０に添加される汚れ防止剤の種類を異なるようにすれば、汚れ防止剤の薬剤効果の優劣を評価することができる。この評価法によれば、実機での評価の前に小規模で定量的な評価を行うことが可能となり、有効な薬剤や施用法を装置ごとに検討することができる。

　以上の付着物定量化装置１０は、以下のように作用する。
　通常、通水設備１が継続的に作動すると、工業用水系又は工業廃水系の水が継続的に通水経路２を介して排水として排出される。通水経路２は、工業用水系又は工業廃水系の水が流れるにしたがって内壁が汚れることになる。そして、通水経路２には分岐管５が接続しているので、工業用水系又は工業廃水系の水の一部は、分岐水として透過部４０を通水する（通水工程）。

　そして、通水経路２の汚れに応じて透過部４０も分岐水によって汚れる。しかし、分岐水は、複数の分岐支水に分けられ、複数の分岐支水は、それぞれ、複数の支流部３を通水するので、各支流部３に設けられた各汚れ防止手段７０によって汚れ防止剤が各分岐支水に注入される。

　ここで、複数の汚れ防止手段７０に添加される汚れ防止剤の種類を互いに異なるようにすれば、汚れ防止剤の薬剤効果の優劣を評価することができる。この評価法によれば、実機での評価の前に小規模で定量的な評価を行うことが可能となり、有効な薬剤や施用法を装置ごとに検討することができる。
　また、汚れ防止手段７０を作用させると、透過部４０の汚れが除かれるので、測定をやり直す際に、汚れ防止手段７０を作用させれば、透過部４０に汚れがない状態で新たな測定を行うことができる。

　そして、この時、受光部３０が透過部４０を透過した照射部２０の光を受光することで、分岐水が透過部４０を通水している時における透過部４０の光透過量を測定する（光透過量測定工程）。

　次に、一定時間経過後に、その通水を支流部３の配管入口に設置した分岐水遮断部５０の電磁弁を作動させ（分岐水遮断工程）、支流部３の配管内の分岐水をブローさせる。これにより、分岐水遮断部５０が分岐水の通水を遮断するので、分岐管５からの分岐水が透過部４０に流れないようになる。

　次に、ドレン機構、又は、入替機構を作動させて、複数のカラム４１内の分岐水を排出する排出工程、又は、分岐水を清水で置換する清水置換工程をする。これにより、透過部４０の中は、分岐水が不存在の状態になり、透過部４０には、空気又は清水が満たされることになる。

　次に、照射部２０において、複数の発光体２０ａが照射する光を、それぞれ、複数のカラム４１に透過させると共に、透過光を受光部３０に受光させる。受光した受光量から、透過部４０（カラム４１）の光透過性部材に付着した汚れの量を定量化する（付着物量定量化工程）。また、受光部３０が透過部４０を透過した照射部２０の光を受光することで、分岐水が透過部４０を通水している時における透過部４０の光透過量を測定する（光透過量測定工程）。

　次に、空気が満たされた状態で、受光部３０が透過部４０を透過した照射部２０の光を受光することで、空気がみたされた透過部４０の光透過量を測定する（光透過量測定工程）。その後、再び、分岐水を透過部４０に通水させる。
　また、透過部４０に清水が満たされている場合には、清水が満たされている状態で透過部４０の光透過量を受光部３０で測定し、その後、清水を排出し、再び、分岐水を透過部４０に通水させる。
　このようにして、付着物量定量化部６０は、受光部３０が受光した光量に基づいて、通水経路２の付着物の量を定量化する（付着物量定量化工程）。

　さらに、付着物量定量化部６０は、受光部３０で測定した、分岐水の通水時の光透過量と、遮断時の清水の吸光度や遮断時の空の光透過量との差から、分岐水の濁度を求めることができる。分岐水の濁度を測定することができれば、通水経路２の汚れ付着量や付着速度の推定に役立てることができる。

　汚れ計測と同期して撮影部８０で透過部４０（カラム４１）の光透過性部材や反射材料を撮影することで、受光量から数値化された汚れ度合いに加え、視覚を通じた感覚的な汚れ度合いを評価できる。

　このように、分岐水遮断工程から付着物量定量化工程までの測定作業を一定時間間隔で行うことで、透過部４０の汚れ付着の傾向を捉えることができ、薬剤の汚れ防止手段７０の抑制効果の判定が可能となるほか、操業上のトラブルのデータと相関を取ることにより、洗浄が必要となる時期を予測することも可能となる。

　また、分岐水が存在の状態で測定された通水時の吸光度と、分岐水が不存在の状態で測定された、遮断時の清水の吸光度や遮断時の空の吸光度とから分岐水の濁度の影響を算出し、透過する光量の減衰から汚れ付着量を数値化する際に、算出された分岐水の濁度の影響を考慮して、カラムに付着した付着物の量を算出することができる。

　また、付着物定量化方法を、バッチ連続的に継続することにより、通水経路の汚れの付着傾向を把握することができる。
　上記の作用から、薬品での制御に際し、その量と頻度の調整が容易となり、迅速な最適化が可能となる。

　以上の説明から明らかなように、付着物定量化装置１０は、透過光量の測定による通水経路２の汚れの定量化方法において、透過光量の測定時に、分岐水を透過部４０に通水させない状態、例えばドレン時又は分岐水を清水に置換した状態で行うことにより、分岐水の濁度に影響されることなく透過部４０を透過する光量を測定できるため、透過部４０の汚れの付着量を正確に定量化することができる。

　なお、付着物定量化装置１０は、透過部４０を通水した分岐水を排出する排出型の付着物定量化装置として説明したが、透過部４０を通水した分岐水を再び通水経路２に戻す循環型の付着物定量化装置であってもよい。この場合に、測定に用いた清水を、測定後には本流に戻すこともできる。
　また、支流部３、カラム４１及び汚れ防止手段７０の数は、いずれも、複数として説明したが、１つであってもよい。

　また、図３に示すように、付着物定量化装置１０は、透過部４０より上流の支流部３に設けられた汚れ防止手段７０を備え、透過部４０は、並列に配置された複数のカラム４１を有するようにしてもよい。この場合、分岐水は、汚れ防止手段７０の下流に形成された複数の流れ部３ａにより複数の分岐支水に分岐され、複数の分岐支水は、それぞれ、複数のカラム４１を通水する。そして、汚れ防止剤注入部７１より注入された汚れ防止剤は撹拌器７２で撹拌され、撹拌された汚れ防止剤は複数のカラム４１に注入される。

　また、図４に示すように、各カラム４１の形状を、四角筒形状とし、４つの壁面４２、４３、４４、４５に異なる素材を組み合わせてもよい。この場合、当該壁面を構成する４つの壁面４２、４３、４４、４５はすべて異なる素材であってもよい。また、相対する２つの壁面４３、４５の一の組を互いに同じ素材にし、他の２つの壁面４２、４４の他の組も互いに同じ素材にし、一の組と他の組とは互いに異なる素材にしてもよい。
　すなわち、各カラム４１の形状が四角筒形状では、二組の相対する壁面（壁面４３、４５と壁面４２、４４）が存在するが、例えば一の組（壁面４３、４５）をアクリル樹脂、他の組（壁面４２、４４）をポリ塩化ビニルとし、壁面４３、４５用に照射部２０と受光部３０とを配置し、壁面４２、４４用に別の照射部２０と受光部３０とを配置してそれぞれの光透過量を測定することで、異なる素材上での汚れの付着量を評価することができる。

　また、対する壁面の一方（壁面４３、４５）を光透過性部材にし、他方（壁面４２、４４）をステンレスや樹脂ゴム等の実際の通水経路２と同じ素材、又は任意の光不透過性材料とするカラム４１としてもよい。
　この場合、光不透過性材料の壁面に反射させた光をもとに光量を測定する。すなわち、発光体２０ａから発した光をまず光透過性壁に透過させ、次いで該透過光をステンレス等の光不透過性壁に当てて反射させ、そして該反射光を再度光透過性壁に透過させた光を受光体で受光させ、受光量を測定することで、実機の素材での汚れ付着の影響を評価することができる。
　また、これらの測定方法の組み合わせ、すなわち反射と透過の二種類のセンサーを搭載することもできる。

　また、図４に示すように、照射部２０と受光部３０とを組とし、１つのカラム４１に対して複数の組を設置してもよい。この場合、複数の受光部３０からそれぞれ得た複数の汚れの量の平均値を用いることで汚れ付着をより正確に把握することができる。

　また、図５に示すように、透過部４０の一方の壁面４３側に照射部２０と受光部３０と配置してもよい。この場合、透過部４０の他方の側の壁面４５は、照射部２０からの光を光不透過性部材で反射するようになっている。

実施例
　模擬水を、カラムとしてセル（材質：アクリル、サイズ　径２５ｍｍ×２００ｍｍ）に通水させた。
　また、段ボール古紙３３０ｇを、板紙ライナーを製造している製紙工場から採取した白水１５Ｌに分散し、ビーターで叩解を行い、パルプ含量２％の模擬水（ＣＳＦ＝３００ｍＬ）を調製した。
　調製した模擬水にミキサー羽を取り付けた撹拌機で、８００ｒｐｍで撹拌しながら、カチオン化澱粉０．６質量％及び硫酸バンド１．２５質量％、紙力増強剤０．３６質量％、ロジンエマルションサイズ剤０．１５質量％、填料５質量％となるように順次添加した。各薬品の添加間隔は全て１５秒とした。
　６日間通水し、付着した汚れの厚さと、レーザーの受光量や濁度の測定値と、を確認した。

　セルの測定では、汚れ付着量を測定するタイミングで通水弁を閉じて付着した汚れのみによるレーザー光量減衰を測定した。測定結果を図６、図７に示す。ここで、図６において、実線は透過光量を示し、点線は汚れ厚さを示す。図７において、点が汚れ厚さに対する測定された透過光量を示し、直線が、汚れ厚さに対する測定された透過光量の回帰直線を示す。

参考例
　連続通水した状態で濁度を測定すること以外は実施例と同様の作業をした。測定結果を図８、図９に示す。ここで、図８において、実線は透過光量を示し、点線は汚れ厚さを示す。図９において、点が汚れ厚さに対する測定された透過光量を示し、直線が、汚れ厚さに対する測定された透過光量の回帰直線を示す。

　図６、図７、図８、図９から明らかなように、実施例による測定の方が、参考例による測定よりも汚れ付着量との相関が高く、その相関を示す近似線が付着量に対してどの程度当てはまっているかを示す決定係数Ｒ^２（ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ、０から１の値を取り、１が最も精度が良い）も１に近い事を確認した。

　１　通水設備
　２　通水経路
　２ａ　通水配管
　２ｂ　通水装置
　３　支流部
　３ａ　流れ部
　５　分岐管
　１０　付着物定量化装置
　２０　照射部
　２０ａ　発光体
　３０　受光部
　３０ａ　受光素子
　４０　透過部
　４１　カラム
　４２、４３、４４、４５　カラムの壁面
　５０　分岐水遮断部
　６０　付着物量定量化部
　７０　汚れ防止手段
　７１　汚れ防止剤注入部
　７２　汚れ防止手段の撹拌器
　８０　撮影部

Claims

　工業用水又は工業廃水の本水が通水する通水配管又は通水装置を有する通水設備の通水経路の内壁に付着する付着物の量を定量化する付着物定量化装置であって、
　前記通水経路に設けられた分岐管と、
　前記本水のうち前記分岐管によって分岐された分岐水が通水する支流部と、
　前記支流部に透過性材料で形成された透過部と、
　前記透過部を発光体の光で照射する照射部と、
　前記透過部を透過した前記照射部の光を受光する受光部と、
　前記透過部における前記分岐水の通水を遮断させる分岐水遮断部と、
　前記分岐水遮断部が前記分岐水を遮断させている際に、前記受光部が受光した光量に基づいて、前記通水経路の付着物の量を定量化する付着物量定量化部とを備える、付着物定量化装置。
　前記分岐水遮断部は、前記支流部からの通水を遮断した状態で前記支流部の内部にある水を抜くドレン機構、及び、前記支流部からの通水を遮断した状態で前記支流部の内部にある水を清水と入れ替える入替機構の少なくとも一方を有する、請求項１に記載の付着物定量化装置。
　前記ドレン機構又は前記入替機構は、前記支流部からの通水を遮断する電磁弁と、前記電磁弁を制御する電磁弁切替制御部とを含む、請求項２に記載の付着物定量化装置。
　前記発光体はレーザーである、請求項１から３のいずれかに記載の付着物定量化装置。
　前記レーザーは帯状のレーザー光を照射する、請求項４に記載の付着物定量化装置。
　さらに、前記通水経路に設けられた１以上の別の分岐管と、
　前記１以上の別の分岐管によって分岐された１以上の別の分岐水がそれぞれ通水する１以上の別の支流部と、
　前記1以上の別の支流部に透過性材料で形成された１以上の別の透過部と、
　前記分岐管及び前記１以上の別の分岐管を複数の分岐管とした場合において、それぞれが各分岐管に配置された複数のカラムと、
　前記透過部及び前記１以上の別の透過部を複数の透過部とした場合において、それぞれが各カラムに対応するように各透過部より上流に設けられた複数の汚れ防止手段とを備え、
　前記支流部及び前記１以上の別の支流部を複数の支流部とした場合において、前記複数の汚れ防止手段は、それぞれ、前記複数の支流部を介して前記複数のカラムに接続された、請求項１から５のいずれかに記載の付着物定量化装置。
　さらに、前記透過部より上流の前記支流部に設けられた汚れ防止手段を備え、
　前記透過部は、並列に配置された複数のカラムを有する、請求項１から５のいずれかに記載の付着物定量化装置。
　各カラムは、前記透過部の壁面を自動で洗浄する洗浄手段を有する、請求項６又は７に記載の付着物定量化装置。
　前記付着物量定量化部は、所定の時間間隔で、前記通水経路の付着物の量を定量化する、請求項１から８のいずれかに記載の付着物定量化装置。
　さらに、前記透過部を撮影する撮影部を備え、
　前記付着物量定量化部は、数値化された汚れ度合いを算出すると共に、前記撮影部で撮影された画像に基づいて視覚を通じた感覚的な汚れ度合いを算出する、請求項１から９のいずれかに記載の付着物定量化装置。
　前記工業用水の本水は紙パルプ工程水である、請求項１から１０のいずれかに記載の付着物定量化装置。
　請求項１に記載の付着物定量化装置を用いて、前記通水経路の内壁に付着する付着物の量を定量化する付着物定量化方法であって、
　前記分岐水を前記支流部に通水する通水工程と、
　前記分岐水の通水を前記分岐水遮断部で遮断する分岐水遮断工程と、
　前記分岐水遮断工程を実行している際に、前記透過部を前記発光体の光で照射し、前記照射部の光を前記受光部で受光し、前記受光部により受光した光量に基づいて、前記通水経路の付着物の量を定量化する付着物量定量化工程と、
　を含む、付着物定量化方法。
　前記分岐水遮断工程は、前記支流部からの通水を遮断した状態で前記支流部から前記分岐水を排水させる排水工程、又は、前記支流部からの通水を遮断した状態で前記分岐水を清水に置換させる清水置換工程を行う際に行う、請求項１２に記載の付着物定量化方法。
　前記分岐水遮断部は、前記支流部からの通水を遮断した状態で前記支流部の内部にある水を抜くドレン機構、及び、前記支流部からの通水を遮断した状態で前記支流部の内部にある水を清水と入れ替える入替機構の少なくとも一方を有し、
　前記分岐水遮断工程は、前記排水工程を前記ドレン機構で行い、又は、前記清水置換工程を前記入替機構で行う、請求項１３に記載の付着物定量化方法。
　前記ドレン機構又は前記入替機構は、前記支流部からの通水を遮断する電磁弁と、前記電磁弁を制御する電磁弁切替制御部とを含み、
　前記分岐水遮断工程は、前記電磁弁切替制御部を制御する、請求項１４に記載の付着物定量化方法。
　前記照射部は、前記発光体からレーザーを照射させる、請求項１２から１５のいずれかに記載の付着物定量化方法。
　前記照射部は、前記レーザーを帯状に照射させる、請求項１６に記載の付着物定量化方法。
　さらに、前記通水経路に設けられた１以上の別の分岐管と、
　前記１以上の別の分岐管によって分岐された１以上の別の分岐水がそれぞれ通水する１以上の別の支流部と、
　前記1以上の別の支流部に透過性材料で形成された１以上の別の透過部と、
　前記分岐管及び前記１以上の別の分岐管を複数の分岐管とした場合において、それぞれが各分岐管に配置された複数のカラムと、
　前記透過部及び前記１以上の別の透過部を複数の透過部とした場合において、それぞれが各カラムに対応するように各透過部より上流に設けられた複数の汚れ防止手段とを備え、
　前記支流部及び前記１以上の別の支流部を複数の支流部とした場合において、前記複数の汚れ防止手段は、それぞれ、前記複数の支流部を介して前記複数のカラムに接続され、
　前記通水工程は、前記分岐水を、前記複数の汚れ防止手段及び前記複数のカラムに通水させる、請求項１２から１７のいずれかに記載の付着物定量化方法。
　さらに、前記透過部より上流の前記支流部に設けられた汚れ防止手段を備え、
　前記透過部は、並列に配置された複数のカラムを有し、
　前記通水工程は、前記分岐水を、前記汚れ防止手段及び前記複数のカラムに通水させる、請求項１２から１７のいずれかに記載の付着物定量化方法。
　各カラムは、前記透過部の壁面を自動で洗浄する洗浄手段を有し、
　前記通水工程は、前記洗浄手段を機能させる、請求項１８又は１９に記載の付着物定量化方法。
　前記付着物量定量化工程は、前記透過部への汚れ付着の傾向が監視できるように、一定時間間隔で行われる、請求項１２から２０のいずれかに記載の付着物定量化方法。
　さらに、前記透過部を撮影する撮影部を備え、
　前記付着物量定量化工程は、数値化された汚れ度合いを算出すると共に、前記撮影部で撮影された画像に基づいて視覚を通じた感覚的な汚れ度合いを算出する、請求項１２から２１のいずれかに記載の付着物定量化方法。
　前記工業用水の本水が紙パルプ工程水である、請求項１２から２２のいずれかに記載の付着物定量化方法。