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JP4864671B2 - Water quality abnormality detection device, water quality abnormality detection method, and water treatment device - Google Patents
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Water quality abnormality detection device, water quality abnormality detection method, and water treatment device Download PDF

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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Description

本発明は水質異常検出装置及び水質異常検出方法に係り、さらには、この装置を用いた水処理装置に関する。より詳細には、水処理ユニットの出口側から排出された処理水を並列に接続された測定用カラム及び比較用カラムにそれぞれ通水して検査対象物の検知結果に基づいて水質異常を検出することができる水質異常検出装置、水質異常検出方法及び水処理装置に関する。   The present invention relates to a water quality abnormality detection device and a water quality abnormality detection method, and further relates to a water treatment device using this device. More specifically, the treated water discharged from the outlet side of the water treatment unit is passed through the measurement column and the comparison column connected in parallel, and water quality abnormality is detected based on the detection result of the test object. The present invention relates to a water quality abnormality detection device, a water quality abnormality detection method, and a water treatment device.

従来より市水や工業用水から水の純度を上げる純水製造技術が研究されている。 特に先端技術の分野では、半導体を製造する際に超純水が必要となるので、市水や工業用水から超純水を製造する技術が求められている。この超純水を製造するには水中の不純物を除去する必要がある。具体的には水に含まれる陽イオン、炭酸ガス、陰イオンなどを除去する。一般に、純水製造装置では、原水に含まれる陽イオンを水処理ユニットの陽イオン交換樹脂塔で陽イオンを除去したのち、脱気処理して炭酸ガスを除去し、陰イオン交換樹脂塔で陰イオンを除去し、しかる後に逆浸透膜で処理される。   Conventionally, pure water production technology for increasing the purity of water from city water or industrial water has been studied. In particular, in the field of advanced technology, when manufacturing semiconductors, ultrapure water is required, so a technology for manufacturing ultrapure water from city water or industrial water is required. In order to produce this ultrapure water, it is necessary to remove impurities in the water. Specifically, cations, carbon dioxide gas, anions and the like contained in water are removed. In general, in a pure water production system, cations contained in raw water are removed by a cation exchange resin tower of a water treatment unit, and then degassed to remove carbon dioxide, and then an anion exchange resin tower. The ions are removed and then treated with a reverse osmosis membrane.

ここで、水に含まれる陽イオンには、ナトリウムイオン(Na+ )やカリウムイオン(K+ )などの一価のものから、カルシウムイオン(Ca2+)や、マグネシウムイオン(Mg2+)などの二価以上のものまで存在し、これらの陽イオンはまとめて「カチオン」と呼ばれる。 Here, the cation contained in water includes monovalent ones such as sodium ion (Na + ) and potassium ion (K + ), calcium ion (Ca 2+ ), magnesium ion (Mg 2+ ) and the like. These cations are collectively called “cations”.

これらのカチオンは原子量及び価数の大きいものほどイオン交換樹脂との結合力が大きい。また、水処理ユニットのイオン交換樹脂の通水時間が短く、イオン交換能力が大きい間はカチオンの殆どはイオン交換されるため、カチオンのリーク量は小さいが、イオン交換樹脂の通水時間が長くなるにつれてイオン交換能力が低下し、カチオンのリーク量が増大する。   As these cations have a higher atomic weight and valence, the binding force with the ion exchange resin is higher. In addition, since the water flow time of the ion exchange resin of the water treatment unit is short and most of the cations are ion exchanged while the ion exchange capacity is large, the amount of cation leakage is small, but the water flow time of the ion exchange resin is long. As the ion exchange capacity decreases, the amount of cation leakage increases.

ここで、価数の小さいナトリウムイオン(Na+ )やカリウムイオン(K+ )はイオン交換樹脂を通しても完全に除去することは困難であり、若干量のリークは避けられない反面、水に溶解しやすいので水処理装置の各ユニットに目詰まりなどのトラブルを引き起こすことも少ない。 Here, it is difficult to completely remove sodium ions (Na + ) and potassium ions (K + ) having a small valence through an ion exchange resin, and a slight amount of leakage is unavoidable, but it dissolves in water. It is easy to cause troubles such as clogging in each unit of the water treatment device.

これに対して、カルシウムイオン(Ca2+)や、マグネシウムイオン(Mg2+)などの二価以上の、いわゆる硬水を構成する硬度成分は固形化合物になりやすく、これらが各ユニットを通過すると目詰まりを起こしやすい。具体的にはイオン交換カラムから二価以上のカチオンがリークすると純水製造装置の下流側の逆浸透膜を目詰まりさせてしまい、純水製造装置の機能を停止させてしまう。そのため純水製造装置の運転を安定して行うためには、イオン交換塔からのカチオンリーク量を常にモニタリングする必要がある。 On the other hand, dihydric or higher hardness components such as calcium ions (Ca 2+ ) and magnesium ions (Mg 2+ ) tend to be solid compounds, and they pass through each unit. Prone to clogging. Specifically, when divalent or higher cation leaks from the ion exchange column, the reverse osmosis membrane on the downstream side of the pure water production apparatus is clogged, and the function of the pure water production apparatus is stopped. Therefore, in order to stably operate the pure water production apparatus, it is necessary to constantly monitor the amount of cation leak from the ion exchange tower.

このため従来の純水製造装置ではイオン交換塔の処理水出口側にカチオン検出装置を配設して処理水中のカルシウムイオン(Ca2+)やマグネシウムイオン(Mg2+)などの二価以上の硬度成分の有無を分析してイオン交換樹脂のイオン交換能力をモニタリングしている。この従来のカチオン検出装置ではカルマガイド比色法を利用しており、処理水にカルマガイド指示薬を添加し、その発色を波長520nmの光で測定し、カルシウムイオンやマグネシウムイオンの量を測定する。 For this reason, in a conventional pure water production apparatus, a cation detection device is arranged on the treated water outlet side of the ion exchange tower, so that calcium ions (Ca 2+ ) and magnesium ions (Mg 2+ ) in the treated water are more than bivalent. The ion exchange capacity of the ion exchange resin is monitored by analyzing the presence or absence of hardness components. In this conventional cation detection apparatus, a karma guide colorimetric method is used, a karma guide indicator is added to the treated water, the color development is measured with light having a wavelength of 520 nm, and the amounts of calcium ions and magnesium ions are measured.

しかるに、この方法では、定量純水装置、恒温装置、定量注入装置、試薬貯留装置、攪拌装置、定光源発光装置、定電流変換装置、演算装置、といった複雑な分析装置を必要とする。これらの装置からなる分析装置は分析精度は高いものの、高価な上に複雑かつ繊細で故障がおきやすい。特に工場などの製造現場では振動や熱、ガス、電磁波などの外乱因子が多く、精密な分析装置の機能を維持するのは容易ではないという問題がある。   However, this method requires a complicated analysis device such as a quantitative pure water device, a constant temperature device, a quantitative injection device, a reagent storage device, a stirring device, a constant light source light emitting device, a constant current conversion device, and a calculation device. Analyzing devices composed of these devices have high analysis accuracy, but are expensive, complicated, delicate and prone to failure. In particular, there are many disturbance factors such as vibration, heat, gas, electromagnetic waves and the like at manufacturing sites such as factories, and there is a problem that it is not easy to maintain the function of a precise analyzer.

そこで、より構造が簡単で故障がしにくく、しかも安価で精度の高いリークカチオンを検出することができるものとして、イオン交換樹脂が充填され、水処理ユニットの出口側に接続される比較用カラムと、前記比較用カラムの水移動方向上流側に配設された第1のpHメータと、前記比較用カラムの水移動方向下流側に配設された第2のpHメータと、前記第1のpHメータ比較値及び前記第2のpHメータ比較値に基づいて、処理水中のカチオンリーク率を割り出す演算手段と、を具備するカチオン検出装置、カチオン検出方法やこれを応用した水処理装置が知られている(特許文献1参照)。
特開2001−56323
Therefore, as a structure that is simpler and less likely to fail, and that can detect leak cations at low cost and high accuracy, a comparison column that is filled with ion exchange resin and connected to the outlet side of the water treatment unit , A first pH meter disposed upstream of the comparison column in the water movement direction, a second pH meter disposed downstream of the comparison column in the water movement direction, and the first pH meter. A cation detection device, a cation detection method, and a water treatment device to which the cation detection method is applied, and a calculation means for calculating a cation leak rate in treated water based on the meter comparison value and the second pH meter comparison value are known. (See Patent Document 1).
JP 2001-56323 A

しかしながら、このカチオン検出方法は、第1のpHメータと第2のpHメータとで比較用カラムの水移動方向に対してそれぞれ上流、下流と配置されており、測定時間にずれが生じている。この時間のずれは、例えば、原水の水質が経時的に変化したときには、比較時に上流に存在する水と下流に存在する水を測定し、比較するため、それぞれ異なる水質の処理水を比較することとなってしまうため、正確な測定を行うことができない場合があった。   However, in this cation detection method, the first pH meter and the second pH meter are respectively arranged upstream and downstream with respect to the direction of water movement of the comparison column, and there is a difference in measurement time. For example, when the quality of the raw water changes over time, the difference in time is measured by comparing the upstream water and the downstream water at the time of comparison. As a result, accurate measurement may not be possible.

そこで、本発明は、原水の水質の変化が生じた場合においても、その水処理ユニットにおける処理水の水質異常に関して正確に異常を検出することができる水質異常検出装置及び水質異常検出方法を提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention provides a water quality abnormality detection device and a water quality abnormality detection method capable of accurately detecting an abnormality regarding the water quality abnormality of treated water in the water treatment unit even when a change in the quality of raw water occurs. It is for the purpose.

本発明の水質異常検出装置は、水処理ユニットの出口側から排出される処理水を通水する、それぞれ並列に接続された同体積の測定用カラム及び比較用カラムと、測定用カラムの水移動方向下流側に配設された測定用水質測定器と、比較用カラムの水移動方向下流側に配設された比較用水質測定器と、測定用水質測定器による測定値及び比較用水質測定器による比較値に基づいて水質異常の度合いを算出する演算手段と、を具備することを特徴とするものである。   The water quality abnormality detection device of the present invention allows the treated water discharged from the outlet side of the water treatment unit to pass through, the measurement column and the comparison column of the same volume connected in parallel, and the water movement of the measurement column. Water quality measuring instrument disposed downstream in the direction, comparative water quality measuring instrument disposed downstream in the direction of water movement of the comparison column, measurement values by the water quality measuring instrument, and comparative water quality measuring instrument And a calculation means for calculating the degree of water quality abnormality based on the comparison value obtained by (1).

また、本発明の水質異常検出方法は、水処理ユニットから排出される処理水を、並列に接続された同体積の測定用カラム及び比較用カラムに通水し、測定用カラムに通水後の処理水の水質を測定してこれを測定値とし、比較用カラムに通水後の処理水の水質を測定してこれを比較値とし、測定値と比較値との差をモニタリングして水質異常の度合いを算出することを特徴とするものである。   In the water quality abnormality detection method of the present invention, the treated water discharged from the water treatment unit is passed through the measurement column and the comparison column of the same volume connected in parallel, and after passing through the measurement column. Measure the quality of the treated water and use it as a measured value. Measure the quality of the treated water after passing through the comparison column and use it as a comparative value. Monitor the difference between the measured value and the comparative value to detect abnormal water quality. It is characterized by calculating the degree of.

また、本発明の水処理装置は、水処理ユニットと、水処理ユニットの出口側に、それぞれ並列に接続された同体積の測定用カラム及び比較用カラムと、測定用カラムの水移動方向下流側に配設された測定用水質測定器と、比較用カラムの水移動方向下流側に配設された比較用水質測定器と、測定用水質測定器による比較値及び比較用水質測定器による比較値に基づいて水質異常の度合いを算出する演算手段と、を具備することを特徴とするものである。   Further, the water treatment apparatus of the present invention includes a water treatment unit, a measurement column and a comparison column of the same volume connected in parallel to the outlet side of the water treatment unit, respectively, and a downstream side in the water movement direction of the measurement column. The water quality measuring instrument for measurement, the comparative water quality measuring instrument disposed downstream of the comparison column in the direction of water movement, the comparative value by the measuring water quality measuring instrument, and the comparative value by the comparative water quality measuring instrument And calculating means for calculating the degree of water quality abnormality based on the above.

本発明における水処理ユニットとは、水処理を行う装置において被処理水からその含まれる不純物を除去する機能を有する単位ユニットであり、例えば、砂ろ過器、カチオン交換樹脂塔、アニオン交換樹脂塔、混床式イオン交換塔、活性炭塔、イオン交換ポリッシャー等が挙げられる。   The water treatment unit in the present invention is a unit unit having a function of removing impurities contained in water to be treated in an apparatus for water treatment, such as a sand filter, a cation exchange resin tower, an anion exchange resin tower, Examples include a mixed bed ion exchange tower, an activated carbon tower, and an ion exchange polisher.

また、本発明における測定用カラムには、検査対象物に不活性な充填物が充填されており、一方、比較用カラムには、検査対象物に活性な充填物が充填されているものである。ここで検査対象物とは、水質異常検出手段を接続する上流にある水処理ユニットにおいて除去の対象となっている物質をいい、例えば、水処理ユニットがカチオン交換樹脂塔であればカチオン、水処理ユニットがアニオン交換樹脂塔ではアニオン、水処理ユニットが砂ろ過器では粒子状不純物、水処理ユニットが活性炭では塩素等が挙げられる。   In addition, the column for measurement in the present invention is filled with an inert packing material on the inspection object, while the comparison column is filled with an active packing material on the inspection object. . Here, the inspection object refers to a substance to be removed in the upstream water treatment unit connecting the water quality abnormality detection means. For example, if the water treatment unit is a cation exchange resin tower, the cation and water treatment The unit is an anion in an anion exchange resin tower, the water treatment unit is a particulate filter in a sand filter, and the water treatment unit in activated carbon is chlorine.

また、これら測定用カラムと比較用カラムは、同体積のカラムであり、これを同体積のものとすることで、測定用カラムと比較用カラムとでそれぞれ通過した処理水の水質を測定するときの経過時間のずれをなるべく生じないようにして測定値の比較をすることができる。   In addition, these measurement column and comparison column are the same volume column, and when this is the same volume, when measuring the quality of the treated water that has passed through the measurement column and the comparison column, respectively. Thus, it is possible to compare the measured values so as not to cause a difference in elapsed time as much as possible.

ここで、測定用カラムに充填する充填物は、検査対象物に対して不活性なものであり、検査対象物に対して不活性とは、検査対象物を除去する作用を生じないことを意味し、水処理ユニットから排出された水が水質を変化させることなくカラムを通過することとなる。この検査対象物に対して不活性な充填物としては、例えば、ガラスビーズ等が挙げられる。   Here, the packing to be packed in the measurement column is inactive with respect to the inspection object, and the inactivity with respect to the inspection object does not cause an action of removing the inspection object. Thus, the water discharged from the water treatment unit passes through the column without changing the water quality. Examples of the filler that is inert to the test object include glass beads.

そして、比較用カラムに充填する充填物は、検査対象物に対して活性なものであり、検査対象物に対して活性とは、検査対象物を除去する作用を生じることを意味し、例えば、検査対象物がカチオンであった場合には、カチオン交換樹脂、混床式イオン交換樹脂、検査対象物がアニオンであった場合には、アニオン交換樹脂、混床式イオン交換樹脂、検査対象物が粒子状不純物であった場合には、ろ過用の砂、検査対象物が塩素であった場合には、活性炭、検査対象が純水又は超純水に含まれる不純物であった場合には、混床式イオン交換樹脂等である。   The packing packed in the comparison column is active with respect to the test object, and the activity with respect to the test object means that the test object is removed, for example, When the test object is a cation, a cation exchange resin, a mixed bed ion exchange resin, and when the test object is an anion, the anion exchange resin, the mixed bed ion exchange resin, and the test object are In the case of particulate impurities, sand for filtration, in the case where the inspection object is chlorine, activated carbon, and in the case where the inspection object is an impurity contained in pure water or ultrapure water, it is mixed. It is a floor type ion exchange resin.

このとき、測定用カラムと比較用カラムとで充填物を充填した際の空隙率が同一となるようにすることが好ましく、空隙率が同一となることにより、それぞれのカラムを通過する処理水がカラム中を同速度で流下するため、その後の測定される水が互いに同時刻に水処理ユニットにより処理され、同時刻に測定用カラム及び比較用カラムを通過し、同時刻に水質の測定が行われるものであり、原水の水質の変化に影響されない測定が可能となるものである。   At this time, it is preferable that the porosity when the packing is filled in the measurement column and the comparison column is the same, and the treated water passing through each column is made to be the same because the porosity is the same. In order to flow through the column at the same speed, the water to be measured thereafter is processed by the water treatment unit at the same time, passes through the measurement column and the comparison column at the same time, and the water quality is measured at the same time. Therefore, measurement that is not affected by changes in the quality of raw water is possible.

ここで、さらに、測定用カラムと比較用カラムとで用いられる充填物を同形状で平均粒子径が同じものを用いることが、測定用カラムと比較用カラムとの空隙率を同一に調整することを容易に行うことができる観点から特に好ましいものである。   Here, furthermore, the use of the packing used in the measurement column and the comparison column having the same shape and the same average particle diameter adjusts the porosity of the measurement column and the comparison column to be the same. This is particularly preferable from the viewpoint of easily performing the above.

次に、本発明で用いる水質測定器としては、測定用水質測定器と比較用水質測定器とはそれぞれ同じ項目(検査対象物)を直接的又は間接的に測定するものであり、ここで用いられる水質測定器としては、pH計、導電率計、比抵抗計、濁度計、塩素計等が挙げられ、これらは単独で用いてもよいし、複数の項目を組み合わせて用いるようにしてもよい。   Next, as the water quality measuring instrument used in the present invention, the measuring water quality measuring instrument and the comparative water quality measuring instrument each directly or indirectly measure the same item (inspection object), and are used here. Examples of the water quality measuring device include a pH meter, a conductivity meter, a resistivity meter, a turbidity meter, and a chlorine meter. These may be used alone or in combination of a plurality of items. Good.

また、本発明の水処理装置としては、水処理ユニットと、その処理水出口側に本発明の水質異常検出装置を設けてなるものであり、ここで水処理ユニットとしては、水処理を行う装置において被処理水からその含まれる不純物を除去する機能を有する単位ユニットであり、公知の水処理ユニットであれば特に限定されずに用いることができる。この水処理ユニットとしては、例えば、砂ろ過器、カチオン交換樹脂塔、アニオン交換樹脂塔、混床式イオン交換塔、活性炭、イオン交換ポリッシャー等が挙げられ、また、水処理装置としては、これらの水処理ユニットを応用した水処理装置であればよく、例えば、純水製造装置、超純水製造装置等が挙げられる。   Moreover, as a water treatment apparatus of this invention, the water treatment unit and the water quality abnormality detection apparatus of this invention are provided in the treated-water outlet side, Here, as a water treatment unit, the apparatus which performs water treatment Is a unit unit having a function of removing impurities contained in the water to be treated, and any known water treatment unit can be used without particular limitation. Examples of the water treatment unit include a sand filter, a cation exchange resin tower, an anion exchange resin tower, a mixed bed ion exchange tower, activated carbon, and an ion exchange polisher. Any water treatment apparatus using a water treatment unit may be used, and examples thereof include a pure water production apparatus and an ultrapure water production apparatus.

本発明では測定用カラムと比較用カラムと、それぞれのカラムの後段に配設した水質測定器と、演算手段とから構成されるという、既存の装置を組み合わせた単純な構成となっているので、構造が簡単で故障しにくく、しかも安価で、かつ高精度で水質の異常を検出することが可能な水質異常検出装置、水質異常検出方法及び水処理装置を提供することができる。   In the present invention, the measurement column and the comparison column, the water quality measuring device arranged in the subsequent stage of each column, and the calculation means are configured in a simple combination of existing devices. It is possible to provide a water quality abnormality detection device, a water quality abnormality detection method, and a water treatment device that have a simple structure, are less likely to fail, are inexpensive, and can detect water quality abnormality with high accuracy.

以下、本発明について、実施形態に基づいて図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る超純水製造装置1の概略構成を示した図である。
この超純水製造装置1は、イオン交換ユニット10、脱気ユニット20、逆浸透濾過ユニット30が水の移動方向に関して直列に配設されており、これらイオン交換ユニット10、脱気ユニット20及び逆浸透濾過ユニット30相互間は配管101及び102で接続されている。更にイオン交換ユニット10には原水を導入する配管103が接続され、逆浸透濾過ユニット30には得られた超純水を外部に供給するための配管104が取り付けられている。上記イオン交換ユニット10と脱気ユニット20とを結ぶ配管101は途中で分岐して配管105が取り付けられている。この配管105はイオン交換ユニット10でイオン交換処理された処理水をサンプリングするための配管で、この配管105の先には水質異常検出装置40が取り付けられている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ultrapure water production apparatus 1 according to the present embodiment.
In this ultrapure water production apparatus 1, an ion exchange unit 10, a deaeration unit 20, and a reverse osmosis filtration unit 30 are arranged in series with respect to the direction of movement of water, and these ion exchange unit 10, deaeration unit 20, and reverse The osmotic filtration units 30 are connected by pipes 101 and 102. Further, a pipe 103 for introducing raw water is connected to the ion exchange unit 10, and a pipe 104 for supplying the obtained ultrapure water to the outside is attached to the reverse osmosis filtration unit 30. A pipe 101 connecting the ion exchange unit 10 and the deaeration unit 20 is branched halfway and a pipe 105 is attached. The pipe 105 is a pipe for sampling the treated water ion-exchanged by the ion exchange unit 10, and a water quality abnormality detection device 40 is attached to the end of the pipe 105.

この純水製造装置1を起動すると、図示しないポンプが作動して原水を配管103内に供給する。配管103内に供給された原水はまずイオン交換ユニット10内に流入する。イオン交換ユニット10内では流入した原水がユニットのイオン交換塔に充填されたイオン交換樹脂と接触することによりイオン交換処理が施され、いわゆるカチオンの大部分はH+ イオンに交換される。このイオン交換ユニット10でイオン交換処理された処理後の水は次に配管105で分岐する分を除き、配管101を通って後続の脱気ユニット20に送られる。脱気ユニット20に送られた水はここで脱気処理を施されて水中の炭酸ガスを除去され、しかる後に配管102を通って逆浸透濾過ユニット30に入り、ここで逆浸透膜によりイオンや有機物などの不純物を取り除かれ、配管104を経て処理水として装置外へ送り出される。 When the pure water production apparatus 1 is activated, a pump (not shown) is operated to supply raw water into the pipe 103. The raw water supplied into the pipe 103 first flows into the ion exchange unit 10. In the ion exchange unit 10, the raw water that has flowed in comes into contact with an ion exchange resin packed in the ion exchange tower of the unit, so that ion exchange treatment is performed, and most of so-called cations are exchanged for H + ions. The treated water that has been subjected to the ion exchange treatment in the ion exchange unit 10 is sent to the subsequent deaeration unit 20 through the pipe 101 except for the part that is branched next in the pipe 105. The water sent to the deaeration unit 20 is deaerated here to remove carbon dioxide in the water, and then enters the reverse osmosis filtration unit 30 through the pipe 102, where ions and Impurities such as organic substances are removed, and are sent out of the apparatus as treated water through the pipe 104.

イオン交換ユニット10は単一又は複数のイオン交換塔11内からなる。2はイオン交換塔11と水質異常検出装置40の取り付け部分を拡大した部分拡大図である。図2に示したように、イオン交換ユニット10はイオン交換塔11内に大量のイオン交換樹脂12が充填されている。   The ion exchange unit 10 comprises a single or a plurality of ion exchange columns 11. 2 is a partially enlarged view in which an attachment portion of the ion exchange tower 11 and the water quality abnormality detection device 40 is enlarged. As shown in FIG. 2, the ion exchange unit 10 is filled with a large amount of ion exchange resin 12 in an ion exchange column 11.

また、図3は本発明に係る水質異常検出装置40の概略構造を示した図である。図3に示したように、水質異常検出装置40は配管101で分岐する配管105内に流入した処理水は、さらに配管105a,105bに分岐され、105aは測定用カラム41に、105bは比較用カラム42に接続され、さらに測定用カラム41、比較用カラム42はその底部から、それぞれカラム内部の充填剤により処理された処理水を排出する配管105c、105dに接続されている。   FIG. 3 is a diagram showing a schematic structure of a water quality abnormality detection device 40 according to the present invention. As shown in FIG. 3, in the water quality abnormality detection device 40, the treated water that has flowed into the pipe 105 branched by the pipe 101 is further branched to the pipes 105a and 105b, 105a for the measurement column 41, and 105b for comparison. Connected to the column 42, the measurement column 41 and the comparison column 42 are connected from the bottom to pipes 105c and 105d for discharging treated water treated with the packing material inside the column, respectively.

また、配管105c、105dを流下する水の水質を検査するために、それぞれ検知部43,44が設けられており、この検知部43はpH電極45により測定用カラムを流下した処理水のpHを測定するためにチャンバーを介して接液するように配置されており、また、検知部44はpH電極46により比較用カラムを流下した処理水のpHを測定するためにチャンバーを介して接液するように配置されており、検知部43は測定用pHメータ47に接続されて測定されたpHデータを送信するようになっており、検知部44は比較用pHメータ48に接続されて測定されたpHデータを送信するようになっている。   Moreover, in order to inspect the quality of the water flowing down the pipes 105c and 105d, detection units 43 and 44 are provided, respectively. The detection unit 43 controls the pH of the treated water flowing down the measurement column by the pH electrode 45. It is arranged so as to be in contact with the liquid through the chamber for measurement, and the detection unit 44 is in contact with the liquid through the chamber for measuring the pH of the treated water flowing down the comparison column by the pH electrode 46. The detection unit 43 is connected to the measurement pH meter 47 and transmits the measured pH data, and the detection unit 44 is connected to the comparison pH meter 48 and measured. pH data is transmitted.

これらの測定用pHメータ47及び比較用pHメータ48は共に演算処理装置49と電気的に接続されており、pH電極45、46がそれぞれ検出したpHデータに基づいてカチオンリーク率を算出するようになっている。カチオンリーク率などの演算処理については後述する。   Both the measurement pH meter 47 and the comparison pH meter 48 are electrically connected to the arithmetic processing unit 49 so that the cation leakage rate is calculated based on the pH data detected by the pH electrodes 45 and 46, respectively. It has become. Calculation processing such as the cation leak rate will be described later.

測定用カラム41の内部にはカチオンに対して不活性なガラスビーズが充填されており、この測定用カラム41では、その頂部から水が測定用カラム41の内部に導入され、内部に充填されたガラスビーズと接触しながら、測定用カラム41の底部から排出されて、配管105cに流出するようになっている。   The measurement column 41 is filled with glass beads that are inert to cations. In this measurement column 41, water is introduced into the measurement column 41 from the top and filled therein. While coming into contact with the glass beads, the liquid is discharged from the bottom of the measurement column 41 and flows out to the pipe 105c.

また、比較用カラム42の内部にはカチオン交換樹脂が充填されており、この比較用カラム42では、その頂部から水が比較用カラム42の内部に導入され、内部に充填されたカチオン交換樹脂と接触しながら、比較用カラム42の底部から排出されて、配管105dに流出するようになっている。   The comparison column 42 is filled with a cation exchange resin. In this comparison column 42, water is introduced into the comparison column 42 from the top thereof, and the cation exchange resin filled therein is While coming into contact, the liquid is discharged from the bottom of the comparison column 42 and flows out to the pipe 105d.

配管105cに流出した測定用の処理水は、この配管内に配設された測定用pH電極45に接触してpH測定される。また、配管105dに流出した比較用の処理水は、この配管内に配設された比較用pH電極46に接触してpH測定される。それぞれpH測定なされた測定用の処理水と比較用の処理水とは、さらに配管を流下して、最後には合流して系外に排出される。   The measurement treated water that has flowed out of the pipe 105c comes into contact with the measurement pH electrode 45 disposed in the pipe, and the pH is measured. Further, the comparative treated water that has flowed out into the pipe 105d comes into contact with the comparative pH electrode 46 disposed in the pipe, and the pH is measured. The measurement treated water and the comparative treated water, each of which has been subjected to pH measurement, further flow down the pipe, and finally merge and are discharged out of the system.

測定用pH電極45と比較用pH電極46とでそれぞれpH測定されて得られた測定値及び比較値は、これらpH電極45,46と電気的に接続されたpHメータ47,48及び演算処理装置49に送信される。pHの測定値及び比較値のデータ信号を受け取った演算処理部49では受信した信号データから測定用カラム41を流下した処理水から得られたpHと比較用カラム42を流下した処理水から得られたpHとからカチオンリーク率を算出する。以下、本発明の水質異常検出装置のカチオンリーク率測定原理について説明する。   The measured values and the comparative values obtained by measuring the pH with the measuring pH electrode 45 and the comparative pH electrode 46 are the pH meters 47 and 48 electrically connected to the pH electrodes 45 and 46 and the arithmetic processing unit. 49. The arithmetic processing unit 49 that has received the data signal of the measured pH value and the comparative value obtains the pH obtained from the treated water flowing down the measurement column 41 from the received signal data and the treated water flowing down the comparison column 42. The cation leakage rate is calculated from the measured pH. Hereinafter, the cation leak rate measurement principle of the water quality abnormality detection device of the present invention will be described.

本発明の水質異常検出装置1では、原水中のカチオン(陽イオン)はイオン交換ユニット10でH+ イオンに交換され、これをそれぞれ測定用カラム41及び比較用カラム42に通水させる。 In the water quality abnormality detection apparatus 1 of the present invention, cations (cations) in the raw water are exchanged into H + ions by the ion exchange unit 10, and these are passed through the measurement column 41 and the comparison column 42, respectively.

イオン交換ユニット10を通過した処理水は、測定用カラム41に通水されても、このカラムに充填されているのはカチオンと不活性なガラスビーズであり、イオン交換ユニット10を排出した直後の処理水とH+ イオン濃度を含め水質は変わらず、H+ イオン濃度をpHの値で測定できる。イオン交換ユニット10でイオン交換し切れなかったカチオン、即ちイオン交換ユニット10からリークしたカチオンが含まれる場合には、このリークしたカチオンを含む分だけH+ イオンが減少し、pHが上昇する。この測定用カラム41の出口のH+ イオン濃度を測定用pH電極45で測定することにより処理水のカチオン濃度を求める。 Even if the treated water that has passed through the ion exchange unit 10 is passed through the measurement column 41, it is filled with cations and inert glass beads that are filled in this column, and immediately after the ion exchange unit 10 is discharged. Water quality including treated water and H + ion concentration does not change, and H + ion concentration can be measured by pH value. When cations that have not been completely ion-exchanged by the ion exchange unit 10, that is, cations leaked from the ion exchange unit 10, H + ions are reduced by the amount containing the leaked cations, and the pH is increased. The cation concentration of the treated water is determined by measuring the H + ion concentration at the outlet of the measurement column 41 with the measurement pH electrode 45.

一方、比較用カラム42では、リークしたカチオンを吸着する(カチオンと活性な)カチオン交換樹脂が充填されているため、リークしたカチオンは全てH+ イオンに交換され、比較用カラム42の出口には常時原水のカチオン濃度と同じH+ イオンが存在する。この比較用カラム42の出口のH+ イオン濃度を比較用pH電極46で測定することにより原水のカチオン濃度を求める。 On the other hand, since the comparison column 42 is filled with a cation exchange resin that adsorbs leaked cations (active with cations), all the leaked cations are exchanged with H + ions, and the comparison column 42 has an outlet at the outlet. There are always H + ions equal to the cation concentration of the raw water. The cation concentration of the raw water is determined by measuring the H + ion concentration at the outlet of the comparison column 42 with the comparison pH electrode 46.

そして、測定用pH電極45で測定したH+ イオン濃度から、比較用pH電極46で測定した原水のH+ イオン濃度を差し引きすることにより、正味のリークカチオンの濃度が求められる。 Then, by subtracting the H + ion concentration of the raw water measured by the comparative pH electrode 46 from the H + ion concentration measured by the measurement pH electrode 45, the concentration of the net leak cation is obtained.

ここで、測定用カラム41を通すことにより処理された水のpH、比較用カラム42を通すことにより処理された水のpH及びイオン交換樹脂のリーク率等の因子を以下の記号で示す。   Here, factors such as the pH of water treated by passing through the measurement column 41, the pH of water treated by passing through the comparison column 42, and the leak rate of the ion exchange resin are indicated by the following symbols.

pHIN :測定用カラムで処理した水のpH(−),pHOUT :比較用カラムで処理した水のpH(−),HIN :測定用カラムで処理した水の(eq/L),HOUT :比較用カラムで処理した水の(eq/L),L :リーク率(%) pH IN : pH of water treated with a measurement column (−), pH OUT : pH of water treated with a comparison column (−), H IN : Water treated with a measurement column (eq / L), H OUT : Water treated with a comparison column (eq / L), L: Leak rate (%)

このとき、pH=−log[H+ ]の式より、H+ =10-pH の関係が得られる。従って、イオン交換ユニット10からカチオンのリークが生じるとリークした分、pHが減少する。そのため、カチオンリーク率は、次式で与えられる。
L=(HOUT −HIN)/HOUT (%)
At this time, the relationship of H + = 10 −pH is obtained from the equation pH = −log [H + ]. Accordingly, when a cation leak occurs from the ion exchange unit 10, the pH is reduced by the amount of the leak. Therefore, the cation leak rate is given by the following equation.
L = (H OUT −H IN ) / H OUT (%)

次に、本発明の超純水製造装置1を継続して運転した場合のカチオンのリーク状態について説明する。
図4はイオン交換樹脂カラムと比較用カラム内のイオン交換状態を模式的に示した図であり、図5は運転時間とカチオンリーク量の変化に基づくpH変化量(ΔpH)との関係を示したグラフである。
Next, the cation leakage state when the ultrapure water production apparatus 1 of the present invention is continuously operated will be described.
FIG. 4 is a diagram schematically showing the ion exchange state in the ion exchange resin column and the comparison column, and FIG. 5 shows the relationship between the operation time and the pH change amount (ΔpH) based on the change in the cation leak amount. It is a graph.

図4(1)に示した、超純水製造装置の運転開始から短時間しか経過していない初期(時間t1−t3)では、イオン交換樹脂カラム内のイオン交換樹脂のイオン交換能力が十分高く、カラム上部から流入したカチオンがイオン交換カラム内で能率よくH+ イオンにイオン交換されている。また、この時点ではイオン交換カラムの下側に描いた測定用カラム及び比較用カラム側にはリークカチオンは流入しない。そのため、測定用カラムのpHメータと比較用カラムのpHメータとの間の値の差ΔpHはゼロである。 In the initial stage (time t1-t3) when only a short time has elapsed since the start of operation of the ultrapure water production apparatus shown in FIG. 4 (1), the ion exchange capacity of the ion exchange resin in the ion exchange resin column is sufficiently high. The cations flowing from the top of the column are efficiently ion-exchanged into H + ions in the ion exchange column. At this time, leak cations do not flow into the measurement column and the comparison column drawn on the lower side of the ion exchange column. Therefore, the value difference ΔpH between the pH meter of the measurement column and the pH meter of the comparison column is zero.

次に、所定期間継続運転した後の中期(時間t4)では図4(2)に示したように、イオン交換樹脂のイオン交換能力が低下してきており、カラム底部付近にまでカチオンが拡散している。この段階ではイオン交換カラム内の大部分にまでカチオンが拡散しているが、まだイオン交換カラムの外側まではカチオンはリークしていない。そのため、イオン交換カラムの下流側にある測定用カラム及び比較用カラムにもカチオンは流入せず、したがって、測定用カラムのpHメータと比較用カラムのpHメータとの間の値の差ΔpHはゼロである。   Next, in the middle period (time t4) after continuous operation for a predetermined period, as shown in FIG. 4 (2), the ion exchange capacity of the ion exchange resin has been reduced, and the cation has diffused to the vicinity of the bottom of the column. Yes. At this stage, cations have diffused to most of the ion exchange column, but cations have not leaked to the outside of the ion exchange column yet. Therefore, cations do not flow into the measurement column and the comparison column on the downstream side of the ion exchange column, and therefore the difference ΔpH between the pH meter of the measurement column and the pH meter of the comparison column is zero. It is.

さらに継続して運転した後の後期(時間t5)になると、図4(3)に示したようにイオン交換樹脂のイオン交換能力が低下して、原水からイオン交換カラムに流入したカチオンをイオン交換し切れなくなる。その結果、カチオンの一部はイオン交換カラムから溢れ出し、H+ イオンにイオン交換されないアルカリイオン(Na+ )のままイオン交換カラムの下流側に流れ出る。このイオン交換カラムの下流側に流れ出たアルカリイオン(Na+ )を含んだ水は、それぞれ測定用カラム及び比較用カラムに流入する。 In the later stage (time t5) after continuous operation, the ion exchange capacity of the ion exchange resin decreases as shown in FIG. 4 (3), and the ions flowing from the raw water into the ion exchange column are ion exchanged. It becomes impossible to complete. As a result, a part of the cations overflows from the ion exchange column, and flows out to the downstream side of the ion exchange column with alkali ions (Na + ) that are not ion-exchanged with H + ions. Water containing alkali ions (Na + ) flowing out downstream of the ion exchange column flows into the measurement column and the comparison column, respectively.

測定用カラムにおいては、そのまま流入した水質の水を排出し、測定用pHメータを通過してpHが測定される。このとき、測定される水中にはイオン交換カラムからリークしてきたアルカリイオン(Na+ )が含まれているため、pHの値は例えば、H+ イオンのみが含まれている場合の3.2より高い4.2となる。 In the measurement column, the water of the quality that has flowed in is discharged, and the pH is measured through the measurement pH meter. At this time, since the measured water contains alkali ions (Na + ) leaking from the ion exchange column, the pH value is, for example, from 3.2 when only H + ions are contained. High 4.2.

一方、比較用カラムにおいては、流入した水が比較用カラム内に充填されたイオン交換樹脂と接触して含まれるNa+がH+ イオンにイオン交換される。そのため比較用カラムの下流側に流れ出る水にはH+ イオンしか含まれておらず、従って比較用カラムの下流側pHメータで測定される水のpHはH+ イオンのみを含む場合の3.2の値を示す。 On the other hand, in the comparison column, Na + contained in contact with the ion exchange resin filled with the inflowing water is ion-exchanged into H + ions. Therefore, the water flowing out downstream of the comparative column contains only H + ions, and therefore the pH of the water measured by the downstream pH meter of the comparative column is 3.2 in the case of containing only H + ions. Indicates the value of.

ここで、測定用カラムを通過した水のpH値が4.2であり、比較用カラムを通過した水のpH値が3.2であるため、その差はΔpH=1.000となる。
測定用pHメータ及び比較用pHメータと接続された演算部(図示省略)としてのCPUは検出されたpHデータからΔpHを求め、この値からカチオンのリーク状況を把握する。
Here, since the pH value of the water that has passed through the measurement column is 4.2 and the pH value of the water that has passed through the comparison column is 3.2, the difference is ΔpH = 1.000.
The CPU as a calculation unit (not shown) connected to the measurement pH meter and the comparison pH meter obtains ΔpH from the detected pH data, and grasps the cation leakage status from this value.

具体的にはΔpHの値とリークカチオン量との関係がデータベースとして記憶されており、このデータベースを参照することによりイオン交換カラム内のイオン交換樹脂のポットライフを求め、必要に応じてイオン交換樹脂を新たなものと交換することが必要な旨を表示したり、警報を発したりする。   Specifically, the relationship between the value of ΔpH and the amount of leaked cation is stored as a database, and by referring to this database, the pot life of the ion exchange resin in the ion exchange column is obtained, and if necessary, the ion exchange resin It is displayed that it is necessary to exchange for a new one, or an alarm is issued.

さらに、図5に示したように、イオン交換カラム内のイオン交換樹脂の劣化に伴い、時間t1や時間t3では、上流側pHメータでpH測定される水にはH+ イオンしか含まれておらず、ΔpHもゼロかそれに近い低い水準である。時間t4−t5になり、運転時間の伸長に伴いイオン交換樹脂のイオン交換能力が低下すると、測定用pHメータでpH測定される水中にNa+ イオンがリークしてくるためpH値が上昇しΔpHの値も増大する。さらに時間がt6まで経過して更にイオン交換樹脂のイオン交換能力が低下すると、Na+ イオンより原子量及び価数の大きなイオンであるCa2+イオンやMg2+イオンのような二価の硬度成分がリークしてくる。これら硬度成分がリークしてくると、さらに測定用pHメータでpH測定される水のpHは上昇し、ΔpHも増大する。 Further, as shown in FIG. 5, with the deterioration of the ion exchange resin in the ion exchange column, at time t1 and time t3, the water whose pH is measured by the upstream pH meter contains only H + ions. In addition, ΔpH is zero or close to a low level. At time t4-t5, when the ion exchange capacity of the ion exchange resin decreases with the extension of the operation time, Na + ions leak into the water whose pH is measured by the pH meter for measurement, so that the pH value rises and ΔpH The value of increases. When the ion exchange capacity of the ion exchange resin further decreases until time t6, a divalent hardness component such as Ca 2+ ion or Mg 2+ ion, which is an ion having a larger atomic weight and valence than Na + ion, is obtained. Will leak. When these hardness components leak, the pH of the water whose pH is measured by the measurement pH meter rises and ΔpH also increases.

そこで、本発明ではNa+ イオンのみリークし、Ca2+イオンやMg2+イオンのような二価の硬度成分がリークしてくる前のΔpHの価を予備実験や実測値から把握しておき、ΔpHがこの価になったときに警報を発したり信号を送るなりしてイオン交換樹脂のイオン交換能力が限界近くまで低下したことを告知させることができる。 Therefore, in the present invention, only the Na + ion leaks, and the value of ΔpH before the divalent hardness component such as Ca 2+ ion and Mg 2+ ion leaks is grasped from preliminary experiments and measured values. When ΔpH reaches this value, an alarm is issued or a signal is sent to notify that the ion exchange capacity of the ion exchange resin has dropped to near the limit.

実際にΔpHの値をどの範囲にするかは設計事項であるので、理論値、実測値、予備実験データなどを元にして決定する。   The actual range of the ΔpH value is a design matter, and is determined based on theoretical values, actual measurement values, preliminary experiment data, and the like.

このように、Na+ イオンのような溶解度が大きく、逆浸透膜の目詰まりなどを惹起することのないイオンがリークした時点でイオン交換樹脂のイオン交換能力の低下を知らせるような構成としたので、硬度成分がリークして逆浸透膜を詰まらせ、曳いては超純水製造装置全体を停止させてしまうというような甚大なトラブルの発生を未然に防止することができる。 In this way, the structure is such that the ion exchange capacity of the ion exchange resin is lowered when ions with high solubility such as Na + ions and leakage of ions that do not cause clogging of the reverse osmosis membrane are leaked. Further, it is possible to prevent the occurrence of an enormous trouble that the hardness component leaks and clogs the reverse osmosis membrane and eventually stops the entire ultrapure water production apparatus.

また、処理水の時間差による水質の変化について、従来例とした特許文献1に記載の水処理装置と本願発明における水処理装置とで、比較試験を行った。   Moreover, about the change of the water quality by the time difference of treated water, the comparative test was done with the water treatment apparatus of patent document 1 made into the prior art example, and the water treatment apparatus in this invention.

まず、被処理水として、水道水と純水とを混合し、この混合割合がそれぞれ時間とともに変化するようにして被処理水の水質が経時的に変化するようにしたものを使用した。このときの被処理水の導電率の変化の状態は図6に示したように、周期的に変化するように調整した。   First, tap water and pure water were mixed as the water to be treated, and the mixing ratio was changed with time so that the quality of the water to be treated changed with time. The state of change in the conductivity of the water to be treated at this time was adjusted so as to change periodically as shown in FIG.

この被処理水をイオン交換ユニットで処理した後、従来の方法として特許文献1に記載されている、比較用カラムの上流及び下流でpHを測定して比較するものと、本実施形態の方法のように測定用カラムと比較用カラムとでそれぞれ流出してきた水のpHを測定して比較するものとで、それぞれのpHの変化の状態を図7及び図8に示した。   After treating the water to be treated with an ion exchange unit, the conventional method described in Patent Document 1 measures and compares the pH upstream and downstream of the comparison column, and the method of this embodiment. As shown in FIGS. 7 and 8, the pH changes of the water flowing out in the measurement column and the comparison column are measured and compared. FIG. 7 and FIG.

従来の方法により得られたデータである図7は、比較するpHがそれぞれ上流と下流という時間的に差のある水、すなわち、互いに水質の異なる水のデータを比較することとなるため、pHの変化は一致することがなく、所定の位相のずれが生じている。一方、本実施形態の方法により得られたデータである図8は、比較するpHが、測定用カラム及び比較用カラムのそれぞれ下流で測定される水が、同時にイオン交換ユニットに供給され、同時にイオン交換ユニットを排出され、それぞれ測定用カラムと比較用カラムを同時間かけて通過したものであり、互いに水質が同じ水のデータを比較することとなるため、pHの変化は一致し、常に原水の水質変化に影響されることなく比較、測定することができることがわかる。   FIG. 7, which is data obtained by the conventional method, compares the data of water having different time qualities, that is, the pH to be compared is upstream and downstream, that is, water having different water qualities. The changes do not coincide and a predetermined phase shift occurs. On the other hand, FIG. 8, which is data obtained by the method of the present embodiment, shows that water to be compared is measured at the downstream of each of the measurement column and the comparison column, and is simultaneously supplied to the ion exchange unit. Since the exchange unit was discharged and passed through the measurement column and the comparison column for the same amount of time, the water data with the same water quality was compared with each other. It can be seen that comparison and measurement can be performed without being affected by changes in water quality.

以上、詳述したように、本発明の超純水製造装置1では、イオン交換カラムの下流側にサンプリング用の分岐管を配設し、この分岐管に測定用カラム、比較用カラム及びそれらの下流にそれぞれpHメータを配設し、イオン交換カラムからのカチオンのリークを、測定用カラム及び比較用カラムを通過した水についての二つのpH値の差の大小により検知するようにした。   As described above in detail, in the ultrapure water production apparatus 1 of the present invention, a sampling branch pipe is provided on the downstream side of the ion exchange column, and a measurement column, a comparison column, and their columns are provided in this branch pipe. A pH meter was provided on each downstream side, and cation leakage from the ion exchange column was detected by the magnitude of the difference between the two pH values for water that passed through the measurement column and the comparison column.

そのため、装置の構造が簡単で故障しにくく、しかも、測定用としての水と比較用としての水が、同時にイオン交換処理された水であり水質の時間のずれが生じることがないため高精度にカチオンのリーク状態を検出することができる。   Therefore, the structure of the device is simple and difficult to break down, and the water for measurement and the water for comparison are ion-exchanged water at the same time, and there is no time lag in water quality. A cation leakage state can be detected.

同様に、図9に示したように、一次純水システム110による処理後に、混床式イオン交換ユニット(MB)120、純水タンク130、ポリシングシステム140と順番に処理水を通水処理する際に、MB120の下流にこの水質異常検出装置40を設けたり、図10に示したように、ポリシングシステム210による処理後に、ポリッシャー220、限外ろ過膜(UF)230と順番に処理水を通水処理してユースポイント240へ処理水を供給する際に、ポリシャー220の下流にこの水質異常検出装置40を設けたりしてもよい。なお、これらの場合には、比較用カラムに充填する充填物としては混床式イオン交換樹脂が好ましく、pH計の代わりに比抵抗計を設け、比抵抗値を測定することで異常を検出するように構成することが好ましい。   Similarly, as shown in FIG. 9, after the treatment by the primary pure water system 110, the mixed water ion exchange unit (MB) 120, the pure water tank 130, and the polishing system 140 are sequentially passed through the treated water. In addition, the water quality abnormality detection device 40 is provided downstream of the MB 120, or after the treatment by the polishing system 210 as shown in FIG. 10, the treated water is passed through the polisher 220 and the ultrafiltration membrane (UF) 230 in order. When processing and supplying treated water to the use point 240, the water quality abnormality detection device 40 may be provided downstream of the polisher 220. In these cases, a mixed bed type ion exchange resin is preferably used as the packing packed in the comparison column, and a specific resistance meter is provided in place of the pH meter, and an abnormality is detected by measuring the specific resistance value. It is preferable to configure as described above.

なお、本発明は上記実施形態に記載された範囲に限定されない。例えば、上記実施形態では超純水製造装置の一部にカチオン検出可能な水質異常検出装置を配設した構造としたが、超純水製造装置以外の水処理装置に水質異常検出装置を配設することも可能である。   In addition, this invention is not limited to the range described in the said embodiment. For example, in the above-described embodiment, a structure in which a water quality abnormality detection device capable of detecting cations is provided in a part of the ultrapure water production device, but the water quality abnormality detection device is provided in a water treatment device other than the ultrapure water production device. It is also possible to do.

また、この実施の形態では、カチオンのリークを検出可能なものとしたが、アニオン、粒子状不純物、塩素等のリークや純水又は超純水に含まれる不純物を検出可能なものとして構成することもできる。このとき、水質異常検出装置として、アニオンの場合には比較用カラムにアニオン交換樹脂を、粒子状不純物の場合には比較用カラムにろ過用の砂を、塩素の場合には比較用カラムに活性炭を、純水又は超純水に含まれる不純物の場合には混床式イオン交換樹脂を、それぞれ充填したものを用いればよい。   In this embodiment, the cation leak can be detected. However, the anion, particulate impurities, chlorine leak, and impurities contained in pure water or ultrapure water can be detected. You can also. At this time, as a water quality abnormality detection device, anion exchange resin is used for the comparison column in the case of anion, sand for filtration is used in the comparison column in the case of particulate impurities, and activated carbon is used in the comparison column in the case of chlorine. In the case of impurities contained in pure water or ultrapure water, a mixed bed type ion exchange resin may be used.

カチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂とも、公知のものであれば特に限定されず、例えば、ゲル型、ポーラス型等の形態や、強酸性カチオン交換樹脂、弱酸性カチオン交換樹脂、強塩基アニオン交換樹脂、弱塩基アニオン交換樹脂等を限定せずに用いるができ、かつ、これらは単一又は混合して用いることができる。また、砂ろ過用の砂としては、ろ材となる砂として公知のものであれば特に限定されずに用いることができ、例えば、0.3〜1.2mm粒子径の砂を用いることができ、砂ろ過と同様にアンスラサイト層を設けてもよい。また、活性炭としては、公知のものであれば特に限定されずに用いることができ、木材、ヤシガラの植物系、石炭、石油系のいずれでもよく、その形状も粉末状、粒状、繊維状等を用いることができる。   The cation exchange resin and the anion exchange resin are not particularly limited as long as they are publicly known, for example, gel type, porous type, strong acid cation exchange resin, weak acid cation exchange resin, strong base anion exchange resin, Weak base anion exchange resins and the like can be used without limitation, and these can be used alone or in combination. Moreover, as sand for sand filtration, if it is well-known as sand used as a filter medium, it can be used without particular limitation, for example, sand having a particle diameter of 0.3 to 1.2 mm can be used, An anthracite layer may be provided similarly to sand filtration. The activated carbon can be used without particular limitation as long as it is a known one, and may be any of wood, coconut plant, coal, petroleum, and the shape thereof is powder, granular, fibrous, etc. Can be used.

本発明に係る水処理装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the water treatment apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るイオン交換ユニットと水質異常検出装置取り付け部分の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the ion exchange unit which concerns on this invention, and a water quality abnormality detection apparatus attachment part. 本発明に係る水質異常検出装置の概略構造を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the water quality abnormality detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る水質異常検出装置のイオン交換ユニットと比較用カラム内のイオン交換状態を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the ion exchange state in the ion exchange unit of the water quality abnormality detection apparatus which concerns on this invention, and a comparison column. 本発明に係る水処理装置の運転時間とpH変化量との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the operation time of the water treatment apparatus which concerns on this invention, and pH variation. 試験例で使用した原水の導電率の変化を示した図である。It is the figure which showed the change of the electrical conductivity of the raw | natural water used by the test example. 試験例における、従来例のpH測定時のpH変化を示した図である。It is the figure which showed the pH change at the time of pH measurement of a prior art example in a test example. 試験例における、本発明のpH測定時のpH変化を示した図である。It is the figure which showed the pH change at the time of pH measurement of this invention in a test example. 本発明に係る他の水処理装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the other water treatment apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るさらに他の水処理装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the other water treatment apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…水処理装置、10…イオン交換ユニット、20…脱気ユニット、30…逆浸透膜ユニット、40…水質異常検出装置、41…測定用カラム、42…比較用カラム、43,44…検知部、45…測定用pH電極、46…比較用pH電極、47…測定用pHメータ、48…比較用pHメータ、49…演算処理部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Water treatment apparatus, 10 ... Ion exchange unit, 20 ... Deaeration unit, 30 ... Reverse osmosis membrane unit, 40 ... Water quality abnormality detection apparatus, 41 ... Measurement column, 42 ... Comparison column, 43, 44 ... Detection part 45 ... Measurement pH electrode, 46 ... Comparison pH electrode, 47 ... Measurement pH meter, 48 ... Comparison pH meter, 49 ... Calculation processing unit

Claims (11)

水処理ユニットの出口側から排出される処理水を通水する、それぞれ並列に接続された同体積の測定用カラム及び比較用カラムと、前記測定用カラムの水移動方向下流側に配設された測定用水質測定器と、前記比較用カラムの水移動方向下流側に配設された比較用水質測定器と、前記測定用水質測定器による測定値及び前記比較用水質測定器による比較値に基づいて水質異常の度合いを算出する演算手段と、を具備することを特徴とする水質異常検出装置。   A measurement column and a comparison column of the same volume, which are connected in parallel with each other, pass the treated water discharged from the outlet side of the water treatment unit, and are arranged on the downstream side in the water movement direction of the measurement column. Based on the measurement water quality measuring device, the comparison water quality measuring device disposed downstream of the comparison column in the water movement direction, the measurement value by the measurement water quality measurement device, and the comparison value by the comparison water quality measurement device And a calculation means for calculating the degree of water quality abnormality. 前記測定用カラムには、検査対象物に不活性な充填物が充填されており、かつ、前記比較用カラムには、検査対象物に活性な充填物が充填されていることを特徴とする請求項1記載の水質異常検出装置。   The measurement column is filled with an inert packing material, and the comparison column is filled with an active packing material. Item 1. A water quality abnormality detection apparatus according to Item 1. 前記検査対象物に活性な充填物が、カチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とを任意の比率で混合した混床式イオン交換樹脂、ろ過用の砂又は活性炭であることを特徴とする請求項2記載の水質異常検出装置。   The packing active for the test object is a cation exchange resin, an anion exchange resin, a mixed bed ion exchange resin in which a cation exchange resin and an anion exchange resin are mixed at an arbitrary ratio, sand for filtration, or activated carbon. The water quality abnormality detection device according to claim 2. 前記検査対象物に不活性な充填物が、ガラスビーズであることを特徴とする請求項2又は3記載の水質異常検出装置。   The water quality abnormality detection device according to claim 2 or 3, wherein the filler inert to the inspection object is a glass bead. 前記測定用カラムと前記比較用カラムの空隙率が同じであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の水質異常検出装置。   The water quality abnormality detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the measurement column and the comparison column have the same porosity. 前記測定用水質測定器及び前記比較用水質測定器が、濁度計、塩素計、pH計、導電率計及び抵抗率計から選ばれる少なくとも一つの測定器であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の水質異常検出装置。   2. The measuring water quality measuring instrument and the comparative water quality measuring instrument are at least one measuring instrument selected from a turbidimeter, a chlorine meter, a pH meter, a conductivity meter, and a resistivity meter. The water quality abnormality detection apparatus of any one of thru | or 5. 前記演算手段が、前記水質異常の度合いが所定の値になったときに告知する機能を備えていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の水質異常検出装置。   The water quality abnormality detection device according to any one of claims 1 to 6, wherein the calculation means has a function of notifying when the degree of the water quality abnormality becomes a predetermined value. 水処理ユニットと、前記水処理ユニットの出口側に、それぞれ並列に接続された同体積の測定用カラム及び比較用カラムと、前記測定用カラムの水移動方向下流側に配設された測定用水質測定器と、前記比較用カラムの水移動方向下流側に配設された比較用水質測定器と、前記測定用水質測定器による比較値及び前記比較用水質測定器による比較値に基づいて水質異常の度合いを算出する演算手段と、を具備することを特徴とする水処理装置。   A water treatment unit, a measurement column and a comparison column of the same volume connected in parallel to each other at the outlet side of the water treatment unit, and a water quality for measurement disposed on the downstream side in the water movement direction of the measurement column Water quality abnormality based on a measuring device, a comparative water quality measuring device disposed downstream of the comparison column in the direction of water movement, a comparison value by the measuring water quality measuring device, and a comparative value by the comparative water quality measuring device A water treatment apparatus comprising: an arithmetic means for calculating the degree of the water. 前記水処理装置が、純水製造装置又は超純水製造装置であることを特徴とする請求項8記載の水処理装置。   The water treatment apparatus according to claim 8, wherein the water treatment apparatus is a pure water production apparatus or an ultrapure water production apparatus. 水処理ユニットから排出される処理水を、並列に接続された同体積の測定用カラム及び比較用カラムに通水し、前記測定用カラムに通水後の処理水の水質を測定してこれを測定値とし、前記比較用カラムに通水後の処理水の水質を測定してこれを比較値とし、前記測定値と前記比較値との差をモニタリングして水質異常の度合いを算出することを特徴とする水質異常検出方法。   Treated water discharged from the water treatment unit is passed through the measurement column and the comparison column of the same volume connected in parallel, and the quality of the treated water is measured after passing through the measurement column. Measuring the water quality of the treated water after passing through the comparison column as a measured value, using this as a comparative value, and monitoring the difference between the measured value and the comparative value to calculate the degree of water quality abnormality A characteristic water quality abnormality detection method. 前記測定用カラムには、検査対象物に不活性な充填物が充填されており、かつ、前記比較用カラムには、検査対象物に活性な充填物が充填されていることを特徴とする請求項10記載の水質異常検出方法。   The measurement column is filled with an inert packing material, and the comparison column is filled with an active packing material. Item 11. The water quality abnormality detection method according to Item 10.
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