JP2001013132A

JP2001013132A - 濃縮装置

Info

Publication number: JP2001013132A
Application number: JP11187564A
Authority: JP
Inventors: Motoyasu Yoshikawa; 元庸吉川; Akira Murai; 昭村井; Fujio Takada; 不二雄高田; Yoshikazu Hamashima; 義和浜島
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Rhesca Co Ltd
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Rhesca Co Ltd
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】雑水を浄化処理した後のフェノール系物質の
検出を連続的かつ自動的に行うため、水質検出装置の濃
縮部において、濃縮操作を効率的に自動化することを課
題とする。【解決手段】管状の専用槽８５の底部を取り替え自在
の栓８６により構成し、取り替え自在の栓８６をシリン
ダよりなるアクチュエータ９０ａ・９０ｂにより自動的
に配置する。該栓８６に張り出し部８６ｂを設け、栓の
交換時に専用槽８５の清掃を行う。濃縮部９を透明な部
材により構成される専用槽８５、該専用槽８５を保持す
る本体８４、該本体８４の外周面に装着されるサーモモ
ジュール８８および冷却板８９により構成する。また、
本体８４に濃縮槽８５下部を認識可能なスリット８７を
設け、該スリット８７を介して認識される画像により溶
液の濃縮度合いを認識する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶液の濃縮を行う
濃縮装置に関するものである。より詳しくは、水質検査
装置に用いられ、試料の溶出および濃縮操作を行うため
の濃縮装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、水質検査装置としては、源水中の
監視用の魚を放流し、毒物の存在を検査する等の方法が
とられている。もしくは、採取した水に試薬を反応さ
せ、水質を監視する方法などが取られている。また、河
川の水に微量に含まれる環境ホルモンの検出は主に、人
の手により行われており、採取液を濃縮する作業も人の
手により行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来方法のごとく、環
境ホルモンの検出を人の手により行う場合には、時間が
掛かりすぎるとともに、連続的に処理することが困難で
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決してフ
ェノール系物質の検出を行うため、本発明においては、
水質検出装置に用いられる濃縮装置において、採取液の
濃縮を行う透明な部材により構成される管と、該管を保
持する本体、該本体の外周面に装着される加熱装置、冷
却装置および採取液の攪拌のため超音波振動子により濃
縮槽を構成する。前記本体に前記管を認識可能なスリッ
トを設け、該スリットを介して認識される採取液の画像
により溶液の濃縮度合いを認識する。また、下部に取り
替え自在の栓を配置した管において、濃縮を行う。上記
の栓をアクチュエータにより自動的に取り替え可能とす
る。濃縮に用いる管に挿入される栓に張り出し部を設
け、栓の交換時に濃縮管の清掃を行う。

【０００５】

【発明の実施の形態】本実施例は、環境ホルモンの一つ
として、問題視されているフェノール系物質の検出を目
的とするものであり、以下の操作および装置は、そのた
めのものである。本発明は処理水量と側鎖の切断された
フェノール系物質を測定することにより、フェノール系
物質の濃度を測定する水質検査装置を構成するフィルタ
の自動交換装置である。

【０００６】現在、界面活性剤は、他の化学物質に比べ
排出量が多く、個々の規制が行われることなくメチレン
ブルー活性物質やコバルトチオシアネート活性物質とい
った界面活性を有する物質として集合的に規制されてい
る。非イオン界面活性剤としては、主としてポリオキシ
エチレン形界面活性剤の消費が多く、なかでもアルキル
フェノールエトキシレート（ＡＰＥ）とアルコールエト
キシレートが大半を占めている。特にＡＰＥは工業用の
洗剤、分散剤、乳化剤などとして繊維・染色工業や電子
部品工業などで頻繁に使用されている。

【０００７】ＡＰＥの親水基は様々な重合度を持つ酸化
エチレン鎖（ＥＯ鎖）よりなり、疎水基は分岐型の炭素
数８のオクチル基（オクチルフェノールエトキシレー
ト、ＯＰＥ）と炭素数９のノニル基（ノニルフェノール
エトキシレート、ＮＰＥ）が結合したものが商品化され
ている。なかでも、ＮＰＥがＯＰＥよりも大量に生産・
消費されている。

【０００８】図２１はアルキルフェノールエチレンオキ
サイド化合物の生分解過程を示すものである。ＡＰＥは
活性汚泥処理過程で、特定の微生物により親水基のＥＯ
鎖が順次分解されるが、疎水基のアルキルフェノールは
分解されずに残存する。その結果、分解により短鎖化し
たＥＯ鎖をもつ脂溶性の中間代謝物が残存し、これが河
川等の底に蓄積されていく。これにより、短鎖化したＥ
Ｏ鎖をもつ脂溶性の中間代謝物が嫌気状態で蓄積され
る。そして、アルキルフェノールが下水処理水やそれが
放流される河川に大量に含まれることになる。

【０００９】ＡＰＥは疎水基であるＥＯ鎖が分解され、
ＥＯ鎖を全くもたないアルキルフェノールにまで分解さ
れる。ここにおいて、生分解により疎水基であるＥＯ鎖
が短くなるにつれ毒性が高くなることが生態毒性学的手
法で明らかにされている。ＮＰＥは生分解を受けてＥＯ
鎖が短くなるにつれ、ホルモン活性が高くなっている。
一般に生分解を受けて無毒化される物質が多い中、ＡＰ
Ｅは分解されるにしたがって環境毒性が高くなるのであ
る。

【００１０】従来の下水処理場などでは雑水に含まれる
物質を微生物により分解、浄化している。しかし、上述
のごとく、ＡＰＥに関しては、生分解により毒性が高く
なるのである。そして、高い毒性を持つアルキルフェノ
ールは生分解されにくく、従来の塩素処理などによって
も分解されにくい。そこで、生分解により汚染物質を分
解し、さらにアルキルフェノールを分解すべく、オゾン
による浄化を行い、浄化度を確認するとともに、水の浄
化処理を効率的に行うべく、被処理水中に含まれるアル
キルフェノールの検出を行うものである。そして、アル
キルフェノールの検出を効率的に、かつ、短時間で行う
べく、本発明の濃縮装置を提供するものである。

【００１１】以下に本発明の実施形態を図面を用いて詳
細に説明する。図１は水処理装置の全体構成を示す側面
断面図、図２は同じくブロック図、図３は水質検出装置
の構成を示すブロック図、図４は前処理部の制御構成を
示すブロック図、図５は前処理部における操作の構成を
示す略図、図６はＧＣ／ＭＳ測定装置の構成を示す略
図、図７は溶出／濃縮部の構成を示す略図、図８は溶出
／濃縮部の配栓機構を示す正面図、図９は配栓機構の基
本構成を示す正面図、図１０は同じく側面図、図１１は
溶出／濃縮槽および配栓機構の基本構成を示す正面一部
断面図、図１２は栓投入後の栓取り出し機構を示す正面
一部断面図、図１３は栓取り出し時の栓取り出し機構を
示す正面一部断面図、図１４は栓投入時の栓取り出し機
構を示す正面一部断面図、図１５は栓を押し込む前の栓
押し込み機構の状態を示す正面一部断面図、図１６は栓
を押し込み途中の栓押し込み機構の状態を示す正面一部
断面図、図１７は栓を押し込み終了時の栓押し込み機構
の状態を示す正面一部断面図、図１８は栓による溶出／
濃縮槽の清掃過程を示す正面一部断面図、図１９は栓に
より清掃された溶出／濃縮槽を示す正面一部断面図、図
２０は溶出／濃縮部に配設される画像処理装置の構成を
示す模式図である。

【００１２】図１および図２を用いて、水処理装置の全
体構成について説明する。本実施例において、水処理装
置５１は河川などの雑水を浄化するものであり、必要に
応じて雑水に対して各種の処理を行い、特定の物質に対
しての浄化の度合いを検出可能に構成したのである。水
処理装置５１は一次処理部５２、二次処理部５３、三次
処理部５４、流量測定部５５およびオゾン処理部５６に
より構成されている。一次処理部５２に導入された被処
理水は、固形物や微細な浮遊物、油脂の分離除去等が行
われ二次処理部５３へと送られる。二次処理部５３に導
入された被処理水は、微生物により含有される有機物が
分解、安定化される。三次処理部５４に導入された被処
理水は凝集剤等が加えられ、リン等物質が凝集沈殿させ
て除去される。

【００１３】三次処理部５４において処理された水は、
流量測定部５５に導入され、流量測定部５５において被
処理水の水量が測定される。そして、被処理水の量に応
じて、被処理水中に酸化分解を促進するための触媒が添
加される。すなわち、流量測定部５５においては水量が
測定されるとともに、触媒が添加される。触媒が添加さ
れ被処理水はこの後に、オゾン処理部５６に導入され、
被処理水にオゾンの散気がおこなわれ、オゾンによる被
処理水の浄化が行われる。このように、流量測定部５５
において適量の触媒が加えられ、オゾン処理が行われる
ため、オゾンの処理力を十分に発揮できるとともに、オ
ゾンによる浄化の効率を向上できる。

【００１４】上記の構成において、流量測定部５５およ
びオゾン処理部５６の下流側には水質検査装置６０が接
続されており、被処理水の水量の認識とオゾン処理後の
被処理水の検出を行える構成になっている。流量測定部
５５において、被処理水の流量が検出され、該検出値は
水質検査装置６０に出力される。また、オゾン処理部５
６において、オゾン処理された水は該オゾン処理部５６
の下流側において、採取され水質検出装置６０に導入さ
れる。すなわち、水質検査装置６０において、検出対象
である被処理水の実流量を測定し、被処理水中に含まれ
る物質の成分および濃度の測定、そして水処理装置５１
の総合的な管理を行うので、アルキルフェノールをオゾ
ンにより効率的に酸化分解することが可能である。

【００１５】水質検査装置６０は、図２に示す如く、流
量測定システム５７、本体部５８および、コンピュータ
５９により構成されている。流量測定部５５には流量測
定システム５７が接続されており、該流量測定システム
５７にはコンピュータ５９が接続されている。これによ
り、流量測定システム５８において検出した流量をコン
ピュータ５９において認識できる。また、コンピュータ
５９には本体部５８が接続されており、該本体部５８に
は前記オゾン処理後の水が導入される。この本体部５８
において水質の検査のための操作が行われ、その結果が
電気信号に変換されたのちにコンピュータ５９に出力さ
れる。これにより、水質検査装置６０において検出物質
を認識でき、該検出物質の濃度を認識できる。

【００１６】また、本体部５８は図３に示すごとく、前
処理部５８ａおよび測定部５８ｂにより構成されてい
る。オゾン処理部５６の下流側において採取された被処
理水は、前処理部５８ａにおいて水質検出のための前処
理が行われる。そして、前処理の行われた被処理水は測
定部５８ｂに導入され、該測定部５８ｂにおいて成分測
定が行われる。これにより、本体部５８において被処理
水の水質の検査を行える構成になっている。前処理部５
８ａおよび測定部５８ｂはそれぞれコンピュータ５９に
接続されており、コンピュータ５９により制御される。
また、前処理部５８ａおよび測定部５８ｂの検出信号が
コンピュータ５９に出力され、該コンピュータ５９にお
いて本体部５８における測定状況を認識することもでき
る。

【００１７】前処理部５８ａには、採取した被処理水を
ろ過し、目的物質を抽出し、濃縮する操作を前記コンピ
ュータ５９により制御するための装置が配設されてい
る。図４に示すごとく、前処理部５８ａは前処理装置用
コントローラ６３、フィルタ装置２、抽出ポンプ６およ
び溶出／濃縮部９により構成されている。前処理装置用
コントローラにはフィルタ装置、抽出ポンプおよび溶出
／濃縮部が接続されており、各装置を制御する構成にな
っている。該前処理装置用コントローラにおいてコンピ
ュータ５９より出力された信号が各装置に対応した信号
に変換されるとともに、各装置より出力された信号がコ
ンピュータ５９に対応した信号に変換される構成になっ
ている。これにより、コンピュータ５９によってフィル
タ装置２、抽出ポンプ６および溶出／濃縮部９の制御さ
れ、各装置の作動状況を認識できる。

【００１８】溶出／濃縮部９にはサーモモジュールコン
トローラ６４および超音波発振器６５が接続されてお
り、溶出／濃縮部９における前処理操作において、この
サーモモジュールコントローラ６４および超音波発振器
６５が制御される構成になっている。サーモモジュール
コントローラ６４は後述する溶液の濃縮操作の際に用い
られるものであり、超音波発振器６５は後述する操作に
おいて、溶液に無水硫酸ナトリウムを混合する際に用い
られるものである。すなわち、溶出／濃縮の操作を完全
に自動化できるものであり、サーモモジュールコントロ
ーラ６４により温度調節が行われ、超音波発振器６５に
より、混合の操作が行われるため、前処理操作の効率化
を行える。

【００１９】次に、前処理部５８ａにおける操作につい
て、図５乃至図８を用いて説明する。前述のオゾン処理
部５６において処理された被処理水は、前処理部５８ａ
に導入され、採取槽１に取り込まれる。採取槽１におい
ては、後の操作を効率的に行うため、被処理水のｐＨが
調節される。本実施例においては、ｐＨ調整のために添
加する試薬として塩酸を用いるものである。採取槽１に
おいてｐＨ調整の行われた被処理水は、フィルタ装置２
によりろ過される。フィルタ装置２は、フィルタとフィ
ルタハウジングと巻き取りドラムにより構成されてい
る。また、フィルタハウジングには被処理水を通すため
のパイプが接続されている。上記の構成において、ロー
ル状のフィルタの一部が、フィルタハウジングにより保
持され、該フィルタハウジング７に保持されたフィルタ
を介して被処理水が抽出用ポンプ６に供給される。そし
て、使用されたフィルタは巻き取りドラムにより巻き取
られる。

【００２０】そして、フィルタ装置２によりろ過された
被処理水は、抽出用ポンプ６に導入される。抽出用ポン
プ６は、シリンジ、ピストンと該ピストンを摺動する装
置により構成されている。該抽出用ポンプ６は前記採取
槽１より被処理水を導入して、抽出用カートリッジ５に
供給する構成になっている。そして、抽出用カートリッ
ジ５に脂溶性物質であるアルキルフェノールを抽出する
ものである。抽出用ポンプ６に導入された被処理水は、
カートリッジ５に通水される。

【００２１】カートリッジ５は前処理部５８ａにおい
て、カートリッジストッカ３に収納されており、該カー
トリッジ５にはポンプ４によりアセトンが満たされる。
この後に、カートリッジ５に被処理水が通水されること
となる。すなわち、カートリッジ５はカートリッジスト
ッカ３に収納されており、操作ごとに１つずつ取り出さ
れ、シリンジ４によりアセトンが満たされる。この後
に、アセトンの満たされたカートリッジ５が抽出ポンプ
６において、通水されるものである。カートリッジ５が
収納時にはアセトンに接触していないので、カートリッ
ジ５の収納可能期間を延ばすことができる。これによ
り、メンテナンスの手間を軽減できる。

【００２２】被処理水を通水されたカートリッジ５には
窒素ガスが通され、予備乾燥が行われる。この後に、さ
らに窒素ガスにより、カートリッジ５の乾燥が行われ
る。乾燥されたカートリッジ５は、自動的に溶出／濃縮
部９に導入される。溶出／濃縮部９は、溶出／濃縮槽、
該溶出／濃縮槽に栓を設置するアクチュエータと無水硫
酸ナトリウム投入器により構成されている。また、溶出
／濃縮部９には酢酸メチルを供給するポンプ７およびヘ
キサンを供給するポンプ８が接続している。前述の乾燥
操作を行った後のカートリッジ５には、ポンプ７により
酢酸メチルが注入される。酢酸メチルが注入されること
により、カートリッジ５の固相に抽出された目的物質が
液相に溶出する。目的物質が溶存している酢酸メチル溶
液は、溶出／濃縮槽９ａに導入される。

【００２３】酢酸メチル溶液が導入された溶出／濃縮部
９は、酢酸メチル溶液を加熱濃縮する。本実施例におい
ては、約６０℃に加熱し、濃度を約１０倍まで濃縮す
る。酢酸メチル溶液の濃縮が十分に行われると、強制冷
却される。

【００２４】溶出／濃縮部９において、濃縮された酢酸
メチル溶液には、前記ポンプ８により標準液であるヘキ
サンが添加される。標準液の添加された溶液には、さら
に無水硫酸ナトリウムがストッカ１３より投入される。
ここで投入する無水硫酸ナトリウムは、ペレット状に成
形し品質の維持を図ることもでき、粉末状として混合し
やすいものとすることができる。無水硫酸ナトリウムが
添加された酢酸メチル溶液は、溶出／濃縮槽に装着され
た超音波振動装置により、溶液と無水硫酸ナトリウムの
混合が行われる。上記のごとく無水硫酸ナトリウムを添
加した後に、溶液の上澄みがシリンジにより採取され、
採取された溶液の一部はバイヤル瓶にストックされ、他
はＧＣ／ＭＳ測定装置のインジェクタ９２に注入され
る。また、シリンジは洗浄槽１２により洗浄され、繰り
返し使用される構成になっている。

【００２５】次に、測定部５８ｂの構成について、図７
を用いて説明する。測定部５８ｂはＧＣ／ＭＳ測定装置
であり、ガスクロマト装置９１と、質量分析装置９４お
よび制御装置９５により構成されている。測定部５８ｂ
は、コンピュータ５９に接続されており、該コンピュー
タ５９により、測定を制御および状況の認識を行えるよ
うに構成されている。測定部５８ｂのインジェクタ９２
に注入されてた試料は、キャリヤガスとともに、ガスク
ロマト装置９１に導入される。ガスクロマト装置９１に
導入された試料は、カラムを介して熱交換器に導入され
る。この際に、カラムの特性によりガス化された試料
が、各成分の特性に応じた順番にカラムより排出される
ものである。この後、ガス化された試料は、フィルタを
介してマスフローコントローラ９６に到達する。さら
に、イオン電源９３を介して質量分析装置に導入される
ものである。

【００２６】制御装置９５は複数の表示部、信号処理回
路、インバータおよびコントローラにより構成されてお
り、該制御装置９５はコンピュータ５９に接続されてい
る。表示部はそれぞれ、マスフローコントローラ、ピラ
ー真空計、温度センサに接続されている。ピラー真空計
および温度センサは質量分析装置９４に接続されてお
り、質量分析装置９４の真空度および温度を計測するも
のである。

【００２７】また、信号処理回路は、質量分析装置９４
のレシーバに接続しており、該レシーバの検出信号を認
識し、コンピュータ５９において処理できるように検出
信号を変換する構成になっている。インバータは質量分
析装置９４の電極に接続しており、該電極に高周波電圧
をかけるものである。また、コントローラは質量分析装
置９４に接続した絶対真空計に接続されている。

【００２８】質量分析装置９４は前記電極および円筒体
の周上に装着されたコイル、そしてレシーバにより構成
されている。円筒体１０１内部にイオン源９３よりイオ
ン化された試料が導入される。円筒体１０１内部に配設
された３重電極１０２には、前記インバータ１１３によ
り高周波電界がかけられており、イオン化した試料は円
筒体１０１内部において、３重電極１０２の静電界によ
り高速回転する。そして、前記コイル１０３には定電流
源１３４が接続されており、コイル１０３に電流が流れ
ている。コイル１０３により発生する磁界によりイオン
は回転作用を受ける。これにより、イオン化した試料は
質量差により分散される。しかし、イオンが静電界で受
ける高速回転により、同一質量のイオン間での分散がふ
せがれ、また同時に質量差による分散度が増す。これに
より、質量分析装置９４による検出感度を増すものであ
る。

【００２９】イオン化した試料はこのようにして、レシ
ーバに到達し、該レシーバにおいてイオン化した試料の
到達を認識し、検出信号が信号処理回路を介してコンピ
ュータ５９に出力される。これにより、質量分析を高い
分解能で行うことができるとともに、コンピュータ５９
において試料成分の認識することができる。この質量分
析装置は、水、窒素、酸素以外に２種の分子を測定でき
るように構成されており、本実施例においては質量数１
３５および１８８のものを測定できる構成になってい
る。これは、環境ホルモンとされるフェノール系物質の
測定を行うためであり、質量分析装置における測定範囲
を限定することにより、測定精度を向上するとともに、
制作コストを軽減できる。また、操作および制御が容易
となる。

【００３０】次に、上記の水質検出装置６０において使
用される溶出／濃縮部９の構成について詳しく説明す
る。本実施例においては濃縮部において、溶出の操作を
行うため、濃縮部を溶出／濃縮部とするものである。溶
出／濃縮部９は、図７において示すごとく、溶出／濃縮
槽９ａ、栓ストッカ１５９、アクチュエータ９０ａ・９
０ｂ、無水硫酸ナトリウムストッカ１３、光源１５６お
よびカメラ１５７により構成されている。栓ストッカ１
５９は溶出／濃縮槽９ａに配設する専用栓８６を収納し
ておくものであり、該専用栓８６をアクチュエータ９０
ａ・９０ｂにより、溶出／濃縮槽９ａに配置するもので
ある。

【００３１】また、無水硫酸ナトリウムストッカ１３は
溶出／濃縮槽９ａに、有機溶媒の乾燥用の無水硫酸ナト
リウムを投入するためのものである。該無水硫酸ナトリ
ウムストッカ１３は、無水硫酸ナトリウムを収納する収
納部１５８、収納部１５８より無水硫酸ナトリウムを切
り出すシリンダ１５２、切り出された無水硫酸ナトリウ
ムを押し出すシリンダ１５３、無水硫酸ナトリウムを溶
出／濃縮槽９ａに導入するガイド１５４およびガイド１
５４の首振りを行うシリンダ１５２により構成されてい
る。シリンダ１５２・１５３・１５５はエアコンプレッ
サより供給される空気圧により作動するものであり、該
空気圧の供給は図示しない電磁バルブにより行われる。
また、該電磁バルブは前述した前処理装置用コントロー
ラ６３により制御されるものである。また、収納部１５
８に収納される無水硫酸ナトリウムとしては粉末状もし
くはペレット状のものを使用することができる。

【００３２】光源１５６は溶出／濃縮槽９ａのスリット
８７を介して専用槽８５を照らすものであり、本実施例
においては、ハロゲンランプを使用している。また、カ
メラ１５７は専用槽８５内に導入された溶液の液量を認
識するためのものであり、本実施例においてはＣＣＤカ
メラが用いられている。また、専用槽８５は上部の外形
および内径が他の部分より若干大きく構成された管によ
り構成されている。光源１５６およびカメラ１５７は前
処理装置用コントローラ６３を介してコンピュータ５９
に接続されており、該コンピュータ５９においてカメラ
１５７の映像が解析され、専用槽８５内の液量を認識す
る構成になっている。

【００３３】溶出／濃縮槽９ａは本体８４、本体中央に
配設された専用槽８５、本体外周面に装着されるサーモ
モジュール８８および該サーモモジュール８８の外周面
に装着される水冷板８９により構成されている。専用槽
８５は透明な部材により構成される管であり、該専用槽
８５において溶液の濃縮が行われるものである。専用槽
８５は、本体８４の上部より挿入された構成になってお
り、該専用槽８５は上部の外形および内径が大きく構成
されている。本体８４には、専用槽８５を挿入するため
の、孔が設けられており、該孔を専用槽８５に沿う形状
にすることにより、容易に専用槽８５を保持することが
できる。サーモモジュール８８は溶出／濃縮槽９ａの加
熱装置であり、本実施例においては電熱線により構成さ
れている。水冷板８９は溶出／濃縮槽９ａの冷却装置で
あり、該水冷板８９に水が循環することにより、溶出／
濃縮槽９ａを冷却するものである。

【００３４】専用栓８６は、前述のごとく、アクチュエ
ータ９０ａ・９０ｂにより、専用槽８５の下部に自動的
に配設されるものであり、取り替え自在に構成されてい
る。これにより、専用槽８５内に前記酢酸メチル溶液を
溜めることができるとともに、残った酢酸メチル溶液の
廃棄を容易に行うことができる。また、本体８４には液
面確認スリット８７が設けられており、該スリット８７
より専用栓８６の上方に導入された溶液の状態、特に液
面の位置を認識できる構成になっている。また、本体８
４の側部には、後述する超音波振動子６５ａが装着され
ており、投入される無水硫酸ナトリウムと酢酸メチル溶
液を混合する構成となっている。超音波振動子６５ａは
前述の超音波発振器６５に接続されており、超音波を発
生させ、酢酸メチル溶液に伝達するものである。

【００３５】酢酸メチル溶液が導入された溶出／濃縮槽
９ａは、前記装着されたサーモモジュール８８により加
熱される。そして、酢酸メチル溶液を加熱濃縮するもの
である。本実施例においては、約６０℃に加熱し、濃度
を約１０倍まで濃縮する方法をとっている。この際に、
濃縮状況を液面確認スリット８７より、光源１５６で照
らし、カメラ１５７により認識するものである。酢酸メ
チル溶液の濃縮が十分に行われると、サーモモジュール
８８による加熱が停止され、前記水冷板８９により本体
８４が冷やされる。これにより濃縮された酢酸メチル溶
液が溶出／濃縮槽９ａ内において、冷却される。上記サ
ーモモジュール８８および水冷板８９は前記サーモモジ
ュールコントローラ６４により制御されるものである。

【００３６】溶出／濃縮槽９ａ内において、濃縮された
酢酸メチル溶液には、前記ポンプ８により標準液である
ヘキサンが添加される。標準液の添加された溶液には、
さらに無水硫酸ナトリウムがストッカ１３より投入され
る。これにより、酢酸メチル溶液に含まれる水分を液相
より除去するものである。ここで投入する無水硫酸ナト
リウムは、ペレット状に成形し品質の維持を図ることも
でき、粉末状として混合しやすいものとすることができ
る。無水硫酸ナトリウムが添加された酢酸メチル溶液
は、溶出／濃縮槽に装着された超音波振動子６５ａによ
り、溶液と無水硫酸ナトリウムの混合が行われる。上記
のごとく無水硫酸ナトリウムを添加した後に、溶液の上
澄みがシリンジにより採取され、前述のＧＣ／ＭＳ測定
装置のインジェクタ９２に注入される。

【００３７】次に、溶出／濃縮部９のアクチュエータ９
０ａ・９０ｂの構成に付いて説明する。アクチュエータ
９０ａ・９０ｂはそれぞれ電磁弁１６０ａ・１６０ｂに
接続されており、該電磁弁１６０ａ・１６０ｂによりア
クチュエータ９０ａ・９０ｂが制御される。電磁弁１６
０ａ・１６０ｂは前記前処理装置コントローラ６３によ
り制御されるものである。すなわち、電磁弁１６０ａに
よりアクチュエータ９０ａを作動させ、栓ストッカ１５
９より専用栓８６を取り出し、電磁弁１６０ｂによりア
クチュエータ９０ｂを作動させ、栓ストッカ１５９を溶
出／濃縮槽９ａに配置するものである。

【００３８】次に、溶出／濃縮槽９ａに専用栓８６を配
設するための構成について図９乃至図１７を用いて説明
する。まず、図９乃至図１１を用いて専用栓８６を配設
するための基本的な構成について説明する。フレーム１
６１の正面には、アクチュエータ９０ａ・９０ｂ、栓ス
トッカ１５９、溶出／濃縮槽９ａが配設されている。ア
クチュエータ９０ａ・９０ｂはそれぞれステー１６３・
１６２を介してフレーム１６１に固設されており、アク
チュエータ９０ａは栓ストッカ１５９の下部の側方に配
設されており、アクチュエータ９０ｂは溶出／濃縮９ａ
の専用槽８５の上方に配設されている。また、栓ストッ
カ１５９は溶出／濃縮９ａの上側方に位置している。ま
た、溶出／濃縮槽９ａの本体８４の前面には、超音波振
動子６５ａが配設されており、本体８４の左右側面には
サーモモジュール８８・８８が配設されている。さらに
サーモモジュール８８・８８の外側面には水冷板８９が
配設されている。溶出／濃縮槽９ａの下部にはスリット
８７が設けられており、該スリット８７をにより、専用
槽８５内の溶液の状態を認識できる構成になっている。

【００３９】栓ストッカ１５９は、専用栓１５９を収納
する円筒部と該円筒部を保持する保持部１５９ｂにより
構成されている。栓ストッカ１５９の円筒部には専用栓
８６が縦方向に収納されており、該専用栓８６は重力に
より保持部１５９ｂに導入される構成になっている。該
保持部１５９ｂには、アクチュエータ９０ａの摺動ロッ
ド先端に固設された栓セット部材１６５が挿入されてい
る。該栓セット部材１６５には専用栓８６を導入可能な
円柱状の空間が設けられており、栓ストッカ１５９の円
筒部より専用栓８６が栓セット部材１６５に取り込まれ
る構成になっている。

【００４０】次に、専用栓８６を溶出／濃縮槽９ａ上に
セットする機構について、図１２乃至図１４を用いて説
明する。予め、栓セット部材１６５には、専用栓８６が
重力により取り込まれており、該栓セット部材１６５を
アクチュエータ９０ａにより摺動させ、溶出／濃縮槽９
ａ上方に位置させることにより、専用栓８６が専用槽８
５内に落下するものである。この状態において、栓スト
ッカ１５９の円筒部の下側は栓セット部材１６５の後部
により閉じられる。そして、栓セット部材１６５が後方
に摺動し、該栓セット部材１６５の空隙が、図１３に示
すごとく、円筒部の下部の直下に位置すると専用栓８６
が栓セット部材１６５に取り込まれる。そして該栓セッ
ト部材１６５が、図１４に示すごとく、前方に摺動し、
専用栓８６を専用槽８５に投入するものである。

【００４１】次に、専用栓８６を専用槽８５に押し込む
機構について、図１５乃至図１７を用いて説明する。専
用槽８５は管により構成されており、専用槽８５の上部
は内径が中央部および下部の内径より大きく構成されて
いる。これにより、前述のごとく、栓セット部材１６５
により投入された専用栓８６は、図１５に示すごとく、
専用槽８５の上部に挿入されて、とどまるものである。
そして、アクチュエータ９０ｂの摺動ロッドを下方に摺
動させることにより、該ロッドの先端に当接した専用栓
８６が専用槽８５内に押し込まれる。専用栓８６は樹脂
などにより構成されており、若干の弾性変形が可能な部
材により構成されている。本実施例においては、専用栓
８６はフッ素樹脂により構成されている。また、専用栓
８６を構成する樹脂としては温度６０℃で酢酸メチルに
対して耐性をもつものであればよい。さらに、専用栓８
６はアクチュエータ９０ｂにより下方に押し込まれ、図
１７に示すごとく、専用槽８５の下部に配置されるもの
である。また、新しい専用栓８６が配置されることによ
り、専用槽８５の下部に配置されていた使用済み専用栓
８６は、新しい専用栓８６により押し出されるものであ
る。

【００４２】次に、専用栓８６による専用槽８５の清掃
作用について、図１８および図１９を用いて説明する。
専用栓８６は前述のごとく、弾性変形をした状態で専用
槽８５内に押し込まれるものである。専用栓８６には張
り出し部８６ｂが複数も受けられており、該専用栓８６
は該張り出し部８６ｂにおいて、専用槽８５の内壁に当
接するものである。専用栓８６は弾性変形をしているた
め、該弾性力により張り出し部８６ｂが専用槽８５の内
壁に押し付けられた状態となっている。また、該張り出
し部８６ｂは円盤状に構成されている。

【００４３】専用槽８５内においては、溶液の濃縮が行
われ、さらに無水硫酸ナトリウムが投入されるため、該
専用槽８５内壁に析出物などの異物１６６が付着する場
合がある。しかしながら、専用栓８６の張り出し部８６
ｂが専用槽８５の内壁に押さえつけられながら挿入され
るため、該張り出し部８６ｂにより異物１６６が除去さ
れる構成になっている。また、張り出し部８６ｂは複数
設けられているため、専用栓８６による清掃効果を向上
させることができる。これにより、専用槽８５内を容易
に清掃できるとともに、専用栓８６の交換時に専用槽８
５内の清掃が行われるので、前処理操作における操作時
間を短縮できる。

【００４４】次に、溶出／濃縮槽９ａにおける、濃縮の
ための液位確認の手法について図２０を用いて説明す
る。溶出／濃縮槽９ａの中央に配置される専用槽８５は
ガラスなどの透明な部材により構成されており、スリッ
ト８７より専用槽８５の内部を見ることができるように
なっている。溶出／濃縮槽９ａにはスリット８７が２個
所も受けられており、一方のスリット８７の開口方向に
は光源１５６が配設されており、他方のスリット８７に
は液位確認用のカメラ１５７が配設されている。このた
め、光源１５６よりの光により専用槽８５内の液面が照
らし出されて、前記カメラ１５７により認識できるもの
である。

【００４５】本実施例においては、カメラ１５７として
ＣＣＤ（電荷結合デバイス）カメラを用いた。ＣＣＤカ
メラを用いることにより、撮像管と比較して画像を認識
する装置の小型軽量化を行え、消費電力を低減できる。
また、位置指定が正確にでき、各種の画像処理や観測な
どを容易に行うことができる。そして、カメラ１５７の
映像は前処理装置用コントローラ６３を介してコンピュ
ータ５９に送信され、該コンピュータ５９におおいて、
画像解析が行われ、溶液の濃縮度合いが認識される構成
になっている。

【００４６】

【発明の効果】請求項１に記載のごとく、水質検出装置
に用いられる濃縮装置において、採取液の濃縮を行う透
明な部材により構成される管と、該管を保持する本体、
該本体の外周面に装着される加熱装置、冷却装置および
採取液の攪拌のため超音波振動子により濃縮槽を構成す
るので、濃縮部において、加熱濃縮および濃縮液の冷却
を行え、操作効率を向上できる。さらに、濃縮部を簡便
な構造により構成できる。濃縮槽を透明な部材により構
成するので、濃縮槽の清浄度を容易に認識できる。

【００４７】請求項２記載のごとく、請求項１記載の濃
縮装置において、前記本体に前記管を認識可能なスリッ
トを設け、該スリットを介して認識される採取液の画像
により溶液の濃縮度合いを認識するので、濃縮液に直接
的な操作を行う必要がなく、検出の精度を向上できる。

【００４８】本発明は、請求項３に記載のごとく、水質
検出装置に用いられる濃縮装置において、下部に取り替
え自在の栓を配置した管において、濃縮を行うので、栓
を取り外すことにより、濃縮液の残さを容易に廃棄する
ことができるとともに、該濃縮槽の清掃性を向上でき
る。また、容易な構成により濃縮槽を構成できる。

【００４９】また、請求項４記載の如く、水質検出装置
に用いられる濃縮装置において、濃縮を行う管の下部に
栓を配置し、該栓をアクチュエ−タにより自動的に取り
替え可能としたので、栓の取り替えを行うことができ、
濃縮作業にかかる時間を短縮できる。これにより、濃縮
の作業効率を向上できる。

【００５０】請求項５に記載のごとく、水質検出装置に
用いられる濃縮装置において、濃縮に用いる管に挿入さ
れる栓に張り出し部を設け、栓の交換時に濃縮槽の清掃
を行うので、濃縮槽の清掃を容易に行うことが出来、濃
縮作業にかかる時間を短縮できる。これにより、濃縮の
作業効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】水処理装置の全体構成を示す側面断面図であ
る。

【図２】同じくブロック図である。

【図３】水質検出装置の構成を示すブロック図である。

【図４】前処理部の制御構成を示すブロック図である。

【図５】前処理部における操作の構成を示す略図であ
る。

【図６】ＧＣ／ＭＳ測定装置の構成を示す略図である。

【図７】溶出／濃縮部の構成を示す略図である。

【図８】溶出／濃縮部の配栓機構を示す正面図である。

【図９】配栓機構の基本構成を示す正面図である。

【図１０】同じく側面図である。

【図１１】溶出／濃縮槽および配栓機構の基本構成を示
す正面一部断面図である。

【図１２】栓投入後の栓取り出し機構を示す正面一部断
面図である。

【図１３】栓取り出し時の栓取り出し機構を示す正面一
部断面図である。

【図１４】栓投入時の栓取り出し機構を示す正面一部断
面図である。

【図１５】栓を押し込む前の栓押し込み機構の状態を示
す正面一部断面図である。

【図１６】栓を押し込み途中の栓押し込み機構の状態を
示す正面一部断面図である。

【図１７】栓を押し込み終了時の栓押し込み機構の状態
を示す正面一部断面図である。

【図１８】栓による溶出／濃縮槽の清掃過程を示す正面
一部断面図である。

【図１９】栓により清掃された溶出／濃縮槽を示す正面
一部断面図である。

【図２０】溶出／濃縮部に配設される画像処理装置の構
成を示す模式図である。

【図２１】アルキルフェノールエチレンオキサイド化合
物の生分解過程を示すものである。

【符号の説明】

９溶出／濃縮部９ａ溶出／濃縮槽１３ストッカ６５ａ超音波振動子８４本体８５専用槽８７スリット８８サーモモジュール８９冷却板９０ａアクチュエータ９０ｂアクチュエータ１５６光源１５７カメラ１５９栓ストッカ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村井昭大阪市北区中之島３丁目３番22号関西電力株式会社内 (72)発明者高田不二雄大阪府茨木市畑田町15番26号株式会社レスカ内 (72)発明者浜島義和大阪府茨木市畑田町15番26号株式会社レスカ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水質検出装置に用いられる濃縮装置にお
いて、採取液の濃縮を行う透明な部材により構成される
管と、該管を保持する本体、該本体の外周面に装着され
る加熱装置、冷却装置および採取液の攪拌のため超音波
振動子により濃縮槽を構成することを特徴とする濃縮装
置。
【請求項２】請求項１記載の濃縮装置において、前記
本体に前記管を認識可能なスリットを設け、該スリット
を介して認識される採取液の画像により溶液の濃縮度合
いを認識することを特徴とする請求項１記載の濃縮装
置。
【請求項３】水質検出装置に用いられる濃縮装置にお
いて、下部に取り替え自在の栓を配置した管において、
濃縮を行うことを特徴とする濃縮装置。
【請求項４】水質検出装置に用いられる濃縮装置にお
いて、濃縮を行う管の下部に栓を配置し、該栓をアクチ
ュエ−タにより自動的に取り替え可能としたことを特徴
とする濃縮装置。
【請求項５】水質検出装置に用いられる濃縮装置にお
いて、濃縮に用いる管に挿入される栓に張り出し部を設
け、栓の交換時に濃縮管の清掃を行うことを特徴とする
濃縮装置。