JP3169831B2 - 水中の陰イオンの検出装置 - Google Patents
水中の陰イオンの検出装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水中の陰イオンの
検出装置に係り、特に、火力及び原子力発電所における
復水器の冷却水（海水）のリークを感知できる塩素イオ
ンに代表される陰イオンの検出装置に関する。
検出装置に係り、特に、火力及び原子力発電所における
復水器の冷却水（海水）のリークを感知できる塩素イオ
ンに代表される陰イオンの検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、火力及び原子力発電所では、図４
に示されるように、ボイラー２１で発生した高温、高圧
の水蒸気を蒸気タービン２３、２５に導き、蒸気タービ
ン２５からの排蒸気は復水器２７で凝縮して水とし、こ
の復水を再びボイラー給水として使うという水循環を行
っている。循環水中には、腐食生成物などの不純物が蓄
積してくるので、浄化装置（復水脱塩装置）２９が設置
されている。この循環系での復水器２７は、蒸気側が減
圧されており、冷却水に海水２８が用いられるので、復
水器細管にピンホールが生じたような場合には、海水が
蒸気側に侵入し、塩類濃度が著しく上昇する。その結
果、復水脱塩装置２９の負荷が大きくなり、海水リーク
量が多くなると、この脱塩装置２９の許容範囲を越えて
しまう。そこで、検塩装置により海水のリークを検知す
ることが必要になる。海水リークの検知には、導電率を
測定する方法やナトリウムモニター、原子吸光法等によ
る方法が用いられている。
に示されるように、ボイラー２１で発生した高温、高圧
の水蒸気を蒸気タービン２３、２５に導き、蒸気タービ
ン２５からの排蒸気は復水器２７で凝縮して水とし、こ
の復水を再びボイラー給水として使うという水循環を行
っている。循環水中には、腐食生成物などの不純物が蓄
積してくるので、浄化装置（復水脱塩装置）２９が設置
されている。この循環系での復水器２７は、蒸気側が減
圧されており、冷却水に海水２８が用いられるので、復
水器細管にピンホールが生じたような場合には、海水が
蒸気側に侵入し、塩類濃度が著しく上昇する。その結
果、復水脱塩装置２９の負荷が大きくなり、海水リーク
量が多くなると、この脱塩装置２９の許容範囲を越えて
しまう。そこで、検塩装置により海水のリークを検知す
ることが必要になる。海水リークの検知には、導電率を
測定する方法やナトリウムモニター、原子吸光法等によ
る方法が用いられている。
【０００３】比抵抗又は導電率を測定する方法では、カ
チオン交換樹脂が必要となる。その理由は、一般に循環
水は系内の腐食を抑制するために、１ｐｐｍ ａｓＮＨ
4 程度のアンモニア及び１００ｐｐｂ ａｓＮ2 Ｈ4 程
度のヒドラジン濃度になるようにアンモニアとヒドラジ
ンが添加、調整されており、比抵抗が低く導電率が高い
ので、微量の海水リークにより、塩濃度が多少上昇した
程度では、そのまま測定した値の変化はごく小さく海水
リークを知ることは難しいからである。そこで、再生形
のカチオン交換樹脂に通水し、もともと存在した陽イオ
ンのアンモニア、ヒドラジンと海水リークにより混入し
てきた主成分のＮａＣｌ中のナトリウムイオン等のカチ
オン成分を除去した後の主にＨＣｌによる比抵抗（酸化
抵抗）又は酸導電率を測定する方法が、一般的となって
いる。
チオン交換樹脂が必要となる。その理由は、一般に循環
水は系内の腐食を抑制するために、１ｐｐｍ ａｓＮＨ
4 程度のアンモニア及び１００ｐｐｂ ａｓＮ2 Ｈ4 程
度のヒドラジン濃度になるようにアンモニアとヒドラジ
ンが添加、調整されており、比抵抗が低く導電率が高い
ので、微量の海水リークにより、塩濃度が多少上昇した
程度では、そのまま測定した値の変化はごく小さく海水
リークを知ることは難しいからである。そこで、再生形
のカチオン交換樹脂に通水し、もともと存在した陽イオ
ンのアンモニア、ヒドラジンと海水リークにより混入し
てきた主成分のＮａＣｌ中のナトリウムイオン等のカチ
オン成分を除去した後の主にＨＣｌによる比抵抗（酸化
抵抗）又は酸導電率を測定する方法が、一般的となって
いる。
【０００４】ナトリウムモニターは、イオン選択性のガ
ラス電極を用いたものである。原子吸光等は、試料水を
サンプリングして分析室に持ち帰り、分析するというか
たちなので、常時モニターできるものではない。このう
ち、酸導電率を測定する方法は、前述したように、カチ
オン交換樹脂が必要となるが、この樹脂は所定のイオン
を吸着すると効果を発揮しなくなる。そのため、樹脂の
再生又は交換が必要となり、再生又は交換作業や樹脂コ
ストなどが問題となる。
ラス電極を用いたものである。原子吸光等は、試料水を
サンプリングして分析室に持ち帰り、分析するというか
たちなので、常時モニターできるものではない。このう
ち、酸導電率を測定する方法は、前述したように、カチ
オン交換樹脂が必要となるが、この樹脂は所定のイオン
を吸着すると効果を発揮しなくなる。そのため、樹脂の
再生又は交換が必要となり、再生又は交換作業や樹脂コ
ストなどが問題となる。
【０００５】また、ナトリウムモニターは、ガラス電極
を使用しているため、低濃度領域での感度は電極の起電
力の低下により、ネルンストの式からずれ小さくなる
し、照合電極の電極液として塩化カリウム溶液が使用さ
れるため、試料水側に拡散したカリウムイオンによりプ
ラスの誤差を与えることがある。また、クラッドと呼ば
れる鉄の酸化物及び水酸化物により電極表面が汚染さ
れ、感度が低下してくる、等の欠点をもっている。原子
吸光等の分析は、分析装置が現場に設置できるようなポ
ータブル型がないので、試料水をサンプリングして持ち
帰り、分析しなければならない。また、イオンクロマト
分析装置は比較的小型であるが、試薬の調整等の手間を
必要とし、原子吸光と同様に高価な装置である。
を使用しているため、低濃度領域での感度は電極の起電
力の低下により、ネルンストの式からずれ小さくなる
し、照合電極の電極液として塩化カリウム溶液が使用さ
れるため、試料水側に拡散したカリウムイオンによりプ
ラスの誤差を与えることがある。また、クラッドと呼ば
れる鉄の酸化物及び水酸化物により電極表面が汚染さ
れ、感度が低下してくる、等の欠点をもっている。原子
吸光等の分析は、分析装置が現場に設置できるようなポ
ータブル型がないので、試料水をサンプリングして持ち
帰り、分析しなければならない。また、イオンクロマト
分析装置は比較的小型であるが、試薬の調整等の手間を
必要とし、原子吸光と同様に高価な装置である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決し、イオン交換樹脂等の交換を必
要とせず、また、クラッド等の固形浮遊物による汚染の
影響を受けず、操作が簡単で正確な測定ができ、しかも
安価な検塩装置である水中の陰イオンの検出装置を提供
することを課題とする。
来技術の問題点を解決し、イオン交換樹脂等の交換を必
要とせず、また、クラッド等の固形浮遊物による汚染の
影響を受けず、操作が簡単で正確な測定ができ、しかも
安価な検塩装置である水中の陰イオンの検出装置を提供
することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、電気式連続イオン交換装置の陽極室と
陰極室の間に、２枚のカチオン交換膜で仕切られたカチ
オン交換体が充填された脱アルカリ室を設け、前記陽極
室と陰極室及び脱アルカリ室には、それぞれ水の導入経
路と処理水の排出経路が配され、脱アルカリ室からの処
理水の排出経路に、該処理水の比抵抗又は導電率を測定
する測定器を配備したことを特徴とする水中の陰イオン
の検出装置としたものである。前記検出装置において、
陽極室への水の導入経路には、純水供給管又は前記脱ア
ルカリ室からの処理水の排出経路を結ぶバイパス管が接
続され、陽極室に純水又は脱アルカリ室の処理水を供給
できるようにしている。この場合は仕切のカチオン交換
膜は通常のものでよい。また、陽極室に純水又は処理水
以外の水を供給する場合は、前記２枚のカチオン交換膜
のうち、陽極側のカチオン交換膜として水素イオン選択
透過膜又はバイポーラ膜を用いる必要がある。
に、本発明では、電気式連続イオン交換装置の陽極室と
陰極室の間に、２枚のカチオン交換膜で仕切られたカチ
オン交換体が充填された脱アルカリ室を設け、前記陽極
室と陰極室及び脱アルカリ室には、それぞれ水の導入経
路と処理水の排出経路が配され、脱アルカリ室からの処
理水の排出経路に、該処理水の比抵抗又は導電率を測定
する測定器を配備したことを特徴とする水中の陰イオン
の検出装置としたものである。前記検出装置において、
陽極室への水の導入経路には、純水供給管又は前記脱ア
ルカリ室からの処理水の排出経路を結ぶバイパス管が接
続され、陽極室に純水又は脱アルカリ室の処理水を供給
できるようにしている。この場合は仕切のカチオン交換
膜は通常のものでよい。また、陽極室に純水又は処理水
以外の水を供給する場合は、前記２枚のカチオン交換膜
のうち、陽極側のカチオン交換膜として水素イオン選択
透過膜又はバイポーラ膜を用いる必要がある。
【０００８】また、本発明では、電気式連続イオン交換
装置の陽極室と陰極室の間に、１枚以上のカチオン交換
膜を設け、前記陽極室と陰極室には、それぞれ水の導入
経路と処理水の排出経路が配され、該陽極室からの処理
水の排出経路に、該処理水の比抵抗又は導電率を測定す
る測定器を配備したことを特徴とする水中の陰イオンの
検出装置としたものである。さらに、本発明では、電気
式連続イオン交換装置の陽極室と陰極室の間に、２枚以
上のカチオン交換膜で仕切られた処理室を設け、前記陽
極室と陰極室及び処理室には、それぞれ水の導入経路と
処理水の排出経路が配され、該処理室からの処理水の排
出経路に、該処理水の比抵抗又は導電率を測定する測定
器を配備したことを特徴とする水中の陰イオンの検出装
置としたものである。
装置の陽極室と陰極室の間に、１枚以上のカチオン交換
膜を設け、前記陽極室と陰極室には、それぞれ水の導入
経路と処理水の排出経路が配され、該陽極室からの処理
水の排出経路に、該処理水の比抵抗又は導電率を測定す
る測定器を配備したことを特徴とする水中の陰イオンの
検出装置としたものである。さらに、本発明では、電気
式連続イオン交換装置の陽極室と陰極室の間に、２枚以
上のカチオン交換膜で仕切られた処理室を設け、前記陽
極室と陰極室及び処理室には、それぞれ水の導入経路と
処理水の排出経路が配され、該処理室からの処理水の排
出経路に、該処理水の比抵抗又は導電率を測定する測定
器を配備したことを特徴とする水中の陰イオンの検出装
置としたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図面を用いて詳細
に説明する。図１は本発明の検出装置の一例を示す概略
構成図である。図１においては、２枚の通常のカチオン
交換膜と純水を使用しており、試料水１０を２枚のカチ
オン交換膜３で仕切られた脱アルカリ室４内と陰極室２
内に通水し、陽極室１内には純水９を通水する。脱アル
カリ室４内にはカチオン交換体が挿入されており、脱ア
ルカリされた処理水１１を比抵抗計５でモニターし、そ
の比抵抗値の変化で試料水中の塩素イオンを検知する。
ここで、カチオン交換体に吸着したＮＨ4 + 、Ｎａ+ 等
のアルカリイオンは、直流電源７に連結されている電極
６の作用により、連続的に、カチオン交換膜３を通過し
陰極水側に移動する。したがって、イオン交換樹脂のよ
うにイオン交換能力が低下することなく、半永久的に運
転することができる。
に説明する。図１は本発明の検出装置の一例を示す概略
構成図である。図１においては、２枚の通常のカチオン
交換膜と純水を使用しており、試料水１０を２枚のカチ
オン交換膜３で仕切られた脱アルカリ室４内と陰極室２
内に通水し、陽極室１内には純水９を通水する。脱アル
カリ室４内にはカチオン交換体が挿入されており、脱ア
ルカリされた処理水１１を比抵抗計５でモニターし、そ
の比抵抗値の変化で試料水中の塩素イオンを検知する。
ここで、カチオン交換体に吸着したＮＨ4 + 、Ｎａ+ 等
のアルカリイオンは、直流電源７に連結されている電極
６の作用により、連続的に、カチオン交換膜３を通過し
陰極水側に移動する。したがって、イオン交換樹脂のよ
うにイオン交換能力が低下することなく、半永久的に運
転することができる。
【００１０】図２に本発明の検出装置の他の例を示す。
図２においては、純水９が供給されない場合で、処理水
１１を陽極室１水として使用している。これは、処理水
１１中には水素イオン以外の陽イオンは殆ど含まれない
ので、処理水室４側には水素イオン以外の陽イオンの移
動は起こらないためである。また、図３に、本発明の検
出装置のもう一つの例を示す。図３においては、陽極側
のカチオン交換膜に水素イオン選択透過膜又はバイポー
ラ膜８を使用した場合であり、この場合、陽極水の純水
は不要となり、試料水１０を通水することができる。
図２においては、純水９が供給されない場合で、処理水
１１を陽極室１水として使用している。これは、処理水
１１中には水素イオン以外の陽イオンは殆ど含まれない
ので、処理水室４側には水素イオン以外の陽イオンの移
動は起こらないためである。また、図３に、本発明の検
出装置のもう一つの例を示す。図３においては、陽極側
のカチオン交換膜に水素イオン選択透過膜又はバイポー
ラ膜８を使用した場合であり、この場合、陽極水の純水
は不要となり、試料水１０を通水することができる。
【００１１】次に、本発明の前記図１〜３における基本
原理を説明する。本発明は基本的には電気透析装置と比
抵抗計を組合せたものであるが、通常の電気透析装置の
場合、図４における循環水濃度、１ｐｐｍ ａｓＮＨ4
+ 、１００ｐｐｂ ａｓＮ2 Ｈ4 程度の微量領域では電
流が流れ難く、電圧が高くなってしまい、直流電源装置
が大型になる等非常に不経済である。そこで、２枚のカ
チオン交換膜の間に、カチオン交換体を挿入すると、電
圧を大幅に低下させることができる。これは、カチオン
交換体のイオン交換基（−ＳＯ3 Ｈ）により、イオンの
橋渡しをするためであると考えられる。
原理を説明する。本発明は基本的には電気透析装置と比
抵抗計を組合せたものであるが、通常の電気透析装置の
場合、図４における循環水濃度、１ｐｐｍ ａｓＮＨ4
+ 、１００ｐｐｂ ａｓＮ2 Ｈ4 程度の微量領域では電
流が流れ難く、電圧が高くなってしまい、直流電源装置
が大型になる等非常に不経済である。そこで、２枚のカ
チオン交換膜の間に、カチオン交換体を挿入すると、電
圧を大幅に低下させることができる。これは、カチオン
交換体のイオン交換基（−ＳＯ3 Ｈ）により、イオンの
橋渡しをするためであると考えられる。
【００１２】図１のように、２枚共、通常のカチオン交
換膜を使用し陽極室１内に純水を流した場合、前述した
ように、試料水１０に含まれるアンモニア、ヒドラジン
成分はカチオン交換体に捕捉され、カチオン交換膜３を
通過し、陰極室２側に移動する。そして、陽極室１水は
純水９なので、イオン成分はなく陽極室１から処理室４
へは水素イオン以外の移動はないので、処理水１１は純
水となる。また、図２の場合、陽極室１水に処理水１１
を用いているが、これには水素イオン以外の陽イオンは
含まれないので、前記と同様に処理水１１は純水とな
る。ここで、試料水１０に少量の塩化ナトリウムが混入
した場合、１ｐｐｍ ａｓＮＨ4 + 中の数ｐｐｂ ａｓ
ＮａＣｌの増加であることから、試料水１０自身の導電
率は殆ど変化しない。
換膜を使用し陽極室１内に純水を流した場合、前述した
ように、試料水１０に含まれるアンモニア、ヒドラジン
成分はカチオン交換体に捕捉され、カチオン交換膜３を
通過し、陰極室２側に移動する。そして、陽極室１水は
純水９なので、イオン成分はなく陽極室１から処理室４
へは水素イオン以外の移動はないので、処理水１１は純
水となる。また、図２の場合、陽極室１水に処理水１１
を用いているが、これには水素イオン以外の陽イオンは
含まれないので、前記と同様に処理水１１は純水とな
る。ここで、試料水１０に少量の塩化ナトリウムが混入
した場合、１ｐｐｍ ａｓＮＨ4 + 中の数ｐｐｂ ａｓ
ＮａＣｌの増加であることから、試料水１０自身の導電
率は殆ど変化しない。
【００１３】一方、処理水１１は、前述したようにカチ
オンであるＮＨ4 + 、Ｎ2 Ｈ4 及びＮａ+ は除去され、
アニオンであるＣｌ- だけは除去されない。よって、導
電率はＣｌ- が混入した分だけ変化が生じる。また、こ
の導電率の変化は同当量のＮａＣｌの変化よりも大きい
（酸導電率の方が大きい）。これは、Ｎａ+ よりもＨ+
の当量電気伝導度が大きいためであり、より一層導電率
に明確な変化が表れることになる。導電率は比抵抗の逆
数であり、どちらを測定してもよい。図３のように、陽
極側に水素イオン選択透過膜又はバイポーラ膜８を使用
した場合、純水は必要なく、全ての流路に試料水１０を
流すことができる。この場合、陰極水側の反応は図１と
同様であり、陽極水側はＮＨ+ を含んでいるが、水素イ
オン選択透過膜又はバイポーラ膜により、それは透過せ
ず水素イオンだけが透過（生成）する。よって処理水１
１は純水となり、効果は前述と同様である。
オンであるＮＨ4 + 、Ｎ2 Ｈ4 及びＮａ+ は除去され、
アニオンであるＣｌ- だけは除去されない。よって、導
電率はＣｌ- が混入した分だけ変化が生じる。また、こ
の導電率の変化は同当量のＮａＣｌの変化よりも大きい
（酸導電率の方が大きい）。これは、Ｎａ+ よりもＨ+
の当量電気伝導度が大きいためであり、より一層導電率
に明確な変化が表れることになる。導電率は比抵抗の逆
数であり、どちらを測定してもよい。図３のように、陽
極側に水素イオン選択透過膜又はバイポーラ膜８を使用
した場合、純水は必要なく、全ての流路に試料水１０を
流すことができる。この場合、陰極水側の反応は図１と
同様であり、陽極水側はＮＨ+ を含んでいるが、水素イ
オン選択透過膜又はバイポーラ膜により、それは透過せ
ず水素イオンだけが透過（生成）する。よって処理水１
１は純水となり、効果は前述と同様である。
【００１４】次に、本発明のイオン交換膜のみで仕切ら
れた装置を用いた場合を、図５及び６を用いて説明す
る。図５において、試料水１０を１枚のカチオン交換膜
３で仕切られた陽極室１と陰極室２に通水し、陽極室で
脱アルカリされた陽極水１２を比抵抗計５でモニター
し、その比抵抗値の変化で試料水中の塩化物イオンを検
知する。ここで、ＮＨ4 + 、Ｎａ+ 、等のアルカリイオ
ンは、直流電源７に連結されている電極６の作用によ
り、連続的に、カチオン交換膜３を通過し陰極室２側に
移動する。よって、イオン交換樹脂のようにイオン交換
能力が低下することなく、半永久的に運転することがで
きる。また、水の電気分解により、陽極板からの酸素の
発生が多い時とか、陽極板からの金属イオンの溶出が無
視できない時には、図６に示す如く、カチオン交換膜３
を２枚とし、その間の処理水１１の比抵抗を測定しても
よい。特に酸素の発生が多い場合には、陽極室側の圧力
を０．１ｋｇ／ｃｍ2 以上加圧するのが良い。
れた装置を用いた場合を、図５及び６を用いて説明す
る。図５において、試料水１０を１枚のカチオン交換膜
３で仕切られた陽極室１と陰極室２に通水し、陽極室で
脱アルカリされた陽極水１２を比抵抗計５でモニター
し、その比抵抗値の変化で試料水中の塩化物イオンを検
知する。ここで、ＮＨ4 + 、Ｎａ+ 、等のアルカリイオ
ンは、直流電源７に連結されている電極６の作用によ
り、連続的に、カチオン交換膜３を通過し陰極室２側に
移動する。よって、イオン交換樹脂のようにイオン交換
能力が低下することなく、半永久的に運転することがで
きる。また、水の電気分解により、陽極板からの酸素の
発生が多い時とか、陽極板からの金属イオンの溶出が無
視できない時には、図６に示す如く、カチオン交換膜３
を２枚とし、その間の処理水１１の比抵抗を測定しても
よい。特に酸素の発生が多い場合には、陽極室側の圧力
を０．１ｋｇ／ｃｍ2 以上加圧するのが良い。
【００１５】図６では、陽極室１中のアルカリイオン
は、陽極室側カチオン交換膜３を通過し処理室１４側に
移動する。そして、処理室１４のアルカリイオンは陰極
室２側カチオン交換膜３を通過し陰極室２に移動する。
よって、全てのアルカリイオンは陰極室２に移動するこ
とになり、陽極水１２、処理水１１は、共に脱アルカリ
された水となるためである。また、気泡の発生及び金属
イオンの溶出は極板表面での現象であり、カチオン交換
膜３で仕切られた処理室１４はこれらの影響を受けな
い。しかも、この装置は、イオン交換体が充填されてい
ないので、クラッド等の固形浮遊物による汚染を受けに
くい。以下、図５及び６における基本原理を説明する。
本発明の図５及び６も図１〜３と同様に、基本的には電
気透析装置と比抵抗計を組み合わせたものであるが、図
５では、イオン交換膜をカチオン交換膜３の１枚とし、
なお、陽極板と陰極板との距離を３０ｍｍ以下としたこ
とで、電圧を低下させることができる。また、図６にお
ける極板間の距離も３０ｍｍと小さくなっており、イオ
ン交換体を充填しなくても電圧を低下させることができ
る。
は、陽極室側カチオン交換膜３を通過し処理室１４側に
移動する。そして、処理室１４のアルカリイオンは陰極
室２側カチオン交換膜３を通過し陰極室２に移動する。
よって、全てのアルカリイオンは陰極室２に移動するこ
とになり、陽極水１２、処理水１１は、共に脱アルカリ
された水となるためである。また、気泡の発生及び金属
イオンの溶出は極板表面での現象であり、カチオン交換
膜３で仕切られた処理室１４はこれらの影響を受けな
い。しかも、この装置は、イオン交換体が充填されてい
ないので、クラッド等の固形浮遊物による汚染を受けに
くい。以下、図５及び６における基本原理を説明する。
本発明の図５及び６も図１〜３と同様に、基本的には電
気透析装置と比抵抗計を組み合わせたものであるが、図
５では、イオン交換膜をカチオン交換膜３の１枚とし、
なお、陽極板と陰極板との距離を３０ｍｍ以下としたこ
とで、電圧を低下させることができる。また、図６にお
ける極板間の距離も３０ｍｍと小さくなっており、イオ
ン交換体を充填しなくても電圧を低下させることができ
る。
【００１６】図５のように、１枚のカチオン交換膜３で
陽極室１と陰極室２を仕切った場合、前述したように、
試料水１０に含まれるアンモニア、ヒドラジン成分は、
カチオン交換膜３を通過し、陰極室２側に移動する。こ
こで、試料水１０に少量の塩化ナトリウムが混入した場
合、１ｐｐｍ ａｓＮＨ4 + 中の数ｐｐｂ ａｓＮａＣ
ｌの増加であることから、試料水自身の比抵抗は殆ど変
化しない。一方、陽極水１２は、前述したようにカチオ
ンであるＮＨ4 + 、Ｎ2 Ｈ4 及びＮａ+ は除去され、ア
ニオンであるＣｌ- だけは除去されない。よって、比抵
抗はＣｌ- が混入した分だけ変化が生じる。また、この
比抵抗の変化は同当量のＮａＣｌの変化よりも大きい
（酸比抵抗の方が大きい）。これは、Ｎａ+ よりもＨ+
の当量電気伝導度が大きいためであり、よりいっそう比
抵抗に明確な変化が表れることになる。
陽極室１と陰極室２を仕切った場合、前述したように、
試料水１０に含まれるアンモニア、ヒドラジン成分は、
カチオン交換膜３を通過し、陰極室２側に移動する。こ
こで、試料水１０に少量の塩化ナトリウムが混入した場
合、１ｐｐｍ ａｓＮＨ4 + 中の数ｐｐｂ ａｓＮａＣ
ｌの増加であることから、試料水自身の比抵抗は殆ど変
化しない。一方、陽極水１２は、前述したようにカチオ
ンであるＮＨ4 + 、Ｎ2 Ｈ4 及びＮａ+ は除去され、ア
ニオンであるＣｌ- だけは除去されない。よって、比抵
抗はＣｌ- が混入した分だけ変化が生じる。また、この
比抵抗の変化は同当量のＮａＣｌの変化よりも大きい
（酸比抵抗の方が大きい）。これは、Ｎａ+ よりもＨ+
の当量電気伝導度が大きいためであり、よりいっそう比
抵抗に明確な変化が表れることになる。
【００１７】図６のように、２枚のカチオン交換膜３を
使用した場合、水の電気分解により極板から発生する気
泡及び極板から溶出する金属イオンは、カチオン交換膜
３で仕切られているため、処理水中には混入しない。よ
って、よりいっそう高精度に比抵抗を測定することがで
きる。この場合、試料水１０に含まれるアンモニア、ヒ
ドラジン成分は、陽極側カチオン交換膜３を通過し、処
理室１４に移動する。次いで、処理室の同成分は陰極側
カチオン交換膜３を通過し、陰極室２に移動する。この
移動現象が連続的に起こり、陽極水１２、処理水１１
は、共に脱アルカリされた水となる。そして、塩化ナト
リウムが混入した場合、Ｎａ+ は陰極室２に移動し、Ｃ
ｌ- は陽極室１及び処理室１４に残存し、処理水１１中
にはＣｌ-だけが含まれ、比抵抗値の変化が表れること
になる。
使用した場合、水の電気分解により極板から発生する気
泡及び極板から溶出する金属イオンは、カチオン交換膜
３で仕切られているため、処理水中には混入しない。よ
って、よりいっそう高精度に比抵抗を測定することがで
きる。この場合、試料水１０に含まれるアンモニア、ヒ
ドラジン成分は、陽極側カチオン交換膜３を通過し、処
理室１４に移動する。次いで、処理室の同成分は陰極側
カチオン交換膜３を通過し、陰極室２に移動する。この
移動現象が連続的に起こり、陽極水１２、処理水１１
は、共に脱アルカリされた水となる。そして、塩化ナト
リウムが混入した場合、Ｎａ+ は陰極室２に移動し、Ｃ
ｌ- は陽極室１及び処理室１４に残存し、処理水１１中
にはＣｌ-だけが含まれ、比抵抗値の変化が表れること
になる。
【００１８】また、本発明では、図５の検出装置におい
て、図７のように陽極室にカチオン交換体を挿入しても
よい。図７においては、陽極室１と陰極室２とを１枚の
カチオン交換膜３で仕切り、その陽極室１側にカチオン
交換体１５を挿入しており、このカチオン交換体１５を
通して排出される陽極水１２を比抵抗計でモニターする
ことで試料水中の塩化物イオンを検出することができ
る。なお、１６は絶縁用ネットである。このような構成
とすることにより、イオン交換がスムーズに行なわれイ
オン交換効率が向上し、装置のコンパクト化が図れる。
て、図７のように陽極室にカチオン交換体を挿入しても
よい。図７においては、陽極室１と陰極室２とを１枚の
カチオン交換膜３で仕切り、その陽極室１側にカチオン
交換体１５を挿入しており、このカチオン交換体１５を
通して排出される陽極水１２を比抵抗計でモニターする
ことで試料水中の塩化物イオンを検出することができ
る。なお、１６は絶縁用ネットである。このような構成
とすることにより、イオン交換がスムーズに行なわれイ
オン交換効率が向上し、装置のコンパクト化が図れる。
【００１９】
【実施例】以下に本発明を実施例を挙げて具体的に説明
する。 実施例１ 図１に示した装置及びフローで実施した。混床式イオン
交換樹脂で処理した純水を用いて調整した１．１ｐｐｍ
ａｓＮＨ4 + 溶液に、ＮａＣｌを混合し試料水とす
る。この試料水のＮａＣｌ濃度を変化させて処理水比抵
抗を測定した。なお、陽極水液は同様に処理した比抵抗
１８．２５ＭΩ・ｃｍの純水である。図８に、試料水中
ＮａＣｌ濃度と処理水比抵抗の関係を示す。なお、試料
水中ＮａＣｌは処理されてＨＣｌとなるので、横軸Ｎａ
Ｃｌ濃度をＨＣｌ濃度に換算した値も示す。本実施例は
Ａで示し、理論線と良く一致する。また、電流密度３５
ｍＡ／ｄｍ2 における極板間電圧は９６Ｖであった。
する。 実施例１ 図１に示した装置及びフローで実施した。混床式イオン
交換樹脂で処理した純水を用いて調整した１．１ｐｐｍ
ａｓＮＨ4 + 溶液に、ＮａＣｌを混合し試料水とす
る。この試料水のＮａＣｌ濃度を変化させて処理水比抵
抗を測定した。なお、陽極水液は同様に処理した比抵抗
１８．２５ＭΩ・ｃｍの純水である。図８に、試料水中
ＮａＣｌ濃度と処理水比抵抗の関係を示す。なお、試料
水中ＮａＣｌは処理されてＨＣｌとなるので、横軸Ｎａ
Ｃｌ濃度をＨＣｌ濃度に換算した値も示す。本実施例は
Ａで示し、理論線と良く一致する。また、電流密度３５
ｍＡ／ｄｍ2 における極板間電圧は９６Ｖであった。
【００２０】実施例２ 図２に示した装置及びフローで実施した。以下、実施例
１と同様であるが、陽極水液は処理水を用いた。本実施
例は図８中のＢで示し、理論線とほぼ一致するが、若干
比抵抗は高い方向にずれる。また、実施例１と同電流密
度（３５ｍＡ／ｄｍ2 ）での極板間電圧は９５Ｖであっ
た。
１と同様であるが、陽極水液は処理水を用いた。本実施
例は図８中のＢで示し、理論線とほぼ一致するが、若干
比抵抗は高い方向にずれる。また、実施例１と同電流密
度（３５ｍＡ／ｄｍ2 ）での極板間電圧は９５Ｖであっ
た。
【００２１】実施例３ 図３に示した装置及びフローで実施した。以下、実施例
１と同様であるが、陽極水液は試料水と同じものを用い
た。本実施例は図８中のＣで示し、理論線と良く一致す
る。また、実施例１と同電流密度（３５ｍＡ／ｄｍ2 ）
での極板間電圧は２２Ｖであった。極板間電圧は、Ａ、
Ｂはほぼ同じで、ＣはＡ、Ｂに比べ非常に小さな値とな
った。
１と同様であるが、陽極水液は試料水と同じものを用い
た。本実施例は図８中のＣで示し、理論線と良く一致す
る。また、実施例１と同電流密度（３５ｍＡ／ｄｍ2 ）
での極板間電圧は２２Ｖであった。極板間電圧は、Ａ、
Ｂはほぼ同じで、ＣはＡ、Ｂに比べ非常に小さな値とな
った。
【００２２】実施例４ 図５に示した装置及びフローで実施した。混床式イオン
交換樹脂で処理した純水を用いて調整した１．１ｐｐｍ
ａｓＮＨ4 + 溶液に、ＮａＣｌを混合し試料水とす
る。この試料水のＮａＣｌ濃度を変化させて処理水比抵
抗を測定した。図９に、試料水中ＮａＣｌ濃度と処理水
比抵抗の関係を示す。なお、試料水中ＮａＣｌは処理さ
れてＨＣｌとなるので、横軸ＮａＣｌ濃度をＨＣｌ濃度
に換算した値も示す。本実施例はＤであり理論線と良く
一致する。また、電流密度４２ｍＡ／ｄｍ2 における極
板間電圧は８２Ｖであった。
交換樹脂で処理した純水を用いて調整した１．１ｐｐｍ
ａｓＮＨ4 + 溶液に、ＮａＣｌを混合し試料水とす
る。この試料水のＮａＣｌ濃度を変化させて処理水比抵
抗を測定した。図９に、試料水中ＮａＣｌ濃度と処理水
比抵抗の関係を示す。なお、試料水中ＮａＣｌは処理さ
れてＨＣｌとなるので、横軸ＮａＣｌ濃度をＨＣｌ濃度
に換算した値も示す。本実施例はＤであり理論線と良く
一致する。また、電流密度４２ｍＡ／ｄｍ2 における極
板間電圧は８２Ｖであった。
【００２３】実施例５ 図６に示した装置及びフローで実施した。以下、実施例
４と同様に実施したが、処理室からの処理水比抵抗を測
定した。本実施例は図９中のＥで示し、理論線と良く一
致する。また、実施例４と同電流密度（４２ｍＡ／ｄｍ
2 ）での極板間電圧は１００Ｖであった。
４と同様に実施したが、処理室からの処理水比抵抗を測
定した。本実施例は図９中のＥで示し、理論線と良く一
致する。また、実施例４と同電流密度（４２ｍＡ／ｄｍ
2 ）での極板間電圧は１００Ｖであった。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、水酸化物イオン以外の陰イオ
ンを含まないアルカリ溶液中の微量塩素濃度を測定でき
るものであり、従来法であるカチオン交換樹脂を用いる
ものに比べ、イオン交換能力の低下による樹脂交換の必
要がなく連続的に測定できる。また、ナトリウムモニタ
ーよりも高感度に検出でき、他の分析器に比べ非常に安
価な検塩装置である。さらに、イオン交換膜のみを用い
る検出装置では、クラッドによる汚染を受けにくく、目
ずまりを起こすことがない。このため、本発明によれ
ば、特に火力及び原子力発電所での復水器の冷却水（海
水）リークを感知することに利用できる。
ンを含まないアルカリ溶液中の微量塩素濃度を測定でき
るものであり、従来法であるカチオン交換樹脂を用いる
ものに比べ、イオン交換能力の低下による樹脂交換の必
要がなく連続的に測定できる。また、ナトリウムモニタ
ーよりも高感度に検出でき、他の分析器に比べ非常に安
価な検塩装置である。さらに、イオン交換膜のみを用い
る検出装置では、クラッドによる汚染を受けにくく、目
ずまりを起こすことがない。このため、本発明によれ
ば、特に火力及び原子力発電所での復水器の冷却水（海
水）リークを感知することに利用できる。
【図１】本発明の検出装置の一例を示す概略構成図。
【図２】本発明の検出装置の他の例を示す概略構成図。
【図３】本発明の検出装置のもう一つの例を示す概略構
成図。
成図。
【図４】火力発電所でのボイラー給水の水循環のフロー
図。
図。
【図５】本発明の検出装置の別の例を示す概略構成図。
【図６】本発明の検出装置の別の例を示す概略構成図。
【図７】本発明の検出装置の別の例を示す概略構成図。
【図８】実施例１〜３の試料水中のＮａＣｌ濃度と処理
水比抵抗との関係を示すグラフ。
水比抵抗との関係を示すグラフ。
【図９】実施例４、５の試料水中のＮａＣｌ濃度と処理
水比抵抗との関係を示すグラフ。
水比抵抗との関係を示すグラフ。
１：陽極室、２：陰極室、３：カチオン交換膜、４：脱
アルカリ室、５：比抵抗計又は導電率計、６：電極、
７：直流電源、８：水素イオン選択透過膜又はバイポー
ラ膜、９：純水、１０：試料水、１１：処理水、１２：
陽極水、１３：陰極水、１４：処理室、１５：カチオン
交換体、１６：絶縁用ネット、２１：ボイラー、２２：
過熱器、２３：高圧タービン、２４：再熱器、２５：低
圧タービン、２６、発電機、２７：復水器、２８：海
水、２９：脱塩装置、３０：低圧ヒータ、３１：脱気
器、３２：高圧ヒータ、３３：節炭器、
アルカリ室、５：比抵抗計又は導電率計、６：電極、
７：直流電源、８：水素イオン選択透過膜又はバイポー
ラ膜、９：純水、１０：試料水、１１：処理水、１２：
陽極水、１３：陰極水、１４：処理室、１５：カチオン
交換体、１６：絶縁用ネット、２１：ボイラー、２２：
過熱器、２３：高圧タービン、２４：再熱器、２５：低
圧タービン、２６、発電機、２７：復水器、２８：海
水、２９：脱塩装置、３０：低圧ヒータ、３１：脱気
器、３２：高圧ヒータ、３３：節炭器、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 孝行 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 長南 勘六 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会 社荏原製作所内 (56)参考文献 特開 平７−269303（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−82173（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−98690（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−69251（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/06 - 27/10 G01N 33/18 G01M 3/00 - 3/40
Claims (5)
- 【請求項１】 電気式連続イオン交換装置の陽極室と陰
極室の間に、２枚のカチオン交換膜で仕切られたカチオ
ン交換体が充填された脱アルカリ室を設け、前記陽極室
と陰極室及び脱アルカリ室には、それぞれ水の導入経路
と処理水の排出経路が配され、脱アルカリ室からの処理
水の排出経路に、該処理水の比抵抗又は導電率を測定す
る測定器を配備したことを特徴とする水中の陰イオンの
検出装置。 - 【請求項２】 前記陽極室への水の導入経路には、純水
供給管又は前記脱アルカリ室からの処理水の排出経路を
結ぶバイパス管が接続されていることを特徴とする請求
項１記載の水中の陰イオンの検出装置。 - 【請求項３】 前記２枚のカチオン交換膜のうち、陽極
側のカチオン交換膜が水素イオン選択透過膜又はバイポ
ーラ膜であることを特徴とする請求項１記載の水中の陰
イオンの検出装置。 - 【請求項４】 電気式連続イオン交換装置の陽極室と陰
極室の間に、１枚以上のカチオン交換膜を設け、前記陽
極室と陰極室には、それぞれ水の導入経路と処理水の排
出経路が配され、該陽極室からの処理水の排出経路に、
該処理水の比抵抗又は導電率を測定する測定器を配備し
たことを特徴とする水中の陰イオンの検出装置。 - 【請求項５】 電気式連続イオン交換装置の陽極室と陰
極室の間に、２枚以上のカチオン交換膜で仕切られた処
理室を設け、前記陽極室と陰極室及び処理室には、それ
ぞれ水の導入経路と処理水の排出経路が配され、該処理
室からの処理水の排出経路に、該処理水の比抵抗又は導
電率を測定する測定器を配備したことを特徴とする水中
の陰イオンの検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16668596A JP3169831B2 (ja) | 1995-11-30 | 1996-06-07 | 水中の陰イオンの検出装置 |
| EP96119175A EP0777120B1 (en) | 1995-11-30 | 1996-11-29 | Apparatus for detecting anions in water |
| DE69627111T DE69627111T2 (de) | 1995-11-30 | 1996-11-29 | Vorrichtung zur Detektion von Anionen im Wasser |
| US08/757,667 US5788828A (en) | 1995-11-30 | 1996-11-29 | Apparatus for detecting anions in water |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-334226 | 1995-11-30 | ||
| JP33422695 | 1995-11-30 | ||
| JP16668596A JP3169831B2 (ja) | 1995-11-30 | 1996-06-07 | 水中の陰イオンの検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210943A JPH09210943A (ja) | 1997-08-15 |
| JP3169831B2 true JP3169831B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=26490965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16668596A Expired - Lifetime JP3169831B2 (ja) | 1995-11-30 | 1996-06-07 | 水中の陰イオンの検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5788828A (ja) |
| EP (1) | EP0777120B1 (ja) |
| JP (1) | JP3169831B2 (ja) |
| DE (1) | DE69627111T2 (ja) |
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| DE19916792A1 (de) * | 1999-04-14 | 2000-11-02 | Thiedig & Co Dr | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von ammoniakalisierten Wasserdampfkreiseläufen |
| AU2002212957A1 (en) * | 2000-08-11 | 2002-02-25 | Ionics Incorporated | A process and device for continuous ionic monitoring of aqueous solutions |
| EP1873361A1 (de) * | 2006-06-28 | 2008-01-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Messvorrichtung für Reinheitsmessungen eines Medienkreislaufs eines Kraftwerks und Verfahren zum Betreiben der Messvorrichtung |
| JP5586194B2 (ja) * | 2009-09-10 | 2014-09-10 | 富士電機株式会社 | 陰イオン濃度測定装置、発電装置、蒸気性状自動測定装置及び地熱発電装置 |
| US9726630B2 (en) * | 2011-10-28 | 2017-08-08 | Koninklijke Philips N.V. | Sensor for fluid-soluble gas |
| JP6365292B2 (ja) * | 2014-12-19 | 2018-08-01 | 株式会社島津製作所 | イオンクロマトグラフ用装置、イオンクロマトグラフ、イオン成分分析方法及び電解質溶液生成方法 |
| RU2729252C1 (ru) | 2016-08-23 | 2020-08-05 | Сван Аналитише Инструменте Аг | Устройство и способ электродеионизации жидкости |
| JP6108021B1 (ja) * | 2016-09-27 | 2017-04-05 | 東亜ディーケーケー株式会社 | 陰イオン検出システム |
| CN107817275B (zh) * | 2017-09-06 | 2020-05-19 | 山东科技大学 | 混凝土离析检测装置及方法 |
| JP7064304B2 (ja) * | 2017-09-25 | 2022-05-10 | オルガノ株式会社 | 脱陽イオン水の導電率の測定方法及び測定システム |
| JP6916702B2 (ja) * | 2017-09-25 | 2021-08-11 | オルガノ株式会社 | 脱陽イオン水の導電率の測定方法及び測定システム |
| CN109443669B (zh) * | 2018-09-30 | 2021-03-26 | 深圳市英威腾电源有限公司 | 一种漏水检测方法及装置 |
| DE102021001442A1 (de) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | Leonid Guggenberger | Vorrichtung zur Bestimmung von Ionenkonzentrationen in flüssigen Medien |
| CN114910517A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-08-16 | 浙江西热利华智能传感技术有限公司 | 水中氨氮的检测系统及检测方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3699802A (en) * | 1971-02-17 | 1972-10-24 | Takeshi Hotta | Condenser leakage monitoring system |
| DE3217987A1 (de) * | 1982-05-13 | 1983-11-17 | Gerhard Dipl.-Chem. Dr.-Ing. 5628 Heiligenhaus Kunz | Verfahren und vorrichtung zum quantitativen analysieren von ionenkonzentrationen in waessrigen loesungen, wie waessern aller art |
| JPS59218952A (ja) * | 1984-04-19 | 1984-12-10 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | サンプル液に含まれる陰イオンを分析する方法及び装置 |
| US4814281A (en) * | 1986-01-07 | 1989-03-21 | Westinghouse Electric Corp. | Differential conductivity sulfate monitor |
| DE3808043A1 (de) * | 1988-03-11 | 1989-09-21 | Cillit Wassertechnik | Verfahren und vorrichtung zur teil- oder vollentsalzung von wasser |
| US5061638A (en) * | 1989-08-18 | 1991-10-29 | Boyle Engineering Corporation | Nitrate analyzer |
| GB9103851D0 (en) * | 1991-02-25 | 1991-04-10 | Bradtec Ltd | Method for the combined removal and destruction of nitrate ions |
| JPH0682173A (ja) * | 1991-07-09 | 1994-03-22 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 発電ボイラーの冷却水漏洩検出ユニット |
| JP2944801B2 (ja) * | 1991-10-09 | 1999-09-06 | 日機装株式会社 | 酸導電率の補正方法およびその装置 |
| JP3188289B2 (ja) * | 1991-10-09 | 2001-07-16 | 日機装株式会社 | プラントの海水漏洩診断装置 |
| CA2087481C (en) * | 1992-02-10 | 2001-09-04 | John R. Stillian | Ion chromatography system using electrochemical suppression and detector effluent recycle |
| US5306399A (en) * | 1992-10-23 | 1994-04-26 | Electric Power Research Institute | Electrochemical exchange anions in decontamination solutions |
| JP3181795B2 (ja) * | 1994-10-28 | 2001-07-03 | オルガノ株式会社 | 電解水製造装置 |
-
1996
- 1996-06-07 JP JP16668596A patent/JP3169831B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-29 EP EP96119175A patent/EP0777120B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-29 DE DE69627111T patent/DE69627111T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-29 US US08/757,667 patent/US5788828A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| DE69627111T2 (de) | 2004-01-29 |
| EP0777120B1 (en) | 2003-04-02 |
| EP0777120A2 (en) | 1997-06-04 |
| US5788828A (en) | 1998-08-04 |
| EP0777120A3 (en) | 2001-06-20 |
| DE69627111D1 (de) | 2003-05-08 |
| JPH09210943A (ja) | 1997-08-15 |
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