JP3780627B2 - 水中tocモニター - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中TOC(有機体炭素)モニターに関する。さらに詳しくは、本発明は、電子工業用超純水のように、不純物濃度が極めて低い液体試料について、簡便かつ正確にそのTOC濃度を測定することができる水中TOCモニターに関する。
【0002】
【従来の技術】
電子工業用超純水は純度が極めて高く、そのTOC濃度は、数μg/リットルあるいはそれ以下の濃度のように極めて低い。このような試料水中に存在するTOC成分は、従来は、試料水に紫外線を照射してTOC成分を分解し、生成する二酸化炭素に由来する重炭酸イオンの濃度を、電気伝導度セルを用いて連続的に測定し、この値を指標としてTOC濃度をモニターしてきた。また、TOC濃度をより正確に把握するためには、試料水を採水し、これに酸化剤を添加して加熱分解し、生成する二酸化炭素を赤外線ガス分析計により分析してTOC濃度を算出してきた。
しかし、従来の超純水のTOCモニターに使用されている紫外線分解式TOC計は、TOC濃度が数μg/リットルまでしか測定感度と精度がないため、TOC濃度が数μg/リットル以下の超純水については測定ができない。また、加熱分解式TOC計は、数μg/リットル以下の超純水についても測定は可能であるが、装置が大きくなるため現場設置型のモニターとしては適していない。
そのため、TOC濃度が極めて低い超純水について、小型軽量で、迅速、簡便かつ正確にTOC濃度を測定することができる水中TOCモニターが求められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、TOC濃度の極めて低い超純水について、迅速かつ正確に、そのTOC濃度を現場で連続的に測定することができる水中TOCモニターを提供することを目的としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、超純水中のTOC成分を紫外線照射により分解して得られる紫外線照射処理水中の電解質を、連続再生型イオン交換装置により濃縮したのち、得られる濃縮水の電気伝導率を測定することにより、迅速かつ正確に試料水中のTOC濃度を測定し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、超純水中のTOC濃度を連続的に測定する装置であって、試料水中のTOC成分を分解する紫外線照射装置と、該紫外線照射処理水中の電解質を濃縮して濃縮水とする連続再生型イオン交換装置と、該濃縮水の電気伝導率を測定する電気伝導率計とを有することを特徴とする水中TOCモニターを提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明の水中TOCモニターは、TOC濃度の低い超純水、特に電子工業において用いられる超純水のように、TOC濃度が数μg/リットル以下であるような超純水に対して、好適に使用することができる。
図1は、本発明の水中TOCモニターの系統図である。本発明の水中TOCモニターは、紫外線照射装置1、連続再生型イオン交換装置2及び電気伝導率計3を有する。連続再生型イオン交換装置とは、イオン交換膜を陽陰交互に並べ、両端に電極を配して、膜間に混合型イオン交換樹脂を充填した装置で、膜面と垂直方向に印加電圧をかけながら、水試料を膜面と平行に通水することで、電解質(イオン)を除去すると同時に、樹脂を連続的に再生することができるイオン交換装置である。
試料水は、超純水配管から直接、あるいは、いったん試料水として採取したのち、紫外線照射装置1へ送られる。使用する紫外線照射装置は、超純水中のTOC成分を二酸化炭素まで分解し得るものであれば特に制限はなく、例えば、本態様の紫外線照射装置のように、周辺に設けられた紫外線ランプ4により、中央部の通水路5を流れる試料水に紫外線を照射し、試料水中に含まれるTOC成分を分解して二酸化炭素とし、水中に重炭酸イオンが存在する紫外線照射処理水とすることができる。
【0006】
紫外線照射処理水は、次いで連続再生型イオン交換装置2に送られる。本態様の連続再生型イオン交換装置2においては、相対する面に陰極6及び陽極7が設けられ、その間が交互に設けた2枚の陰イオン交換膜8及び2枚の陽イオン交換膜9により仕切られて、2個の濃縮室10、1個の脱イオン室11、2個の電極室12に分けられ、さらに混合型イオン交換樹脂13が各室に充填されている。陽極と陰極の間に電位差を与えると、陽イオンは陽イオン交換膜を通るが、陰イオン交換膜によって阻止され、陰イオンは陰イオン交換膜を通るが、陽イオン交換膜によって阻止されるので、脱イオン室及び電極室から濃縮室に水中の重炭酸イオンが移動し、濃縮室において濃縮される。脱イオン室、濃縮室、電極室に充填された混合型イオン交換樹脂は、高い導電性を有するブリッジとして働き、重炭酸イオンの移動を促進する。水中の重炭酸イオンが移動し、イオンが除去された脱イオン室の水及び電極表面で化学反応が起こる可能性のある電極室の水は、ドレン配管14を経由して放流される。
【0007】
本発明において、TOC成分の分解により生じた二酸化炭素に由来する重炭酸イオンの濃縮倍率には特に制限はなく、超純水中のTOC成分の濃度、電気伝導率計の測定精度などに応じて適宜選定することができる。重炭酸イオンの濃縮倍率は、例えば、濃縮室及び脱イオン室における紫外線照射処理水の流量を変えることにより選定することができる。重炭酸イオンの濃縮倍率は、濃縮水の電気伝導率と、脱イオン室から発生するドレン水の電気伝導率から、算出することができる。
連続再生型イオン交換装置において、重炭酸イオンが濃縮された濃縮水は、次いで、電気伝導率計3に送られる。超純水中のTOC成分に由来する重炭酸イオンは、連続再生型イオン交換装置により濃縮され、高濃度となっているので、電気伝導率計により精度よく測定することができる。あらかじめ、試料水中のTOC成分の量と、濃縮水の電気伝導率の関係を、濃縮倍率をパラメーターとして求め、検量線を作成しておくことにより、電気伝導率の値から、容易に試料水中のTOC成分の濃度を求めることができる。
【0008】
本発明において、水中の重炭酸イオンを効率的に濃縮する手段であれば制限なく使用することができるが、連続再生型イオン交換装置を特に好適に使用することができる。
本発明の水中TOCモニターによれば、TOC濃度の極めて低い超純水であっても、TOC成分の分解により生成する水中の重炭酸イオンを濃縮して、超純水中のTOC濃度を精度よく求めることができる。本発明の水中TOCモニターを、超純水系統配管に接続し、試料水を連続的に採取することにより、試料水への有機物混入による汚染を防ぎ、モニター内での試料水の通水を停止させることなく、連続的にTOC濃度を測定することができる。本発明の水中TOCモニターは、構造も単純であるので、容易に現場に持ち運び、大きなスペースを占めることなく、簡便に使用することができる。
【0009】
【発明の効果】
本発明の水中TOCモニターによれば、TOC成分の分解により生成する水中の重炭酸イオンを濃縮して電気伝導率を測定するので、電子工業などで用いられる超純水中の数μg/リットル以下の極めて低濃度のTOC成分を、簡便かつ連続的に、しかも高感度で精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の水中TOCモニターの系統図である。
【符号の説明】
1 紫外線照射装置
2 連続再生型イオン交換装置
3 電気伝導率計
4 紫外線ランプ
5 通水路
6 陰極
7 陽極
8 陰イオン交換膜
9 陽イオン交換膜
10 濃縮室
11 脱イオン室
12 電極室
13 混合型イオン交換樹脂
14 ドレン配管
Claims (1)
- 超純水中のTOC濃度を連続的に測定する装置であって、試料水中のTOC成分を分解する紫外線照射装置と、該紫外線照射処理水中の電解質を濃縮して濃縮水とする連続再生型イオン交換装置と、該濃縮水の電気伝導率を測定する電気伝導率計とを有することを特徴とする水中TOCモニター。
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JP13287797A JP3780627B2 (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 水中tocモニター |
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JP13287797A JP3780627B2 (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 水中tocモニター |
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JPH10307114A JPH10307114A (ja) | 1998-11-17 |
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JP13287797A Expired - Fee Related JP3780627B2 (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 水中tocモニター |
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CN106644973A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-05-10 | 宁波市雨辰环保科技有限公司 | 全功能水质在线监测仪 |
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JP6908110B2 (ja) * | 2017-06-21 | 2021-07-21 | 株式会社島津製作所 | 水質測定装置及び水質測定方法 |
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1997
- 1997-05-07 JP JP13287797A patent/JP3780627B2/ja not_active Expired - Fee Related
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