JPH09292336A - 色度測定方法及び装置並びにその装置を用いた水処理制御方法 - Google Patents
色度測定方法及び装置並びにその装置を用いた水処理制御方法Info
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- JPH09292336A JPH09292336A JP10502896A JP10502896A JPH09292336A JP H09292336 A JPH09292336 A JP H09292336A JP 10502896 A JP10502896 A JP 10502896A JP 10502896 A JP10502896 A JP 10502896A JP H09292336 A JPH09292336 A JP H09292336A
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】被測定液の濁質に影響されず、且つ、装置自体
の性能変化にも対応でき、水処理制御用の色度モニタと
して高性能を発揮することができ、更には膜型浄水シス
テムの無人化にも寄与することのできる色度測定方法及
び装置並びにその装置を用いた水処理制御方法を提供す
る。 【解決手段】被測定液の色度を測定する測定方法におい
て、色度吸収の大きな４００ｎｍの波長と色度吸収の殆
どない６２０ｎｍの波長の２波長の光線を用い、それぞ
れの波長の光線について被測定液が充填された吸収セル
１６の内部と外部を通した時の吸光度を測定し、得られ
た各吸光度と、予め求めた吸光度と色度の関係から被測
定液の色度を算出する。
の性能変化にも対応でき、水処理制御用の色度モニタと
して高性能を発揮することができ、更には膜型浄水シス
テムの無人化にも寄与することのできる色度測定方法及
び装置並びにその装置を用いた水処理制御方法を提供す
る。 【解決手段】被測定液の色度を測定する測定方法におい
て、色度吸収の大きな４００ｎｍの波長と色度吸収の殆
どない６２０ｎｍの波長の２波長の光線を用い、それぞ
れの波長の光線について被測定液が充填された吸収セル
１６の内部と外部を通した時の吸光度を測定し、得られ
た各吸光度と、予め求めた吸光度と色度の関係から被測
定液の色度を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は色度測定方法及び装
置並びにその装置を用いた水処理制御方法に係り、特
に、水道水等の浄水を得るための水処理分野で用いられ
る色度測定方法及び装置並びにその装置を用いた水処理
制御方法に関する。
置並びにその装置を用いた水処理制御方法に係り、特
に、水道水等の浄水を得るための水処理分野で用いられ
る色度測定方法及び装置並びにその装置を用いた水処理
制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水道水の水質基準において、水道水の色
度を５度以下にするように規定されている。河川水や地
下水などの水道原水中に含まれる色度起因物質は、主に
フミン質や金属（Ｆｅ，Ｍｎ等）であり、これらが混在
した状態で、色度は測定される。そして、水道公定法で
定められた色度測定方法としては、比色法と透過光測定
法の２つの測定方法がある。
度を５度以下にするように規定されている。河川水や地
下水などの水道原水中に含まれる色度起因物質は、主に
フミン質や金属（Ｆｅ，Ｍｎ等）であり、これらが混在
した状態で、色度は測定される。そして、水道公定法で
定められた色度測定方法としては、比色法と透過光測定
法の２つの測定方法がある。
【０００３】色度測定方法のうち比色法は肉眼による比
色であるため、人為的な誤差を生じやすく、また連続的
な測定は不可能である。一方、透過光測定法は、波長３
９０ｎｍでの吸光度を測定して色度を求める方法であり
連続測定が可能である。このことから、透過光測定法を
利用した色度測定装置を、浄水製造における浄水システ
ムの色度モニタとして用い、この色度モニタから送られ
る色度情報に基づいて凝集剤や塩素剤等の薬品の注入量
を制御する試みがなされている。
色であるため、人為的な誤差を生じやすく、また連続的
な測定は不可能である。一方、透過光測定法は、波長３
９０ｎｍでの吸光度を測定して色度を求める方法であり
連続測定が可能である。このことから、透過光測定法を
利用した色度測定装置を、浄水製造における浄水システ
ムの色度モニタとして用い、この色度モニタから送られ
る色度情報に基づいて凝集剤や塩素剤等の薬品の注入量
を制御する試みがなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
色度測定装置は、濁質成分や吸収セルの汚れの影響に
よる誤差が生じ易い。光源の劣化による光度の変動
や、受光部の光検出素子やその増幅器の劣化による光度
の変動により測定値がばらつき易いという欠点があり、
安定した測定を行うことができない。
色度測定装置は、濁質成分や吸収セルの汚れの影響に
よる誤差が生じ易い。光源の劣化による光度の変動
や、受光部の光検出素子やその増幅器の劣化による光度
の変動により測定値がばらつき易いという欠点があり、
安定した測定を行うことができない。
【０００５】この為、浄水システムに、従来の色度測定
装置を用いて水処理制御を行う場合、処理水の水質の安
定化の点から、色度測定装置からの色度値がある程度の
バラツキを考慮して過剰量の薬品を注入せざるを得ない
為、不経済であった。更に、近年開発された膜型浄水シ
ステムは、無人化が可能であることが大きな特徴となっ
ている。しかし、膜型浄水システムには水質の変化や装
置自体の性能変化に影響されない、所謂メンテナンスを
殆ど必要としない無人連続色度装置が必要とされ、これ
に対応する色度測定装置が要望されている。
装置を用いて水処理制御を行う場合、処理水の水質の安
定化の点から、色度測定装置からの色度値がある程度の
バラツキを考慮して過剰量の薬品を注入せざるを得ない
為、不経済であった。更に、近年開発された膜型浄水シ
ステムは、無人化が可能であることが大きな特徴となっ
ている。しかし、膜型浄水システムには水質の変化や装
置自体の性能変化に影響されない、所謂メンテナンスを
殆ど必要としない無人連続色度装置が必要とされ、これ
に対応する色度測定装置が要望されている。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、被測定液の濁質に影響されず、且つ、装置自
体の性能変化にも対応でき、水処理制御用の色度モニタ
として高性能を発揮することができ、更には膜型浄水シ
ステムの無人化にも寄与することのできる色度測定方法
及び装置並びにその装置を用いた水処理制御方法を提供
することを目的とする。
たもので、被測定液の濁質に影響されず、且つ、装置自
体の性能変化にも対応でき、水処理制御用の色度モニタ
として高性能を発揮することができ、更には膜型浄水シ
ステムの無人化にも寄与することのできる色度測定方法
及び装置並びにその装置を用いた水処理制御方法を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】本発明は前記目的を達成す
るために、被測定液の色度を測定する測定方法におい
て、色度吸収を有する第１の波長と該第１の波長より色
度吸収の小さな第２の波長の２波長の光線を用い、それ
ぞれの波長の光線について前記被測定液が満たされた吸
収セルの内部と外部を通した時の吸光度を測定し、得ら
れた各吸光度と、予め求めた吸光度と色度の関係から前
記被測定液の色度を算出することを特徴とする。
るために、被測定液の色度を測定する測定方法におい
て、色度吸収を有する第１の波長と該第１の波長より色
度吸収の小さな第２の波長の２波長の光線を用い、それ
ぞれの波長の光線について前記被測定液が満たされた吸
収セルの内部と外部を通した時の吸光度を測定し、得ら
れた各吸光度と、予め求めた吸光度と色度の関係から前
記被測定液の色度を算出することを特徴とする。
【０００８】また、本発明は前記目的を達成するため
に、被測定液の色度を測定する測定装置において、光源
と、前記光源から発せられた光線を、色度吸収を有する
第１の波長と該第１の波長より色度吸収の小さな第２の
波長の２波長を選択すると共に、どちらか１方の波長に
切り換える選択・切替手段と、前記選択・切替手段で得
られた波長の光線を前記被測定液が満たされた吸収セル
の内部と外部を通る２つの光路に分ける分岐手段と、前
記選択・切替手段で得られる２波長の光線について前記
分岐手段で２光路に分岐して得られる各光線の各吸光度
を測定する吸光度測定手段と、前記測定された各吸光度
と、予め求めた吸光度と色度の関係から前記被測定液の
色度を算出する算出手段と、を備えていることを特徴と
する。
に、被測定液の色度を測定する測定装置において、光源
と、前記光源から発せられた光線を、色度吸収を有する
第１の波長と該第１の波長より色度吸収の小さな第２の
波長の２波長を選択すると共に、どちらか１方の波長に
切り換える選択・切替手段と、前記選択・切替手段で得
られた波長の光線を前記被測定液が満たされた吸収セル
の内部と外部を通る２つの光路に分ける分岐手段と、前
記選択・切替手段で得られる２波長の光線について前記
分岐手段で２光路に分岐して得られる各光線の各吸光度
を測定する吸光度測定手段と、前記測定された各吸光度
と、予め求めた吸光度と色度の関係から前記被測定液の
色度を算出する算出手段と、を備えていることを特徴と
する。
【０００９】本発明によれば、色度吸収を有する第１の
波長と、第１の波長より色度吸収の小さな第２の波長の
２波長の光線を、被測定液が満たされた吸収セルを通し
て得られた各吸光度の差から色度を算出するため、濁質
成分による誤差や吸収セルの汚れによる誤差が生じず安
定した色度測定ができる。更に、第１及び第２の波長の
光を、吸収セルの内部と外部を通すようにしたので、光
源の光度、吸光度測定手段の光検出素子やその増幅器等
の劣化や変動のように装置性能に起因する測定値のバラ
ツキも常時補正することができる。従って、色度を精度
良く、且つ安定して測定することができる。
波長と、第１の波長より色度吸収の小さな第２の波長の
２波長の光線を、被測定液が満たされた吸収セルを通し
て得られた各吸光度の差から色度を算出するため、濁質
成分による誤差や吸収セルの汚れによる誤差が生じず安
定した色度測定ができる。更に、第１及び第２の波長の
光を、吸収セルの内部と外部を通すようにしたので、光
源の光度、吸光度測定手段の光検出素子やその増幅器等
の劣化や変動のように装置性能に起因する測定値のバラ
ツキも常時補正することができる。従って、色度を精度
良く、且つ安定して測定することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る色度測定方法及び装置並びにその装置を用いた水処理
制御方法の好ましい実施の形態を詳説する。図１は本発
明の色度測定装置の実施の形態の全体構成の一例を示す
構成図である。
る色度測定方法及び装置並びにその装置を用いた水処理
制御方法の好ましい実施の形態を詳説する。図１は本発
明の色度測定装置の実施の形態の全体構成の一例を示す
構成図である。
【００１１】図１に示すように、色度を測定する地下
水、下水、工場廃水等の被測定液は、送液ポンプ１２に
より気液分離器１４に導かれて脱気された後、色度測定
装置１０の吸収セル１６の一方端から入って吸収セル１
６内を満たし、吸収セル１６の他方端から装置１０の系
外に排出される。色度測定装置１０は、色度吸収の大き
な第１の波長と色度吸収の小さな第２の波長の２波長の
光線の吸光度を測定でき、且つ吸収セル１６の内部と外
部を通る２つの光路を有するダブルビーム方式になるよ
うに構成される。また、２度と５度の色度標準液の吸収
スペクトルにおける吸光度と波長との関係を示した図２
から分かるように、波長が４００ｎｍで大きな色度吸収
を得ることができ、波長が６００ｎｍ以上になるとほと
んど吸収が無いことが分かる。よって、第１の波長とし
て４００ｎｍを用い、第２の波長として６２０ｎｍを用
いた場合の例で説明する。尚、第１及び第２の波長は、
４００ｎｍ及び６２０ｎｍに限定されるものではなく、
その近傍の波長を選択することができる。また、第１の
波長と第２の波長の吸光度差が大きくなるように２波長
を設定することが精度の点で良い。
水、下水、工場廃水等の被測定液は、送液ポンプ１２に
より気液分離器１４に導かれて脱気された後、色度測定
装置１０の吸収セル１６の一方端から入って吸収セル１
６内を満たし、吸収セル１６の他方端から装置１０の系
外に排出される。色度測定装置１０は、色度吸収の大き
な第１の波長と色度吸収の小さな第２の波長の２波長の
光線の吸光度を測定でき、且つ吸収セル１６の内部と外
部を通る２つの光路を有するダブルビーム方式になるよ
うに構成される。また、２度と５度の色度標準液の吸収
スペクトルにおける吸光度と波長との関係を示した図２
から分かるように、波長が４００ｎｍで大きな色度吸収
を得ることができ、波長が６００ｎｍ以上になるとほと
んど吸収が無いことが分かる。よって、第１の波長とし
て４００ｎｍを用い、第２の波長として６２０ｎｍを用
いた場合の例で説明する。尚、第１及び第２の波長は、
４００ｎｍ及び６２０ｎｍに限定されるものではなく、
その近傍の波長を選択することができる。また、第１の
波長と第２の波長の吸光度差が大きくなるように２波長
を設定することが精度の点で良い。
【００１２】色度測定装置１０の構成を光源１８から受
光部２０までの光路に沿って説明すると、光源１８から
の白色光は集光レンズ２２を通って、光源ボックス２４
から発せられる。この光源ボックス２４に隣接して光源
ボックス２４の内部温度上昇を防止するための送風ファ
ン２６が配設される。光源ボックス２４を出た白色光は
波長選択・切替器２８の波長選択部３０において４００
ｎｍ若しくは６２０ｎｍの波長の光が選択される。波長
選択部３０はそれ自体が回転し、４００ｎｍ若しくは６
２０ｎｍの回折格子３２が光路に位置することにより何
れか一方の波長が選択される。また、波長選択部３０の
近傍には、回折格子３２が光路上に正しく位置している
か否かを検出するための位置検出部３４が配設され、正
しく位置していない場合には、図示しない補正装置によ
り補正される。この波長選択・切替器２８を通過して単
色光となった光線は、ミラー３６により９０°光路を変
えてハーフミラー３８に至る。ハーフミラー３８では、
ハーフミラー３８の反射と透過の作用により、光線は２
つの光路に分岐される。この分岐した光線のうち、ハー
フミラー３８を透過した光線はミラー４０を介して集光
レンズ４２に集められ、被測定液が満たされた吸収セル
１６を通過する。尚、吸収セル１６は、色度の微小な被
測定液の場合には、光路長が通常の吸収セル（１０〜５
０ｍｍ）よりも長い５００ｍｍのものを使用すると感度
を高めることができる。吸収セル１６を通った透過光は
ミラー４４により９０°光路を変えて集光レンズ４６に
集められ、光路切替器４８に至る。
光部２０までの光路に沿って説明すると、光源１８から
の白色光は集光レンズ２２を通って、光源ボックス２４
から発せられる。この光源ボックス２４に隣接して光源
ボックス２４の内部温度上昇を防止するための送風ファ
ン２６が配設される。光源ボックス２４を出た白色光は
波長選択・切替器２８の波長選択部３０において４００
ｎｍ若しくは６２０ｎｍの波長の光が選択される。波長
選択部３０はそれ自体が回転し、４００ｎｍ若しくは６
２０ｎｍの回折格子３２が光路に位置することにより何
れか一方の波長が選択される。また、波長選択部３０の
近傍には、回折格子３２が光路上に正しく位置している
か否かを検出するための位置検出部３４が配設され、正
しく位置していない場合には、図示しない補正装置によ
り補正される。この波長選択・切替器２８を通過して単
色光となった光線は、ミラー３６により９０°光路を変
えてハーフミラー３８に至る。ハーフミラー３８では、
ハーフミラー３８の反射と透過の作用により、光線は２
つの光路に分岐される。この分岐した光線のうち、ハー
フミラー３８を透過した光線はミラー４０を介して集光
レンズ４２に集められ、被測定液が満たされた吸収セル
１６を通過する。尚、吸収セル１６は、色度の微小な被
測定液の場合には、光路長が通常の吸収セル（１０〜５
０ｍｍ）よりも長い５００ｍｍのものを使用すると感度
を高めることができる。吸収セル１６を通った透過光は
ミラー４４により９０°光路を変えて集光レンズ４６に
集められ、光路切替器４８に至る。
【００１３】一方、ハーフミラー３８で反射した光線
は、集光レンズ５０を通過し、ミラー５２により９０°
光路が変えられて光路切替器４８に至る経路を形成する
ことにより、吸収セル１６の外部（空気中）を通過す
る。光路切替器４８にはスリットを有した回転板５４が
装着されており、ハーフミラー３８で分岐された各光路
にスリットが合うように回転する。光路切替器４８の近
傍には、スリットが光路上に位置しているか否かを検出
するための位置検出部５６が配設され、正しく位置して
いない場合には、図示しない補正装置により補正され
る。
は、集光レンズ５０を通過し、ミラー５２により９０°
光路が変えられて光路切替器４８に至る経路を形成する
ことにより、吸収セル１６の外部（空気中）を通過す
る。光路切替器４８にはスリットを有した回転板５４が
装着されており、ハーフミラー３８で分岐された各光路
にスリットが合うように回転する。光路切替器４８の近
傍には、スリットが光路上に位置しているか否かを検出
するための位置検出部５６が配設され、正しく位置して
いない場合には、図示しない補正装置により補正され
る。
【００１４】光路切替器４８のスリットを通過した光線
のうち、吸収セル１６の内部を通過した光線はミラー５
５により受光器２０に導かれると共に、吸収セル１６の
外部を通過した光線はミラー５８により受光器２０に導
かれ、受光器２０で各吸光度が測定される。即ち、受光
器２０では、４００ｎｍの波長で吸収セル１６の内部と
外部を通った２点、及び６２０ｎｍの波長で吸収セル１
６の内部と外部を通った２点の合計４点の吸光度が測定
される。そして、受光器２０では、受光器２０で測定さ
れた各吸光度の測定情報及び、波長切替器で選択した波
長、光路切替器で設定したスリット等の設定情報が演算
器６０に送られる。
のうち、吸収セル１６の内部を通過した光線はミラー５
５により受光器２０に導かれると共に、吸収セル１６の
外部を通過した光線はミラー５８により受光器２０に導
かれ、受光器２０で各吸光度が測定される。即ち、受光
器２０では、４００ｎｍの波長で吸収セル１６の内部と
外部を通った２点、及び６２０ｎｍの波長で吸収セル１
６の内部と外部を通った２点の合計４点の吸光度が測定
される。そして、受光器２０では、受光器２０で測定さ
れた各吸光度の測定情報及び、波長切替器で選択した波
長、光路切替器で設定したスリット等の設定情報が演算
器６０に送られる。
【００１５】演算器６０では、色度吸収の大きい４００
ｎｍの波長と色度吸収のほとんど無い６２０ｎｍの波長
の２波長における吸光度差を求め、被測定液の濁質成分
による誤差や吸収セル１６の汚れによる誤差をキャンセ
ルする。更に、演算器６０では、４００ｎｍと６２０ｎ
ｍのそれぞれについて吸収セル１６の内部と外部のダブ
ルビームの吸光度差を求め、光源１８の光度の劣化や変
動、受光器２０の光検出素子やその増幅器の劣化や変動
等の装置性能に起因する誤差をキャンセルする。そし
て、これらの誤差をキャンセルした後の４００ｎｍにお
ける吸光度と、演算器６０に予め入力されている吸光度
と色度との検量線に基づいた関係式から被測定液の色度
が算出される。演算器６０としては通常のコンピュータ
を使用することができる。
ｎｍの波長と色度吸収のほとんど無い６２０ｎｍの波長
の２波長における吸光度差を求め、被測定液の濁質成分
による誤差や吸収セル１６の汚れによる誤差をキャンセ
ルする。更に、演算器６０では、４００ｎｍと６２０ｎ
ｍのそれぞれについて吸収セル１６の内部と外部のダブ
ルビームの吸光度差を求め、光源１８の光度の劣化や変
動、受光器２０の光検出素子やその増幅器の劣化や変動
等の装置性能に起因する誤差をキャンセルする。そし
て、これらの誤差をキャンセルした後の４００ｎｍにお
ける吸光度と、演算器６０に予め入力されている吸光度
と色度との検量線に基づいた関係式から被測定液の色度
が算出される。演算器６０としては通常のコンピュータ
を使用することができる。
【００１６】このように構成された本発明の色度測定装
置１０によれば、吸収の大きい波長と吸収のほとんど無
い波長の吸光度を測定し、その差から色度を計算で求め
るため、濁質成分による誤差や吸収セルの汚れによる誤
差が生じず、安定した色度測定が可能である。また、吸
収セル１６の内部と外部の２か所に光線を通すダブルビ
ーム方式とすることで、光源の光度、受光器２０の光検
出素子やその増幅器の変動等の装置性能に起因する測定
値のばらつきを常時補正できる。
置１０によれば、吸収の大きい波長と吸収のほとんど無
い波長の吸光度を測定し、その差から色度を計算で求め
るため、濁質成分による誤差や吸収セルの汚れによる誤
差が生じず、安定した色度測定が可能である。また、吸
収セル１６の内部と外部の２か所に光線を通すダブルビ
ーム方式とすることで、光源の光度、受光器２０の光検
出素子やその増幅器の変動等の装置性能に起因する測定
値のばらつきを常時補正できる。
【００１７】ここで、演算器６０に予め入力される検量
線データの作成及び色度の算出方法について詳細を説明
する。 （１）検量線作成 純水を用いてブランク測定、色度２の標準液を用いてキ
ャリブレーション測定を行う。このときの測定結果から
色度２の吸光度差を計算しCALRATE とする。
線データの作成及び色度の算出方法について詳細を説明
する。 （１）検量線作成 純水を用いてブランク測定、色度２の標準液を用いてキ
ャリブレーション測定を行う。このときの測定結果から
色度２の吸光度差を計算しCALRATE とする。
【００１８】 400nm における Ref（リファレンス）側の透過率 Ｒ0 ＝｛CPD(1,1)−CPD(0,1)｝/ ｛BPD(1,1)−BPD(0,
1)｝ 400nm における Sample （サンプル）側の透過率 Ｒ1 ＝｛CPD(1,2)−CPD(0,2)｝/ ｛BPD(1,2)−BPD(0,
2)｝ 400nm における Sample の吸光度 Ａ1 ＝ Log (Ｒ1/Ｒ0) 620nm における Ref側の透過率 Ｒ0 ＝｛CPD(2,1)−CPD(0,1)｝/ ｛BPD(2,1)−BPD(0,
1)｝ 620nm における Sample 側の透過率 Ｒ1 ＝｛CPD(2,2)−CPD(0,2)｝/ ｛BPD(2,2)−BPD(0,
2)｝ 620nm における Sample の吸光度 Ａ2 ＝ Log (Ｒ1/Ｒ0) 400nm と620nm の吸光度の差 dＡ＝Ａ1 −Ａ2 CALRATE ＝ 2/dＡ（2:標準試料の色度） （２）被測定液の吸光度及び色度の計算 400nm におけるRef 側の透過率 Ｒ0 ＝｛PD(1,1) − PD(0,1)｝/ ｛BPD(1,1)−BPD(0,
1)｝ 400nm における Sample 側の透過率 Ｒ1 ＝｛PD(1,2) − PD(0,2)｝/ ｛BPD(1,2)−BPD(0,
2)｝ 400nm における Sample の吸光度 Ｂ1 ＝ Log (Ｒ1/Ｒ0) 620nm における Ref側の透過率 Ｒ0 ＝｛PD(2,1) − PD(0,1)｝/ ｛BPD(2,1)−BPD(0,
1)｝ 620nm における Sample 側の透過率 Ｒ1 ＝｛PD(2,2) − PD(0,2)｝/ ｛BPD(2,2)−BPD(0,
2)｝ 620nm における Sample の吸光度 Ｂ2 ＝ Log (Ｒ1/Ｒ0) 400nm と620nm の吸光度差 dＢ＝Ｂ1 −Ｂ2 色度=CAL
RATE×ｄＢ 図３は、波長４００ｎｍ及び６２０ｎｍの２波長、吸収
セルの光路長５００ｍｍ、光路径１２ｍｍφ、吸収セル
への送液量７５ｍｌ／ｍｉｎにおける色度と２波長の吸
光度差（Ｂ４００ｎｍ−Ｂ６２０ｎｍ）を示したもので
ある。尚、この吸光度差は、ダブルビーム方式による補
正を施した後のものである。図３から分かるように、色
度と吸光度差はきれいな直線関係となり、本発明の色度
測定方法により、色度が精度良く測定できることがわか
る。
1)｝ 400nm における Sample （サンプル）側の透過率 Ｒ1 ＝｛CPD(1,2)−CPD(0,2)｝/ ｛BPD(1,2)−BPD(0,
2)｝ 400nm における Sample の吸光度 Ａ1 ＝ Log (Ｒ1/Ｒ0) 620nm における Ref側の透過率 Ｒ0 ＝｛CPD(2,1)−CPD(0,1)｝/ ｛BPD(2,1)−BPD(0,
1)｝ 620nm における Sample 側の透過率 Ｒ1 ＝｛CPD(2,2)−CPD(0,2)｝/ ｛BPD(2,2)−BPD(0,
2)｝ 620nm における Sample の吸光度 Ａ2 ＝ Log (Ｒ1/Ｒ0) 400nm と620nm の吸光度の差 dＡ＝Ａ1 −Ａ2 CALRATE ＝ 2/dＡ（2:標準試料の色度） （２）被測定液の吸光度及び色度の計算 400nm におけるRef 側の透過率 Ｒ0 ＝｛PD(1,1) − PD(0,1)｝/ ｛BPD(1,1)−BPD(0,
1)｝ 400nm における Sample 側の透過率 Ｒ1 ＝｛PD(1,2) − PD(0,2)｝/ ｛BPD(1,2)−BPD(0,
2)｝ 400nm における Sample の吸光度 Ｂ1 ＝ Log (Ｒ1/Ｒ0) 620nm における Ref側の透過率 Ｒ0 ＝｛PD(2,1) − PD(0,1)｝/ ｛BPD(2,1)−BPD(0,
1)｝ 620nm における Sample 側の透過率 Ｒ1 ＝｛PD(2,2) − PD(0,2)｝/ ｛BPD(2,2)−BPD(0,
2)｝ 620nm における Sample の吸光度 Ｂ2 ＝ Log (Ｒ1/Ｒ0) 400nm と620nm の吸光度差 dＢ＝Ｂ1 −Ｂ2 色度=CAL
RATE×ｄＢ 図３は、波長４００ｎｍ及び６２０ｎｍの２波長、吸収
セルの光路長５００ｍｍ、光路径１２ｍｍφ、吸収セル
への送液量７５ｍｌ／ｍｉｎにおける色度と２波長の吸
光度差（Ｂ４００ｎｍ−Ｂ６２０ｎｍ）を示したもので
ある。尚、この吸光度差は、ダブルビーム方式による補
正を施した後のものである。図３から分かるように、色
度と吸光度差はきれいな直線関係となり、本発明の色度
測定方法により、色度が精度良く測定できることがわか
る。
【００１９】図４は、本発明の色度測定装置１０を用い
て、２度の色度標準液について２４時間連続して測定し
た結果であり、図５は、本発明の色度測定装置を用い
て、水道水（市水）について２４時間連続して測定した
結果である。この測定中は、吸収セル１６の洗浄等のメ
ンテナンスは一切行わなかったが、図４及び図５から分
かるように、非常に安定した測定結果が得られた。
て、２度の色度標準液について２４時間連続して測定し
た結果であり、図５は、本発明の色度測定装置を用い
て、水道水（市水）について２４時間連続して測定した
結果である。この測定中は、吸収セル１６の洗浄等のメ
ンテナンスは一切行わなかったが、図４及び図５から分
かるように、非常に安定した測定結果が得られた。
【００２０】次に、被測定液の濁質成分濃度が大きく、
吸光度のベースライン（吸光度がゼロの位置）が全体に
上方にシフトする場合について説明する。即ち、図６に
示すように、被測定液の濁質成分濃度が小さい場合に
は、曲線Ａの吸収スペクトルに示すように、ベースライ
ンはシフトしないが、濁質成分濃度が大きい場合には、
曲線Ｂの吸収スペクトルのようにベースラインは上方に
シフトして吸光度が濁質成分の分だけ上乗せされた状態
になる。これは、濁質成分濃度が増大すると、波長の違
いにより濁度の吸収スペクトルが変わってくるためであ
る。しかし、濁度の吸収スペクトルの変化が波長依存
性、即ち、濁度による吸光度と波長との間に一定の直線
関係があるという知見に基づいて次のように補正するよ
うにした。
吸光度のベースライン（吸光度がゼロの位置）が全体に
上方にシフトする場合について説明する。即ち、図６に
示すように、被測定液の濁質成分濃度が小さい場合に
は、曲線Ａの吸収スペクトルに示すように、ベースライ
ンはシフトしないが、濁質成分濃度が大きい場合には、
曲線Ｂの吸収スペクトルのようにベースラインは上方に
シフトして吸光度が濁質成分の分だけ上乗せされた状態
になる。これは、濁質成分濃度が増大すると、波長の違
いにより濁度の吸収スペクトルが変わってくるためであ
る。しかし、濁度の吸収スペクトルの変化が波長依存
性、即ち、濁度による吸光度と波長との間に一定の直線
関係があるという知見に基づいて次のように補正するよ
うにした。
【００２１】被測定液の濁質成分濃度が大きく吸光度の
ベースラインがシフトする場合、前述した波長選択・切
替器２８において、色度吸収の大きな第１の波長である
４００ｎｍと、色度吸収のほとんど無い第２の波長であ
る６２０ｎｍとの間に第３の波長、例えば５００ｎｍの
波長を選択する。そして、５００ｎｍの光線を被測定液
が満たされた吸収セル１６の内部と外部を通した時の吸
光度を測定し、演算器６０に出力する。演算器６０で
は、得られた５００ｎｍの吸光度と６２０ｎｍを結ぶ直
線Ｃ（図６参照）を求め、この直線Ｃにおける４００ｎ
ｍでの濁度影響分を算出し、被測定液の色度を算出する
際に濁度影響分を差し引く。これにより、被測定液の濁
質成分濃度が大きく吸光度のベースラインがシフトする
場合にも、被測定液の色度を精度良く測定することがで
きる。
ベースラインがシフトする場合、前述した波長選択・切
替器２８において、色度吸収の大きな第１の波長である
４００ｎｍと、色度吸収のほとんど無い第２の波長であ
る６２０ｎｍとの間に第３の波長、例えば５００ｎｍの
波長を選択する。そして、５００ｎｍの光線を被測定液
が満たされた吸収セル１６の内部と外部を通した時の吸
光度を測定し、演算器６０に出力する。演算器６０で
は、得られた５００ｎｍの吸光度と６２０ｎｍを結ぶ直
線Ｃ（図６参照）を求め、この直線Ｃにおける４００ｎ
ｍでの濁度影響分を算出し、被測定液の色度を算出する
際に濁度影響分を差し引く。これにより、被測定液の濁
質成分濃度が大きく吸光度のベースラインがシフトする
場合にも、被測定液の色度を精度良く測定することがで
きる。
【００２２】次に、本発明の色度測定装置１０を水処理
システムの色度モニタとして使用した場合について説明
する。図７は、本発明の色度測定装置１０を、フミン質
やＦｅ，Ｍｎを含有して黄色に着色している原水を処理
するための水処理システムの薬注制御に適用した一例で
ある。
システムの色度モニタとして使用した場合について説明
する。図７は、本発明の色度測定装置１０を、フミン質
やＦｅ，Ｍｎを含有して黄色に着色している原水を処理
するための水処理システムの薬注制御に適用した一例で
ある。
【００２３】水処理システムの装置構成をフロー順に説
明すると、原水を先ず、塩素反応槽６２で次亜塩素酸ソ
ーダ（ＮａＯＣｌ）を添加し、原水に溶解している着色
成分を不溶化する。次に、ＰＨ調整槽６４で硫酸（Ｈ2
ＳＯ4 ）を添加してＰＨ調整した後、凝集反応槽６６で
凝集剤（ＰＡＣ）を添加してマイクロフロックを形成さ
せる。次に、マイクロフロック化した原水を、膜分離装
置６８で固液分離し、処理水（浄水）を得る。膜分離装
置６８で使用する膜は、精密濾過膜、限外濾過膜いずれ
でもよい。また、各反応槽の容量は、酸化や凝集が十分
に行える接触及び滞留時間がとれるようにする。そし
て、各槽６２、６４、６６に注入する薬剤の注入量の制
御は、本発明の色度測定装置１０により測定された処理
水の色度情報に基づいてそれぞれの制御ポンプ７０、７
２、７４を制御するフィードバック制御により行う。
明すると、原水を先ず、塩素反応槽６２で次亜塩素酸ソ
ーダ（ＮａＯＣｌ）を添加し、原水に溶解している着色
成分を不溶化する。次に、ＰＨ調整槽６４で硫酸（Ｈ2
ＳＯ4 ）を添加してＰＨ調整した後、凝集反応槽６６で
凝集剤（ＰＡＣ）を添加してマイクロフロックを形成さ
せる。次に、マイクロフロック化した原水を、膜分離装
置６８で固液分離し、処理水（浄水）を得る。膜分離装
置６８で使用する膜は、精密濾過膜、限外濾過膜いずれ
でもよい。また、各反応槽の容量は、酸化や凝集が十分
に行える接触及び滞留時間がとれるようにする。そし
て、各槽６２、６４、６６に注入する薬剤の注入量の制
御は、本発明の色度測定装置１０により測定された処理
水の色度情報に基づいてそれぞれの制御ポンプ７０、７
２、７４を制御するフィードバック制御により行う。
【００２４】この薬剤の注入量の制御において、原水の
着色成分がフミン質の場合はＰＡＣの注入量を特に精度
良く制御することが必要であり、着色成分がＦｅ，Ｍｎ
であればＮａＯＣｌの注入量を特に精度良く制御するこ
とが好ましい。この理由は、ＮａＯＣｌの注入量が過剰
になると、残留塩素の影響で凝集反応が不充分となる一
方、ＰＡＣの注入が適切でないと、凝集不良や未反応の
水酸化アルミニウム〔Ａｌ（ＯＨ）3 〕が増加し、後段
の膜分離装置の濾過抵抗が上昇して濾過圧力の上昇を生
じるためである。
着色成分がフミン質の場合はＰＡＣの注入量を特に精度
良く制御することが必要であり、着色成分がＦｅ，Ｍｎ
であればＮａＯＣｌの注入量を特に精度良く制御するこ
とが好ましい。この理由は、ＮａＯＣｌの注入量が過剰
になると、残留塩素の影響で凝集反応が不充分となる一
方、ＰＡＣの注入が適切でないと、凝集不良や未反応の
水酸化アルミニウム〔Ａｌ（ＯＨ）3 〕が増加し、後段
の膜分離装置の濾過抵抗が上昇して濾過圧力の上昇を生
じるためである。
【００２５】本発明の色度測定装置１０を用いた水処理
制御方法によれば、原水の濁質成分や吸収セルの汚れに
よる誤差、更には装置性能に起因する誤差をなくすこと
ができるので、各槽６２、６４、６６に注入する薬剤の
注入量の制御を精度良く行うことができる。従って、薬
剤の注入量を適切に制御することができるので、濾過圧
力の上昇を抑制でき、膜の薬品洗浄間隔の長期化も可能
となる。更には、従来の色度測定装置のように、安全を
みて薬剤を過剰に注入する必要がないので、ランニング
コストが削減され経済性も向上する。更には、処理水の
色度を目標値以下に安定して維持させることができるの
で、処理水の水質を向上させることができる。
制御方法によれば、原水の濁質成分や吸収セルの汚れに
よる誤差、更には装置性能に起因する誤差をなくすこと
ができるので、各槽６２、６４、６６に注入する薬剤の
注入量の制御を精度良く行うことができる。従って、薬
剤の注入量を適切に制御することができるので、濾過圧
力の上昇を抑制でき、膜の薬品洗浄間隔の長期化も可能
となる。更には、従来の色度測定装置のように、安全を
みて薬剤を過剰に注入する必要がないので、ランニング
コストが削減され経済性も向上する。更には、処理水の
色度を目標値以下に安定して維持させることができるの
で、処理水の水質を向上させることができる。
【００２６】尚、図７では、色度測定装置１０で処理水
の色度を測定するようにしたが、図８のように、原水の
色度を色度測定装置１０で測定して、この色度情報に基
づいて次亜塩素酸ソーダ、硫酸、ＰＡＣの注入量をフィ
ードフォーワード制御してもよい。また、図には示さな
かったが、原水と処理水の両方の色度を、それぞれ色度
測定装置１０で測定して薬剤の注入量を制御すると一層
良い。
の色度を測定するようにしたが、図８のように、原水の
色度を色度測定装置１０で測定して、この色度情報に基
づいて次亜塩素酸ソーダ、硫酸、ＰＡＣの注入量をフィ
ードフォーワード制御してもよい。また、図には示さな
かったが、原水と処理水の両方の色度を、それぞれ色度
測定装置１０で測定して薬剤の注入量を制御すると一層
良い。
【００２７】また、本発明の色度測定装置１０は、色度
の測定のみならず、吸光度を測定して値を求める水質項
目、例えば、硝酸性窒素等のモニタとして適用可能であ
る。
の測定のみならず、吸光度を測定して値を求める水質項
目、例えば、硝酸性窒素等のモニタとして適用可能であ
る。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の色度測定
方法及び装置並びにその装置を用いた水処理制御方法に
よれば、被測定液の濁質成分による誤差や吸収セルの汚
れによる誤差が生じず、また、光源や吸光度測定手段の
装置性能の性能変化をも常時補正することができるの
で、水処理制御用の色度モニタとして高性能を発揮する
ことができる。
方法及び装置並びにその装置を用いた水処理制御方法に
よれば、被測定液の濁質成分による誤差や吸収セルの汚
れによる誤差が生じず、また、光源や吸光度測定手段の
装置性能の性能変化をも常時補正することができるの
で、水処理制御用の色度モニタとして高性能を発揮する
ことができる。
【００２９】更には、本発明の色度測定装置を、例えば
水処理の薬剤注入量の制御用の色度モニタとして使用し
た場合、注入量を適切に制御することができるので、過
剰な注入がなくなりランニングコストを削減できる。更
に、本発明の色度測定装置は、メンテナンスが殆ど必要
ないので、水処理システム、例えば膜型浄水システムの
無人化にも寄与することができる
水処理の薬剤注入量の制御用の色度モニタとして使用し
た場合、注入量を適切に制御することができるので、過
剰な注入がなくなりランニングコストを削減できる。更
に、本発明の色度測定装置は、メンテナンスが殆ど必要
ないので、水処理システム、例えば膜型浄水システムの
無人化にも寄与することができる
【図１】本発明の色度測定装置の全体構成を説明する構
成図
成図
【図２】２度と５度の色度標準液の吸収スペクトルにお
ける吸光度と波長との関係を示すグラフ
ける吸光度と波長との関係を示すグラフ
【図３】本発明の色度測定装置における色度と吸光度差
（Ｂ４００ｎｍ−Ｂ６２０ｎｍ）の相関関係を示すグラ
フ。
（Ｂ４００ｎｍ−Ｂ６２０ｎｍ）の相関関係を示すグラ
フ。
【図４】本発明の色度測定装置で２度と５度の色度標準
液を連続測定したグラフ
液を連続測定したグラフ
【図５】本発明の色度測定装置で水道水（市水）を連続
測定したグラフ
測定したグラフ
【図６】被測定液の濁質成分濃度が大きく、吸光度のベ
ースラインが全体に上方にシフトする場合の波長と吸光
度の関係を示したグラフ
ースラインが全体に上方にシフトする場合の波長と吸光
度の関係を示したグラフ
【図７】本発明の色度測定装置を用いた水処理制御方法
を適用する装置構成の一例を示した構成図
を適用する装置構成の一例を示した構成図
【図８】本発明の色度測定装置を用いた水処理制御方法
を適用する装置構成の別の例を示した構成図
を適用する装置構成の別の例を示した構成図
１０…色度測定装置 １６…吸収セル １８…光源 ２０…受光器 ２２、４２、４６、５０…集光レンズ ２６…送風ファン ２８…波長選択・切替器 ３０…波長選択部 ３２…回折格子 ３４、５６…位置検出部 ３６、４０、４４、５２、５５、５８…ミラー ３８…ハーフミラー ５４…回転板 ６０…演算器 ６２…塩素反応槽 ６４…ＰＨ調整槽 ６６…凝集反応槽 ６８…膜分離装置 ７０、７２、７４…制御ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥野 裕 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日 立プラント建設株式会社内 (72)発明者 緑川 正博 埼玉県坂戸市溝端９番地
Claims (6)
- 【請求項１】被測定液の色度を測定する測定方法におい
て、 色度吸収を有する第１の波長と該第１の波長より色度吸
収の小さな第２の波長の２波長の光線を用い、それぞれ
の波長の光線について前記被測定液が満たされた吸収セ
ルの内部と外部を通した時の吸光度を測定し、得られた
各吸光度と、予め求めた吸光度と色度の関係から前記被
測定液の色度を算出することを特徴とする色度測定方
法。 - 【請求項２】前記第１及び第２の波長の吸光度が前記被
測定液の濁質成分の影響を受けてシフトする場合には、 前記第１と第２の波長の間の第３の波長の光線を前記被
測定液が満たされた吸収セルの内部と外部を通した時の
吸光度を測定し、得られた第３の波長の吸光度と前記第
２の波長の吸光度から前記第１の波長の吸光度の濁度影
響分を算出し、前記被測定液の色度を算出する際に前記
濁度影響分を差し引くことを特徴とする請求項１の色度
測定方法。 - 【請求項３】被測定液の色度を測定する測定装置におい
て、 光源と、 前記光源から発せられた光線を、色度吸収を有する第１
の波長と該第１の波長より色度吸収の小さな第２の波長
の２波長を選択すると共に、どちらか１方の波長に切り
換える選択・切替手段と、 前記選択・切替手段で得られた波長の光線を前記被測定
液が満たされた吸収セルの内部と外部を通る２つの光路
に分ける分岐手段と、 前記選択・切替手段で得られる２波長の光線について前
記分岐手段で２光路に分岐して得られる各光線の各吸光
度を測定する吸光度測定手段と、 前記測定された各吸光度と、予め求めた吸光度と色度の
関係から前記被測定液の色度を算出する算出手段と、 を備えていることを特徴とする色度測定装置。 - 【請求項４】前記第１及び第２の波長の吸光度が前記被
測定液の濁質成分の影響を受けてシフトする場合には、 前記選択・切替手段により前記第１と第２の波長の間の
波長として、第３の波長の光線を選択し、その第３の波
長について前記分岐手段で前記被測定液が満たされた吸
収セルの内部と外部を通した時の吸光度を測定し、得ら
れた第３の波長の吸光度と前記第２の波長の吸光度から
前記第１の波長の吸光度の濁度影響分を算出し、前記被
測定液の色度を算出する際に前記濁度影響分を差し引く
ことを特徴とする請求項３の色度測定装置。 - 【請求項５】請求項３又は４記載の色度測定装置で測定
した水の色度に基づいて水処理条件を制御することを特
徴とする色度測定装置を用いた水処理制御方法。 - 【請求項６】前記色度測定装置に基づいて前記水に添加
する薬品注入量を制御することを特徴とする請求項５の
色度測定装置を用いた水処理制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10502896A JPH09292336A (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 色度測定方法及び装置並びにその装置を用いた水処理制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10502896A JPH09292336A (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 色度測定方法及び装置並びにその装置を用いた水処理制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09292336A true JPH09292336A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=14396586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10502896A Pending JPH09292336A (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 色度測定方法及び装置並びにその装置を用いた水処理制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09292336A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11290614A (ja) * | 1998-04-14 | 1999-10-26 | Meidensha Corp | 計測装置 |
| JP2007203249A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Kurita Water Ind Ltd | 水処理装置及び水処理方法 |
| JP2008126223A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Meidensha Corp | 膜処理システム |
| JP2008284469A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 逆浸透膜処理の前処理方法 |
| JP2008286659A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Yokogawa Electric Corp | 濁色度計 |
| WO2013088761A1 (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | 富士フイルムグローバルグラフィックシステムズ株式会社 | 再生水利用装置、再生水生成装置、及び廃液処理システム |
| CN115684039A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-02-03 | 湖南省计量检测研究院 | 一种基于误差控制的水质监测系统及方法 |
-
1996
- 1996-04-25 JP JP10502896A patent/JPH09292336A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11290614A (ja) * | 1998-04-14 | 1999-10-26 | Meidensha Corp | 計測装置 |
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| WO2013088761A1 (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | 富士フイルムグローバルグラフィックシステムズ株式会社 | 再生水利用装置、再生水生成装置、及び廃液処理システム |
| JP5559942B2 (ja) * | 2011-12-16 | 2014-07-23 | 富士フイルムグローバルグラフィックシステムズ株式会社 | 再生水利用装置、再生水生成装置、及び廃液処理システム |
| CN115684039A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-02-03 | 湖南省计量检测研究院 | 一种基于误差控制的水质监测系统及方法 |
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