JPS6235625B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工場排水などの油分を含んだ水中の
油分濃度の連続測定に関するものであり、詳細に
は、工場排水路の排水、廃液ピツトの含油水、廃
水処理場の処理水や、この他種々の水中の油分濃
度を連続して測定する装置に関するものである。

現在、微量の油分を正確に測定する手段とし
て、試料水中の油分を抽出液例えば四塩化炭素
（CCl₄）にて抽出し、この抽出された油分を含ん
だ抽出液を赤外線分析計にて分析して油分濃度を
測定する、いわゆる溶媒抽出−赤外線吸収法があ
る。

従来、この溶媒抽出−赤外線吸収法を用いた装
置としては、例えば、第１図に示すようなものが
ある。この第１図に示されたものについて説明す
ると、試料水ａとして、排水路中の排水Ａを試料
水採水パイプ１を介して、定量ポンプ２にて電磁
弁３を経由して常時定量的に撹拌抽出器４へ採水
する。同時に、この定量ポンプ２にて再生器５よ
り抽出液ｂ、例えば、四塩化炭素（CCl₄）を定量
的に前記撹拌抽出器４に添加する。そして、この
撹拌抽出器４内にて、電動モータ１０に連動連結
された撹拌板６にて前記試料水ａと抽出液ｂとは
撹拌混合され、これにて、試料水ａ中の油分は抽
出液ｂに抽出される。この油分を含んだ抽出液
b′と水分a′との混合液（a′＋b′）は、疎水性フイ
ルタ例えばテフロン製フイルタを具備する第１分
離器７へ供給され、この第１分離器７にて前記混
合液（a′＋b′）は、油分を含んだ抽出液b′と水分
a′とに分離される。この分離された水分a′は、更
〓〓〓〓
に、第２分離器８へ導入されて、この第２分離器
８にて、水分a′中にごく僅かに混入されている油
分を含んだ抽出液b′が完全に分離される。この分
離された油分を含んだ抽出液b′は前記再生器５へ
と導入される。他方、前記第１分離器７にて脱水
された油分を含んだ抽出液b′は油分濃度の測定計
例えば赤外線分析計９の測定セル９ａに連続的に
流入され、この分析計９にて分析測定された結果
が記録計１１に表示・記録される。この測定後の
油分を含んだ抽出液b′は、前記再生器５に導入す
る。この測定セル９ａや前記第２分離器８から再
生器５に導入された油分を含んだ抽出液b′は、こ
の再生器５内に充填された吸着材例えば活性炭に
て、油分を含んだ抽出液b′から油分のみを吸着し
て、抽出液ｂの再生操作を行う。この再生された
抽出液ｂは前記分析計９の比較セル９ｂを経由し
て前記定量ポンプ２に吸引され、再度、前記撹拌
抽出器４に導入され、再利用すべく構成してあ
る。

このように構成された従来装置においては、前
記第１分離器７の疎水性フイルタが何らかの原因
で水分a′を通過させた場合、例えば、前記混合液
（a′＋b′）中に界面活性剤が混入していた場合に
は、この界面活性剤の作用にて水分a″が、疎水性
フイルタを通過して測定セル９ａに導入される油
分を含んだ抽出液b′に混入し、この水分a″の混入
にて測定誤差を生じ、正確な測定を行い得ないと
いう欠点があつた。

本発明は、このような従来装置の欠点を鑑み
て、測定の応答速度を何ら低下させることなく、
油分を含んだ抽出液と水分との分離を確実に行い
得、もつて、迅速にしかも測定精度が高く、連続
的に油分濃度を測定し得る装置を提供せんとする
ものである。

以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に述
べる。

第２図は、本発明に係る油分濃度の連続測定装
置の全体構成を示したものであつて、図中Ａは、
例えば工場の排水路中を流れる排水であり、この
排水Ａ中に採水口を配置した採水管１は、電磁弁
３を介して定量ポンプ２の一方のポンプ２ａに連
結されている。この一方のポンプ２ａは撹拌抽出
器４の一方の導入口に連結され、この一方のポン
プ２ａにて前記排水Ａを試料水ａとして定量吸引
し、撹拌抽出器４へ導入すべく構成してある。こ
の定量ポンプ２の他方のポンプ２ｂの入口側は再
生器５に連結され、その出口側は前記撹拌抽出装
置４の他方の導入口に連結され、再生器５から抽
出液ｂとして、例えば四塩化炭素（CCl₄）を定量
吸引し撹拌抽出器４内へ導入すべく構成してあ
る。この撹拌抽出器４は駆動装置１０例えば電動
モータに連動連結された撹拌板６を具備し、この
撹拌板６の回転にて前記定量ポンプ１より連続的
に送給される試料水ａと抽出液ｂとの撹拌混合し
て試料水ａ中の油分を抽出液ｂにて抽出すべく構
成してある。この撹拌抽出器４の出口側は第１分
離器７に連結され、油分を含んだ抽出液b′と水分
a′との混合液（a′＋b′）を第１分離器７に導入す
べく構成し、この第１分離器７は疎水性フイルタ
例えばテフロン製フイルタを具備し、このフイル
タにて前記混合液（a′＋b′）を油分を含んだ抽出
液b′と水分a′とに分離して、これらを連続的に取
出すべく構成してある。この第１分離器７の抽出
液b′の取出口は、水分分離器１２に連結され、こ
の水分分離器１２にて前記油分を含んだ抽出液
b′中に混入している僅かな水分a″を抽出すべく構
成し、この水分分離器１２の下方出口側は、油分
濃度の分析計９例えば赤外線分析計の測定セル９
ａに連結され、この測定セル９ａにて、前記油分
を含んだ抽出液b′のみを分析測定すべく構成して
ある。この測定セル９ａによる測定結果は、この
セル９ａに接続された記録計１１にて表示記録す
べく構成してある。

前記第１分離器７は前記混合液（a′＋b′）を迅
速に分離するいわゆる高速分離器であるため、取
出される水分a′中には僅かな量の油分を含んだ抽
出液b″も含まれているため、その水分a′と混入し
た油分を含んだ抽出液b″との混合液（a′＋b″）
を、分離性能の優れた第２分離器８へ導入して、
この分離器８にて、水分a′と油分を含んだ抽出液
b″とに分離すべく構成してある。

前記分析計９は、抽出液b′が測定セル９ａに連
続的に導入されると共に、後記の再生器５により
再生された抽出液ｂが、再生器５の再生能力の低
下に基づく測定誤差の発生を防止するために比較
セル９ｂに連続的に導入されるべく構成してあ
る。前記測定セル９ａの出口側は、再生器５に連
結されている。この再生器５は吸着材として例え
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ば活性炭が充填され、前記測定セル９ａや前記第
２分離器８から導入される油分を含んだ抽出液
b′，b″は、前記吸着材にて油分を含んだ抽出液
b′，b″中の油分のみが吸着され、これにて、抽出
液ｂの再生を行うべく構成してある。この再生さ
れた抽出液ｂは前記分析計９の比較セル９ｂを経
由して前記定量ポンプ２にて吸引され、再度、前
記抽出器４に連続的に還元すべく構成してある。

尚、前記再生器５から前記電磁弁３へ、零チエ
ツクあるいは配管の洗浄のために、配管接続され
ている。

次に、前記水分分離器１２の詳細な構造と、こ
の水分分離器１２と前記分析計９の測定セル９ａ
との鉛直方向の位置関係とについて説明する。前
記水分分離器１２は、第３図に示すように、サイ
クロン２０を具備し、このサイクロン２０はその
上部の円周接線方向に連続した入口管２１を介し
て、前記第１分離器７に接続され、その下部に連
結した出口管２２を介して前記分析計９の測定セ
ル９ａの下部に接続されている。そして、このサ
イクロン２０の中央上端位置S1には、上方向へ
伸長する第１連管２３が連通連結され、この第１
連管２３の途中箇所に排出位置S2を構成し、こ
の排出位置S2から排出管２４が下方へ向けて連
通連結され、この第１連管２３の上端部は大気に
開放されている。前記測定セル９ａの上部には、
上方向に伸長する第２連管２５が連通連結され、
この第２連管２５の途中箇所に導出位置S3を構
成し、この導出位置S3から前記再生器５に連通
連結される導出管２６が下方に向けて導出され、
この第２連管２５の上端部は大気に開放されてい
る。これら第１連管２３と第２連管２５とにて、
前記サイクロン２０と分析計９の測定セル９ａと
を介して、いわゆる連通管が構成されている。
尚、第３図中にて、位置S4は、前記第１分離器
７にて分離された油分を含んだ抽出液b′中に水分
a″が混入していない場合の油分を含んだ抽出液
b′の液面であり、前記導出管２６の導出位置S3と
略々同じ高さ位置（前記連通管内の抵抗分だけ高
い位置）にある。

これらサイクロン２０の上端位置S1と前記排
出管２４の排出位置S2と前記導出管２６の導出
位置S3と前記油分を含んだ抽出液b′の通常の液面
位置S4との間には、次の不等式の条件を充足す
べく設定されている。

△Ｈ（S1・S3）×ｐ＞△Ｈ（S1・S2） ＞△Ｈ（S1・S4） 〔ここで、△Ｈ（S1・S3）は前記位置S1と位置S3
との間の鉛直方向の距離、△Ｈ（S1・S2）は位
置S1と位置S2との間の鉛直方向の距離、△Ｈ
（S1・S4）は位置S1と位置S4との間の鉛直方向の
距離、ｐは、抽出液b′の比重であり、水の比重は
１としてある。〕 このように設定される意義としては、△Ｈ
（S1・S3）×ｐ＞△Ｈ（S1・S2）が充足されない
場合、前記水分a″が排出管２４から排出されず、
サイクロン２０を通過して測定セル９ａに導入さ
れ、もつて、油分濃度の測定に誤差を生ずる憂い
が存し、又、△Ｈ（S1・S2）＞△Ｈ（S1・S4）が
充足されない場合には、前記油分を含んだ抽出液
b′が排出管２４から排出され、これにて、測定の
応答速度が著しく減じられるのである。

次に、以上の構成による油分濃度の連続測定装
置の作用について説明する。

排水路中の排水Ａが試料水ａとして、採水パイ
プ１、電磁弁３を介して定量ポンプ２にて常時定
量的に採水され、撹拌抽出器４へ供給される。同
時に、定量ポンプ２にて再生器５より抽出液ｂ例
えば四塩化炭素（CCl₄）が撹拌抽出器４に供給さ
れる。この撹拌抽出器４内にて、電動モータ１０
に連結された撹拌板６にて試料水ａと抽出液ｂと
は撹拌混合され、これにて、試料水ａ中の油分は
抽出液ｂに抽出され、これら油分を含んだ抽出液
b′と水分a′との混合液（a′＋b′）は、第１分離器
７へ供給され、この第１分離器７の疎水性フイル
タにて油分を含んだ抽出液b′と水分a′とに分離さ
れる。分離された水分a′は第２分離器８へ導入さ
れ、この第２分離器８にて水分a′中にごく僅かに
混入された油分を含んだ抽出液b″が完全に分離
され、この油分を含んだ抽出液b″は再生器５へ
導入される。他方、前記分離された油分を含んだ
抽出液b′は、水分分離器１２に導入され、この水
分分離器１２にて、前記油分を含んだ抽出液b′中
に混入している僅かな水分a″が除かれ、油分を含
んだ抽出液b′のみが赤外線分析計９の測定セル９
ａに連続的に流入され、この分析計９にて分析測
定された結果が記録計１１に表示記録される。こ
の測定に供された油分を含んだ抽出液b′は、再生
〓〓〓〓
器５に導入される。この再生器５に導入された油
分を含んだ抽出液b′，b″は、再生器５に充填され
た吸着材にて油分のみが吸着され、抽出液ｂとし
て再生される。この再生された抽出液ｂは、分析
計９の比較セル９ｂを経由して定量ポンプ２に吸
引され、再度撹拌抽出器４に導入されて、再利用
される。

次に、前記水分分離器１２の作用について詳細
に説明する。

前記第１分離器７にて分離された油分を含んだ
抽出液b′は、入口管２１を介してサイクロン２０
内へ円周接線方向から流入され、このサイクロン
２０内で旋回流を生じる。これにより、前記油分
を含んだ抽出液b′は遠心力を受けてサイクロン２
０の内壁に沿つて降下され、前記出口管２２を介
して測定セル９ａへ導入される。この際、前記油
分を含んだ抽出液b′中に水分a″が全く混入されて
いない場合には、前記第１連管２３中の油分を含
んだ抽出液b′の液面は、前記S4の位置にある。こ
れに対して、前記第１分離器７における水分a′と
油分を含んだ抽出液b′との分離が不完全であるた
めに、サイクロン２０へ導入される油分を含んだ
抽出液b′中に水分a″が混入している場合には、こ
の水分a″は油分を含んだ抽出液b′に比して比重が
小さいので、比重の大なる油分を含んだ抽出液
b′は前述の通り降下するが、比重の小なる水分
a″は中央部へ集合し、しだいに凝集して大きな水
滴となり、前記第１連管２３中に蓄積される。そ
して、この第１連管２３中の水分a″が前記排出位
置S2迄達すると、この水分a″は排出管２４を介
して外部へ放出される。これにて、測定セル９ａ
へは水分a″は全く導入されないので、この水分
a″による測定誤差を生ずることがなく、円滑かつ
正確な測定を行い得る。しかも、前記油分を含ん
だ抽出液b′より水分a″を分離するのに、サイクロ
ン２０を利用して旋回流を生ぜしめて、これに
て、水分a″と油分を含んだ抽出液b′とを迅速に分
離し得るので、分離速度が極めて高い。更には、
測定に支障となる水分a″は、前記排出管２４から
排出され、しかも、測定に必要な油分を含んだ抽
出液b′は充分に測定セル９ａに導入されるので、
測定の応答速度を何ら低下させることがない。

第４図は、本発明の別の実施例を示すものであ
る。この別の実施例にあつては、前記サイクロン
２０を囲繞する温度調整槽３１を構成して、この
温度調整槽３１にてサイクロン２０内の温度を室
温よりも若干高めの温度、例えば、35℃〜50℃程
度、油分抽出溶媒の種類にもよるが好適には40℃
に調整し保持せんとするものである。この構成に
よれば、サイクロン２０中の油分を含んだ抽出液
b′と水分a″との分離速度を高めることができ、前
記分離作用を更に迅速に行い得る。但し、このよ
うにサイクロン２０中の温度を室温よりも高くす
ると、前記油分を含んだ抽出液b′内に気泡ｖ…が
発生することがあるので、この気泡ｖ…が測定セ
ル９ａに導入されるのを阻止すべく、前記出力管
２２の途中箇所から前記第２連管２５へ連通連結
される気泡分岐管３２を構成しても良い。これに
より、サイクロン２０内にて発生した気泡ｖ…
は、出力管２２の途中より、前記気泡分岐管３２
へと導入され、もつて、気泡ｖ…は、測定セル９
ａを迂回して前記第２連管２５へ導入され、測定
セル９ａへは導入されることはない。これにて、
分析計９に気泡ｖ…による測定誤差が生ずること
なく、円滑な測定を行い得る。

尚、前記実施例にては、サイクロン２０に対し
て円周接線方向から、同方向に配置した入力管２
１にて油分を含む抽出液b′を導入して、高速の旋
回流を生ぜしめるべく構成したが、前記入力管２
１をサイクロン２０の上部に連通連結して、前記
油分を含んだ抽出液b′をサイクロン２０の上部か
ら落下させると共に、サイクロン２０内に配置し
た案内板にて前記落下する油分を含んだ抽出液
b′を案内して、旋回流を生ぜしめるべく構成して
も良い。

又、前記実施例にては、第１分離器７よりサイ
クロン２０へ重力を利用して、油分を含んだ抽出
液b′を自由落下させて導入すべく構成してある
が、第１分離器７とサイクロン２０との間にポン
プを配置して、このポンプにて、前記油分を含ん
だ抽出液b′を強制的にサイクロン２０内に導入す
べく構成しても良い。

以上、本発明の油分濃度の測定装置にあつて
は、油分を含んだ抽出液と水分とを第１分離器に
て迅速に分離し得ると共に、この分離された油分
を含んだ抽出液中に僅かに混入された水分を水分
分離器にて完全に分離した後、油分を含んだ抽出
液のみを分析計に導入して測定を行い得るので、
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測定誤差がなく正確な測定を、測定の応答速度を
低下させることなく、連続して行い得るのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の全体構成を示すフローシー
ト、第２図〜第４図は、本発明の実施例を示すも
ので、第２図は本発明装置の全体構成を示すフロ
ーシート、第３図は水分分離器と測定セルとの鉛
直方向の位置関係を示す図、第４図は別の実施例
における水分分離器と測定セルとの鉛直方向の位
置関係を示す図である。 ４……撹拌抽出器、７……第１分離器、９……
分析計、１２……水分分離器、２０……サイクロ
ン、２４……排出管、３１……温度調整槽、３２
……気泡分岐管。 〓〓〓〓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 試料水及び抽出液を一定量連続的に送給する
   送給手段と、これら試料水と抽出液とを混合撹拌
   して抽出液にて試料水中の油分を抽出させる撹拌
   抽出器と、この抽出器から導出される油分を含ん
   だ抽出液と水分との混合液を、油分を含んだ抽出
   液と水分とに連続的に分離する疎水性フイルタを
   具備する第１分離器と、この第１分離器からの油
   分を含んだ抽出液を導入して油分濃度を連続して
   測定する分析計とを有する油分濃度の連続測定装
   置において、前記第１分離器と分析計との間にサ
   イクロン構造を具備する水分分離器を設け、この
   水分分離器にて前記第１分離器から導出される油
   分を含んだ抽出液中に混入された微量の水分を分
   離すべく構成し、この分離された水分の排出位置
   および前記分析計から導出される油分を含んだ抽
   出液の導出位置を、前記サイクロン構造の上端位
   置と前記導出位置との間の鉛直方向の距離に抽出
   液の比重を乗じた値が、前記サイクロン構造の上
   端位置と前記排出位置との間の鉛直方向の距離に
   水分の比重を乗じた値よりも大となるように設定
   し、かつ前記サイクロン構造の上端位置と前記排
   出位置との間の鉛直方向の距離を、前記サイクロ
   ン構造の上端位置と前記導出位置との間の鉛直方
   向距離よりも大となるように設定してあることを
   特徴とする油分濃度の連続測定装置。