特許 7293841 透析排液流路を流れる排液の中和システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-12

(45)【発行日】2023-06-20

(54)【発明の名称】透析排液流路を流れる排液の中和システム

(51)【国際特許分類】

   A61M 1/16 20060101AFI20230613BHJP

【ＦＩ】

A61M1/16 185

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019082710

(22)【出願日】2019-04-24

(65)【公開番号】P2020178813

(43)【公開日】2020-11-05

【審査請求日】2022-02-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000135036

【氏名又は名称】ニプロ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】内野 順司

(72)【発明者】

【氏名】須藤 良庸

(72)【発明者】

【氏名】有吉 慶志

(72)【発明者】

【氏名】山下 悦孝

(72)【発明者】

【氏名】上田 満隆

(72)【発明者】

【氏名】谷口 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】藤井 篤

(72)【発明者】

【氏名】鷲尾 夕起夫

【審査官】胡谷 佳津志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１５８５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２８０７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０８８７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２４５５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００５／０９２３９７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｍ １／００－１／３８；６０／００－６０／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透析装置に接続されており、排液が流れる透析排液流路と、
透析液が流れる透析液流路に接続されており、該透析液流路を洗浄する洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
前記透析液の溶質成分の一部が溶解していることにより、前記洗浄液とは逆の液性を有する原液を貯える貯液部と、
前記透析排液流路に接続されており、前記貯液部から前記原液を前記透析排液流路に注入する原液注入部と、
前記透析排液流路において前記原液注入部との接続位置より下流側に位置して、前記洗浄液と前記原液とを混合させる混合部と、
前記洗浄液供給部および前記原液注入部の各々と電気的に接続された制御部とを備え、
前記制御部は、前記洗浄液供給部から供給される前記洗浄液のｐＨおよび流量に応じて、前記原液注入部から前記透析排液流路に注入される前記原液の濃度および流量を決定するとともに、前記洗浄液供給部からの前記洗浄液の供給が開始されたあと、予め設定された中和開始条件に応じて、前記原液注入部から前記原液を前記透析排液流路に注入させる、透析排液流路を流れる排液の中和システム。

【請求項2】

前記洗浄液供給部は、互いに液性の異なる洗浄液を選択的に供給可能に構成されており、
前記原液注入部は、前記原液として互いに液性の異なる第１原液および第２原液を選択的に前記透析排液流路に注入可能に構成されており、
前記制御部は、前記第１原液および前記第２原液のうち、前記洗浄液とは異なる液性を有する方を前記原液注入部から前記透析排液流路に注入させる、請求項１に記載の透析排液流路を流れる排液の中和システム。

【請求項3】

前記透析排液流路における前記原液注入部との接続位置である原液注入位置より上流側の位置に、前記排液のｐＨを測定する第１測定部が設けられており、
前記制御部は、前記第１測定部から測定結果を入力される、請求項１または請求項２に記載の透析排液流路を流れる排液の中和システム。

【請求項4】

前記透析排液流路における前記混合部より下流側の位置に、前記排液のｐＨを測定する第２測定部が設けられており、
前記制御部は、前記第２測定部から測定結果を入力される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の透析排液流路を流れる排液の中和システム。

【請求項5】

前記制御部は、前記洗浄液供給部からの前記洗浄液の供給開始後、前記透析液流路における前記洗浄液供給部との接続位置である洗浄液注入位置から供給された前記洗浄液が前記透析排液流路における前記原液注入部との接続位置である原液注入位置に流れ着くのに要する時間を経過した時点から、前記原液注入部から前記原液を前記透析排液流路に注入させる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の透析排液流路を流れる排液の中和システム。

【請求項6】

前記制御部は、前記第１測定部によって測定された前記排液のｐＨが第１設定範囲を超えた時点から、前記原液注入部から前記原液を前記透析排液流路に注入させる、請求項３に記載の透析排液流路を流れる排液の中和システム。

【請求項7】

前記制御部は、前記第１測定部によって測定された前記排液のｐＨが前記第１設定範囲を包含する第２設定範囲を超えた時点から、前記原液注入部からの前記原液の流量を増加させる、請求項６に記載の透析排液流路を流れる排液の中和システム。

【請求項8】

前記制御部は、前記第１測定部によって測定された前記排液のｐＨが前記第２設定範囲を超えた時点から、前記第１測定部によって測定された前記排液のｐＨが前記第２設定範囲から超えた値に比例して、前記原液注入部からの前記原液の流量を増加させる、請求項７に記載の透析排液流路を流れる排液の中和システム。

【請求項9】

前記制御部は、前記第２測定部によって測定された前記排液のｐＨが第３設定範囲を超えた時点から、前記原液注入部からの前記原液の流量を増加させる、請求項４に記載の透析排液流路を流れる排液の中和システム。

【請求項10】

前記制御部は、前記第２測定部によって測定された前記排液のｐＨが前記第３設定範囲を超えた時点から、前記第２測定部によって測定された前記排液のｐＨが前記第３設定範囲から超えた値に比例して、前記原液注入部からの前記原液の流量を増加させる、請求項９に記載の透析排液流路を流れる排液の中和システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、透析排液流路を流れる排液の中和システムに関する。

【背景技術】

【0002】

透析施設の水系システムの廃液処理方法について開示した先行文献として、特許第４２４９６４２号(特許文献１)がある。特許文献１に記載された透析施設の水系システムの廃液処理方法においては、透析排液を用いて洗浄排液を中和処理している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４２４９６４２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

透析排液を用いて洗浄排液を中和する場合、透析排液のｐＨを調整することができないため、中和処理後の排液のｐＨを設定範囲内に維持できないことがある。洗浄排液を中和するために透析液とは異なる成分を含む中和液を別途準備する場合、中和システムの構成が複雑になる。

【0005】

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、中和処理後の排液のｐＨを設定範囲内に維持することができる、透析排液流路を流れる排液の中和システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に基づく透析排液流路を流れる排液の中和システムは、透析排液流路と、洗浄液供給部と、貯液部と、原液注入部と、混合部と、制御部とを備える。透析排液流路は、透析装置に接続されており、排液が流れる。洗浄液供給部は、透析液が流れる透析液流路に接続されており、透析液流路を洗浄する洗浄液を供給する。貯液部は、透析液の溶質成分の一部が溶解していることにより、洗浄液とは逆の液性を有する原液を貯える。原液注入部は、透析排液流路に接続されており、貯液部から原液を透析排液流路に注入する。混合部は、透析排液流路において原液注入部との接続位置より下流側に位置して、洗浄液と原液とを混合させる。制御部は、洗浄液供給部および原液注入部の各々と電気的に接続されている。制御部は、洗浄液供給部から供給される洗浄液のｐＨおよび流量に応じて、原液注入部から透析排液流路に注入される原液の濃度および流量を決定するとともに、洗浄液供給部からの洗浄液の供給が開始されたあと、予め設定された中和開始条件に応じて、原液注入部から原液を透析排液流路に注入させる。

【0007】

本発明の一形態においては、洗浄液供給部は、互いに液性の異なる洗浄液を選択的に供給可能に構成されている。原液注入部は、原液として互いに液性の異なる第１原液および第２原液を選択的に透析排液流路に注入可能に構成されている。制御部は、第１原液および第２原液のうち、洗浄液とは異なる液性を有する方を原液注入部から透析排液流路に注入させる。

【0008】

本発明の一形態においては、透析排液流路における原液注入部との接続位置である原液注入位置より上流側の位置に、排液のｐＨを測定する第１測定部が設けられている。制御部は、第１測定部から測定結果を入力される。

【0009】

本発明の一形態においては、透析排液流路における混合部より下流側の位置に、排液のｐＨを測定する第２測定部が設けられている。制御部は、第２測定部から測定結果を入力される。

【0010】

本発明の一形態においては、制御部は、洗浄液供給部からの洗浄液の供給開始後、透析液流路における洗浄液供給部との接続位置である洗浄液注入位置から供給された洗浄液が透析排液流路における原液注入部との接続位置である原液注入位置に流れ着くのに要する時間を経過した時点から、原液注入部から原液を透析排液流路に注入させる。

【0011】

本発明の一形態においては、制御部は、第１測定部によって測定された排液のｐＨが第１設定範囲を超えた時点から、原液注入部から原液を透析排液流路に注入させる。

【0012】

本発明の一形態においては、制御部は、第１測定部によって測定された排液のｐＨが第１設定範囲を包含する第２設定範囲を超えた時点から、原液注入部からの原液の流量を増加させる。

【0013】

本発明の一形態においては、制御部は、第１測定部によって測定された排液のｐＨが第２設定範囲を超えた時点から、第１測定部によって測定された排液のｐＨが第２設定範囲から超えた値に比例して、原液注入部からの原液の流量を増加させる。

【0014】

本発明の一形態においては、制御部は、第２測定部によって測定された排液のｐＨが第３設定範囲を超えた時点から、原液注入部からの原液の流量を増加させる。

【0015】

本発明の一形態においては、制御部は、第２測定部によって測定された排液のｐＨが第３設定範囲を超えた時点から、第２測定部によって測定された排液のｐＨが第３設定範囲から超えた値に比例して、原液注入部からの原液の流量を増加させる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、簡易な構成で、中和処理後の排液のｐＨを設定範囲内に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態１に係る透析排液流路を流れる排液の中和システムの構成を示す系統図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る透析排液流路を流れる排液の中和システムが備える制御部の構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態２に係る透析排液流路を流れる排液の中和システムの構成を示す系統図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の各実施形態に係る透析排液流路を流れる排液の中和システムについて図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

【0019】

(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る透析排液流路を流れる排液の中和システムの構成を示す系統図である。図２は、本発明の実施形態１に係る透析排液流路を流れる排液の中和システムが備える制御部の構成を示すブロック図である。

【0020】

図１および図２に示すように、本発明の実施形態１に係る透析排液流路を流れる排液の中和システム１００は、透析排液流路１２０と、洗浄液供給部１３０と、貯液部と、原液注入部１８０と、混合部１２３と、制御部１０とを備える。

【0021】

図１に示すように、透析排液流路１２０は、透析装置１１０に接続されており、排液が流れる。排液としては、使用済みの透析液である透析排液、および、透析液流路１７１を洗浄した後の洗浄液である洗浄排液がある。

【0022】

洗浄液供給部１３０は、透析液が流れる透析液流路１７１に接続されており、透析液流路１７１を洗浄する洗浄液を供給する。具体的には、洗浄液供給部１３０は、透析液流路１７１の洗浄液注入位置１７２に接続されている。なお、洗浄液供給部１３０は、後述する透析液調製装置１７０または透析装置１１０に設けられていてもよい。

【0023】

本実施形態においては、洗浄液供給部１３０は、互いに液性の異なる洗浄液を選択的に供給可能に構成されている。具体的には、洗浄液供給部１３０は、酸洗浄およびアルカリ洗浄に用いられる洗浄液を選択的に供給可能に構成されている。なお、洗浄液供給部１３０は、酸洗浄およびアルカリ洗浄に用いられるいずれか一方の洗浄液のみを供給可能に構成されていてもよい。

【0024】

酸洗浄に用いられる洗浄液としては、たとえば、０．５％以上２．０％以下の濃度の、酢酸水溶液、過酢酸水溶液またはクエン酸水溶液などがある。アルカリ洗浄に用いられる洗浄液としては、たとえば、１００ｍｇ／Ｌ以上１０００ｍｇ／Ｌ以下の濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液がある。

【0025】

洗浄液供給部１３０は、酸洗浄液を貯液する酸タンク、アルカリ洗浄液を貯液するアルカリタンク、並びに、酸タンクおよびアルカリタンクのいずれか一方から選択的に洗浄液を送出するポンプを内蔵している。

【0026】

貯液部は、透析液の溶質成分の一部が溶解していることにより、洗浄液とは逆の液性を有する原液を貯える。本実施形態においては、貯液部として、第１貯液部１４１および第２貯液部１５１が設けられている。

【0027】

原液として、第１原液および第２原液が生成される。第１原液は、透析液の溶質成分の一部である、たとえば、カルシウム塩、マグネシウム塩、カリウム塩およびナトリウム塩およびブドウ糖などの少なくともいずれかを含む第１粉末が水に溶解することにより調製された液体製剤である。第２原液は、透析液の溶質成分の他の一部である炭酸水素ナトリウムを少なくとも含む第２粉末が水に溶解することにより調製された液体製剤である。第１原液は、第１粉末溶解装置１４０にて生成される。第２原液は、第２粉末溶解装置１５０にて生成される。

【0028】

第１貯液部１４１は、第１粉末溶解装置１４０と接続されている。第１粉末溶解装置１４０は、第１原液を貯液する第１タンクおよび第１原液を第１タンクから送出する第１ポンプを内蔵している。第１粉末溶解装置１４０は、第１原液を所望の濃度で生成可能に構成されている。

【0029】

第２貯液部１５１は、第２粉末溶解装置１５０と接続されている。第２粉末溶解装置１５０は、第２原液を貯液する第２タンクおよび第２原液を第２タンクから送出する第２ポンプを内蔵している。第２粉末溶解装置１５０は、第２原液を所望の濃度で生成可能に構成されている。

【0030】

第１粉末溶解装置１４０は、第１開閉弁１８２を介して透析液調製装置１７０と接続されている。第２粉末溶解装置１５０は、第２開閉弁１８４を介して透析液調製装置１７０と接続されている。透析液調製装置１７０は、逆浸透水生成装置１６０と接続されている。

【0031】

透析液調製装置１７０において、逆浸透水生成装置１６０から供給された逆浸透水と、第１粉末溶解装置１４０から供給された第１原液および第２粉末溶解装置１５０から供給された第２原液とが混合されることにより、透析液が調製される。透析液調製装置１７０は、透析液流路１７１を通じて透析装置１１０と接続されている。

【0032】

原液注入部１８０は、透析排液流路１２０に接続されており、貯液部から原液を透析排液流路１２０に注入する。具体的には、原液注入部１８０は、第１貯液部１４１と透析排液流路１２０との間に設けられた第３開閉弁１８３、第２貯液部１５１と透析排液流路１２０との間に設けられた第４開閉弁１８５、および、ポンプ１８１を含んでいる。

【0033】

ポンプ１８１は、たとえば、ギアポンプまたは定量ポンプである。本実施形態においては、第１貯液部１４１および第２貯液部１５１の各々から、１つのポンプ１８１によって透析排液流路１２０に原液が注入されるが、第１貯液部１４１および第２貯液部１５１に１対１で対応するように、２つのポンプが設けられていてもよい。

【0034】

第１貯液部１４１は、第３開閉弁１８３およびポンプ１８１を介して透析排液流路１２０に接続されている。第２貯液部１５１は、第４開閉弁１８５およびポンプ１８１を介して透析排液流路１２０に接続されている。原液注入部１８０は、透析排液流路１２０の原液注入位置１２２に接続されている。このように、原液注入部１８０は、原液として互いに液性の異なる第１原液および第２原液を選択的に透析排液流路１２０に注入可能に構成されている。

【0035】

混合部１２３は、透析排液流路１２０において原液注入部１８０との接続位置である原液注入位置１２２より下流側に位置して、洗浄液と原液とを混合させる。本実施形態においては、混合部１２３は、透析排液流路１２０がＵ字状に曲折した部分である。

【0036】

透析排液流路１２０において混合部１２３の下流側に、排液の中和反応によって発生したガスを排液から分離するためのガス分離部１２４が設けられている。ガス分離部１２４には、ガスを放出するための排気ファン１９４が取り付けられている。なお、ガス分離部１２４に、排気ファン１９４の代わりに、ガス分離部１２４の内部の圧力が閾値を超えた際にガスを放出するベントが取り付けられていてもよい。

【0037】

透析排液流路１２０においてガス分離部１２４の下流側に、バッファ部１２５が設けられている。バッファ部１２５には、石灰石１９３が収容されている。石灰石１９３は、酸と反応すると炭酸塩になり、二酸化炭素と反応すると酸化カルシウムになり、アルカリと反応すると水酸化カルシウムになる。

【0038】

バッファ部１２５の出口には、石灰石１９３の流出を防止するためのメッシュ１２６が配置されている。バッファ部１２５の出口は、上方に偏心した偏心ソケットと接続されており、バッファ部１２５の底部上に石灰石１９３を蓄えることができるように構成されている。なお、バッファ部１２５は、必ずしも設けられていなくてもよい。

【0039】

透析排液流路１２０の末端１２９から排出された排液は、下水道に流される。下水道に排出される排液は、環境負荷の観点から、排出基準を満たしていなければならない。排出基準において、排液のｐＨは、たとえば、５．８以上８．６以下でなければならない。

【0040】

本実施形態においては、透析排液流路１２０における原液注入部１８０との接続位置である原液注入位置１２２より上流側の位置に、排液のｐＨを測定する第１測定部である第１ｐＨセンサ１９１が設けられている。第１ｐＨセンサ１９１は、透析排液流路１２０の第１測定位置１２７における排液のｐＨを測定する。なお、第１ｐＨセンサ１９１は、透析液流路１７１の洗浄中における洗浄液の流量が一定である場合は、設けられていなくてもよい。

【0041】

透析排液流路１２０における混合部１２３より下流側の位置に、排液のｐＨを測定する第２測定部である第２ｐＨセンサ１９２が設けられている。第２ｐＨセンサ１９２は、透析排液流路１２０の第２測定位置１２８における排液のｐＨを測定する。

【0042】

図２に示すように、制御部１０は、洗浄液供給部１３０および原液注入部１８０の各々と電気的に接続されている。また、制御部１０は、第１ｐＨセンサ１９１および第２ｐＨセンサ１９２の各々と電気的に接続されている。制御部１０は、第１ｐＨセンサ１９１から測定結果を入力される。制御部１０は、第２ｐＨセンサ１９２から測定結果を入力される。制御部１０は、記憶部１１および演算部１２を含んでいる。

【0043】

以下、本発明の実施形態１に係る透析排液流路１２０を流れる排液の中和システム１００の動作について説明する。

【0044】

透析装置１１０による透析治療終了後、洗浄液供給部１３０から洗浄液が透析液流路１７１に供給される。なお、透析装置１１０による透析治療中は、第１開閉弁１８２および第２開閉弁１８４の各々は開いており、第３開閉弁１８３および第４開閉弁１８５の各々は閉じている。透析液流路１７１の洗浄開始時に、制御部１０によって、第１開閉弁１８２および第２開閉弁１８４の各々は閉じられ、第３開閉弁１８３および第４開閉弁１８５の各々は開かれる。

【0045】

酸洗浄する場合は、洗浄液供給部１３０から、０．５％以上２．０％以下の濃度の、酢酸水溶液、過酢酸水溶液またはクエン酸水溶液などが洗浄液として供給される。この酸洗浄液のｐＨは、およそ２．６以上３．０以下となっている。酸洗浄液は、透析液流路１７１内に付着した炭酸塩などと反応し、およそｐＨ２．８以上３．２以下の洗浄排液となる。

【0046】

アルカリ洗浄する場合は、１００ｍｇ／Ｌ以上１０００ｍｇ／Ｌ以下の濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液が洗浄液として供給される。このアルカリ洗浄液のｐＨは、およそ９．０以上１０．０以下となっている。アルカリ洗浄液は、透析液流路１７１内に付着した蛋白成分およびケイ素含有成分などと反応し、ｐＨが反応前に比べて中性寄りの洗浄排液となる。

【0047】

制御部１０は、第１原液および第２原液のうち、洗浄液とは異なる液性を有する方を原液注入部１８０から透析排液流路１２０に注入させる。具体的には、洗浄液供給部１３０から酸洗浄液が供給される場合は、制御部１０は、原液注入部１８０から第２原液を透析排液流路１２０に注入させる。逆に、洗浄液供給部１３０からアルカリ洗浄液が供給される場合は、制御部１０は、原液注入部１８０から第１原液を透析排液流路１２０に注入させる。

【0048】

制御部１０は、洗浄液供給部１３０から供給される洗浄液のｐＨおよび流量に応じて、原液注入部１８０から透析排液流路１２０に注入される原液の濃度および流量を決定する。

【0049】

制御部１０の記憶部１１には、洗浄液供給部１３０から供給される洗浄液の種類、および、洗浄液のｐＨまたは濃度が、あらかじめ入力されて記憶されている。また、制御部１０の記憶部１１には、洗浄液供給部１３０から供給される洗浄液の種類、洗浄液のｐＨまたは濃度、および、洗浄液の流量から、洗浄液を中和するために必要な原液の流量を算出するための演算式が記憶されている。制御部１０は、洗浄液の種類、および、洗浄液のｐＨまたは濃度、並びに、洗浄液を中和するために必要な原液の流量を算出するための演算式などの記憶部１１に記憶されている情報に基づいて、演算部１２において、原液注入部１８０から透析排液流路１２０に注入される原液の濃度および流量を算出する。

【0050】

ここで、制御部１０の演算部１２において行なわれる演算について例示する。
酢酸、過酢酸およびクエン酸などの弱電解質は、水溶液のｐＨによって乖離度が異なるので、弱電解質の濃度と乖離定数から中和に必要な原液の濃度を算出する。

【0051】

弱電解質の濃度から水溶液のｐＨを算出するには、弱電解質の濃度と分子量とからｍｏｌ濃度ａを算出し、ｍｏｌ濃度ａと乖離定数ｐＫａから、乖離度α=(ｅｘｐ(ｌｎ(０．１)×ｐＫａ)／ａ)^1/2を算出する。ｍｏｌ濃度ａと乖離度αとから、ｐＨ＝ｌｏｇ(１／ａα)を算出する。

【0052】

特定のｐＨ時の弱酸の濃度は、ｅｘｐ(ｌｎ(０．１)×ｐＨ)×ＰＯＷＥＲ(０．１,(ｐＨ－ｐＫａ))の演算により算出される。

【0053】

中和反応は、乖離度とは関係がなく、水素イオン濃度［Ｈ⁺］によるので、洗浄液の酸当量－中和後の洗浄排液の所望の酸当量から、中和に必要なアルカリ当量を算出することができる。

【0054】

以下、１％Ｗ／Ｖの濃度で２０Ｌの量の酢酸水溶液を、７％Ｗ／Ｖの濃度の炭酸水素ナトリウムを用いて中和する場合について詳述する。

【0055】

酢酸(ＣＨ₃ＣＯＯＨ)は、水溶液中でＨ⁺とＣＨ₃ＣＯＯ^-に乖離するが、乖離定数(ｐＫａ)が４．７６である酸性弱電解質である。酢酸の分子量は、約６０である。そのため、１％Ｗ／Ｖの濃度の酢酸水溶液のモル濃度は、０．１６７(＝１０ｇ／６０ｇ)ｍｏｌ／Ｌとなる。

【0056】

炭酸水素ナトリウム(ＮａＨＣＯ₃)は、水溶液中でＮａ⁺とＨＣＯ₃ ^-に乖離する。炭酸水素ナトリウムは、両乖離性であり、酸側乖離定数(ｐＫａ)が６．３５であり、アルカリ側乖離定数(ｐＫｂ)が１０．３３である塩基性弱電解質である。炭酸水素ナトリウムの分子量は、約８４である。７％Ｗ／Ｖの濃度の炭酸水素ナトリウム水溶液のモル濃度は、０．８３３(＝７０ｇ／８４ｇ)ｍｏｌ／Ｌとなる。

【0057】

炭酸水素ナトリウム(ＮａＨＣＯ₃)と酢酸(ＣＨ₃ＣＯＯＨ)の中和反応式は下記となる。
ＮａＨＣＯ₃＋ＣＨ₃ＣＯＯＨ→ＣＨ₃ＣＯＯＮａ＋ＣＯ₂＋Ｈ₂Ｏ
中和により生成した二酸化炭素(ＣＯ₂)は、炭酸ガスとして放出されるが、一部は水に溶解し、Ｈ₂ＣＯ₃(Ｈ⁺＋ＨＣＯ₃ ^-)となり、中和後の水溶液は、１ａｔｍ，２５℃の雰囲気中において、ｐＨ５．６前後の弱酸性を示す。

【0058】

１％Ｗ／Ｖの濃度の酢酸水溶液のモル濃度は０．１６７ｍｏｌ／Ｌであり、酢酸イオンおよび水素イオンは共に１価なので、酢酸水溶液の規定度は、０．１６７(ｍｏｌ／Ｌ)×２(Ｅｑ)＝０．３３３(Ｅｑ／Ｌ)となる。

【0059】

７％Ｗ／Ｖの濃度の炭酸水素ナトリウム水溶液のモル濃度は０．８３３ｍｏｌ／Ｌであり、Ｎａ⁺およびＨＣＯ₃ ^-は共に１価なので、炭酸水素ナトリウム水溶液の規定度は、０．８３３(ｍｏｌ／Ｌ)×２(Ｅｑ)＝１．６７(Ｅｑ／Ｌ)となる。

【0060】

２０Ｌの量の酢酸のＥｑは、２０(Ｌ)×０．３３３(Ｅｑ／Ｌ)＝６．６７(Ｅｑ)となる。中和に必要な炭酸水素ナトリウムの量は、６．６７(Ｅｑ)÷１．６７(Ｅｑ／Ｌ)＝４．０(Ｌ)となる。

【0061】

酢酸と炭酸水素ナトリウムとを混合して中和すると、二酸化炭素が生成されるため、水溶液中の溶存二酸化炭素により、水溶液のｐＨが酸性側に傾くので補正が必要になる。

【0062】

１％Ｗ／Ｖの濃度で２０Ｌの量の酢酸水溶液を、７％Ｗ／Ｖの濃度で４．０Ｌの量の炭酸水素ナトリウムを用いて中和すると、ｐＨ５．６の水溶液が２４．０Ｌ生成される。この水溶液に、７％Ｗ／Ｖの濃度の炭酸水素ナトリウムを追加することにより、ｐＨが７付近になるまで中和する。

【0063】

ｐＨ５．６の水溶液の水素イオン濃度は、２．５１６×１０^-6ｍｏｌ／Ｌなので、２４Ｌの水溶液中には、６．０×１０^-5ｍｏｌの水素イオンがあることになる。そのため、６．０×１０^-5ｍｏｌ当量の炭酸水素ナトリウムを用いて中和すればよいが、乖離度を補正をする必要がある。

【0064】

炭酸水素ナトリウムのアルカリ側乖離定数(ｐＫｂ)は１０．３３であるため、ｐＨが７～８付近の乖離度は、およそ０．５４程度になる。すると、６．０×１０^-5÷０．５４＝１．１２×１０^-4ｍｏｌの炭酸水素ナトリウムが必要になる。

【0065】

７％Ｗ／Ｖの濃度の炭酸水素ナトリウム水溶液のモル濃度は０．８３３ｍｏｌ／Ｌであるため、１．１２×１０^-4(ｍｏｌ)÷０．８３３(ｍｏｌ／Ｌ)＝０．１３(ｍＬ)の補正が必要になる。

【0066】

中和後のｐＨが７以外の場合は、添加する炭酸水素ナトリウム水溶液により、溶媒量が増えるので、溶媒量の増加による補正が必要になる。ｐＨ３．０である酢酸水溶液(ｐＫａ＝４．７６)の２０Ｌを、７％Ｗ／Ｖの濃度の炭酸水素ナトリウム(ｐＫａ＝６．３１)を用いてｐＨ５．０付近まで中和する。

【0067】

この場合、炭酸水素ナトリウムは全て中和反応によって消費されるため、乖離度の考慮は不要である。ｐＨ３．０の酢酸水溶液のモル濃度は、５７．５４５ｍｍｏｌ／Ｌであり、ｐＨ５．０の酢酸水溶液のモル濃度は、０．００５７５ｍｍｏｌ／Ｌである。

【0068】

これらのモル濃度の差は、５７．５４５(ｍｍｏｌ／Ｌ)－０．００５７５(ｍｍｏｌ／Ｌ)≒５７．５３９(ｍｍｏｌ／Ｌ)である。７％Ｗ／Ｖの濃度の炭酸水素ナトリウムのモル濃度は、８３３．２３ｍｍｏｌ／Ｌである。

【0069】

よって、炭酸水素ナトリウム水溶液の必要量Ｘは下記の方程式を満たしている。
５７．５３９(ｍｍｏｌ／Ｌ)×２０(Ｌ)－８３３．２３(ｍｍｏｌ／Ｌ)×Ｘ(Ｌ)≒０．００５７５(ｍｍｏｌ／Ｌ)×(２０＋Ｘ)(Ｌ)
上記の方程式から、Ｘ≒１．３８１Ｌが求まる。よって、ｐＨ５．０付近まで中和するためには、１．３８１Ｌの炭酸水素ナトリウム水溶液が補正に必要になる。

【0070】

上記のように演算部１２によって算出された原液の濃度および必要量の情報が、原液注入部１８０に送られる。その情報に基づいて、第１貯液部１４１内の第１原液の濃度、第２貯液部１５１内の第２原液の濃度、および、ポンプ１８１の出力が調整される。

【0071】

制御部１０は、洗浄液供給部１３０からの洗浄液の供給が開始されたあと、予め設定された中和開始条件に応じて、原液注入部１８０から原液を透析排液流路１２０に注入させる。

【0072】

原液注入部１８０から原液を透析排液流路１２０に注入させる際には、制御部１０によって、第１開閉弁１８２および第２開閉弁１８４の各々が閉じられ、第３開閉弁１８３および第４開閉弁１８５の各々が開かれるとともに、ポンプ１８１が稼働する。

【0073】

本実施形態においては、制御部１０は、洗浄液供給部１３０からの洗浄液の供給開始後、透析液流路１７１における洗浄液供給部１３０との接続位置である洗浄液注入位置１７２から供給された洗浄液が透析排液流路１２０における原液注入部１８０との接続位置である原液注入位置１２２に流れ着くのに要する時間を経過した時点から、原液注入部１８０から原液を透析排液流路１２０に注入させる。この場合、酸洗浄液が原液注入位置１２２に流れ着いたことが中和開始条件となる。このように、原液注入部１８０は、洗浄液供給部１３０の稼働開始時から遅れて、洗浄排液が原液注入位置１２２に流れ着く頃に稼働開始してもよい。

【0074】

これにより、洗浄排液が原液注入位置１２２に流れ着く前に原液注入部１８０から原液が供給されることにより、洗浄排液の液性が原液の液性側に傾くことを抑制することができる。

【0075】

また、他の中和開始条件を設定してもよい。この場合、制御部１０は、第１ｐＨセンサ１９１によって測定された洗浄排液のｐＨが第１設定範囲を超えた時点から、原液注入部１８０から原液を透析排液流路１２０に注入させる。第１設定範囲としては、たとえば、上記排出基準の許容範囲であり、ｐＨ６．０以上８．４以下である。すなわち、第１ｐＨセンサ１９１によって測定された洗浄排液のｐＨが第１設定範囲を超えたことが、中和開始条件となる。これにより、排出基準を満たすために中和が必要となった時点から中和を開始することができる。

【0076】

また、制御部１０は、第１ｐＨセンサ１９１によって測定された洗浄排液のｐＨが第１設定範囲を包含する第２設定範囲を超えた時点から、原液注入部１８０からの原液の流量を増加させてもよい。第２設定範囲としては、たとえば、予め想定された洗浄排液のｐＨの範囲であり、ｐＨ５．８以上８．６以下である。ポンプ１８１の出力を上げることにより、原液注入部１８０からの原液の流量を増加させることができる。これにより、中和に要する原液の量の増加に対応して、原液注入部１８０から原液を注入することができる。

【0077】

上記のように、第２設定範囲として、第１設定範囲より上限および下限の各々を０．２程度広くすることにより、洗浄排液の濃度のばらつき、および、ｐＨセンサの測定精度のばらつきなどによって、制御部１０が過剰反応しないようにすることができる。すなわち、制御部１０によるポンプ１８１の出力変動が過度になりすぎることを抑制できる。

【0078】

さらに、制御部１０は、第１ｐＨセンサ１９１によって測定された排液のｐＨが第２設定範囲を超えた時点から、第１ｐＨセンサ１９１によって測定された排液のｐＨが第２設定範囲から超えた値に比例して、原液注入部１８０からの原液の流量を増加させてもよい。これにより、安定して洗浄排液を中和することができる。

【0079】

また、制御部１０は、第２ｐＨセンサ１９２によって測定された排液のｐＨが第３設定範囲を超えた時点から、原液注入部１８０からの原液の流量を増加させてもよい。第３設定範囲としては、たとえば、上記排出基準の許容範囲であり、ｐＨ６．０以上８．４以下である。これにより、下水道に排出される洗浄排液のｐＨ値が、酸性側に傾きすぎないようにすることができる。

【0080】

さらに、制御部１０は、第２ｐＨセンサ１９２によって測定された排液のｐＨが第３設定範囲を超えた時点から、第２ｐＨセンサ１９２によって測定された排液のｐＨが第３設定範囲から超えた値に比例して、原液注入部１８０からの原液の流量を増加させてもよい。これにより、下水道に排出される洗浄排液のｐＨ値をフィードバックして、原液注入部１８０から注入する原液の量を増加させることができる。

【0081】

上記の制御部１０による制御は、組み合わせ可能な範囲で適宜組み合わせて行なわれてもよい。

【0082】

本発明の実施形態１に係る透析排液流路を流れる排液の中和システム１００においては、原液を用いて洗浄排液を中和しているため、簡易な構成で、中和処理後の排液のｐＨを設定範囲内に維持することができる。

【0083】

また、酸洗浄時には第２原液を用いて中和し、アルカリ洗浄時には第１原液を用いて中和することにより、酸洗浄およびアルカリ洗浄の両方の洗浄排液を中和することができる。

【0084】

(実施形態２)
以下、本発明の実施形態２に係る透析排液流路を流れる排液の中和システムについて説明する。本発明の実施形態２に係る透析排液流路を流れる排液の中和システムは、第１粉末溶解装置１４０および第２粉末溶解装置１５０によって原液注入部が構成されている点、および、第１測定部が設けられていない点のみ、本発明の実施形態１に係る透析排液流路を流れる排液の中和システム１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る透析排液流路を流れる排液の中和システム１００と同様である構成については説明を繰り返さない。

【0085】

図３は、本発明の実施形態２に係る透析排液流路を流れる排液の中和システムの構成を示す系統図である。なお、図３においては、透析排液流路１２０に接続されている部分のみ図示している。

【0086】

図３に示すように、本発明の実施形態２に係る透析排液流路を流れる排液の中和システム２００においては、透析排液流路１２０において、混合部２２３およびバッファ部２２５が設けられている。混合部２２３およびバッファ部２２５の各々は、透析排液流路１２０に接続されている槽で構成されている。

【0087】

本実施形態においては、第１貯液部として、第１粉末溶解装置１４０に内蔵されている第１タンクを用いている。第２貯液部として、第２粉末溶解装置１５０に内蔵されている第２タンクを用いている。

【0088】

原液注入部１８０は、第１粉末溶解装置１４０に内蔵されている第１ポンプ、および、第２粉末溶解装置１５０に内蔵されている第２ポンプを用いている。本実施形態においては、第１ｐＨセンサ１９１は設けられていない。

【0089】

本発明の実施形態２に係る透析排液流路を流れる排液の中和システム２００においても、原液を用いて洗浄排液を中和しているため、簡易な構成で、中和処理後の排液のｐＨを設定範囲内に維持することができる。また、酸洗浄時には第２原液を用いて中和し、アルカリ洗浄時には第１原液を用いて中和することにより、酸洗浄およびアルカリ洗浄の両方の洗浄排液を中和することができる。

【0090】

なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【符号の説明】

【0091】

１０ 制御部、１１ 記憶部、１２ 演算部、１００，２００ 中和システム、１１０ 透析装置、１２０ 透析排液流路、１２２ 原液注入位置、１２３，２２３ 混合部、１２４ ガス分離部、１２５，２２５ バッファ部、１２６ メッシュ、１２７ 第１測定位置、１２８ 第２測定位置、１２９ 末端、１３０ 洗浄液供給部、１４０ 第１粉末溶解装置、１４１ 第１貯液部、１５０ 第２粉末溶解装置、１５１ 第２貯液部、１６０ 逆浸透水生成装置、１７０ 透析液調製装置、１７１ 透析液流路、１７２ 洗浄液注入位置、１８０ 原液注入部、１８１ ポンプ、１８２ 第１開閉弁、１８３ 第３開閉弁、１８４ 第２開閉弁、１８５ 第４開閉弁、１９１ 第１ｐＨセンサ、１９２ 第２ｐＨセンサ、１９３ 石灰石、１９４ 排気ファン。

【図1】

【図2】

【図3】