現場における典型的な異常事象対応事例の共有

1. 現象

数日間にわたり、全窒素およびアンモニア窒素の測定値が逆転する（アンモニア窒素の測定値が全窒素の測定値より大きくなる）という、明らかに不合理な現象が個別に発生しています。ただし、装置の測定用標準液には異常は見られません。現場の運用・保守担当者がJIDEアフターサービス部門に支援を要請しました。

場所：中国南部の科学技術革新産業園区

2. 現場における異常状況の詳細説明：

3月27日16時において、アンモニア窒素は1.64、全窒素は0.65でした。同日17時において、アンモニア窒素は3.66、全窒素は2.24でした。

27日の15時から22時までの期間において、アンモニア窒素および全窒素の水試料は、増加と減少の傾向を示しました。アンモニア窒素濃度は15時から18時にかけて上昇し、全窒素濃度は16時から18時にかけて上昇しました。16時から17時の期間において、アンモニア窒素の測定値は全窒素の測定値よりも高くなりました。

3. 問題の推論と検証

現地での設定情報調査の結果、全窒素およびアンモニア窒素のシステム時刻設定に差異があることが判明しました。全窒素の時刻が1.5分早く設定されていたため、全窒素の注入時刻も1.5分早まっていたのです。

現地状況の詳細分析により、サンプラーの試料供給パイプラインが長いことが明らかになった。サンプラーの試料供給は60秒間後退させる設定となっていたが、現地での試験結果では完全に後退させるのに2分15秒を要し、前回の供給パイプ内に残留水試料が残存していた。全窒素試料の注入が58分30秒から開始された際、全窒素試料によって供給パイプ内の残留水試料が吸引されてしまった。

この推測を検証するため、同一ボトルの標準試料および純水を再び試験した。同一ボトルの水については、逆転現象が一切見られず正常に試験が実施され、1.5倍濃度の標準試料もすべて正常に試験された。

4．現地対応策：

JIDEアフターサービスエンジニアによる提案

・サンプラーの試料供給後退時間設定を60秒から180秒に延長（完全後退には135秒を要し、デフォルト値は60秒）することで、水試料が完全に後退するよう保証する。

・サンプラーの試料供給時間を調整します。試料供給を56分（従来は58分）から開始し、サンプラーの試料供給配管内における水試料の更新に十分な時間を確保します。

・アンモニア態窒素および全窒素分析装置を隣接して設置し、水試料チューブを三方向コネクターで接続して、同時採取を行います。

・全窒素分析装置の時間設定を変更し、全窒素およびアンモニア態窒素の分析開始および試料採取が同時に実行されるようにします。

・設備が「355号操作基準」に従って正常に動作しているかを確認し、水試料を再測定した後、標準試料も再測定しました。その結果、設備は正常であることが確認されました。

5. 後日訪問

上記の調整および検証に基づき、現場での試験用設備は正常でした。1週間後の再訪問では、設備が正常状態に戻っており、問題が再現されませんでした。

6. 概要

現在、環境水質監視ステーションでは、サンプラーの試料供給管における逆洗浄（リバースプッシュ）が不完全なケースが多く見られ、前回の水試料が試料供給管内に残留しています。同時に、全窒素（TN）分析装置の測定間隔が短く設定されており、全窒素装置が試料供給管内に残留している水試料を予め採取してしまいます。そのため、水試料の水位上昇傾向が現れた際には、まずアンモニア態窒素（NH3-N）濃度が上昇し、アンモニア態窒素と全窒素の数値が逆転する現象が生じます。

この現象は、単にアンモニア態窒素と全窒素の測定結果が逆転する（明確な異常）というだけでなく、他のパラメータの設定異常を引き起こす可能性もあります。したがって、システム設定時には、試料供給配管内の残留水試料によるリスクを十分に低減することを考慮する必要があります。