JP2004354174A

JP2004354174A - フロック撮像装置

Info

Publication number: JP2004354174A
Application number: JP2003151408A
Authority: JP
Inventors: Koji Yoshida; 孝次吉田; Yuji Furuya; 勇治古屋; Masashi Yamazaki; 正志山崎
Original assignee: Fuji Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】浄水場における原水中のフロックの、広範囲な粒径とその分布を精度良く得られるようにする。
【解決手段】従来は１種類のカメラで撮像していたので、広範囲な粒径とその分布を把握できなかったが、ここでは複数、例えば２個のＣＣＤカメラ３，５を設け、その各々に高倍率レンズ４、低倍率レンズ６をそれぞれ装着してその撮像倍率を異ならせ、前者からは比較的粒径の小さなフロック、後者からは比較的粒径の大きなフロックの撮像画像が得られるようにすることで、例えば粒度分布を広範囲にわたって取得できるようにする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、浄水場の原水中のフロック（凝集塊）粒径等を監視するのに適したフロック撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原水中には浮遊懸濁物質，細菌，有機物質または藻類が存在し、これらは凝集剤を注入して凝集，沈殿，濾過の方法によって取り除かれる。図６は従来の凝集，沈殿のプロセスの一例を示す概要図である。
河川，湖沼などの原水は着水井１０を経て急速混和池１１に流入する。急速混和池１１では、凝集剤注入機１５により凝集剤が原水中に注入され、フラッシュミキサーにより均一に急速混和され、凝集剤が原水中の濁物質や溶存成分と結合して、微小フロックが形成される。
【０００３】
その微小フロックは、次のフロック形成池１２において、複数の連続したフロッキュレータによって緩速攪拌されることにより、フロック同士が集塊し、或る平均粒径まで成長する。フロック形成池１２で大きく成長したフロックは、フロック形成池出口を介して次の沈殿池１３で沈殿し、沈殿池出口では沈殿処理水が得られ、ろ過池１４でろ過された後、配水となる。良好な処理水を得るためには、フロック形成池における凝集状態の監視が必要不可欠となる。
【０００４】
ところで、この種のフロックの監視は従来、浄水場の維持管理者などが目視によって行なっていた。このため、判断が主観的となり公正かつ正確な判断が期し難い。
そこで、撮像装置により水中の懸濁する物質の状態を撮像し、これを画像処理して物質の粒径やその分布を計測するもの（例えば特許文献１，２等参照）が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６４−００３５４０号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】
特開平７−１６７７７０号公報（第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、凝集処理において処理される水中の懸濁物質や、凝集処理により生成されるフロックは、数ミクロンから数ミリまで種々の大きさで存在するため、一種類のカメラでは撮像可能な粒径範囲が限定されてしまい、広範囲にわたる粒径およびその分布を網羅することが難しいと言う問題がある。
したがって、この発明の課題は、広範囲にわたる粒径およびその分布を持つフロックを撮像可能とすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、請求項１の発明では、フロック形成池内のフロックを撮像する複数の撮像手段と、前記複数の撮像手段による撮像領域を照射するための照射手段とを備え、前記照射手段による照射方向が前記複数の撮像手段の撮像方向に対して互いに直交するように、前記照射手段と前記複数の撮像手段とを配置したことを特徴とする。
この請求項１の発明では、前記複数の撮像手段の各撮像倍率を互いに異ならせることができる（請求項２の発明）。これら請求項１または２の発明では、前記照射手段をレーザ装置とし、レーザ光を照射することができる（請求項３の発明）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１の実施の形態を示す構成である。なお、図１（ａ）はフロック形成池の正面図、同（ｂ）は同じく側面図である。また、この発明が適用されるフロック形成池の概要構成を図５に示すが、図６とほとんど同じなので説明は省略する。ただし、図５の符号２０は着水井、２１は急速混和池、２２，２３はフロック形成池、２４はフラッシュミキサ、２５，２６はフロッキュレータ、２７は整流壁を示す。沈殿池やろ過池はここでは省略されている。
【０００９】
図１において、１は気密容器、２は照射手段としてのレーザ装置、３，５はＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）カメラ等の撮像装置、４は高倍率レンズ、６は低倍率レンズ、７，８は画像認識を行なう前の前処理等を行なう画像取込回路、９は画像認識装置である。
ここで、気密容器１内に設置されたレーザ装置２は、図１（ｂ）に示すように、ＣＣＤカメラ３，５の撮像方向に対し、垂直方向にレーザ光を照射する。また、図１（ａ）のようにレーザ照射面から近い側には、高倍率レンズ４を装着したＣＣＤカメラ３を、また、遠方側には低倍率レンズ６を装着したＣＣＤカメラ５を、それぞれ設置する。
【００１０】
ＣＣＤカメラ３，５にて撮像した画像は、画像取込回路７，８を経て画像認識装置９で画像認識されるので、例えば高倍率レンズ４の倍率を５倍とすれば、例えば粒径５〜２００ミクロンの粒径を持つフロックの頻度を示す粒度分布が得られ、低倍率レンズ６の倍率を０．７倍とすれば、２０〜５０００ミクロンの粒径を持つフロックの頻度を示す粒度分布を得ることができる。
【００１１】
画像取込回路７，８や画像認識装置９で行なう各種の処理には良く知られている技術を用いることにより、例えば図２に示すような粒度分布を得ることができる。
図２（ａ）は、図１で例えば高倍率レンズを持つカメラにより撮像された、粒径が比較的小さいフロックの粒度分布を示し、同（ｂ）は、図１で例えば低倍率レンズを持つカメラにより撮像された、粒径が比較的大きいフロックの粒度分布を示す。なお、ＣＣＤカメラ３，５は２つとしたが３個以上でも良く、また、それぞれの撮像倍率を変えるようにしたが、同じでも良い。撮像倍率を同じにした場合は、撮像装置の性能のばらつきや、場所による粒径の相違等を想定しての設置ということになる。
【００１２】
図３にこの発明の第２の実施の形態を示す。
図からも明らかなように、照射手段としてのレーザ装置２を図１のようにフロック形成池１２内ではなく、フロック形成池１２の側面に形成した照射装置収納部３０に収納し、窓３１を通してレーザ光によりフロック形成池１２内を照射するようにしたものである。その他は図１と同様なので、詳細は省略する。
図４にこの発明の第３の実施の形態を示す。
これは、照射手段としてのレーザ装置２と、撮像装置としてのＣＣＤカメラ３，５との位置関係を図１とは逆にしたもので、その他は図１と同様である。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、フロック形成池の広範囲にわたる粒径とその分布を計測することができ、凝集状態の監視が容易，正確に行なわれる結果、沈殿処理水質を安定かつ良好に維持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す構成図
【図２】この発明により求められた粒度分布例を示す特性図
【図３】この発明の第２の実施の形態を示す構成図
【図４】この発明の第３の実施の形態を示す構成図
【図５】この発明が適用されるフロック形成池を示す概略図
【図６】フロック形成池の従来例を示す概略図
【符号の説明】
１…気密容器、２…レーザ装置、３，５…ＣＣＤカメラ、４…高倍率レンズ、６…低倍率レンズ、７，８…画像取込回路、９…画像認識装置。

Claims

フロック形成池内のフロックを撮像する複数の撮像手段と、前記複数の撮像手段による撮像領域を照射するための照射手段とを備え、前記照射手段による照射方向が前記複数の撮像手段の撮像方向に対して互いに直交するように、前記照射手段と前記複数の撮像手段とを配置したことを特徴とするフロック撮像装置。
前記複数の撮像手段の各撮像倍率を互いに異ならせることを特徴とする請求項１に記載のフロック撮像装置。
前記照射手段をレーザ装置とし、レーザ光を照射することを特徴とする請求項１または２に記載のフロック撮像装置。