JP2020094962A - 水質測定システムおよびメンテナンス方法決定方法 - Google Patents
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Description
前記処理用貯留部の上流または下流に設けられた貯留部に流入する流量を測定する流量測定部と、
メンテナンスの対象となる前記水質測定部から、該水質測定部に対して校正をおこなったときの情報である校正情報を取得する校正情報取得部と、
前記水質測定部における測定結果と、前記流量測定部が測定した流量と、前記校正情報取得部が取得した校正情報と、前記水処理装置の稼働状況とに基づいて、前記校正情報取得部が前記校正情報を取得した水質測定部のメンテナンス方法を決定し、該決定したメンテナンス方法を示す情報を出力する制御部とを有する水質測定システムである。
前記制御部は、前記上流に設けられた水質測定部における測定結果と、前記流量測定部が測定した流量と、前記校正情報取得部が前記下流に設けられた水質測定部から取得した校正情報と、前記水処理装置の運転状況とに基づいて、前記メンテナンス方法を決定することが好ましい。
前記制御部は、前記下流に設けられた水質測定部における測定結果と、前記流量測定部が測定した流量と、前記校正情報取得部が前記上流に設けられた水質測定部から取得した校正情報と、前記水処理装置の運転状況とに基づいて、前記メンテナンス方法を決定することが好ましい。
前記制御部は、前記メンテナンス方法として前記洗浄部が洗浄を行うタイミングを決定することが好ましい。
前記制御部は、前記水質測定部における測定結果と前記流量測定部が測定した流量とを乗算して算出した負荷量と、前記校正情報取得部が取得した校正情報と、前記水処理装置の稼働状況とを検索キーとして、前記データベースからメンテナンス方法を読み出して決定することが好ましい。
前記処理用貯留部の下流に設けられた貯留部内の水質を第2の水質測定部が測定する処理と、
前記処理用貯留部の上流または下流に設けられた貯留部に流入する流量を測定する処理と、
メンテナンスの対象となる前記水質測定部から、該水質測定部に対して校正をおこなったときの情報である校正情報を取得する処理と、
前記水質測定部が測定した水質と、前記測定した流量と、前記取得した校正情報と、前記水処理装置の稼働状況とに基づいて、前記校正情報を取得した水質測定部のメンテナンス方法を決定する処理と、
前記決定したメンテナンス方法を示す情報を出力する処理とを行うメンテナンス方法決定方法である。
図1は、本発明の水質測定システムの第1の実施の形態を示す図である。本形態における水質測定システムは図1に示すように、槽100,120,130と、水処理装置110と、水質測定部140,150と、流量測定部160と、校正情報取得部170と、制御部180とを有する。
槽100,120,130は、それぞれ所定の容量を持つ水槽(貯留部)である。槽100は、槽120から流入した被処理水を水処理装置110が処理するための水槽(処理用貯留部)である。槽120は、処理対象となる水の流れる方向について、槽100よりも上流に設けられている。槽130は、処理対象となる水の流れる方向について、槽100よりも下流に設けられている。水処理装置110は、槽120から流入した被処理水に対して浄化等の所定の処理を行う。水質測定部140は、槽120内の水質を測定する。水質測定部150は、槽130内の水質を測定する。水質測定部140,150としては、pH計やフッ素計等の電極式の計器や、濁度計等の分光式の計器が挙げられる。また、水質測定部140,150が測定する水質は、温度、粘度、懸濁物や溶解物の濃度等の液体の性状に関するものである。流量測定部160は、槽120に流入する流量を測定する。なお、流量測定部160が測定する流量は、水質測定部のメンテナンスを行ってからの累積の流量である。また、流量測定部160は、槽100よりも上流に設けられた槽120に流入する流量ではなく、槽100よりも下流に設けられた槽130に流入する流量を測定しても良い。校正情報取得部170は、水質測定部140,150のうちメンテナンスの対象となる水質測定部から当該水質測定部の校正情報を取得する。この校正情報は、水質測定部140,150に対して校正を行ったときの電圧の変化量や応答時間、メンテナンスを行った日時やそのメンテナンスの内容を示すメンテナンス履歴を示す情報である。制御部180は、水質測定部140,150における水質の測定結果と、流量測定部160が測定した流量と、校正情報取得部170が取得した校正情報のうち、メンテナンス方法が決定される水質測定部から取得した校正情報と、水処理装置110の稼働状況とに基づいて、校正情報取得部170が校正情報を取得した水質測定部のメンテナンス方法を決定する。また、制御部180は、決定したメンテナンス方法を示す情報を出力する。
なお、図1に示した形態においては、槽100よりも上流に設けられた槽120および下流に設けられた槽130が、それぞれ1つずつである形態を示しているが、それぞれ複数の槽が設けられているものであっても良い。この場合、複数の槽それぞれに水質測定部が設けられ、校正情報取得部170が、それぞれの水質測定部から校正情報を取得し、制御部180が、校正情報を取得した水質測定部それぞれのメンテナンス方法を決定するものであっても良い。
図2は、図1に示した水質測定システムにおけるメンテナンス方法決定方法の一例を説明するためのフローチャートである。まず、水質測定部140が、第1の槽である槽120内の水質を測定する(ステップS1)。また、水質測定部150が、第2の槽である槽130内の水質を測定する(ステップS2)。また、流量測定部160が、槽120に流入する流量を測定する(ステップS3)。また、校正情報取得部170が、水質測定部140,150それぞれから水質測定部140,150それぞれのメンテナンス履歴を示す校正情報を取得する(ステップS4)。このステップS1〜S4の処理については、それらを実施する順序については規定しない。例えば、ステップS3の処理を行い、次にステップS4の処理を行ってから、ステップS1,S2の処理を行うものであっても良いし、ステップS1〜S4の処理を互いに同じタイミングで行うものであっても良い。
すると、制御部180が、水質測定部140,150における測定結果と、流量測定部160が測定した流量と、校正情報取得部170が取得した校正情報のうち、メンテナンス方法が決定される水質測定部から取得した校正情報と、水処理装置110の稼働状況とに基づいて、校正情報取得部170が校正情報を取得した水質測定部のメンテナンス方法を決定する(ステップS5)。続いて、制御部180は、決定したメンテナンス方法を示す情報を出力する(ステップS6)。
図3は、本発明の水質測定システムの第2の実施の形態を示す図である。本形態における水質測定システムは図3に示すように、槽100,120,130と、水処理装置110と、水質測定部140,150と、流量測定部160と、校正情報取得部171と、制御部181とを有する。槽100,120,130、水処理装置110、水質測定部140,150および流量測定部160は、第1の実施の形態におけるものと同じものである。
校正情報取得部171は、水質測定部150から水質測定部150のメンテナンス履歴を示す校正情報を取得する。制御部181は、水質測定部140における水質の測定結果と、流量測定部160が測定した流量と、校正情報取得部171が取得した校正情報と、水処理装置110の稼働状況とに基づいて、水質測定部150のメンテナンス方法を決定する。なお、制御部181は、水質測定部140,150における水質の測定結果と、流量測定部160が測定した流量と、校正情報取得部171が取得した校正情報と、水処理装置110の稼働状況とに基づいて、水質測定部150のメンテナンス方法を決定するものであっても良い。また、制御部181は、決定したメンテナンス方法を示す情報を出力する。
なお、図3に示した形態においては、槽100よりも上流に設けられた槽120および下流に設けられた槽130が、それぞれ1つずつである形態を示しているが、それぞれ複数の槽が設けられているものであっても良い。この場合、複数の槽それぞれに水質測定部が設けられ、校正情報取得部171が、槽100よりも下流に配置された複数の槽それぞれに設けられた水質測定部から校正情報を取得し、制御部181が、校正情報を取得した水質測定部それぞれのメンテナンス方法を決定するものであっても良い。
図4は、図3に示した水質測定システムにおけるメンテナンス方法決定方法の一例を説明するためのフローチャートである。まず、水質測定部140が、槽120内の水質を測定する(ステップS11)。また、流量測定部160が、槽120に流入する流量を測定する(ステップS12)。また、校正情報取得部171が、水質測定部150から水質測定部150のメンテナンス履歴を示す校正情報を取得する(ステップS13)。このステップS11〜S13の処理については、それらを実施する順序については規定しない。例えば、ステップS13の処理を行ってから、ステップS11,S12の処理を行うものであっても良いし、ステップS11〜S13の処理を互いに同じタイミングで行うものであっても良い。
すると、制御部181が、水質測定部140における測定結果と、流量測定部160が測定した流量と、校正情報取得部171が水質測定部150から取得した校正情報と、水処理装置110の稼働状況とに基づいて、水質測定部150のメンテナンス方法を決定する(ステップS14)。続いて、制御部181は、決定したメンテナンス方法を示す情報を出力する(ステップS15)。
図5は、本発明の水質測定システムの第3の実施の形態を示す図である。本形態における水質測定システムは図5に示すように、槽100,120,130と、水処理装置110と、水質測定部140,150と、流量測定部160と、校正情報取得部172と、制御部182とを有する。槽100,120,130、水処理装置110、水質測定部140,150および流量測定部160は、第1の実施の形態および第2の実施の形態におけるものと同じものである。
校正情報取得部172は、水質測定部140から水質測定部140のメンテナンス履歴を示す校正情報を取得する。制御部182は、水質測定部150における測定結果と、流量測定部160が測定した流量と、校正情報取得部172が取得した校正情報と、水処理装置110の稼働状況とに基づいて、水質測定部140のメンテナンス方法を決定する。なお、制御部182は、水質測定部140,150における測定結果と、流量測定部160が測定した流量と、校正情報取得部172が取得した校正情報と、水処理装置110の稼働状況とに基づいて、水質測定部140のメンテナンス方法を決定するものであっても良い。また、制御部182は、決定したメンテナンス方法を示す情報を出力する。
なお、図5に示した形態においては、槽100よりも上流に設けられた槽120および下流に設けられた槽130が、それぞれ1つずつである形態を示しているが、それぞれ複数の槽が設けられているものであっても良い。この場合、複数の槽それぞれに水質測定部が設けられ、校正情報取得部172が、槽100よりも上流に配置された複数の槽それぞれに設けられた水質測定部から校正情報を取得し、制御部182が、校正情報を取得した水質測定部それぞれのメンテナンス方法を決定するものであっても良い。
図6は、図5に示した水質測定システムにおけるメンテナンス方法決定方法の一例を説明するためのフローチャートである。まず、水質測定部150が、槽130内の水質を測定する(ステップS21)。また、流量測定部160が、槽120に流入する流量を測定する(ステップS22)。また、校正情報取得部172が、水質測定部140から水質測定部140のメンテナンス履歴を示す校正情報を取得する(ステップS23)。このステップS21〜S23の処理については、それらを実施する順序については規定しない。例えば、ステップS23の処理を行ってから、ステップS21,S22の処理を行うものであっても良いし、ステップS21〜S23の処理を互いに同じタイミングで行うものであっても良い。
すると、制御部182が、水質測定部150における測定結果と、流量測定部160が測定した流量と、校正情報取得部172が水質測定部140から取得した校正情報と、水処理装置110の稼動状況とに基づいて、水質測定部140のメンテナンス方法を決定する(ステップS24)。続いて、制御部182は、決定したメンテナンス方法を示す情報を出力する(ステップS25)。
図7は、本発明の水質測定システムの第4の実施の形態を示す図である。本形態における水質測定システムは図7に示すように、貯留部である槽211〜217と、水質測定部であるフッ素計221,227と、流量測定部である流量計231と、校正情報取得部241と、制御部251と、水質測定部であるpH計261,262,263,266,268とを有する。それぞれの役割について説明する。
前処理では、原水にHCLを注入して原水のpHを調整する。具体的には、原水のpH値がpH計268にあらかじめ設定された値である2〜3となるようにHCLを注入して調整する。前処理を行うために槽を設けるものであっても良い。
流量計231は、槽212へ流れ込む排水原水の量を測定する。なお、流量計231が測定する排水原水の量は、フッ素計やpH計のメンテナンスを行ってからの累積の流量である。
槽212は、フッ素反応槽であって、フッ化カルシウム(以下、CaF2と称する)の生成を行うための水槽である。pH計262は、槽212内の水のpH値を測定する。槽212にて、槽212内の水のpH値がpH計262にあらかじめ設定された値である10〜11となるように槽212に消石灰を注入して調整する。
槽213は、AL反応槽であって、フロック形成およびフッ素のAL吸着を行うための水槽である。pH計263は、槽213内の水のpH値を測定する。槽213に希HCL/希NaOHを注入し、槽213内の水のpH値がpH計263にあらかじめ設定された値である6〜8となるように調整しながら、槽213にポリ塩化アルミニウム(以下、PACと称する)を注入して槽212で生成されたCaF2をフロック化させる。また、溶存フッ素イオンの一部をAL吸着させる。
槽214は、凝集剤が注入される凝集槽であって、槽213で形成されたフロックを粗大化させる。
槽215は、沈殿槽であって、フロックを沈降分離して上澄み(処理水)を後段へ越流させる。また、下部に沈殿した汚泥は槽216へ送泥、または引き抜き(システムの外部への排泥)を行う。
槽216は、汚泥の再生槽であって、AL汚泥の溶解(再利用)を行うための水槽である。pH計266は、槽216内の水のpH値を測定する。槽216内の水のpH値がpH計266にあらかじめ設定された値である9〜10になるまで槽216に消石灰を注入し、AL汚泥を溶解させる。ALに吸着していたフッ素イオンを消石灰と反応させてCaF2を生成させ、溶解したALを槽213へ送る。
槽217は、処理水のフッ素濃度を測定するための処理水サンプリング槽である。フッ素計227は、槽217内の処理水のフッ素濃度を測定する。
・原水流量:25m3/h
・フッ素濃度:400〜600mg/L
・目標処理濃度:8m3/L以下
・水槽容量:槽211:0.5m3、槽212:8m3、槽213:5m3、槽:214:5m3、槽215:直径3.2m、槽216:1m3
・使用薬品濃度:HCL:35%、希HCL:5%、希NaOH:5%、消石灰:10%
・薬品注入量:PAC:300mg/L、凝集剤:2mg/L
図8は、図7に示した水質測定システムにおけるメンテナンス方法決定方法の一例を説明するためのフローチャートである。まず、フッ素計221が槽211の水質(フッ素濃度)を測定する(ステップS31)。制御部251は、フッ素計221が測定した水質を示す水質情報をフッ素計221から取得する。また、流量計231が、槽212に流入する流量を測定する(ステップS32)。制御部251は、流量計231が測定した流量を示す流量情報を流量計231から取得する。また、校正情報取得部241が、フッ素計227からフッ素計227のメンテナンス履歴を示す校正情報を取得する(ステップS33)。制御部251は、校正情報取得部241が取得した校正情報を取得する。また、フッ素計227が槽217の水質(フッ素濃度)を測定する(ステップS34)。制御部251は、フッ素計227が測定した水質を示す水質情報をフッ素計227から取得する。このステップS31〜S34の処理については、それらを実施する順序については規定しない。例えば、ステップS33の処理を行ってから、ステップS31,S32,S34の処理を行うものであっても良いし、ステップS31〜S34の処理を互いに同じタイミングで行うものであっても良い。
すると、制御部251が、取得した水質情報が示す水質と、取得した流量情報が示す流量とを乗算して負荷量を算出する。ここで、水質情報が示す水質の値は、その水質が良い(フッ素濃度が低い)ほど、より小さな値であり、その水質が悪い(フッ素濃度が高い)ほど、より大きな値である。
続いて、制御部251は、水処理装置の稼働状況として、前処理でのHCLの注入量、槽212での消石灰の注入量と希HCLの注入量、槽213でのPACの注入量と希HCLの注入量と希NaOHの注入量および槽214での凝集剤の注入量を算出する。
続いて、制御部251は、算出した負荷量と、校正情報取得部241から取得した校正情報と、システムの稼働状況とに基づいて、フッ素計227のメンテナンス方法を決定する(ステップS35)。続いて、制御部251は、決定したメンテナンス方法を示す情報を表示する(ステップS36)。
(1)汚れデータに基づいて、計器の洗浄を最適化することができる。
計器の電極にフッ素等の汚れが付着すると、その計器における測定精度が低下(応答時間の遅延や測定誤差等の発生)してしまう。そのため、測定精度を保つためには計器を定期的に洗浄することが必要である。計器への汚れの付着量は、排水の種類や負荷量、処理状況など多くのパラメータの影響を受けることから予測することが難しく、測定精度の低下を未然に防ぐことは困難である。そこで、本発明において、水質/流量データ、処理設備の構成/稼働データに基づいて、計器に付着する汚れデータの量を算出し、適切な洗浄時期と洗浄方法とを決定し、その結果に応じた洗浄を実施する。これにより、洗浄前後における計器の電圧や応答時間などの変化量と合わせて、実績データを記録、解析することができる。その後、前回までに決定して行った洗浄方法のデータと実際に洗浄を行った後の実績データとに基づいたメンテナンスを行うことで、精度の高い汚れデータの予測が可能となる。
(2)劣化データに基づいて、計器の校正を最適化することができる
計器は測定する水質や使用期間、洗浄に応じて劣化が進む。そのため、正確な値を測定していくためには、定期的な校正が必要である。計器の劣化も洗浄と同様に多くのパラメータの影響を受けるため、校正のタイミングを予測することは困難である。そこで、本発明において、水質/流量データ、処理設備の構成/稼働データおよび計器の洗浄実績に基づいて、劣化データを算出し、適切な校正時期を決定する。これにより、校正前後における計器の電圧や応答時間などの変化量と合わせて、実績データを記録、解析することができる。また、校正前後の電圧の補正および応答時間の変化量に基づいて、電極交換の時期を予測することができる。
(3)劣化データと校正情報とに基づいて、交換時期予測の精度を向上させることができる。
計器は校正を実施しないと状態を確認できないため、交換時期をあらかじめ予測することが難しく、校正すべき時期(状態)に近付くまでは正確な推測を行うことが困難である。そこで、本発明では、劣化データと実際の校正情報とに基づいて、計器の交換時期を予測する。そのため、計器が新品に近い状態であっても、使用環境に応じた交換予測が可能である。
(その他の実施の形態)
110 水処理装置
140,150 水質測定部
160 流量測定部
170〜172,241 校正情報取得部
180〜182,251 制御部
221,227 フッ素計
231 流量計
261,262,263,266,268 pH計
Claims (9)
- 水処理装置が被処理水に対して所定の処理を行うための処理用貯留部の上流と下流とにそれぞれ設けられた貯留部内の水質をそれぞれ測定する少なくとも2つの水質測定部と、
前記処理用貯留部の上流または下流に設けられた貯留部に流入する流量を測定する流量測定部と、
メンテナンスの対象となる前記水質測定部から、該水質測定部に対して校正をおこなったときの情報である校正情報を取得する校正情報取得部と、
前記水質測定部における測定結果と、前記流量測定部が測定した流量と、前記校正情報取得部が取得した校正情報と、前記水処理装置の稼働状況とに基づいて、前記校正情報取得部が前記校正情報を取得した水質測定部のメンテナンス方法を決定し、該決定したメンテナンス方法を示す情報を出力する制御部とを有する水質測定システム。 - 請求項1に記載の水質測定システムにおいて、
前記校正情報取得部は、前記下流に設けられた水質測定部から前記校正情報を取得し、
前記制御部は、前記上流に設けられた水質測定部における測定結果と、前記流量測定部が測定した流量と、前記校正情報取得部が前記下流に設けられた水質測定部から取得した校正情報と、前記水処理装置の運転状況とに基づいて、前記メンテナンス方法を決定する水質測定システム。 - 請求項1に記載の水質測定システムにおいて、
前記校正情報取得部は、前記上流に設けられた水質測定部から前記校正情報を取得し、
前記制御部は、前記下流に設けられた水質測定部における測定結果と、前記流量測定部が測定した流量と、前記校正情報取得部が前記上流に設けられた水質測定部から取得した校正情報と、前記水処理装置の運転状況とに基づいて、前記メンテナンス方法を決定する水質測定システム。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の水質測定システムにおいて、
前記制御部は、前記水質測定部における測定結果と、前記流量測定部が測定した流量とを乗算して負荷量を算出し、該算出した負荷量と、前記校正情報取得部が取得した校正情報と、前記水処理装置の運転状況とに基づいて、前記メンテナンス方法を決定する水質測定システム。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の水質測定システムにおいて、
前記制御部は、前記決定したメンテナンス方法を示す情報を表示する水質測定システム。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の水質測定システムにおいて、
前記水質測定部を洗浄する洗浄部をさらに有し、
前記制御部は、前記メンテナンス方法として前記洗浄部が洗浄を行うタイミングを決定する水質測定システム。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の水質測定システムにおいて、
前記測定結果と前記流量とを乗算して算出される負荷量と、前記校正情報と、前記稼働状況と、前記メンテナンス方法とを対応付けて記憶するデータベースを有し、
前記制御部は、前記水質測定部における測定結果と前記流量測定部が測定した流量とを乗算して算出した負荷量と、前記校正情報取得部が取得した校正情報と、前記水処理装置の稼働状況とを検索キーとして、前記データベースからメンテナンス方法を読み出して決定する水質測定システム。 - 請求項7に記載の水質測定システムにおいて、
前記制御部は、前記決定したメンテナンス方法と、前記メンテナンス方法の決定に用いた前記負荷量と前記校正情報と前記稼働状況とを、該メンテナンス方法が適切であった対応付け、または該メンテナンス方法が適切でなかった対応付けとして前記データベースに記憶させ、該対応付けに基づいて、より適切であった対応付けを選択して前記メンテナンス方法を決定する水質測定システム。 - 水処理装置が被処理水に対して所定の処理を行うための処理用貯留部の上流に設けられた貯留部内の水質を第1の水質測定部が測定する処理と、
前記処理用貯留部の下流に設けられた貯留部内の水質を第2の水質測定部が測定する処理と、
前記処理用貯留部の上流または下流に設けられた貯留部に流入する流量を測定する処理と、
メンテナンスの対象となる前記水質測定部から、該水質測定部に対して校正をおこなったときの情報である校正情報を取得する処理と、
前記水質測定部が測定した水質と、前記測定した流量と、前記取得した校正情報と、前記水処理装置の稼働状況とに基づいて、前記校正情報を取得した水質測定部のメンテナンス方法を決定する処理と、
前記決定したメンテナンス方法を示す情報を出力する処理とを行うメンテナンス方法決定方法。
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