JP2021023852A - 水処理管理装置、水処理管理システム及び水処理管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水処理装置を確実に点検して異常を検出し、さらに、異常発生の兆候を検出して管理する。【解決手段】水処理管理装置３は、浄化槽１による処理の対象である被処理水１０２に生じた事象、及び、浄化槽１に生じた事象の画像を撮影する撮影装置３０と、撮影された被処理水１０２及び浄化槽１に生じた事象の画像に基づいて浄化槽１を管理する第１の管理装置３４とを有する。第１の管理装置３４は、検出装置と、判定装置とを有する。検出装置は、撮影された被処理水１０２及び浄化槽１に生じた事象の画像を処理して、被処理水１０２及び浄化槽１に生じた事象を検出する。判定装置は、検出された事象、及び、検出された事象に基づいて推定される浄化槽１の状態のうち少なくとも一方に基づいて、浄化槽１に異常が生じているか否か、及び、浄化槽１に異常が発生する兆候が生じているか否かを判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、水処理管理装置、水処理管理システム及び水処理管理方法に関する。

浄水槽などの水処理装置の維持及び管理は重要であり、そのためには、水処理装置を確実に点検し、異常を検出する必要がある。また、水処理装置に異常が発生する以前に、その兆候を検出して、異常発生防止のための対策をとりたいという要請がある。例えば、特許文献１には、被処理水のカラー画像のデータから得られる水面の色に基づいて、水処理状態の異常を検出する監視装置が開示されている。

特開２００１−２９９３８号公報

しかしながら、上述した監視装置やこの監視装置を用いた監視方法では、水処理装置に異常が発生する以前にその兆候を発見できないという問題があった。また、この監視装置やこの監視装置を用いた監視方法では、被処理水の水面の色に現れない異常が検出され得ないので、水処理装置における異常の発生の検出が不確実になってしまうという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、水処理装置を確実に点検して異常を検出し、さらに、異常発生の兆候を検出して管理することができる水処理管理装置、水処理管理システム及び水処理管理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る水処理管理装置は、
水処理装置による処理の対象である被処理水に生じた事象の画像を撮影する撮影装置と、
撮影された前記画像に基づいて前記水処理装置を管理する管理装置とを有する水処理管理装置であって、
前記管理装置は、
撮影された前記画像を処理して、前記被処理水に生じた事象を検出する検出装置と、
検出された前記事象、及び、検出された前記事象に基づいて推定される前記水処理装置の状態の少なくとも一方に基づいて、前記水処理装置に異常が生じているか否か、及び、前記水処理装置に異常が発生する兆候が生じているか否かを判定する判定装置とを有することを特徴とする。

前記水処理装置は、汚水処理装置であり、
前記被処理水に生じた事象は、前記被処理水の水面上の泡状物質、気泡、スカム、前記被処理水の水位、及び、前記被処理水の濁度のうちの少なくとも１つを含むようにしてもよい。

前記汚水処理装置は、浄化槽であるようにしてもよい。

推定される前記水処理装置の状態は、前記被処理水に送り込まれる空気の流量、及び、前記被処理水に含まれる発泡剤の量の少なくとも一方であるようにしてもよい。

前記撮影装置は、前記被処理水及び前記水処理装置に生じた事象の画像を撮影し、
前記管理装置は、撮影された前記画像に基づいて前記水処理装置を管理し、
前記検出装置は、撮影された前記画像を処理して、前記被処理水及び前記水処理装置に生じた事象を検出し、
前記判定装置は、検出された前記事象、及び、検出された前記事象に基づいて推定される前記水処理装置の状態の少なくとも一方に基づいて、前記水処理装置に異常が生じているか否か、及び、前記水処理装置に異常が発生する兆候が生じているか否かを判定するようにしてもよい。

前記水処理装置に生じた事象は、前記被処理水を処理する薬剤の量であるようにしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る水処理管理システムは、
複数の水処理装置によるそれぞれの処理の対象である被処理水に生じた事象の画像をそれぞれ撮影する複数の撮影装置と、
複数の前記撮影装置と接続されるとともに、撮影されたそれぞれの前記画像に基づいて複数の前記水処理装置をそれぞれ管理する管理装置とを有する水処理管理システムであって、
前記管理装置は、
撮影されたそれぞれの前記画像を処理して、複数の前記被処理水それぞれに生じた事象を検出する検出装置と、
複数の前記被処理水それぞれに生じて検出された前記事象、及び、検出された前記事象それぞれに基づいて推定される複数の前記水処理装置それぞれの状態の少なくとも一方に基づいて、複数の前記水処理装置それぞれに異常が生じているか否か、及び、複数の前記水処理装置それぞれに異常が発生する兆候が生じているか否かを判定する判定装置とを有することを特徴とする。

複数の前記水処理装置は、複数の汚水処理装置であり、
複数の前記被処理水それぞれに生じた事象は、複数の前記被処理水それぞれの水面上の泡状物質、気泡、スカム、複数の前記被処理水それぞれの水位、及び、複数の前記被処理水それぞれの濁度のうちの少なくとも１つを含むようにしてもよい。

前記汚水処理装置は、浄化槽であるようにしてもよい。

推定される複数の前記水処理装置それぞれの状態は、複数の前記被処理水それぞれに送り込まれる空気の流量、及び、複数の前記被処理水それぞれに含まれる発泡剤の量の少なくとも一方であるようにしてもよい。

複数の前記撮影装置は、複数の前記水処理装置によるそれぞれの処理の対象である前記被処理水及び複数の前記水処理装置それぞれに生じた事象の画像をそれぞれ撮影し、
前記管理装置は、撮影されたそれぞれの前記画像に基づいて複数の前記水処理装置をそれぞれ管理し、
前記検出装置は、撮影されたそれぞれの前記画像を処理して、複数の前記被処理水及び複数の前記水処理装置それぞれに生じた事象を検出し、
前記判定装置は、複数の前記被処理水及び複数の前記水処理装置それぞれに生じて検出された前記事象、及び、検出された前記事象それぞれに基づいて推定される複数の前記水処理装置それぞれの状態の少なくとも一方に基づいて、複数の前記水処理装置それぞれに異常が生じているか否か、及び、複数の前記水処理装置それぞれに異常が発生する兆候が生じているか否かを判定するようにしてもよい。

複数の前記水処理装置それぞれに生じた事象は、複数の前記被処理水それぞれを処理する薬剤の量であるようにしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る水処理管理方法は、
水処理装置による処理の対象である被処理水に生じた事象の画像を撮影し、
撮影された前記画像に基づいて前記水処理装置を管理する水処理管理方法であって、
前記水処理装置の管理において、
撮影された前記画像を処理して、前記被処理水に生じた事象を検出し、
検出された前記事象、及び、検出された前記事象に基づいて推定される前記水処理装置の状態の少なくとも一方に基づいて、前記水処理装置に異常が生じているか否か、及び、前記水処理装置に異常が発生する兆候が生じているか否かを判定することを特徴とする。

前記水処理装置は、汚水処理装置であり、
前記被処理水に生じた事象は、前記被処理水の水面上の泡状物質、気泡、スカム、前記被処理水の水位、及び、前記被処理水の濁度のうちの少なくとも１つを含むようにしてもよい。

前記汚水処理装置は、浄化槽であるようにしてもよい。

推定される前記水処理装置の状態は、前記被処理水に送り込まれる空気の流量、及び、前記被処理水に含まれる発泡剤の量の少なくとも一方であるようにしてもよい。

前記被処理水及び前記水処理装置に生じた事象の画像を撮影し、
撮影された前記画像に基づいて前記水処理装置を管理し、
撮影された前記画像を処理して、前記被処理水及び前記水処理装置に生じた事象を検出し、
検出された前記事象、及び、検出された前記事象に基づいて推定される前記水処理装置の状態の少なくとも一方に基づいて、前記水処理装置に異常が生じているか否か、及び、前記水処理装置に異常が発生する兆候が生じているか否かを判定するようにしてもよい。

前記水処理装置に生じた事象は、前記被処理水を処理する薬剤の量であるようにしてもよい。

本発明によれば、水処理装置を確実に点検して異常を検出し、さらに、異常発生の兆候を検出して管理することができる。

本発明の第１の実施形態に係る水処理管理装置とこの水処理管理装置が取り付けられた浄化槽との概略構成を示す模式図である。 水処理管理装置が有する撮影装置の構成及びこの撮像装置の撮影対象となる事象を説明するための模式図である。 図１に示した水処理管理装置が有する第１の管理装置の構成を示すブロック図である。 図２に示した撮影装置から第１の管理装置に送られるデータを示す図である。 浄水槽の被処理水に発泡剤として加えられた洗剤の量と、泡面積検出装置により検出された泡状物質の面積との関係を示すグラフである。 浄水槽の被処理水の水面上の泡状物質の面積が狭い画像データの一例を示す模式図である。 浄水槽の被処理水の水面上の泡状物質の面積が広い画像データの一例を示す模式図である。 ブロアが浄水槽の被処理水の中に送り込む空気の流量と、気泡面積検出装置により検出された気泡の面積との関係を示すグラフである。 浄水槽の被処理水の水面上の気泡の面積が狭い画像データの一例を示す模式図である。 浄水槽の被処理水の水面上の気泡の面積が広い画像データの一例を示す模式図である。 浄水槽の被処理水の水面の底部からの高さの基準値を与える画像データの一例を示す模式図である。 浄水槽の被処理水の水面の底部からの高さを示す画像データの一例を示す模式図である。 画像データを比較して求められた浄水槽の被処理水の水面の高さの変位ΔＨと、水面の高さの変位ΔＨの実測値との関係を示すグラフである。 浄水槽の被処理水の水面上のスカムの面積が狭い画像データの一例を示す模式図である。 浄水槽の被処理水の水面上のスカムの面積が広い画像データの一例を示す模式図である。 スカム面積検出装置により検出された浄水槽の被処理水の水面の面積におけるスカムの面積の占有率とスカムの面積の占有率の実測値との関係を示すグラフである。 消毒装置に充填された薬剤の量が少ない場合の画像データの一例を示す模式図である。 消毒装置に充填された薬剤の量が多い場合の画像データの一例を示す模式図である。 薬剤検出装置により検出された薬剤の量と薬剤の実際の量との関係を示すグラフである。 濁度検出装置により検出された浄水槽の被処理水の濁度と被処理水の実際の濁度との関係を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る水処理管理システムの概略構成を示す模式図である。 図２１に示した水処理管理システムが有する第２の管理装置の構成を示すブロック図である。 図２２に示した第２の管理装置が表示する浄化槽メンテナンス情報を示す図である。 図２２に示した第２の管理装置が表示する災害時浄化槽異常情報を示す図である。

本発明の実施の形態に係る水処理管理装置、水処理管理システム及び水処理管理方法について、以下図面を参照して説明する。なお、各図及び以下の説明において、適宜、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる直交座標系を用いる。また、各図において、適宜、説明に必要のない構成要素を省略することがある。また、各図において、装置の電源は省略されている。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る水処理管理装置３及び水処理管理方法について、図１〜図２０を参照して説明する。まず、水処理管理装置３による管理の対象となる水処理装置である汚水処理装置として浄化槽１について説明する。ここで説明する浄化槽１は、嫌気ろ床接触ばっ気方式の浄化槽であるが、あくまで浄化槽の一例であって、後述するように他の種類の浄化槽にも本発明を適用することは可能である。なお、図１において、被処理水の流れの方向を矢印により表している。浄化槽１は、図１に示すように、嫌気ろ床槽である第１の一次処理装置１２及び第２の一次処理装置１４、生物ろ過槽である二次処理装置２、沈殿槽である処理水槽２１８及び消毒槽２１９を有する。また、浄化槽１は、上部（＋Ｚ方向）にマンホール及びその蓋２００を有する。

浄化槽１において、第１の一次処理装置１２及び第２の一次処理装置１４は固液分離等を行う。嫌気ろ床槽である第１の一次処理装置１２は、取入口１００から取り入れられた被処理水１０２に対して、その中の浮遊物を分離し、除去し、さらに、付着した嫌気性微生物により有機物を取り除く処理を行う。第１の一次処理装置１２により処理された被処理水１０２は、矢印で示すように嫌気ろ床槽である第２の一次処理装置１４に流入する。第２の一次処理装置１４は、第１の一次処理装置１２から流入してきた被処理水１０２に対して、第１の一次処理装置１２と同様な処理を行う。

二次処理装置２は生物処理等を行う。二次処理装置２は、接触ばっ気槽からなる生物ろ過槽であり、二次処理装置２は、隔壁２０２，２１２、取入口２０４、ばっ気装置２０６、接触ばっ気床２０８、ブロア２１０を有する。隔壁２０２は、第２の一次処理装置１４と二次処理装置２とを隔離する。隔壁２１２は、二次処理装置２と処理水槽２１８とを仕切り、隔壁２１２の最下部と浄化槽１の底部１０６との間には、二次処理装置２から処理水槽２１８に被処理水１０２が流れるように隙間が設けられる。隔壁２０２，２１２の最上部は、浄化槽１の中において被処理水１０２の水面２４０から空気中に突き出る。

取入口２０４は、隔壁２０２において水面２４０付近の高さに取り付けられ、第２の一次処理装置１４から二次処理装置２の中へ被処理水１０２を導く。ブロア２１０は、ばっ気装置２０６を介して被処理水１０２に、水処理管理装置３の設計者または浄化槽１の管理者により設定された流量の空気を送り込む。ばっ気装置２０６は、送り込まれてきた空気を、被処理水１０２の中に多数の気泡２４２として送り込む。接触ばっ気床２０８は、被処理水１０２に対して、その中の浮遊物を分離し、取り除き、さらに、付着した好気性微生物により有機物を取り除く処理を行う。

接触ばっ気床２０８により処理された被処理水１０２は、隔壁２１２の下方の隙間から処理水槽２１８に流れ込む。処理水槽２１８は、被処理水１０２に含まれる汚泥などを沈殿させる。

消毒槽２１９は、被処理水１０２を消毒、滅菌して衛生的に安全にする。消毒槽２１９は、透明な材料により構成される消毒装置２１４を有する。消毒装置２１４には、浄化槽１の管理者または専用の充填装置（図示せず）により殺菌消毒用の塩素剤などの殺菌用の薬剤２１６が充填される。消毒装置２１４は、充填された薬剤２１６を処理水槽２１８から流れ込んできた上澄みの被処理水１０２にさらし、被処理水１０２を滅菌消毒する。消毒装置２１４により滅菌消毒された被処理水１０２は消毒槽２１９に流入し、排水口２２０から浄化槽１の外部に排出される。

次に、水処理管理装置３の撮影装置３０について説明する。水処理管理装置３は、図１に示すように、二次処理装置２の上方に取り付けられる撮影装置３０と、浄化槽１の外部に配置される第１の管理装置３４とを有する。撮影装置３０は、水処理装置である浄化槽１による処理の対象である被処理水１０２に生じた事象、及び、浄化槽１に生じた事象の画像を撮影する装置である。第１の管理装置３４は、撮影装置３０により撮影された被処理水１０２及び浄化槽１に生じた事象の画像に基づいて浄化槽１を管理する装置である。撮影装置３０と第１の管理装置３４とは、通信回線を介して双方向にデータが伝送され得るように接続される。水処理管理装置３は、これらの構成要素により、浄化槽１の二次処理装置２、処理水槽２１８の内部及び消毒装置２１４等を撮影して得られた画像データを処理し、浄化槽１の点検、発生した異常の検出及び異常発生の兆候を検出して浄化槽１の管理者に示す。なお、撮影装置３０から第１の管理装置３４に伝送される画像データはカラーであって、赤色成分（Ｒ）、緑色成分（Ｇ）及び青色成分（Ｂ）を含む。

撮影装置３０は、図２に示すように、照明装置３００、レンズ３０２を有する光学系３０４、撮像素子３０６、画像処理装置３０８、通信装置３１０及び制御装置３１２を備える。撮影装置３０は、これらの構成要素により、浄化槽１の点検、異常発生の検出及び異常発生の兆候の検出に用いられる画像に含まれるべき複数の撮影対象を照明し、撮影対象を撮影して画像データを生成し、第１の管理装置３４に送る。

二次処理装置２、沈殿槽２１８の中の状態、消毒装置２１４等が図２には示されているが、撮影装置３０の撮影対象であって、被処理水１０２に生じた事象には、被処理水１０２の水位、水面２４０に浮かんだ気泡２４２、泡状物質２４４、浄化槽１の内壁から剥離した汚泥などのスカム（ｓｃｕｍ）２４６及び被処理水１０２の濁度などが含まれる。また、撮影装置３０の撮影対象であって、浄化槽１に生じた事象には、消毒装置２１４に装填された薬剤２１６の量などが含まれる。なお、泡状物質２４４は、例えば被処理水１０２に含まれる洗剤などの界面活性剤に起因して生じるほか、接触ばっ気槽２の点検のために加えられる洗剤などの発泡剤によっても生じ、ブロア２１０が被処理水１０２に送り込む空気の流量が多ければ多いほど多量になる。

制御装置３１２は、第１の管理装置３４から通信回線を介して制御用データを受け取り、撮影装置３０の各構成要素の動作を制御する。照明装置３００は、例えば、光学系３０４の近傍に帯状に配置された複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、または、光学系３０４を取り囲むように配置された複数のＬＥＤである。照明装置３００は、光学系３０４のレンズ３０２の視野角θより広い配光の角度θ’（θ’≧θ）で、二次処理装置２、処理水槽２１８、消毒装置２１４等の中の事象を、撮影対象となる事象の撮影のために必要とされる照度で照明する。なお、照明装置３００を構成する複数のＬＥＤそれぞれの発光量及び配置位置は、二次処理装置２、処理水槽２１８、消毒装置２１４の構成等に応じて適宜、増減及び変更され得る。

レンズ３０２は、複数の魚眼レンズの組み合わせであり、撮影対象の事象の全てを撮影可能とする広い視野角θ（例えば、θ≒１８０°）を有する。レンズ３０２に広い視野角θが必要とされる理由は、撮影装置３０が、例えば、１０人程度の使用を前提とする小型の浄化槽１の二次処理装置２の上方に配置されるときには、撮影対象となる事象が存在する範囲に対して、レンズ３０２と事象との距離がごく短くなるからである。光学系３０４は、レンズ３０２を介して事象から反射された光を撮像素子３０６に導き、結像させる。

撮像素子３０６は、例えば、市販のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、または、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ））イメージセンサであって、その画素数は、例えば５００万画素以上である。撮像素子３０６は、結像した事象の画像をアナログ形式の画像信号に変換し、画像処理装置３０８に出力する。

画像処理装置３０８は、画像処理用の構成要素、例えば、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換回路、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｎａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）及びフレームメモリ（いずれも図示せず）など、画像信号から画像データを生成するために必要な構成要素を有する。画像処理装置３０８は、撮像素子３０６から入力されたアナログ形式の画像信号をディジタル形式の画像データに変換する。

また、画像処理装置３０８は、画像データを処理して、レンズ３０２により生じた画像の歪みを補正する。この歪み補正の結果として、二次処理装置２、処理水槽２１８の中の被処理水１０２の水面２４０及び消毒装置２１４を上から下の方向（−Ｚ方向）に見た第１の画像データと、隔壁２０２を横の方向（−Ｘ方向）に見た第２の画像データとが得られる。画像処理装置３０８は、さらに、第１の画像データ及び第２の画像データを、通信回路を介した送信に適し、しかも、第１の管理装置３４における処理に必要とされる解像度を保てる圧縮度で圧縮して圧縮画像データとして生成し、通信装置３１０に出力する。

通信装置３１０は、第１の管理装置３４からの要求に応じて、通信回線を介して管理データを送信する。水処理管理装置３の撮影装置３０から第１の管理装置３４に送られる管理データは、図４に示すように、画像処理装置３０８から入力された圧縮画像データ（第１の画像データ、第２の画像データ）と、浄化槽１が正常に動作しているか否かを判定するための処理に用いられる判定データとを含む。

なお、判定データには、水面２４０上の気泡２４２、泡状物質２４４及びスカム２４６の面積の正常範囲と、消毒装置２１４に充填される薬剤２１６の量の正常範囲と、被処理水１０２に含まれる発泡剤の量の正常範囲（図示せず）と、ブロア２１０が被処理水１０２に送り込む空気の流量の正常範囲（図示せず）とを示すデータと、水面２４０の底部１０６からの正常な高さの基準値を与える基準画像データと、水面２４０の高さの基準値からの変位ΔＨの正常範囲を示すデータとが含まれる。なお、基準画像データは、第２の画像データと同じ方法により圧縮されている。判定データに含まれるこれらのデータは、撮影装置３０が浄化槽１の中に配置されるときに、浄化槽１の管理者により通信装置３１０に設定される。

また、通信装置３１０は、第１の管理装置３４からの制御用データを受信し、制御装置３１２に出力する。なお、撮影装置３０においては、例えばスマートフォンなどの市販の装置を、撮影装置３０専用に設計されて製造された通信装置３１０の代わりに用いることができる。このときには、撮影装置３０と第１の管理装置３４との間の通信回線として、スマートフォン用の通信回線、または、ＩＥＥＥ８０２．１１規格を使用したＷｉＦｉ用の通信回線が用いられる。

次に、水処理管理装置３の第１の管理装置３４について説明する。第１の管理装置３４は、例えば、通信回線に接続され、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ回路、画像処理回路、通信処理回路、ディスプレイ装置、キーボード、マウス及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インターフェースなど（いずれも図示せず）を含むパーソナルコンピュータとして実施され得る。第１の管理装置３４は、図３に示すように、パーソナルコンピュータのハードウェア的なリソース及びソフトウェアを具体的に利用して実現される通信装置３４０、泡状物質面積検出装置３４２、気泡面積検出装置３４４、水位検出装置３４６、スカム面積検出装置３４８、薬剤検出装置３５０、濁度検出装置３５２、判定装置３５４及び出力装置３５６を備える。

通信装置３４０は、第１の管理装置３４のユーザの操作に従って、撮影装置３０に対する制御のための制御データを撮影装置３０に通信回線を介して送信する。撮影装置３０の制御には、照明装置３００のＯＮ／ＯＦＦ、光学系３０４による撮像素子３０６への結像のためのピント合わせ、撮像素子３０６による撮像、画像処理装置３０８による画像データの生成及び通信装置３１０による管理データの第１の管理装置３４への送信要求などが含まれる。なお、これらの制御は、第１の管理装置３４からの制御データに従って、撮影装置３０の制御装置３１２が各構成要素を制御することにより実現される。

また、通信装置３４０は、撮影装置３０への要求に応じて撮影装置３０から通信回線を介して返された図４に示す管理データを受信する。さらに、通信装置３４０は、受信した管理データに含まれる第１の画像データを、泡状物質面積検出装置３４２、気泡面積検出装置３４４及びスカム面積検出装置３４８、薬剤検出装置３５０及び濁度検出装置３５２に出力する。また、通信装置３４０は、管理データに含まれる第２の画像データ、及び、その判定データに含まれる基準画像データを、水位検出装置３４６に出力する。さらに、通信装置３４０は、管理データに含まれる判定データを判定装置３５４に出力する。

泡状物質面積検出装置３４２は、通信装置３４０から入力された第１の画像データに対して画像処理を行い、例えば被処理水１０２に含まれる洗剤など、または、点検のために使用された発泡剤に起因して、水面２４０上に生じる泡状物質２４４の面積を検出する。泡状物質面積検出装置３４２は、検出された泡状物質２４４の面積を示すデータを判定装置３５４に出力する。なお、第１の管理装置３４の各構成要素による画像データに対する画像処理は、圧縮された画像データを伸張する処理、パターン認識処理、スペクトラム分析処理、特徴量情報抽出処理及びラスタリング処理などを含む。

図５は、ブロア２１０が被処理水１０２に送り込む空気の流量が一定であるときに、二次処理装置２の被処理水１０２に発泡剤として加えられた洗剤の量と、泡状物質面積検出装置３４２により検出された泡状物質２４４の面積との関係を例示するグラフである。なお、図５において、縦軸は泡状物質２４４の面積を示し、横軸は、二次処理装置２に加えられた発泡剤の量の単位を示す。ただし、縦軸が示す泡状物質２４４の面積は、３単位の発泡剤が加えられたときに泡状物質面積検出装置３４２により検出された泡状物質２４４の面積が１００％となるように正規化されている。なお、以下、発泡剤と界面活性剤とを総称して発泡剤と記す。

空気の流量が一定であると、図５に示すように、二次処理装置２の中の被処理水１０２に含まれる発泡剤の量が多ければ多いほど、水面２４０上に生じる泡状物質２４４の面積は広くなる傾向がある。ただし、発泡剤の量と泡状物質２４４の面積との正の相関性は必ずしも線形的ではない。つまり、図５に示された例においては、発泡剤の量が３単位から４単位になる範囲において発泡剤の量の増加に対する泡状物質２４４の面積の増大は急であり、その他の範囲においては発泡剤の量の増加に対する泡状物質２４４の面積の増大は緩やかである。

例えば、二次処理装置２の被処理水１０２に加えられた発泡剤の量が２単位であるときには、図６に示すように、水面２４０上の泡状物質２４４の面積は狭い。一方、例えば、二次処理装置２の被処理水１０２に加えられた発泡剤の量が４単位であるときには、図７に示すように、水面２４０上の泡状物質２４４の面積は、図６に示した泡状物質２４４の面積よりも広くなる。したがって、二次処理装置２の中の被処理水１０２の水面２４０上に生じる泡状物質２４４の面積を検出することにより、二次処理装置２の被処理水１０２に、どの程度の量の発泡剤が含まれるかを推測することができる。図５〜図７を参照して説明した泡状物質２４４の面積と発泡剤の量との関係は、判定装置３５４による判定処理において利用される。

気泡面積検出装置３４４は、通信装置３４０から入力された第１の画像データに対して画像処理を行い、水面２４０上の気泡２４２の面積を検出する。気泡面積検出装置３４４は、検出した気泡２４２の面積を示すデータを、判定装置３５４に出力する。

図８は、ブロア２１０が被処理水１０２に送り込む空気の流量の変化と、気泡面積検出装置３４４により検出された気泡２４２の面積の変化の関係を例示するグラフを示す図である。なお、図８において、縦軸は検出された気泡２４２の面積を示し、横軸は空気の流量の単位を示す。ただし、縦軸が示す気泡２４２の面積は、空気の流量が３単位のときに検出された気泡２４２の面積を１００％として正規化されている。

ブロア２１０が被処理水１０２の中に送り込む空気の流量が多ければ多いほど、図８に示すように、水面２４０上に生じる気泡２４２の面積は広くなる傾向がある。ただし、空気の流量と気泡２４２の面積との正の相関性は、以下に説明するように線形的ではない。

つまり、図８に示された例においては、空気の流量が３単位から４単位になる範囲において、空気の流量の増加に対する気泡２４２の面積の増大は急である。また、空気の流量が３単位未満の範囲において、空気の流量の増加に対する気泡２４２の面積の増大は緩やかである。一方、空気の流量が４単位から５単位になる範囲においては、空気の流量の増加に対して気泡２４２の面積は減少気味となる。ただし、空気の流量が４単位〜５単位の範囲における気泡２４２の面積は、空気の流量が３単位における気泡２４２の面積を下回ることはない。

例えば、空気の流量が２単位であるときには、図９に示すように、水面２４０上の気泡２４２の面積は狭い。このように狭い気泡２４２の面積を正確に検出するためには、撮影装置３０を、ばっ気装置２０６が被処理水１０２の中に空気を送り込む位置の直上に配置し、被処理水１０２の流れに起因する気泡２４２の発生の偏りの影響を排除することが好ましい。

一方、例えば、ブロア２１０が送り込む空気の流量が４単位であるときには、図１０に示すように、水面２４０上の気泡２４２の面積は、図９に示した気泡２４２の面積よりも広くなる。ただし、ブロア２１０が送り込む空気の流量が４単位を超えると、気泡２４２の面積は、図１０に示した面積より多少、狭くなる。図８〜図１０を参照して説明した気泡２４２の面積と空気の流量との関係は、判定装置３５４による判定処理において利用される。

なお、水面２４０を複数の領域に分けて、複数の領域ごとに気泡２４２の面積を検出することにより、ブロア２１０が送り込む空気の流量の微妙な変化を推定することもできる。

空気の流量が４単位から５単位になる範囲における気泡２４２の面積の減少は、空気の流量が、二次処理装置２の構造などによって定まる量を超え、水面２４０が盛り上がって、気泡２４２の密度が過大になることなどに起因する。したがって、気泡２４２の面積の検出による空気の流量の推定は、空気の流量が比較的少ない範囲において特に有効である。また、浄化槽１の稼働前に、予め空気の流量と気泡２４２の面積との関係を詳細に求めておくことにより、ブロア２１０が送り込む空気の流量の推定値の精度を向上させることができる。

水位検出装置３４６は、通信装置３４０から入力された管理データの判定データに含まれる基準画像データに対する伸張処理を行い、図１１に示すように、水面２４０の底部１０６からの高さの基準値を与える画像を生成する。

また、水位検出装置３４６は、通信装置３４０から入力された第２の画像データに対する伸張処理を行い、図１２に示すように、管理データが送信された時点における水面２４０の底部１０６からの高さを示す画像を生成する。水位検出装置３４６は、図１１，図１２に示された画像を比較して、これらの画像により示される水面２４０の高さの変位ΔＨの値を求める。水位検出装置３４６は、求められた変位ΔＨを示すデータを、判定装置３５４に出力する。水面２４０は、二次処理装置２の内壁において、水処理管理装置３の設計者等により予め決められた部分における画像のコントラストに基づいて検出され得る。

図１３は、基準画像データから得られる画像と第２の画像データから得られる画像とを比較して求められた水面２４０の高さの変位ΔＨ（単位ｃｍ）と、水面２４０の高さの基準値からの変位ΔＨの実測値との関係を例示するグラフを示す図である。なお、図１３において、縦軸は、水面２４０の実測値を示し、横軸は、水位検出装置３４６により求められた水面２４０の高さの変位ΔＨを示す。ただし、水面２４０の高さの変位ΔＨの実測値は、水位検出装置３４６により求められた水面２４０の高さの変位ΔＨが−１０ｃｍのときの値を１００％として正規化されている。

水位検出装置３４６により求められた水面２４０の高さの変位ΔＨとその実測値ΔＨとは、図１３に示すように、ほぼ完全に相関する（ρ^２＝０．９９８７；ρは相関係数）。つまり、水位検出装置３４６による処理により、実測値とほぼ等しい水面２４０の高さの変位ΔＨが求められ得る。

水面２４０の高さの変位ΔＨからは、二次処理装置２から排出される被処理水１０２の流量をさらに求めることができる。ただし、この方法により排出される被処理水１０２の流量を精度よく算出するためには、二次処理装置２に、画像において、水面２４０の高さの変位ΔＨを拡大するための三角せきを設け、さらに、撮影装置３０による撮影の頻度を多くすることが好ましい。

なお、水面２４０上のスカム２４６は、水位検出装置３４６により求められる水面２４０の高さの変位ΔＨの精度に悪影響を与える。従って、撮影装置３０を、二次処理装置２の上部において、その下の水面２４０上に、スカム２４６が多く発生したり、固まったりしない位置にできる限り配置することが望ましい。

また、第１の一次処理装置１２，第２の一次処理装置１４の上部に撮影装置３０を配置すると、第１の一次処理装置１２，第２の一次処理装置１４の水面２４０の画像から、その高さの変位ΔＨを求めることもできる。ただし、第１の一次処理装置１２，第２の一次処理装置１４の水面２４０上には、二次処理装置２の水面２４０上よりもスカム２４６が多く生じるので、この場合には、水位検出装置３４６の処理に、スカム２４６が画像に与える影響を排除するための処理を加える必要がある。また、処理水槽２１８についても、処理水槽２１８の水面２４０の画像から、その高さの変位ΔＨを求めることもできる。

スカム面積検出装置３４８は、通信装置３４０から入力された第１の画像データに対して画像処理を行い、水面２４０上のスカム２４６の面積を検出する。さらに、スカム面積検出装置３４８は、検出したスカム２４６の面積の水面２４０の面積における占有率を計算する。水面２４０上のスカム２４６の面積が狭い画像の例を図１４に示し、水面２４０上のスカム２４６の面積が図１４より広いスカム２４６の画像の例を図１５に示す。

スカム面積検出装置３４８は、例えば図１４，図１５に示した画像それぞれから検出したスカム２４６の面積を、画像それぞれから検出され、スカム２４６の部分までを含む水面２４０全体の面積で除算することにより、スカム２４６の面積の水面２４０の面積における占有率を計算する。スカム面積検出装置３４８は、スカム２４６の面積と、計算された占有率とを示すデータを、判定装置３５４に出力する。

図１６は、スカム面積検出装置３４８により検出された水面２４０の面積におけるスカム２４６の面積の占有率とその実測値との関係を例示するグラフを示す図である。なお、図１６において、縦軸は、水面２４０の面積におけるスカム２４６の面積の占有率の実測値を示し、横軸は、水位検出装置３４６により求められた水面２４０の面積におけるスカム２４６の面積の占有率を示す。ただし、スカム２４６の面積の占有率の実測値は、スカム面積検出装置３４８により求められた占有率が０％であるとき値を約９９．２％として、スカム面積検出装置３４８により求められた占有率が３２％であるとき値を約１０６％として正規化されている。

スカム面積検出装置３４８により求められた水面２４０の面積におけるスカム２４６の面積の占有率とその実測値とは、図１６に示すように、ほぼ完全に相関する（ρ^２＝０．９８８）。つまり、スカム面積検出装置３４８による処理により、実測値とほぼ等しい水面２４０の面積におけるスカム２４６の面積の占有率Ｓｒ（単位％）が、例えば、下式（１）により計算され得る。

Ｓｒ ＝ ０．２５４×Ｓｍ ＋ ９９．２ ・・・ （１）
ただし、Ｓｍは、スカム面積検出装置３４８により求められた占有率である。

薬剤検出装置３５０は、通信装置３４０から入力された第１の画像データに対して画像処理を行い、消毒装置２１４に充填されている薬剤２１６の量を検出する。薬剤検出装置３５０は、検出された薬剤２１６の量を示すデータを判定装置３５４に出力する。消毒装置２１４に充填された量が少ない薬剤２１６の画像の例を図１７に示し、消毒装置２１４に充填された量が多い薬剤２１６の画像の例を図１８に示す。

図１９は、薬剤検出装置３５０により検出された薬剤２１６の量とその実際の量との関係を例示するグラフを示す図である。なお、図１９において、縦軸は、消毒装置２１４に充填された薬剤２１６の実際の量を示し、横軸は、薬剤検出装置３５０により検出された薬剤２１６の量を示す。ただし、薬剤２１６の実際の量は、薬剤検出装置３５０により掲出された薬剤２１６の量が２であるときの値を１００％として正規化されている。

薬剤検出装置３５０により検出された薬剤２１６の量とその実際の量とは、図１９に示すように、ほぼ完全に相関する（ρ^２＝０．９８９）。つまり、薬剤検出装置３５０による処理により、実際に消毒装置２１４に充填されている薬剤２１６の量が正確に検出される。

濁度検出装置３５２は、通信装置３４０から入力された第１の画像データに対して画像処理を行い、画像から水面２４０の部分のみを切り出す。さらに、濁度検出装置３５２は、切り出された水面２４０の画像を処理し、二次処理装置２の中の被処理水１０２の濁度を検出する。濁度検出装置３５２は、検出された被処理水１０２の濁度を示すデータを、判定装置３５４に出力する。

図２０は、濁度検出装置３５２により検出された被処理水１０２の濁度と、被処理水１０２の実際の濁度との関係を例示するグラフを示す図である。なお、図２０において、縦軸は撮影装置３０の照明装置３００により照射された白色光が水面２４０により反射される割合を示し、横軸は、濁度検出装置３５２により検出された二次処理装置２に被処理水１０２として入れられた液体の濁度（単位ＦＴＵ；Ｆｏｒｕｍａｊｉｎ Ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ Ｕｎｉｔｓ（ＪＩＳ Ｋ０１０１））を示す。また、図２０の縦軸に沿って、●印は白色光全体としての反射率を示し、□印は白色光に含まれるＲ成分の反射率を示し、△印は白色光に含まれるＧ成分の反射率を示し、◇印は白色光に含まれるＢ成分の反射率を示す。

被処理水１０２の濁度が高くなれば高くなるほど、図２０に示すように、水面２４０が反射する白色光及びＲ，Ｇ，Ｂ成分の割合も上昇する傾向が認められる。従って、濁度検出装置３５２により、二次処理装置２の中の被処理水１０２の濁度、つまり、被処理水１０２の水質の変化を経時的に把握できる。

なお、被処理水１０２の濁度と水面２４０の白色光の反射率と相関関係は明確とまではいえないので、水面２４０の白色光の反射率の測定のダイナミックレンジは、広ければ広いほど好ましい。また、濁度の正確な測定のためには、撮影装置３０の配置位置を、浄化槽１の構造及び内壁の色に応じて適宜変更することが望ましい。また、濁度検出装置３５２による処理の内容を、二次処理装置２の内部において検出可能な付着物の有無及び量と、二次処理装置２の内壁の清浄度と、浄化槽１に対する管理者の作業状況に応じて適宜変更することもまた、濁度の測定の精度を向上させるために望ましい。

判定装置３５４は、泡状物質面積検出装置３４２から入力された水面２４０上の泡状物質２４４の面積を示すデータと、管理データの判定データに含まれ、泡状物質２４４の面積の正常範囲を示すデータとを比較する。判定装置３５４は、この比較により、泡状物質２４４の面積が、正常範囲に含まれるか否かを判定する。判定装置３５４は、泡状物質２４４の面積と、泡状物質２４４に対する判定の結果とを出力装置３５６に出力する。

また、判定装置３５４は、泡状物質２４４の面積から、被処理水１０２に含まれる発泡剤の量を推定する。判定装置３５４は、推定された発泡剤の量が、浄化槽１における水処理に適した正常範囲に含まれるか否かを判断する。判定装置３５４は、推定された発泡剤の量が、水処理管理装置３の設計者により予め決められた正常な範囲を超えたときに、被処理水１０２に、浄化槽１における水処理に適した量を超える発泡剤が含まれると判定し、この判定の結果を、出力装置３５６に出力する。

判定装置３５４は、気泡面積検出装置３４４から入力された水面２４０上の気泡２４２の面積を示すデータと、判定データに含まれ、気泡２４２の面積の正常範囲を示すデータとを比較する。判定装置３５４は、この比較により、気泡２４２の面積が、正常範囲に含まれるか否かを判定する。判定装置３５４は、気泡２４２の面積と、気泡２４２に対する判定の結果とを出力装置３５６に出力する。

また、判定装置３５４は、気泡２４２の面積から、ブロア２１０が被処理水１０２に送り込む空気の流量を推定する。判定装置３５４は、気泡２４２の面積の大きさから推定されたブロア２１０が被処理水１０２に送り込む空気の流量が、水処理管理装置３の設計者により予め決められた正常範囲を超えたときに、ブロア２１０が被処理水１０２に送り込む空気の流量に異常が発生していると判定する。判定装置３５４は、この判定の結果を出力装置３５６に出力する。なお、ブロア２１０と接触ばっ気床２０８の底部との間のパイプに、空気の流量を制御するバルブの取っ手が取り付けられているときには、取っ手の角度の変化を経時的に検出することにより、空気の流量の設定値が変更されたことを検出することもできる。

判定装置３５４は、水位検出装置３４６から入力された水面２４０の高さの変位ΔＨを示すデータと、判定データに含まれ、水面２４０の高さの変位ΔＨの正常範囲を示すデータとを比較する。判定装置３５４は、この比較により、水面２４０の高さの変位ΔＨが、正常範囲に含まれるか否かを判定する。判定装置３５４は、水面２４０の高さの変位ΔＨと、変位ΔＨに対する判定の結果とを、出力装置３５６に出力する。

判定装置３５４は、スカム面積検出装置３４８から入力されたスカム２４６の面積を示すデータと、判定データに含まれ、スカム２４６の面積の正常範囲を示すデータとを比較する。判定装置３５４は、この比較により、スカム２４６の面積及び占有率が、正常範囲に含まれるか否かを判定する。判定装置３５４は、スカム２４６の面積と、その占有率と、これらに対する判定の結果を、出力装置３５６に出力する。なお、判定装置３５４は、スカム２４６の面積及びその占有率の判定結果に基づいて、浄化槽１の清掃が必要となっているか否かなどを、さらに判断するようにしてもよい。

判定装置３５４は、薬剤検出装置３５０から入力された薬剤２１６の量を示すデータと、判定データに含まれ、薬剤２１６の量の正常範囲を示すデータとを比較する。判定装置３５４は、この比較により、消毒装置２１４に充填されている薬剤２１６の量が正常範囲に含まれるか否かを判定する。判定装置３５４は、薬剤２１６の量と、薬剤２１６の量に対する判定の結果とを、出力装置３５６に出力する。

判定装置３５４は、濁度検出装置３５２から入力された被処理水１０２の濁度を示すデータを順次、記憶する。判定装置３５４は、記憶された被処理水１０２の濁度のデータを経時的に解析し、二次処理装置２の中の被処理水１０２の水質が改善されているか、悪化しているかを推定する。判定装置３５４は、被処理水１０２の濁度と、この濁度から推定される被処理水１０２の水質の変化に対する判定の結果とを、出力装置３５６に出力する。

出力装置３５６は、判定装置３５４による判定及び推定の結果を示す値を、ディスプレイ装置（図示せず）などに、浄化槽１の管理のための情報として表示し、浄化槽１の管理者に示す。例えば、出力装置３５６は、気泡２４２、泡状物質２４４及びスカム２４６の面積などの項目のうち、正常範囲内と判定された項目を、正常であることを示す青色で表示する。また、例えば、出力装置３５６は、正常範囲から予め決められた所定の範囲内で外れた項目を、異常発生の兆候であることを示す黄色で表示する。また、例えば、出力装置３５６は、正常範囲から予め決められた所定の範囲を超えて外れた項目を、異常発生であることを示す赤色で表示する。

このように本実施の形態では、浄化槽１を確実に点検して異常を検出し、さらに、異常発生の兆候を検出して管理することができる。すなわち、本実施の形態では、浄化槽１に異常が生じているか、あるいは、異常発生の兆候があるか否かを、浄化槽１の管理者に対して分かりやすく、しかも明確に表示することにより、いわゆる「見える化」を実現することができる。したがって、本実施の形態によれば、管理者は、浄化槽１が正常に動作しているか、異常が発生しているかなどを的確に把握して、点検施行を計画し、実行し、さらに、点検作業の結果の報告も確実に行うことができ、管理業務の信頼性を向上させることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る水処理管理システム４について、図２１〜図２４を参照して説明する。なお、第２の実施の形態においては、第１の実施形態に係る水処理管理装置３と同様な構成要素には同一の符号を付してその説明を基本的には省略し、第１の実施形態と異なる点について主に説明する。水処理管理システム４は、図２１に示すように、１個の第２の管理装置４２と、Ｎ個の浄化槽１−１〜１−ｉ〜１−Ｎ（Ｎ≧２，ｉは１〜Ｎのいずれか）と、Ｎ個の撮影装置３０−１〜３０−ｉ〜３０−Ｎとが、インターネットなどの通信ネットワーク４００を介して相互に通信可能に接続された構成をとる。浄化槽１−ｉに取り付けられた撮影装置３０−ｉは、浄化槽１−ｉに対して、第１の実施形態に係る水処理管理装置３の撮影装置３０と同様な処理を行う。

水処理管理システム４において、第２の管理装置４２は、撮影装置３０−ｉに対して随時、後述する管理データの送信を要求する。撮影装置３０−ｉは、第１の管理装置３４からの要求に応じて、管理データを返す。１個の第２の管理装置４２により、図２１に示すように、Ｎ個の撮影装置３０−１〜３０−Ｎを用いてＮ個の浄化槽１−１〜１−Ｎの管理を行うことができる。

第２の管理装置４２は、図２２に示すように、第１の実施形態で説明した第１の管理装置３４に、表示データ生成装置４２０及びデータベース４２２を追加した構成をとる。水処理管理システム４において、撮影装置３０−１〜３０−Ｎそれぞれが第２の管理装置４２に伝送する管理データの判定データには、図４に示した判定データに、浄化槽１−１〜１−Ｎそれぞれを固有に示す識別子、及び、浄化槽１−１〜１−Ｎそれぞれの位置を示す位置データ（図示せず）がさらに追加される。

データベース４２２は、浄化槽１−１〜１−Ｎそれぞれを固有に示す識別子と、浄化槽１−１〜１−Ｎが存在しうる範囲の地図を示す地図データとを記憶する。

表示データ生成装置４２０は、データベース４２２から地図データを読み出し、浄化槽１−１〜１−Ｎが存在しうる範囲の地図の画像を生成する。また、表示データ生成装置４２０は、判定装置３５４から入力された撮影装置３０−１〜３０−Ｎそれぞれの管理データに対する処理結果を示すデータから、浄化槽１−１〜１−Ｎのうちのいずれが正常に動作しているか、いずれに異常が発生しているか、いずれに異常の兆候が発生しているか、いずれにメンテナンス作業が必要かなどを判定する。

表示データ生成装置４２０は、生成された地図の画像おける浄化槽１−１〜１−Ｎそれぞれの位置に、浄化槽１−１〜１−Ｎそれぞれに対する判定結果を重ねたデータを、出力装置３５６に出力する。出力装置３５６は、表示データ生成装置４２０から入力されたデータを、ディスプレイ装置に表示する。

第２の管理装置４２が表示する管理用の画像の例を図２３及び図２４に示す。第２の管理装置４２は、表示の対象とされる地域名を選択するためのプルダウンメニューを表示し、プルダウンメニューに対する管理者の操作に応じて、選択された地域の地図を表示する。

第２の管理装置４２は、図２３示すように、選択された地域に存在する浄化槽１−１〜１−Ｎそれぞれを、地図に位置合わせして表示し、浄化槽１−１〜１−Ｎそれぞれが正常に動作しているか、または、メンテナンスを必要としているかを浄化槽メンテナンス情報として表示する。また、第２の管理装置４２は、図２４に示すように、浄化槽１−１〜１−Ｎそれぞれの管理のために、地図に位置合わせして表示された浄化槽１−１〜１−Ｎそれぞれが、正常に動作しているか、異常を生じているかを災害時浄化槽異常情報として表示する。

このように本実施の形態では、第２の管理装置４２が、浄化槽１−１〜１−Ｎそれぞれの状態を、地図に重ねて表示することにより、浄化槽１−１〜１−Ｎの管理者は、選択された地域のどの場所の浄化槽１に問題が生じているかを、現場に行かずとも、一目で把握することができる。

また、本実施の形態では、図２４に示した表示方法によれば、災害が発生した時などに、行政担当者が担当する行政区域において、どの場所の浄化槽１に異常が発生しているかを把握する必要がある場合に非常に役立つ。また、水処理管理システム４及び第２の管理装置４２は、行政機関による浄化槽１の保守、点検及びメンテナンスの実行及び時間短縮のために役立ち、また、住民の水環境に対する理解と信頼性を向上させることができる。

さらに、本実施の形態では、水処理管理システム４及び第２の管理装置４２を発展させることにより、浄化槽１−１〜１−Ｎのデータを蓄積し、ＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｉｇｅｎｃｅ）による異常発生の未然対応あるいは迅速対応を支援することができる。また、例えば、図２３，図２４に示した表示の他に、浄化槽１−１〜１−Ｎそれぞれの薬剤２１６の残量を表示させると、使用者の生活状況の変化を知る手がかりが得られ、例えば、老人世帯に対するいわゆる「見守り活動」が支援される。また、水処理管理システム４及び第２の管理装置４２は、浄化槽１の法定点検及びメンテナンスを所有者に遵守させるためにも役立つ。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、撮影装置３０から第１の管理装置３４に伝送される管理データのすべてが判定データを含む例について説明したが、管理データのすべてが判定データを含む必要はなく、管理データは、少なくとも第１の画像データ及び第２の画像データを生成しうるデータだけを含めばよい。従って、撮影装置３０と第１の管理装置３４との間で伝送されるデータ量を削減するために、判定データを、予め第１の管理装置３４に記憶させたり、必要に応じて、管理データの一部のみに判定データを含ませたりしてもよい。

また、上記の実施形態では、撮影装置３０の画像処理装置３０８において、光学系３０４のレンズ３０２により画像に生じた歪みを補正する例について説明したが、例えばこの画像に生じた歪みの補正と、第１の画像データ及び第２の画像データの生成とを、第１の管理装置３４が行うようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、浄化槽１の主に二次処理装置２内の被処理水１０２に生じた事象を検出する例について説明したが、二次処理装置２以外の処理水槽２１８、第１の一次処理装置１２、第２の一次処理装置１４、消毒槽２１９内の被処理水１０２に生じた事象を検出するようにしてもよい。例えば、処理水槽２１８内の被処理水１０２の水面２４０上のスカム２４６の面積を検出して、スカム２４６の面積と、占有率と、これらに対する判定の結果を出力するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、嫌気ろ床接触ばっ気方式の浄化槽１の例について説明したが、他の種類の浄化槽にも本発明は適用可能であり、例えば分離接触ばっ気方式、脱窒ろ床接触ばっ気方式、リン除去・脱窒ろ床ばっ気方式などの浄化槽にも本発明は適用可能である。

１ 浄化槽
１０２ 被処理水
２ 二次処理装置
２００ マンホールの蓋
２０２，２１２ 隔壁
２０４ 取入口
２０６ ばっ気装置
２０８ 接触ばっ気床
２１０ ブロア
２１４ 消毒装置
２１６ 薬剤
２１８ 処理水槽
２１９ 消毒槽
２２０ 排水口
２４０ 水面
２４２ 気泡
２４４ 泡状物質
２４６ スカム
３ 水処理管理装置
３０ 撮影装置
３００ 照明装置
３０２ レンズ
３０４ 光学系
３０６ 撮像素子
３０８ 画像処理装置
３１０ 通信装置
３１２ 制御装置
３４ 第１の管理装置
４２ 第２の管理装置
３４０ 通信装置
３４２ 泡状物質面積検出装置
３４４ 気泡面積検出装置
３４６ 水位検出装置
３４８ スカム面積検出装置
３５０ 薬剤検出装置
３５２ 濁度検出装置
３５４ 判定装置
３５６ 出力装置
４ 水処理管理システム
４００ 通信ネットワーク
４２０ 表示データ生成装置
４２２ データベース

Claims (18)

1. 水処理装置による処理の対象である被処理水に生じた事象の画像を撮影する撮影装置と、
   撮影された前記画像に基づいて前記水処理装置を管理する管理装置とを有する水処理管理装置であって、
   前記管理装置は、
   撮影された前記画像を処理して、前記被処理水に生じた事象を検出する検出装置と、
   検出された前記事象、及び、検出された前記事象に基づいて推定される前記水処理装置の状態の少なくとも一方に基づいて、前記水処理装置に異常が生じているか否か、及び、前記水処理装置に異常が発生する兆候が生じているか否かを判定する判定装置とを有することを特徴とする水処理管理装置。
2. 前記水処理装置は、汚水処理装置であり、
   前記被処理水に生じた事象は、前記被処理水の水面上の泡状物質、気泡、スカム、前記被処理水の水位、及び、前記被処理水の濁度のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の水処理管理装置。
3. 前記汚水処理装置は、浄化槽であることを特徴とする請求項２に記載の水処理管理装置。
4. 推定される前記水処理装置の状態は、前記被処理水に送り込まれる空気の流量、及び、前記被処理水に含まれる発泡剤の量の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の水処理管理装置。
5. 前記撮影装置は、前記被処理水及び前記水処理装置に生じた事象の画像を撮影し、
   前記管理装置は、撮影された前記画像に基づいて前記水処理装置を管理し、
   前記検出装置は、撮影された前記画像を処理して、前記被処理水及び前記水処理装置に生じた事象を検出し、
   前記判定装置は、検出された前記事象、及び、検出された前記事象に基づいて推定される前記水処理装置の状態の少なくとも一方に基づいて、前記水処理装置に異常が生じているか否か、及び、前記水処理装置に異常が発生する兆候が生じているか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の水処理管理装置。
6. 前記水処理装置に生じた事象は、前記被処理水を処理する薬剤の量であることを特徴とする請求項５に記載の水処理管理装置。
7. 複数の水処理装置によるそれぞれの処理の対象である被処理水に生じた事象の画像をそれぞれ撮影する複数の撮影装置と、
   複数の前記撮影装置と接続されるとともに、撮影されたそれぞれの前記画像に基づいて複数の前記水処理装置をそれぞれ管理する管理装置とを有する水処理管理システムであって、
   前記管理装置は、
   撮影されたそれぞれの前記画像を処理して、複数の前記被処理水それぞれに生じた事象を検出する検出装置と、
   複数の前記被処理水それぞれに生じて検出された前記事象、及び、検出された前記事象それぞれに基づいて推定される複数の前記水処理装置それぞれの状態の少なくとも一方に基づいて、複数の前記水処理装置それぞれに異常が生じているか否か、及び、複数の前記水処理装置それぞれに異常が発生する兆候が生じているか否かを判定する判定装置とを有することを特徴とする水処理管理システム。
8. 複数の前記水処理装置は、複数の汚水処理装置であり、
   複数の前記被処理水それぞれに生じた事象は、複数の前記被処理水それぞれの水面上の泡状物質、気泡、スカム、複数の前記被処理水それぞれの水位、及び、複数の前記被処理水それぞれの濁度のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７に記載の水処理管理システム。
9. 前記汚水処理装置は、浄化槽であることを特徴とする請求項８に記載の水処理管理システム。
10. 推定される複数の前記水処理装置それぞれの状態は、複数の前記被処理水それぞれに送り込まれる空気の流量、及び、複数の前記被処理水それぞれに含まれる発泡剤の量の少なくとも一方であることを特徴とする請求項７乃至９いずれか１項に記載の水処理管理システム。
11. 複数の前記撮影装置は、複数の前記水処理装置によるそれぞれの処理の対象である前記被処理水及び複数の前記水処理装置それぞれに生じた事象の画像をそれぞれ撮影し、
    前記管理装置は、撮影されたそれぞれの前記画像に基づいて複数の前記水処理装置をそれぞれ管理し、
    前記検出装置は、撮影されたそれぞれの前記画像を処理して、複数の前記被処理水及び複数の前記水処理装置それぞれに生じた事象を検出し、
    前記判定装置は、複数の前記被処理水及び複数の前記水処理装置それぞれに生じて検出された前記事象、及び、検出された前記事象それぞれに基づいて推定される複数の前記水処理装置それぞれの状態の少なくとも一方に基づいて、複数の前記水処理装置それぞれに異常が生じているか否か、及び、複数の前記水処理装置それぞれに異常が発生する兆候が生じているか否かを判定することを特徴とする請求項７乃至１０いずれか１項に記載の水処理管理システム。
12. 複数の前記水処理装置それぞれに生じた事象は、複数の前記被処理水それぞれを処理する薬剤の量であることを特徴とする請求項１１に記載の水処理管理システム。
13. 水処理装置による処理の対象である被処理水に生じた事象の画像を撮影し、
    撮影された前記画像に基づいて前記水処理装置を管理する水処理管理方法であって、
    前記水処理装置の管理において、
    撮影された前記画像を処理して、前記被処理水に生じた事象を検出し、
    検出された前記事象、及び、検出された前記事象に基づいて推定される前記水処理装置の状態の少なくとも一方に基づいて、前記水処理装置に異常が生じているか否か、及び、前記水処理装置に異常が発生する兆候が生じているか否かを判定することを特徴とする水処理管理方法。
14. 前記水処理装置は、汚水処理装置であり、
    前記被処理水に生じた事象は、前記被処理水の水面上の泡状物質、気泡、スカム、前記被処理水の水位、及び、前記被処理水の濁度のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１３に記載の水処理管理方法。
15. 前記汚水処理装置は、浄化槽であることを特徴とする請求項１４に記載の水処理管理方法。
16. 推定される前記水処理装置の状態は、前記被処理水に送り込まれる空気の流量、及び、前記被処理水に含まれる発泡剤の量の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１３乃至１５いずれか１項に記載の水処理管理方法。
17. 前記被処理水及び前記水処理装置に生じた事象の画像を撮影し、
    撮影された前記画像に基づいて前記水処理装置を管理し、
    撮影された前記画像を処理して、前記被処理水及び前記水処理装置に生じた事象を検出し、
    検出された前記事象、及び、検出された前記事象に基づいて推定される前記水処理装置の状態の少なくとも一方に基づいて、前記水処理装置に異常が生じているか否か、及び、前記水処理装置に異常が発生する兆候が生じているか否かを判定することを特徴とする請求項１３乃至１６いずれか１項に記載の水処理管理方法。
18. 前記水処理装置に生じた事象は、前記被処理水を処理する薬剤の量であることを特徴とする請求項１７に記載の水処理管理方法。