JP2021037508A - Dewatering system - Google Patents

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Abstract

To provide a dewatering system capable of acquiring image data of the condition of suspensions such as sludge and slurry, determining whether the operating condition is right or wrong based on the image data, and keeping the water content of turbid residue within the target range and maintain it stably.SOLUTION: A dewatering system includes a suspension reservoir 1, an aggregation apparatus 3, a dewatering apparatus 5, imaging devices 29,31,33,64,65 which generate image data of at least one of the suspension, aggregate, turbidity residue, and liquid removed from the suspension, and a control system 6 having a learned model constructed by machine learning algorithm. The control system 6 has a processing unit 6b which inputs the image data into the learned model and performs operations to output from the learned model, the optimal operating parameters of the dewatering system capable of keeping the moisture content of the turbid residue discharged from the dewatering unit 5 within the target range.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、汚泥またはスラリーなどの懸濁液を濁質と液体とに分離させる脱水システムに関し、特に最適な自動運転をすることができる脱水システムに関するものである。 The present invention relates to a dehydration system that separates a suspension such as sludge or slurry into a turbid substance and a liquid, and particularly to a dehydration system capable of optimal automatic operation.

従来から、下水処理場、し尿処理場、産業排水処理場などの液体処理施設から排出される懸濁液(例えば汚泥)を圧搾して、該懸濁液から水を分離する(すなわち、脱水する)脱水機が使用されている。脱水工程においては、凝集剤が注入された懸濁液を凝集槽にて攪拌し、凝集フロックを形成し固液分離をし易い状態にした後に、濃縮装置あるいは脱水装置により脱水をする。 Traditionally, suspensions (eg, sludge) discharged from liquid treatment facilities such as sewage treatment plants, urine treatment plants, and industrial wastewater treatment plants are squeezed to separate water from the suspension (ie, dehydrate). ) A dehydrator is used. In the dehydration step, the suspension in which the coagulant is injected is stirred in a coagulation tank to form a coagulation floc to facilitate solid-liquid separation, and then dehydrated by a concentrator or a dehydrator.

脱水装置の一例であるスクリュープレスは、汚泥脱水機として知られている。このスクリュープレスは、スクリーン(多孔板)から形成されたろ過筒と、ろ過筒の内部に配置されたスクリューとを備えており、スクリューを回転させることにより、ろ過筒に投入された汚泥を圧搾し、脱水する。ろ過筒の下流側開口端には、汚泥を堰き止める背圧板が配置され、この背圧板により、回転するスクリューにより送られてくるケーキ(脱水された汚泥)を滞留させ、ケーキからなるプラグ(栓)を形成する。このプラグは、後から送り込まれるケーキに背圧を加えて、ケーキをさらに圧搾する。プラグを形成するケーキは、後続のケーキに押されてろ過筒から少しずつ排出される。このようにして低含水率のケーキがスクリュープレスによって形成される。 A screw press, which is an example of a dewatering device, is known as a sludge dewatering machine. This screw press includes a filter cylinder formed from a screen (perforated plate) and a screw arranged inside the filter cylinder, and by rotating the screw, sludge charged into the filter cylinder is squeezed. , Dehydrate. A back pressure plate that dams up sludge is placed at the downstream opening end of the filtration tube, and this back pressure plate allows the cake (dehydrated sludge) sent by the rotating screw to stay, and a plug (plug) made of cake. ) Is formed. This plug applies back pressure to the cake that is delivered later, further squeezing the cake. The cake forming the plug is pushed by the subsequent cake and gradually discharged from the filter tube. In this way, a cake with a low water content is formed by a screw press.

特開2018−111065号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-111065 特開2000−246147号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-246147

汚泥の脱水処理によって最終的に得られるケーキの含水率を低く維持することで、廃棄等の対象となるケーキ量を削減することができる。ケーキの含水率を可能な限り低く安定に維持するためには、汚泥性状や負荷に応じた凝集、脱水のそれぞれの工程での汚泥の状態を最適にするための運転操作が重要になる。しかしながら、ケーキの含水率は、日々変動する汚泥性状や各工程の設備の運転状態等のさまざまな要因によって変わり得る。 By keeping the water content of the cake finally obtained by the sludge dewatering treatment low, the amount of cake to be discarded can be reduced. In order to keep the moisture content of the cake as low and stable as possible, it is important to operate the sludge to optimize the sludge condition in each process of agglomeration and dehydration according to the sludge properties and load. However, the moisture content of the cake can change due to various factors such as sludge properties that fluctuate daily and the operating condition of the equipment in each process.

一方で、下水処理施設内外にある種々の情報を収集し、収集した情報を活用して脱水装置の適切な運転パターンを設定(或いは、再設定)することで全自動化運転を実現可能にしたAI(人工知能)制御方式の脱水方式がある(例えば特許文献1参照)。しかしながら、収集する種々の情報を基に運転を制御しても、日々異なる人間生活の結果下水等として排出される様々な物質を由来とする汚泥性状を完全に把握することは困難である。脱水装置の運転最適化のためには、実際には現状の汚泥を運転員が目視で確認することにより、各工程での汚泥の状態を感覚で把握する必要がある。 On the other hand, AI has made it possible to realize fully automated operation by collecting various information inside and outside the sewage treatment facility and using the collected information to set (or reset) the appropriate operation pattern of the dehydrator. There is a dehydration method of a (artificial intelligence) control method (see, for example, Patent Document 1). However, even if the operation is controlled based on various collected information, it is difficult to completely grasp the sludge properties derived from various substances discharged as sewage or the like as a result of different human life every day. In order to optimize the operation of the dehydrator, it is necessary for the operator to visually check the current sludge to grasp the state of sludge in each process.

しかしながら、運転員が汚泥の目視に基づいて運転状態を最適化するためには、運転員の豊富な経験とノウハウが必要とされる。さらに、運転員によって運転状態が異なることがあり、結果としてケーキの含水率が安定しないことがあった。 However, in order for the operator to optimize the operating condition based on the visual inspection of sludge, the operator's abundant experience and know-how are required. Furthermore, the operating condition may differ depending on the operator, and as a result, the moisture content of the cake may not be stable.

そこで、本発明は、汚泥やスラリーなどの懸濁液の状態を画像データとして取得し、画像データに基づき、運転状態の良し悪しを判断し、濁質残渣(例えばケーキ)の含水率を目標範囲内に収め、かつ安定して維持することができる脱水システムを提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, the state of a suspension such as sludge or slurry is acquired as image data, the quality of the operating state is determined based on the image data, and the water content of the turbid residue (for example, cake) is within the target range. It is an object of the present invention to provide a dehydration system that can be contained and maintained stably.

一態様では、懸濁液から液体を除去するための脱水システムであって、懸濁液を貯留する懸濁液貯留槽と、前記懸濁液と凝集剤を攪拌して凝集物を形成する凝集装置と、前記凝集物から液体を除去し、濃度3〜50wt%の濁質残渣を形成する脱水装置と、前記懸濁液、前記凝集物、前記濁質残渣、および前記懸濁液から除去された液体のうちの少なくとも1つの画像データを生成する撮像装置と、機械学習アルゴリズムにより構築された学習済みモデルを有する制御システムを備え、前記制御システムは、前記学習済みモデルが格納された記憶装置と、前記画像データを前記学習済みモデルに入力し、前記脱水装置から排出される濁質残渣の含水率を目標範囲内に収めることができる前記脱水システムの最適な運転パラメータを前記学習済みモデルから出力するための演算を実行する処理装置を備えている、脱水システムが提供される。 In one aspect, it is a dehydration system for removing liquid from a suspension, in which a suspension storage tank for storing the suspension and agglomeration for stirring the suspension and a coagulant to form agglomerates. The device, a dehydrator that removes liquid from the agglomerates to form a turbid residue with a concentration of 3-50 wt%, and the suspension, the agglomerates, the turbid residue, and the suspension. The control system includes an image pickup device that generates at least one image data of the liquid and a control system having a trained model constructed by a machine learning algorithm, and the control system includes a storage device in which the trained model is stored. , The image data is input to the trained model, and the optimum operating parameters of the dehydration system capable of keeping the water content of the turbid residue discharged from the dehydrator within the target range are output from the trained model. A dehydration system is provided that includes a processing device that performs operations to perform.

一態様では、懸濁液から液体を除去するための脱水システムであって、懸濁液を貯留する懸濁液貯留槽と、前記懸濁液と凝集剤を攪拌して凝集物を形成する凝集装置と、前記凝集物から液体を除去し、濃度3〜15wt%の濃縮物を形成する濃縮装置と、前記濃縮物から液体を除去し、濃度3〜50wt%の濁質残渣を形成する脱水装置と、前記懸濁液、前記凝集物、前記濃縮物、前記濁質残渣、および前記懸濁液から除去された液体のうちの少なくとも1つの画像データを生成する撮像装置と、機械学習アルゴリズムにより構築された学習済みモデルを有する制御システムを備え、前記制御システムは、前記学習済みモデルが格納された記憶装置と、前記画像データを前記学習済みモデルに入力し、前記脱水装置から排出される濁質残渣の含水率を目標範囲内に収めることができる前記脱水システムの最適な運転パラメータを前記学習済みモデルから出力するための演算を実行する処理装置を備えている、脱水システムが提供される。 In one aspect, it is a dehydration system for removing a liquid from a suspension, in which a suspension storage tank for storing the suspension and agglomeration for stirring the suspension and a coagulant to form agglomerates. An apparatus, a concentrator that removes a liquid from the agglomerate to form a concentrate having a concentration of 3 to 15 wt%, and a dehydrator that removes the liquid from the concentrate to form a turbid residue having a concentration of 3 to 50 wt%. And an imaging device that generates at least one of the suspension, the agglomerates, the concentrate, the turbid residue, and the liquid removed from the suspension, and a machine learning algorithm. A control system having the trained model is provided, and the control system inputs the storage device in which the trained model is stored and the image data into the trained model, and the turbidity discharged from the dehydration device. Provided is a dehydration system comprising a processing device that performs an operation to output the optimum operating parameters of the dehydration system from the trained model capable of keeping the water content of the residue within a target range.

一態様では、前記濃縮装置は、回転円板式脱液装置である。
一態様では、前記制御システムは、前記画像データと、前記脱水システムの状態データを前記学習済みモデルに入力し、前記脱水装置から排出される濁質残渣の含水率を目標範囲内に収めることができる前記脱水システムの最適な運転パラメータを前記学習済みモデルから出力するための演算を前記処理装置に実行させるように構成されている。
In one aspect, the concentrator is a rotary disk type liquid drainer.
In one aspect, the control system can input the image data and the state data of the dehydration system into the trained model to keep the water content of the turbid residue discharged from the dehydrator within the target range. It is configured to cause the processing apparatus to perform an operation for outputting the optimum operating parameters of the dehydration system that can be performed from the trained model.

一態様では、懸濁液から液体を除去するための脱水システムであって、懸濁液と凝集剤を攪拌して凝集物を形成する凝集装置と、前記凝集物から液体を除去し、濁質残渣を形成する脱水装置と、前記脱水装置から排出された前記濁質残渣の画像データを生成する撮像装置と、機械学習アルゴリズムにより構築された学習済みモデルを有する制御システムを備え、前記制御システムは、前記学習済みモデルが格納された記憶装置と、前記画像データを前記学習済みモデルに入力し、前記脱水システムの運転状態が正常または異常であることを示す運転指標値を前記学習済みモデルから出力するための演算を実行する処理装置を備えている、脱水システムが提供される。 In one aspect, it is a dehydration system for removing liquid from a suspension, a coagulator that stirs the suspension and a flocculant to form agglomerates, and a coagulant that removes the liquid from the agglomerates and becomes turbid. The control system includes a dehydrator that forms a residue, an image pickup device that generates image data of the turbid residue discharged from the dehydrator, and a control system having a trained model constructed by a machine learning algorithm. , The storage device in which the trained model is stored and the image data are input to the trained model, and an operation index value indicating that the operating state of the dehydration system is normal or abnormal is output from the trained model. A dehydration system is provided that includes a processing device that performs operations to perform.

一態様では、前記制御システムは、前記運転指標値の移動平均を算定するように構成されている。
一態様では、前記制御システムは、前記運転指標値の移動平均がしきい値を越えたときに、前記脱水システムの運転に異常が起きていることを決定する。
一態様では、前記制御システムは、前記運転指標値の移動平均が所定の正常レベルにまで低下すると、前記脱水システムの運転異常の決定動作をリセットする。
In one aspect, the control system is configured to calculate a moving average of the driving index values.
In one aspect, the control system determines that the operation of the dehydration system is abnormal when the moving average of the operating index values exceeds a threshold.
In one aspect, the control system resets the operation of determining an operating abnormality of the dehydration system when the moving average of the operating index values drops to a predetermined normal level.

本発明によれば、機械学習アルゴリズムにより構築された学習済みモデルは、懸濁液(例えば汚泥)から液体を除去した後に残る濁質残渣(例えばケーキ)の含水率を目標範囲内に収めることができる最適な運転パラメータを生成し、上記運転パラメータを凝集装置および/または脱水装置に適用することで、脱水システムの全体の運転を最適化することができる。 According to the present invention, the trained model constructed by the machine learning algorithm can keep the water content of the turbid residue (for example, cake) remaining after removing the liquid from the suspension (for example, sludge) within the target range. The overall operation of the dehydration system can be optimized by generating the optimum operating parameters that can be made and applying the operating parameters to the aggregator and / or dehydrator.

特に、本発明によれば、従来ベテランの運転員が懸濁液の目視に基づいて決定していた運転パラメータに代えて、脱水システムは、学習済みモデルを用いて、濁質残渣の含水率を目標範囲内に収めることができる最適な運転パラメータを生成することができる。したがって、脱水システムは、ベテランの運転員と同等、あるいは同等以上に正確に、凝集剤添加率の過不足の判定、凝集のための攪拌速度の調整、脱水装置の運転パラメータの調整等をリアルタイムに行うことが可能である。 In particular, according to the present invention, instead of the operating parameters previously determined by veteran operators based on the visual inspection of the suspension, the dehydration system uses a trained model to determine the water content of the turbid residue. Optimal operating parameters that can be kept within the target range can be generated. Therefore, the dehydration system can determine the excess or deficiency of the coagulant addition rate, adjust the stirring speed for coagulation, adjust the operation parameters of the dehydrator, etc. in real time, as accurately as or better than the veteran operator. It is possible to do.

脱水システムの一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of a dehydration system. 学習済みモデルの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a trained model. 脱水システムの他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows the other embodiment of the dehydration system. 脱水システムのさらに他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows still another embodiment of a dehydration system. 脱水システムを用いた実施結果を示すグラフである。It is a graph which shows the execution result using the dehydration system. 脱水システムを用いた実施結果を示すグラフである。It is a graph which shows the execution result using the dehydration system. 脱水システムを用いた実施結果を示すグラフである。It is a graph which shows the execution result using the dehydration system. 脱水システムの運転中に第2学習済みモデルから出力された運転指標値の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the operation index value output from the 2nd trained model during operation of a dehydration system. 図8に示す運転指標値の移動平均の時間的変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the moving average of the operation index value shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、脱水システムの一実施形態を示す図である。脱水システムは、懸濁液を貯留する懸濁液貯留槽1と、凝集剤を懸濁液に注入し、凝集剤と懸濁液を攪拌することにより凝集物を形成する凝集装置3と、凝集物から液体を除去し、濃縮物を形成する濃縮装置4と、濃縮された凝集物からなる濃縮物から液体をさらに除去して濁質残渣を形成する脱水装置5と、凝集装置3、濃縮装置4、および脱水装置5の動作を制御する制御システム6を備えている。濃縮装置4は、凝集装置3によって形成された凝集物から液体を除去し、濃度3〜15wt%の濃縮物を形成する装置であり、脱水装置5は、凝集装置3によって形成された凝集物、または濃縮装置4によって形成された濃縮物から液体を除去し、濃度3〜50wt%の濁質残渣を形成する装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a dehydration system. The dehydration system includes a suspension storage tank 1 for storing a suspension, a coagulation device 3 for injecting a coagulant into the suspension and agitating the coagulant and the suspension to form agglomerates, and a coagulation device 3. A concentrator 4 that removes a liquid from an object to form a concentrate, a dehydrator 5 that further removes the liquid from a concentrate composed of concentrated aggregates to form a turbid residue, an aggregator 3, and a concentrator. A control system 6 for controlling the operation of the dehydration device 5 and the dehydration device 5 is provided. The concentrator 4 is a device for removing a liquid from the agglomerates formed by the agglutinator 3 to form a concentrate having a concentration of 3 to 15 wt%, and the dehydrating device 5 is a device for forming the agglomerates formed by the agglutinator 3. Alternatively, the device removes the liquid from the concentrate formed by the concentrator 4 to form a turbid residue having a concentration of 3 to 50 wt%.

濁質残渣は、懸濁液から液体を除去した後に残る低含水率の物質である。脱水装置5によって懸濁液から液体を除去した後に残る濁質残渣は、一般に、ケーキと呼ばれる。以下の説明では、懸濁液を汚泥と呼び、濁質残渣をケーキと呼ぶ。汚泥の具体例としては、下水またはし尿、工場排水の処理時に発生する汚泥が挙げられる。また、汚泥以外の懸濁液の例としては、食料品、化粧品、紙などの工業製品の製造時に発生する産業廃棄物、またはスラリーが挙げられる。 The turbid residue is a substance with a low water content that remains after removing the liquid from the suspension. The turbid residue that remains after the liquid is removed from the suspension by the dehydrator 5 is commonly referred to as a cake. In the following description, the suspension is referred to as sludge and the turbid residue is referred to as cake. Specific examples of sludge include sludge generated during the treatment of sewage or human waste and industrial wastewater. Examples of suspensions other than sludge include industrial wastes or slurries generated during the production of industrial products such as foods, cosmetics, and paper.

本実施形態では、濃縮装置4は、回転円板式脱液装置(例えば株式会社研電社製のスリットセーバー)である。このタイプの濃縮装置4は、濃縮汚泥の状態変化が把握しやすいために好ましいが、濃縮装置4のタイプは特に限定されない。例えば、濃縮装置4は、ドラム式、スクリュー式、またはベルト式であってもよい。本実施形態の脱水装置5は、汚泥を加圧して脱水するスクリュープレスから構成される。スクリュープレスは、汚泥を脱水する加圧脱水機の一例である。スクリュープレスは圧入式、軸摺動式、2段式を使用することができる。図1に示す脱水装置5は、軸摺動式のスクリュープレスである。また、加圧脱水機として、スクリュープレス以外にも、フィルタープレス、遠心分離機などの他のタイプのものを使用することもできる。 In the present embodiment, the concentrator 4 is a rotary disk type liquid removing device (for example, a slit saver manufactured by Kenden Co., Ltd.). This type of concentrator 4 is preferable because it is easy to grasp the change of state of the concentrated sludge, but the type of the concentrator 4 is not particularly limited. For example, the concentrator 4 may be a drum type, a screw type, or a belt type. The dehydrator 5 of the present embodiment is composed of a screw press that pressurizes and dehydrates sludge. The screw press is an example of a pressure dehydrator that dehydrates sludge. As the screw press, a press-fit type, a shaft sliding type, and a two-stage type can be used. The dehydrator 5 shown in FIG. 1 is a shaft-sliding type screw press. Further, as the pressure dehydrator, other types such as a filter press and a centrifuge can be used in addition to the screw press.

図1に示すように、凝集装置3は、汚泥を収容し、汚泥を凝集剤と混合する凝集混和槽7と、凝集混和槽7内の汚泥を攪拌するための攪拌機8と、凝集混和槽7に接続された汚泥導入管(懸濁液導入管)14と、汚泥導入管14に設けられたポンプ12を備えている。攪拌機8は、凝集混和槽7内に配置された攪拌羽根9と、攪拌羽根9に連結された攪拌モータ10を備えている。懸濁液貯留槽1は、汚泥導入管14によって凝集混和槽7に接続されている。汚泥は、ポンプ12により汚泥導入管14を通じて懸濁液貯留槽1から凝集混和槽7に移送される。凝集混和槽7への汚泥の流量は、ポンプ12の運転によって調整することが可能である。 As shown in FIG. 1, the coagulation device 3 includes a coagulation and mixing tank 7 for accommodating sludge and mixing sludge with a coagulant, a stirrer 8 for stirring sludge in the coagulation and mixing tank 7, and a coagulation and mixing tank 7. It is provided with a sludge introduction pipe (suspension introduction pipe) 14 connected to the sludge introduction pipe 14 and a pump 12 provided in the sludge introduction pipe 14. The stirrer 8 includes a stirrer blade 9 arranged in the coagulation mixing tank 7 and a stirrer motor 10 connected to the stirrer blade 9. The suspension storage tank 1 is connected to the coagulation mixing tank 7 by a sludge introduction pipe 14. The sludge is transferred from the suspension storage tank 1 to the coagulation mixing tank 7 through the sludge introduction pipe 14 by the pump 12. The flow rate of sludge to the coagulation mixing tank 7 can be adjusted by operating the pump 12.

ポンプ12は制御システム6に接続されており、ポンプ12の動作、すなわち凝集混和槽7への汚泥の流量は、制御システム6によって制御される。汚泥導入管14には温度センサ22が取り付けられている。この温度センサ22は、凝集混和槽7に導入される汚泥の温度を測定するように構成されている。さらに、汚泥導入管14には汚泥濃度計(懸濁液濃度計)24が取り付けられており、凝集混和槽7に導入される汚泥中の懸濁物質の濃度は汚泥濃度計24によって測定される。 The pump 12 is connected to the control system 6, and the operation of the pump 12, that is, the flow rate of sludge to the coagulation mixing tank 7, is controlled by the control system 6. A temperature sensor 22 is attached to the sludge introduction pipe 14. The temperature sensor 22 is configured to measure the temperature of sludge introduced into the coagulation mixing tank 7. Further, a sludge concentration meter (suspension concentration meter) 24 is attached to the sludge introduction pipe 14, and the concentration of suspended substances in the sludge introduced into the coagulation mixing tank 7 is measured by the sludge concentration meter 24. ..

脱水システムは、懸濁液貯留槽1内の汚泥(処理前の懸濁液)の画像データを生成する懸濁液撮像装置29を備えている。懸濁液撮像装置29は、対象物の静止画像または連続画像を生成することができるイメージセンサ(例えばCCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサ)を備えたデジタルカメラである。あるいは、懸濁液撮像装置29は、光を波長ごとに分解して対象物を撮像することができるハイパースペクトルカメラであってもよい。懸濁液撮像装置29は、制御システム6に接続されており、懸濁液撮像装置29によって生成された汚泥(懸濁液)の画像データは、制御システム6に送られるようになっている。 The dehydration system includes a suspension imaging device 29 that generates image data of sludge (suspension before treatment) in the suspension storage tank 1. The suspension imaging device 29 is a digital camera provided with an image sensor (for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor) capable of generating a still image or a continuous image of an object. Alternatively, the suspension imaging device 29 may be a hyperspectral camera capable of decomposing light for each wavelength and imaging an object. The suspension imaging device 29 is connected to the control system 6, and the image data of the sludge (suspension) generated by the suspension imaging device 29 is sent to the control system 6.

凝集装置3は、凝集混和槽7に接続された水供給ライン26と、水供給ライン26に取り付けられた流量制御弁27をさらに備えている。水供給ライン26は、水を凝集混和槽7内に供給し、凝集混和槽7内の汚泥を希釈する。水供給ライン26を通って凝集混和槽7に供給される水の流量は流量制御弁27によって調整される。流量制御弁27は制御システム6に接続されており、流量制御弁27の動作、すなわち水の流量は、制御システム6によって制御される。一実施形態では、水供給ライン26を汚泥導入管14に接続し、水を汚泥導入管14に直接供給してもよい。 The coagulation device 3 further includes a water supply line 26 connected to the coagulation mixing tank 7 and a flow rate control valve 27 attached to the water supply line 26. The water supply line 26 supplies water into the coagulation and mixing tank 7 to dilute the sludge in the coagulation and mixing tank 7. The flow rate of water supplied to the coagulation mixing tank 7 through the water supply line 26 is adjusted by the flow rate control valve 27. The flow rate control valve 27 is connected to the control system 6, and the operation of the flow rate control valve 27, that is, the flow rate of water is controlled by the control system 6. In one embodiment, the water supply line 26 may be connected to the sludge introduction pipe 14 and water may be directly supplied to the sludge introduction pipe 14.

凝集装置3は、凝集混和槽7に接続された凝集剤供給装置28をさらに備えている。この凝集剤供給装置28は、凝集剤を予め定められた流量で凝集混和槽7内の汚泥に注入するように構成されている。凝集混和槽7内の汚泥に注入される凝集剤の流量は、凝集剤供給装置28によって調整される。この凝集剤供給装置28は制御システム6に接続されており、凝集剤供給装置28の動作、すなわち凝集剤の流量は、制御システム6によって制御される。汚泥は凝集剤とともに攪拌機8によって攪拌される。凝集混和槽7内で凝集剤と汚泥を攪拌することにより、汚泥内の懸濁物質が集合した凝集物が形成される。凝集混和槽7内で形成される凝集物は、一般に、凝集フロックと呼ばれる。 The coagulation device 3 further includes a coagulant supply device 28 connected to the coagulation mixing tank 7. The coagulant supply device 28 is configured to inject the coagulant into the sludge in the coagulation mixing tank 7 at a predetermined flow rate. The flow rate of the coagulant injected into the sludge in the coagulation mixing tank 7 is adjusted by the coagulant supply device 28. The coagulant supply device 28 is connected to the control system 6, and the operation of the coagulant supply device 28, that is, the flow rate of the coagulant is controlled by the control system 6. The sludge is agitated by the stirrer 8 together with the flocculant. By stirring the coagulant and the sludge in the coagulation mixing tank 7, agglomerates in which the suspended substances in the sludge are aggregated are formed. The agglomerates formed in the agglutinating mixing tank 7 are generally called agglutinating flocs.

脱水システムは、凝集装置3によって形成された凝集物の画像データを生成する凝集物撮像装置31を備えている。凝集物撮像装置31は、対象物の静止画像または連続画像を生成することができるイメージセンサ(例えばCCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサ)を備えたデジタルカメラである。あるいは、凝集物撮像装置31は、光を波長ごとに分解して対象物を撮像することができるハイパースペクトルカメラであってもよい。 The dehydration system includes an agglomerate imaging device 31 that generates image data of the agglomerates formed by the agglutinating device 3. The agglomerate imaging device 31 is a digital camera provided with an image sensor (for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor) capable of generating a still image or a continuous image of an object. Alternatively, the agglutination imaging device 31 may be a hyperspectral camera capable of decomposing light for each wavelength and imaging an object.

凝集物撮像装置31は、凝集混和槽7の内部を向いており、凝集混和槽7内の凝集物の画像データを生成するように配置されている。凝集物撮像装置31は、制御システム6に接続されており、凝集物撮像装置31によって生成された凝集物の画像データは、制御システム6に送られるようになっている。一実施形態では、凝集物撮像装置31は、凝集混和槽7の出口を向き、凝集混和槽7から排出された凝集物の画像データを生成するように配置されてもよい。 The agglutination image pickup device 31 faces the inside of the agglutination mixture tank 7, and is arranged so as to generate image data of the agglutination in the agglutination mixture tank 7. The agglomerate imaging device 31 is connected to the control system 6, and the image data of the agglomerates generated by the agglutination imaging device 31 is sent to the control system 6. In one embodiment, the agglutination image pickup device 31 may be arranged so as to face the outlet of the agglutination mixture tank 7 and generate image data of the agglutination discharged from the agglutination mixture tank 7.

図1に示される凝集混和槽7は単段の槽であるが、凝集混和槽7は、複数段の槽であってもよい。汚泥の攪拌強度は、攪拌機8の回転速度によって調整することができる。攪拌機8は制御システム6に接続されており、攪拌機8の動作、すなわち汚泥の攪拌強度は、制御システム6によって制御される。凝集混和槽7は、その内部の凝集物の状態を観察できるように、サイドグラスが設置されてもよい。 The coagulation-mixing tank 7 shown in FIG. 1 is a single-stage tank, but the coagulation-mixing tank 7 may be a multi-stage tank. The stirring strength of sludge can be adjusted by the rotation speed of the stirrer 8. The stirrer 8 is connected to the control system 6, and the operation of the stirrer 8, that is, the agitation intensity of sludge is controlled by the control system 6. The coagulation mixing tank 7 may be provided with side glasses so that the state of coagulation inside the coagulation mixing tank 7 can be observed.

凝集混和槽7は、汚泥移送管18によって濃縮装置4に連結されている。濃縮装置4は、凝集装置3と脱水装置5との間に配置されている。凝集装置3によって形成された凝集物からなる汚泥は、汚泥移送管18を通って濃縮装置4に移送される。凝集物は、濃縮装置4によって濃縮され、脱水される。濃縮装置4の一例としては、回転円板式脱液装置が挙げられる。 The coagulation mixing tank 7 is connected to the concentrator 4 by a sludge transfer pipe 18. The concentrator 4 is arranged between the coagulator 3 and the dehydrator 5. The sludge composed of the agglomerates formed by the agglutinating device 3 is transferred to the concentrating device 4 through the sludge transfer pipe 18. The agglomerates are concentrated and dehydrated by the concentrator 4. An example of the concentrating device 4 is a rotary disk type liquid removing device.

脱水システムは、濃縮装置4によって形成された濃縮物(濃縮された凝集物)の画像データを生成する濃縮物撮像装置32をさらに備えている。濃縮物撮像装置32は、対象物の静止画像または連続画像を生成することができるイメージセンサ(例えばCCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサ)を備えたデジタルカメラである。あるいは、濃縮物撮像装置32は、光を波長ごとに分解して対象物を撮像することができるハイパースペクトルカメラであってもよい。 The dehydration system further includes a concentrate imaging device 32 that produces image data of the concentrate (concentrated agglomerates) formed by the concentrator 4. The concentrate image pickup device 32 is a digital camera provided with an image sensor (for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor) capable of generating a still image or a continuous image of an object. Alternatively, the concentrate imaging device 32 may be a hyperspectral camera capable of decomposing light for each wavelength and imaging an object.

濃縮物撮像装置32は、濃縮装置4に隣接して配置されている。より具体的には、濃縮物撮像装置32は、濃縮装置4の内部を向いており、濃縮装置4によって濃縮される工程中の凝集物の画像データを生成するように配置されている。一実施形態では、濃縮物撮像装置32は、濃縮装置4の入口、または濃縮装置4の入口から濃縮装置4の上部を向き、凝集物から液体が除去されている状態の濃縮物の画像データを生成するように配置されてもよいし、または濃縮物撮像装置32は、濃縮装置4の出口を向き、濃縮装置4によって濃縮された後の凝集物、すなわち濃縮物の画像データを生成するように配置されてもよい。濃縮物撮像装置32は、制御システム6に接続されており、濃縮物撮像装置32によって生成された濃縮物の画像データは、制御システム6に送られるようになっている。 The concentrate image pickup device 32 is arranged adjacent to the concentrate device 4. More specifically, the concentrate imaging device 32 faces the inside of the concentration device 4 and is arranged so as to generate image data of the agglomerates in the process of being concentrated by the concentration device 4. In one embodiment, the concentrate imaging device 32 faces the upper part of the concentrator 4 from the inlet of the concentrator 4 or the inlet of the concentrator 4, and captures image data of the concentrate in a state where the liquid is removed from the agglomerates. It may be arranged to produce, or the concentrate imaging device 32 faces the outlet of the concentrator 4 to generate image data of the agglomerates, i.e. the concentrate, after being concentrated by the concentrator 4. It may be arranged. The concentrate image pickup device 32 is connected to the control system 6, and the image data of the concentrate generated by the concentrate image pickup device 32 is sent to the control system 6.

脱水システムは、濃縮装置4によって凝集物から分離された液体の画像データを生成する分離液撮像装置33をさらに備えている。分離液撮像装置33は、対象物の静止画像または連続画像を生成することができるイメージセンサ(例えばCCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサ)を備えたデジタルカメラである。あるいは、分離液撮像装置33は、光を波長ごとに分解して対象物を撮像することができるハイパースペクトルカメラであってもよい。分離液撮像装置33は、濃縮装置4の排液ドレイン4aに隣接して配置されており、濃縮装置4から排出された液体の画像データを生成するように配置されている。一実施形態では、濃縮装置4は、濃縮装置4から排出された液体を受ける液体受け(図示せず)を有し、分離液撮像装置33はこの液体受けの内部を向いて配置されてもよい。分離液撮像装置33は、制御システム6に接続されており、分離液撮像装置33によって生成された液体の画像データは、制御システム6に送られるようになっている。 The dehydration system further includes a separation liquid imaging device 33 that produces image data of the liquid separated from the agglomerates by the concentrator 4. The separation liquid imaging device 33 is a digital camera provided with an image sensor (for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor) capable of generating a still image or a continuous image of an object. Alternatively, the separation liquid imaging device 33 may be a hyperspectral camera capable of decomposing light for each wavelength and imaging an object. The separation liquid imaging device 33 is arranged adjacent to the drainage drain 4a of the concentrating device 4, and is arranged so as to generate image data of the liquid discharged from the concentrating device 4. In one embodiment, the concentrator 4 has a liquid receiver (not shown) that receives the liquid discharged from the concentrator 4, and the separation liquid imaging device 33 may be arranged facing the inside of the liquid receiver. .. The separation liquid imaging device 33 is connected to the control system 6, and the image data of the liquid generated by the separation liquid imaging device 33 is sent to the control system 6.

濃縮装置4の出口は、脱水装置5の投入口35の上方に配置されており、濃縮装置4によって形成された濃縮物からなる汚泥は、脱水装置5の投入口35に投入される。本実施形態では、脱水装置5は、スクリュープレスである。スクリュープレスとしての脱水装置5は、ろ過筒36と、ろ過筒36内に同心状に配置されたスクリュー軸37と、スクリュー軸37の外面に固定されたスクリュー羽根38と、スクリュー軸37およびスクリュー羽根38を回転させて汚泥を排出室41に向かって送るスクリューモータ40と、スクリューモータ40に連結された軸摺動アクチュエータ42を備えている。 The outlet of the concentrator 4 is arranged above the inlet 35 of the dehydrator 5, and the sludge made of the concentrate formed by the concentrator 4 is charged into the inlet 35 of the dehydrator 5. In this embodiment, the dehydrator 5 is a screw press. The dehydrator 5 as a screw press includes a filter cylinder 36, a screw shaft 37 concentrically arranged in the filter cylinder 36, a screw blade 38 fixed to the outer surface of the screw shaft 37, a screw shaft 37, and a screw blade. It includes a screw motor 40 that rotates 38 to send sludge toward the discharge chamber 41, and a shaft sliding actuator 42 connected to the screw motor 40.

ろ過筒36は、パンチングメタルなどの多孔板から構成されている。ろ過筒36の一端は閉塞壁44によって密封されており、ろ過筒36の他端は排出室41に接続されている。投入口35はろ過筒36に形成されており、かつ閉塞壁44に隣接している。 The filtration tube 36 is made of a perforated plate such as punching metal. One end of the filtration cylinder 36 is sealed by a closing wall 44, and the other end of the filtration cylinder 36 is connected to the discharge chamber 41. The inlet 35 is formed in the filtration tube 36 and is adjacent to the closing wall 44.

スクリュー軸37は、ろ過筒36内を貫通して延びている。スクリュー軸37は、下流側に向かってその径が徐々に大きくなる円錐台形状を有している。スクリュー軸37は閉塞壁44を貫通して延びており、スクリュー軸37の端部はスクリューモータ40に連結されている。スクリューモータ40には、インバータ(図示せず)が内蔵されている。スクリューモータ40は制御システム6に接続されており、スクリューモータ40の動作、すなわちスクリュー軸37およびスクリュー羽根38の回転速度は、制御システム6によって制御される。 The screw shaft 37 extends through the inside of the filtration tube 36. The screw shaft 37 has a truncated cone shape in which the diameter gradually increases toward the downstream side. The screw shaft 37 extends through the closing wall 44, and the end of the screw shaft 37 is connected to the screw motor 40. The screw motor 40 has a built-in inverter (not shown). The screw motor 40 is connected to the control system 6, and the operation of the screw motor 40, that is, the rotational speeds of the screw shaft 37 and the screw blade 38 are controlled by the control system 6.

スクリュー羽根38は、スクリュー軸37の長手方向に沿って螺旋状に延びる一枚羽根である。ろ過筒36の内面とスクリュー羽根38との間には微小な隙間が形成されており、スクリュー羽根38はろ過筒36に接触することなく回転することができる。投入口35からろ過筒36内に投入された汚泥は、回転するスクリュー羽根38によりろ過筒36内を排出室41に向かって移送される。 The screw blade 38 is a single blade that spirally extends along the longitudinal direction of the screw shaft 37. A minute gap is formed between the inner surface of the filter cylinder 36 and the screw blade 38, and the screw blade 38 can rotate without contacting the filter cylinder 36. The sludge charged into the filtration cylinder 36 from the inlet 35 is transferred into the filtration cylinder 36 toward the discharge chamber 41 by the rotating screw blades 38.

汚泥がろ過筒36内で移送される空間は、ろ過筒36の内面と、スクリュー羽根38と、スクリュー軸37とによって形成される。この空間の容積は、汚泥の進行方向に沿って漸次減少する。したがって、この空間をスクリュー羽根38によって移動されるに従って、汚泥は圧搾され、脱水される。ろ過筒36を通過したろ液は、ろ過筒36の下方に配置されたろ液受け45によって回収された後に、ドレイン46を通じて排出される。 The space in which sludge is transferred in the filter cylinder 36 is formed by the inner surface of the filter cylinder 36, the screw blades 38, and the screw shaft 37. The volume of this space gradually decreases along the direction of sludge travel. Therefore, the sludge is squeezed and dehydrated as it is moved through this space by the screw blades 38. The filtrate that has passed through the filter cylinder 36 is collected by the filtrate receiver 45 arranged below the filtration cylinder 36, and then discharged through the drain 46.

ろ過筒36の下流側端部に対向して環状の背圧板50が配置されている。この背圧板50は、ろ過筒36内を移送された脱水汚泥を受けるためのテーパー面を有する円錐台の形状を有している。背圧板50の中央部には、スクリュー軸37が貫通する貫通孔が形成されており、背圧板50はスクリュー軸37と同心状に配置されている。背圧板50はスクリュー軸37に固定されておらず、背圧板50は回転しない。 An annular back pressure plate 50 is arranged so as to face the downstream end of the filtration tube 36. The back pressure plate 50 has the shape of a truncated cone having a tapered surface for receiving the dehydrated sludge transferred in the filtration cylinder 36. A through hole through which the screw shaft 37 penetrates is formed in the central portion of the back pressure plate 50, and the back pressure plate 50 is arranged concentrically with the screw shaft 37. The back pressure plate 50 is not fixed to the screw shaft 37, and the back pressure plate 50 does not rotate.

背圧板50は、背圧板駆動装置51に連結されている。この背圧板駆動装置51は、背圧板50を、スクリュー軸37の軸方向に移動させるように構成されている。背圧板50とろ過筒36の下流側端部との間の隙間は、背圧板駆動装置51によって調整される。背圧板駆動装置51は、例えば油圧シリンダーまたは電動シリンダーなどから構成されている。背圧板駆動装置51は制御システム6に接続されており、背圧板駆動装置51の動作、すなわち背圧板50の軸方向の位置は、制御システム6によって制御される。 The back pressure plate 50 is connected to the back pressure plate drive device 51. The back pressure plate driving device 51 is configured to move the back pressure plate 50 in the axial direction of the screw shaft 37. The gap between the back pressure plate 50 and the downstream end of the filtration tube 36 is adjusted by the back pressure plate drive device 51. The back pressure plate drive device 51 is composed of, for example, a hydraulic cylinder or an electric cylinder. The back pressure plate drive device 51 is connected to the control system 6, and the operation of the back pressure plate drive device 51, that is, the axial position of the back pressure plate 50 is controlled by the control system 6.

軸摺動アクチュエータ42は、スクリューモータ40をスクリュー軸37の軸方向に移動させるように構成されている。軸摺動アクチュエータ42がスクリューモータ40を軸方向に移動させると、スクリューモータ40に連結されたスクリュー軸37およびスクリュー羽根38は、ろ過筒36内でスクリュー軸37の軸方向に移動される。 The shaft sliding actuator 42 is configured to move the screw motor 40 in the axial direction of the screw shaft 37. When the shaft sliding actuator 42 moves the screw motor 40 in the axial direction, the screw shaft 37 and the screw blade 38 connected to the screw motor 40 are moved in the axial direction of the screw shaft 37 in the filtration cylinder 36.

次に、脱水装置5の動作について説明する。濃縮装置4によって形成された濃縮物からなる汚泥は、投入口35からろ過筒36内に投入される。汚泥は、回転するスクリュー羽根38によりろ過筒36内を排出室41に向かって移送される。ろ過筒36内を移動されるに従って、汚泥は圧搾され、脱水される。ろ過筒36を通過したろ液は、ろ液受け45によって回収され、ドレイン46を通じて排出される。汚泥は、ろ過筒36内で脱水されてケーキを形成する。洗浄装置55は、予め設定された時間間隔で、ろ過筒36の外周面に洗浄液を供給する。 Next, the operation of the dehydrator 5 will be described. The sludge made of the concentrate formed by the concentrator 4 is charged into the filter cylinder 36 from the inlet 35. The sludge is transferred into the filtration tube 36 toward the discharge chamber 41 by the rotating screw blade 38. As it is moved through the filter tube 36, the sludge is squeezed and dehydrated. The filtrate that has passed through the filter cylinder 36 is collected by the filtrate receiver 45 and discharged through the drain 46. The sludge is dehydrated in the filter tube 36 to form a cake. The cleaning device 55 supplies the cleaning liquid to the outer peripheral surface of the filtration tube 36 at preset time intervals.

ろ過筒36内を移動してきたケーキは、背圧板50に押し付けられる。ケーキは、その移動を背圧板50によって妨げられることで圧縮される。この圧縮されたケーキは、ろ過筒36の下流側端部をシールするプラグ52を形成する。プラグ52は、後続のケーキに背圧を加えることにより、ろ過筒36内のケーキの含水率を低下させる。ケーキは、ろ過筒36内でプラグ52を形成しながら、後続のケーキにより押されて背圧板50とろ過筒36の下流側端部との間の隙間を通過して、少しずつ排出室41に排出される。ケーキは、排出室41の下部に設けられた排出口53を通って排出室41から排出される。このようにして、汚泥から液体が除去されて、低含水率のケーキが形成される。 The cake that has moved in the filter cylinder 36 is pressed against the back pressure plate 50. The cake is compressed by hindering its movement by the back pressure plate 50. The compressed cake forms a plug 52 that seals the downstream end of the filter tube 36. The plug 52 reduces the water content of the cake in the filter tube 36 by applying back pressure to the subsequent cake. While forming the plug 52 in the filtration tube 36, the cake is pushed by the subsequent cake, passes through the gap between the back pressure plate 50 and the downstream end of the filtration tube 36, and gradually enters the discharge chamber 41. It is discharged. The cake is discharged from the discharge chamber 41 through the discharge port 53 provided in the lower part of the discharge chamber 41. In this way, the liquid is removed from the sludge to form a cake with a low water content.

背圧板50の軸方向の位置によって背圧板50とろ過筒36の下流側端部との間の隙間が変わり、結果として、ろ過筒36内の汚泥に加わる圧縮力が変わる。より具体的には、背圧板50とろ過筒36の下流側端部との間の隙間が小さくなると、プラグ52を押し出すのにより大きな力が必要となるので、ろ過筒36内の汚泥に加わる圧縮力が増加する。よって、スクリュー羽根38の回転速度のみならず、背圧板50の位置によっても、汚泥に加わる圧縮力を調整することができる。ろ過筒36内には圧力センサ61が配置されており、ろ過筒36内の汚泥の圧力は、圧力センサ61によって測定される。圧力センサ61は制御システム6に接続されており、汚泥の圧力の測定値は制御システム6に送られるようになっている。圧力センサ61の位置はろ過筒36内であれば特に限定されず、ろ過筒36内の前段、中段、または後段のいずれであってもよく、複数の圧力センサ61がろ過筒36内に配置されてもよい。 The clearance between the back pressure plate 50 and the downstream end of the filter cylinder 36 changes depending on the axial position of the back pressure plate 50, and as a result, the compressive force applied to the sludge in the filter cylinder 36 changes. More specifically, when the gap between the back pressure plate 50 and the downstream end of the filter cylinder 36 becomes smaller, a larger force is required to push out the plug 52, so that the compression applied to the sludge in the filter cylinder 36 is applied. Power increases. Therefore, the compressive force applied to the sludge can be adjusted not only by the rotation speed of the screw blade 38 but also by the position of the back pressure plate 50. A pressure sensor 61 is arranged in the filter cylinder 36, and the pressure of sludge in the filter cylinder 36 is measured by the pressure sensor 61. The pressure sensor 61 is connected to the control system 6, and the measured value of the sludge pressure is sent to the control system 6. The position of the pressure sensor 61 is not particularly limited as long as it is inside the filter cylinder 36, and may be any of the front stage, the middle stage, or the rear stage in the filter cylinder 36, and a plurality of pressure sensors 61 are arranged in the filter cylinder 36. You may.

プラグ52は、低含水率のケーキから形成されている。プラグ52を形成しているケーキの含水率が低下すると、プラグ52が硬くなり、ろ過筒36の下流側端部を閉塞してしまうことがある。このような場合は、軸摺動アクチュエータ42は、スクリュー軸37およびスクリュー羽根38を軸方向に移動させることで、硬い低含水率のケーキを強制的に排出することができる。結果として、脱水装置5は、安定した連続運転が可能となる。 The plug 52 is made of a cake with a low moisture content. When the water content of the cake forming the plug 52 decreases, the plug 52 becomes hard and may block the downstream end of the filtration tube 36. In such a case, the shaft sliding actuator 42 can forcibly discharge a hard cake having a low water content by moving the screw shaft 37 and the screw blade 38 in the axial direction. As a result, the dehydrator 5 enables stable continuous operation.

脱水システムは、脱水装置5によって形成されたケーキ(低含水率の濁質残渣)の画像データを生成するケーキ撮像装置64と、脱水装置5から排出されたろ液の画像データを生成する脱水ろ液撮像装置65を備えている。ケーキ撮像装置64および脱水ろ液撮像装置65は、対象物の静止画像または連続画像を生成することができるイメージセンサ(例えばCCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサ)を備えたデジタルカメラである。あるいは、ケーキ撮像装置64および脱水ろ液撮像装置65は、光を波長ごとに分解して対象物を撮像することができるハイパースペクトルカメラであってもよい。 The dehydration system includes a cake imaging device 64 that generates image data of a cake (a turbid residue having a low water content) formed by the dehydrator 5, and a dehydration filtrate that generates image data of a filtrate discharged from the dehydrator 5. The image pickup apparatus 65 is provided. The cake imaging device 64 and the dehydration filtrate imaging device 65 are digital cameras equipped with an image sensor (for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor) capable of generating a still image or a continuous image of an object. Alternatively, the cake imaging device 64 and the dehydration filtrate imaging device 65 may be hyperspectral cameras capable of capturing an object by decomposing light for each wavelength.

ケーキ撮像装置64は、脱水装置5の排出口53に隣接して配置されてもよいし、またはケーキが排出される背圧板50に隣接して配置されてもよい。さらに、ケーキ撮像装置64は、排出口53または排出室41内に配置されてもよい。脱水ろ液撮像装置65は、脱水装置5のドレイン46に隣接して配置されている。一実施形態では、脱水ろ液撮像装置65は、ろ液受け45の内部を向いて配置され、ろ液受け45に受けられたろ液の画像データを生成してもよい。さらに、一実施形態では、脱水ろ液撮像装置65は、ろ過筒36の下面を向いて配置されてもよい。ケーキ撮像装置64および脱水ろ液撮像装置65は、制御システム6に接続されており、ケーキ撮像装置64および脱水ろ液撮像装置65によって生成されたケーキの画像データおよびろ液の画像データは、制御システム6に送られるようになっている。 The cake imaging device 64 may be arranged adjacent to the discharge port 53 of the dehydrating device 5, or may be arranged adjacent to the back pressure plate 50 from which the cake is discharged. Further, the cake imaging device 64 may be arranged in the discharge port 53 or the discharge chamber 41. The dehydration filtrate imaging device 65 is arranged adjacent to the drain 46 of the dehydration device 5. In one embodiment, the dehydrated filtrate imaging device 65 may be arranged facing the inside of the filtrate receiver 45 to generate image data of the filtrate received by the filtrate receiver 45. Further, in one embodiment, the dehydration filtrate imaging device 65 may be arranged so as to face the lower surface of the filter tube 36. The cake imager 64 and the dehydration filtrate imager 65 are connected to the control system 6, and the cake image data and the filtrate image data generated by the cake imager 64 and the dehydration filtrate imager 65 are controlled. It is designed to be sent to system 6.

脱水システムは、ろ過筒36の外面の画像データを生成するろ過筒撮像装置66をさらに備えている。ろ過筒撮像装置66は、対象物の静止画像または連続画像を生成することができるイメージセンサ(例えばCCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサ)を備えたデジタルカメラである。あるいは、ろ過筒撮像装置66は、光を波長ごとに分解して対象物を撮像することができるハイパースペクトルカメラであってもよい。 The dehydration system further includes a filter tube imaging device 66 that generates image data of the outer surface of the filter tube 36. The filter tube imaging device 66 is a digital camera provided with an image sensor (for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor) capable of generating a still image or a continuous image of an object. Alternatively, the filter tube imaging device 66 may be a hyperspectral camera capable of decomposing light for each wavelength and imaging an object.

ろ過筒撮像装置66は、ろ過筒36の上方に配置され、脱水装置5が汚泥を圧搾しているときのろ過筒36の外面の画像データを生成する。より具体的には、ろ過筒撮像装置66は、ろ過筒36から漏れ出る濁質(汚泥中の固形物)の画像データを生成するように配置されている。一実施形態では、ろ過筒撮像装置66は、ろ過筒36の側方または下方に配置されてもよい。ろ過筒撮像装置66は、制御システム6に接続されており、ろ過筒撮像装置66によって生成されたろ過筒36の外面の画像データは、制御システム6に送られるようになっている。 The filter tube imaging device 66 is arranged above the filter tube 36, and generates image data of the outer surface of the filter tube 36 when the dehydrator device 5 is squeezing sludge. More specifically, the filter tube imaging device 66 is arranged so as to generate image data of turbidity (solid matter in sludge) leaking from the filter tube 36. In one embodiment, the filter tube imager 66 may be arranged laterally or below the filter tube 36. The filter tube image pickup device 66 is connected to the control system 6, and the image data of the outer surface of the filter tube 36 generated by the filter tube image pickup device 66 is sent to the control system 6.

脱水装置5で形成されるケーキ(濁質残渣)の含水率は、凝集装置3に導入される汚泥の状態、および脱水システムの運転状態(すなわち、凝集装置3、濃縮装置4、脱水装置5の運転状態)に依存して変わる。 The water content of the cake (turbid residue) formed by the dehydrator 5 is the state of the sludge introduced into the coagulator 3 and the operating state of the dehydration system (that is, the coagulator 3, the concentrator 4, and the dehydrator 5). It changes depending on the operating condition).

そこで、制御システム6は、上述した撮像装置29,31,32,33,64,65,66によって生成された画像データを取得し、これら画像データに基づいて脱水システムの運転パラメータを最適化するように構成されている。制御システム6は、機械学習アルゴリズムにより構築された学習済みモデルが格納された記憶装置6aと、画像データを学習済みモデルに入力し、脱水装置5から排出されるケーキ(濁質残渣)の含水率を目標範囲内に収めることができる脱水システムの最適な運転パラメータを学習済みモデルから出力するための演算を実行する処理装置6bを備えている。 Therefore, the control system 6 acquires the image data generated by the above-mentioned imaging devices 29, 31, 32, 33, 64, 65, 66, and optimizes the operation parameters of the dehydration system based on these image data. It is configured in. The control system 6 inputs the storage device 6a in which the trained model constructed by the machine learning algorithm is stored and the image data into the trained model, and the water content of the cake (turbid residue) discharged from the dehydration device 5. Is provided with a processing device 6b that executes an operation for outputting the optimum operating parameters of the dehydration system that can keep the above within the target range from the trained model.

記憶装置6aは、処理装置6bがアクセス可能な主記憶装置と、プログラム、学習済みモデル、データを格納する補助記憶装置を備えている。主記憶装置は、例えばランダムアクセスメモリ(RAM)であり、補助記憶装置は、ハードディスクドライブ(HDD)またはソリッドステートドライブ(SSD)などのストレージ装置である。処理装置6bは、CPU(中央処理装置)またはGPU(グラフィックプロセッシングユニット)などから構成されている。 The storage device 6a includes a main storage device accessible to the processing device 6b, and an auxiliary storage device for storing programs, trained models, and data. The main storage device is, for example, a random access memory (RAM), and the auxiliary storage device is a storage device such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD). The processing device 6b is composed of a CPU (central processing unit), a GPU (graphic processing unit), and the like.

制御システム6は、少なくとも1台のコンピュータから構成されている。前記少なくとも1台のコンピュータは、1台のサーバまたは複数台のサーバであってもよい。制御システム6は、撮像装置29,31,32,33,64,65,66に通信線で接続されたエッジサーバであってもよいし、インターネットなどのネットワークによって撮像装置29,31,32,33,64,65,66に接続されたクラウドサーバであってもよいし、あるいは撮像装置29,31,32,33,64,65,66に接続されたネットワーク内に設置されたフォグコンピューティングデバイス(ゲートウェイ、フォグサーバ、ルーターなど)であってもよい。制御システム6は、インターネットなどのネットワークにより接続された複数のサーバであってもよい。例えば、制御システム6は、エッジサーバとクラウドサーバとの組み合わせであってもよい。 The control system 6 is composed of at least one computer. The at least one computer may be one server or a plurality of servers. The control system 6 may be an edge server connected to the image pickup devices 29, 31, 32, 33, 64, 65, 66 by a communication line, or the image pickup devices 29, 31, 32, 33 via a network such as the Internet. , 64, 65, 66 may be a cloud server, or a fog computing device installed in a network connected to image pickup devices 29, 31, 32, 33, 64, 65, 66 ( It may be a gateway, fog server, router, etc.). The control system 6 may be a plurality of servers connected by a network such as the Internet. For example, the control system 6 may be a combination of an edge server and a cloud server.

学習済みモデルは、ニューラルネットワークから構成されている。記憶装置6aには、学習済みモデルを機械学習アルゴリズムに従って構築するためのプログラムが格納されている。処理装置6bは、プログラムに含まれる命令に従って演算を実行することによって学習済みモデルを構築する。機械学習アルゴリズムに従って学習済みモデルを構築することは、ニューラルネットワークの重みなどのパラメータを最適化する工程を含む。 The trained model is composed of a neural network. The storage device 6a stores a program for constructing a trained model according to a machine learning algorithm. The processing device 6b constructs a trained model by executing an operation according to an instruction included in the program. Building a trained model according to a machine learning algorithm involves optimizing parameters such as neural network weights.

機械学習アルゴリズムの例としては、SVR法(サポートベクター回帰法)、PLS法(部分最小二乗法:Partial Least Squares)、ディープラーニング法(深層学習法)、ランダムフォレスト法、または決定木法などが挙げられるが、特にディープラーニング法が好適である。ディープラーニング法は、隠れ層が多層化されたニューラルネットワークをベースとする学習法である。本明細書では、入力層と、二層以上の隠れ層と、出力層で構成されるニューラルネットワークを用いた機械学習をディープラーニングと称する。ディープラーニング法を用いることで、これまで人の目と経験を基に判定していた汚泥、凝集物、濃縮物などの状態を、画像データに基づいてコンピュータにより判定が可能となる。 Examples of machine learning algorithms include the SVR method (support vector regression method), PLS method (partial least squares method: Partial First Squares), deep learning method (deep learning method), random forest method, and decision tree method. However, the deep learning method is particularly preferable. The deep learning method is a learning method based on a neural network in which hidden layers are multi-layered. In this specification, machine learning using a neural network composed of an input layer, two or more hidden layers, and an output layer is referred to as deep learning. By using the deep learning method, it is possible to determine the state of sludge, agglomerates, concentrates, etc., which have been determined based on human eyes and experience, by a computer based on image data.

学習済みモデルは、撮像装置29,31,32,33,64,65,66によって生成された過去の画像データと、脱水装置5から排出されるケーキ(濁質残渣)の含水率を目標範囲内に収めることができる脱水システムの最適な運転パラメータとの複数の組み合わせを含む学習データを用いて、機械学習アルゴリズムに従って構築されたモデルである。上記撮像装置によって生成された過去の画像データは説明変数であり、脱水装置5から排出されるケーキ(濁質残渣)の含水率を目標範囲内に収めることができる脱水システムの最適な運転パラメータは目的変数である。学習データを構成する最適な運転パラメータは、正解データであり、熟練した運転員が汚泥、凝集物、濃縮物などの状態と、脱水装置5から排出されたケーキの含水率に基づいて決定した運転パラメータである。学習データは、訓練データまたは教師データとも呼ばれる。 The trained model keeps the past image data generated by the imaging devices 29, 31, 32, 33, 64, 65, 66 and the water content of the cake (turbid residue) discharged from the dehydrating device 5 within the target range. It is a model constructed according to a machine learning algorithm using training data including multiple combinations with the optimum operating parameters of the dehydration system that can be stored in. The past image data generated by the above imaging device is an explanatory variable, and the optimum operating parameter of the dehydration system that can keep the water content of the cake (turbid residue) discharged from the dehydrator 5 within the target range is The objective variable. The optimum operation parameter that constitutes the training data is the correct answer data, and the operation is determined by a skilled operator based on the state of sludge, agglomerates, concentrates, etc. and the water content of the cake discharged from the dehydrator 5. It is a parameter. The training data is also called training data or teacher data.

学習済みモデルのパラメータ(重みなど)を最適化するために、撮像装置29,31,32,33,64,65,66によって生成された画像データと、ケーキの含水率を目標範囲内に収めることができる最適な運転パラメータとの多数の組み合わせを含む学習データが用意される。制御システム6は、この学習データを用いて機械学習アルゴリズムにより学習済みモデルを構築する。学習済みモデルのパラメータには、重みの他に、バイアスが含まれることがある。このようにして構築された学習済みモデルは、記憶装置6a内に格納される。 Keep the image data generated by the imagers 29, 31, 32, 33, 64, 65, 66 and the moisture content of the cake within the target range in order to optimize the parameters (weights, etc.) of the trained model. Training data including many combinations with the optimum operating parameters that can be performed is prepared. The control system 6 constructs a trained model by a machine learning algorithm using this training data. The parameters of the trained model may include biases in addition to weights. The trained model constructed in this way is stored in the storage device 6a.

制御システム6は、画像データを所定の周期で上記撮像装置29,31,32,33,64,65,66から取得し、記憶装置6a内に記憶する。制御システム6は、画像データを学習済みモデルに入力し、ケーキの含水率を目標範囲内に収めることができる最適な運転パラメータを学習済みモデルから出力する。 The control system 6 acquires image data from the image pickup apparatus 29, 31, 32, 33, 64, 65, 66 at a predetermined cycle and stores the image data in the storage apparatus 6a. The control system 6 inputs the image data to the trained model, and outputs the optimum operation parameters that can keep the moisture content of the cake within the target range from the trained model.

本実施形態では、上述した撮像装置29,31,32,33,64,65,66のすべてによって生成された画像データが学習済みモデルに入力されるが、一実施形態では、撮像装置29,31,32,33,64,65,66のうちの少なくとも1つによって生成された画像データが学習済みモデルに入力されてもよい。この場合、学習済みモデルの構築には、その学習済みモデルに入力される画像データと同種の画像データが使用される。例えば、凝集物撮像装置31および濃縮物撮像装置32によって生成された画像データが学習済みモデルに入力される場合は、凝集物撮像装置31および濃縮物撮像装置32によって生成された過去の画像データを含む学習データを用いて学習済みモデルが構築される。 In the present embodiment, the image data generated by all of the above-mentioned image pickup devices 29, 31, 32, 33, 64, 65, 66 is input to the trained model, but in one embodiment, the image pickup devices 29, 31 , 32, 33, 64, 65, 66 may be input to the trained model with image data generated by at least one of them. In this case, the same type of image data as the image data input to the trained model is used to build the trained model. For example, when the image data generated by the agglomerate imager 31 and the concentrate imager 32 is input to the trained model, the past image data generated by the agglomerate imager 31 and the concentrate imager 32 is input. A trained model is constructed using the training data included.

図2は、学習済みモデルの一例を示す模式図である。学習済みモデルは、入力層201と、複数の隠れ層(中間層ともいう)202と、出力層203を有したニューラルネットワークである。図2に示すモデルは、4つの隠れ層202を有しているが、学習済みモデルの構成は図2に示す実施形態に限られない。学習済みモデルは、5つ以上の隠れ層202を有してもよい。 FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the trained model. The trained model is a neural network having an input layer 201, a plurality of hidden layers (also referred to as intermediate layers) 202, and an output layer 203. The model shown in FIG. 2 has four hidden layers 202, but the configuration of the trained model is not limited to the embodiment shown in FIG. The trained model may have five or more hidden layers 202.

学習済みモデルの入力層201には画像データが入力される。より具体的には、画像データを構成する各ピクセルの数値が入力層201に入力される。画像データがカラー画像データである場合は、各ピクセルの赤色、緑色、青色を表す数値が学習済みモデルの入力層201の対応するノード(ニューロン)に入力される。少なくとも1台のコンピュータから構成された制御システム6は、ニューラルネットワークを構成する多層パーセプトロンのアルゴリズムに従って演算を実行し、学習済みモデルの出力層203は、脱水装置5から排出されるケーキの含水率を目標範囲内に収めることができる運転パラメータを表す数値を出力する。ただし、図2に示す学習済みモデルの構成は一例であって、本発明は、図2に示す例に限定されない。 Image data is input to the input layer 201 of the trained model. More specifically, the numerical value of each pixel constituting the image data is input to the input layer 201. When the image data is color image data, numerical values representing red, green, and blue of each pixel are input to the corresponding nodes (neurons) of the input layer 201 of the trained model. The control system 6 composed of at least one computer executes the calculation according to the algorithm of the multi-layer perceptron constituting the neural network, and the output layer 203 of the trained model determines the water content of the cake discharged from the dehydrator 5. Outputs a numerical value that represents the operating parameters that can be kept within the target range. However, the configuration of the trained model shown in FIG. 2 is an example, and the present invention is not limited to the example shown in FIG.

学習済みモデルから出力される運転パラメータの具体例は、次の通りである。
・凝集混和槽7への汚泥の流量の適正範囲に対する過不足
→ポンプ12の回転速度の増加、または維持、または減少
・凝集剤の適合性に対する適不適
→凝集剤の使用を維持、または凝集剤の種類の変更
・凝集剤の流量の適正範囲に対する過不足
→凝集剤供給装置28の運転速度の増加、または維持、または減少
・攪拌機8の攪拌速度の適正範囲に対する過不足
→攪拌モータ10の回転速度の増加、または維持、または減少
・凝集混和槽7に供給される水の流量の適正範囲に対する過不足
→流量制御弁27の開度の増加、または維持、または減少
・濃縮装置4の運転速度の適正範囲に対する過不足
→増加、または維持、または減少
・濃縮装置4の調整変数(例えば圧搾板圧力調整)の適正範囲に対する過不足
→増加、または維持、または減少
・スクリュー軸37の回転速度の適正範囲に対する過不足
→スクリューモータ40の回転速度の増加、または維持、または減少
・背圧板50の開度の適正範囲に対する過不足
→増加、または維持、または減少
・スクリュー軸37の回転トルクの適正範囲に対する過不足
→スクリューモータ40への電流の増加、または維持、または減少
Specific examples of the operation parameters output from the trained model are as follows.
・ Excess or deficiency of sludge flow rate to the coagulation mixing tank 7 → Increase or maintenance or decrease of the rotation speed of the pump 12 ・ Inappropriate for the suitability of the coagulant → Maintain or maintain the use of the coagulant・ Excess or deficiency of the flow rate of the coagulant for the appropriate range → Increase or maintenance or decrease of the operating speed of the coagulant supply device 28 ・ Excess or deficiency of the stirring speed of the stirrer 8 → Rotation of the stirring motor 10 Increase or maintain or decrease the speed ・ Excess or deficiency of the flow rate of water supplied to the coagulation mixing tank 7 → Increase or maintain or decrease the opening of the flow control valve 27 ・ Operating speed of the concentrator 4 Excess or deficiency with respect to the appropriate range → increase or maintenance, or decrease ・ Excess or deficiency with respect to the appropriate range of the adjustment variable (for example, pressing plate pressure adjustment) of the concentrator 4 → increase or maintenance or decrease ・ Rotation speed of the screw shaft 37 Excess or deficiency with respect to the appropriate range → Increase or maintenance or decrease of the rotation speed of the screw motor 40 ・ Excess or deficiency with respect to the appropriate range of the opening degree of the back pressure plate 50 → Increase or maintenance or decrease ・ Appropriate rotation torque of the screw shaft 37 Excess or deficiency of the range → Increase, maintain, or decrease the current to the screw motor 40

上述した運転パラメータは例であり、学習済みモデルから出力される運転パラメータは、上記運転パラメータのうちのいずれかのみであってもよい。 The above-mentioned operation parameters are examples, and the operation parameters output from the trained model may be only one of the above-mentioned operation parameters.

従来は、熟練した運転員が、凝集物、濃縮物、ケーキなどの状態を目視により判断し、経験に基づいて上記運転パラメータを適宜設定していたのに対して、本実施形態では、制御システム6は、凝集物、濃縮物、ケーキなどの画像データをモデルに入力し、最適な運転パラメータを学習済みモデルから出力させる。これら運転パラメータを凝集装置3、濃縮装置4、および脱水装置5に適用することで、脱水システムの全体の運転を最適化することができる。 Conventionally, a skilled operator visually determines the state of agglomerates, concentrates, cakes, etc., and appropriately sets the above operating parameters based on experience. However, in the present embodiment, the control system is used. In No. 6, image data such as agglomerates, concentrates, and cakes are input to the model, and the optimum operation parameters are output from the trained model. By applying these operating parameters to the aggregating device 3, the concentrating device 4, and the dehydrating device 5, the overall operation of the dehydrating system can be optimized.

より最適化された運転パラメータを学習済みモデルから出力するために、学習済みモデルの構築に使用される学習データは、過去の画像データに加え、過去の画像データが生成されたときの脱水システムの状態データを含んでもよい。脱水システムの状態データの具体例は、次の通りである。
・汚泥の温度(温度センサ22によって測定される)
・凝集混和槽7への汚泥の流量(ポンプ12の回転速度から推定される)
・汚泥の性状(pH、アルカリ度、TS、VTS、SS、VSS、浮遊物質量)
・凝集剤の物性(カチオン度、分子量)
・凝集剤の流量(凝集剤供給装置28の運転速度)
・攪拌機8の攪拌速度(攪拌モータ10の回転速度)
・凝集混和槽7への水の流量(流量制御弁27の開度)
・濃縮装置4の運転速度(濃縮装置4の駆動モータの回転速度)
・濃縮装置4の運転トルク(濃縮装置4の駆動モータへの電流値)
・濃縮装置4によって分離された液体の流量(図示しない流量計によって測定される)
・濃縮装置4によって濃縮された汚泥濃度(図示しない濃度センサによって測定される)
・スクリュー軸37の回転速度
・スクリューモータ40への電流値(トルク値)
・ろ過筒36内の汚泥の圧力(圧力センサ61によって測定される)
・背圧板50の開度(背圧板駆動装置51の設定値)
・背圧板50の圧力(図示しない圧力センサによって測定される)
・ケーキ含水率の測定値(図示しない測定装置または手動によって測定される)
In order to output more optimized operating parameters from the trained model, the training data used to build the trained model is the past image data as well as the dehydration system when the past image data was generated. It may include state data. Specific examples of the state data of the dehydration system are as follows.
-Sludge temperature (measured by temperature sensor 22)
-Flow rate of sludge to the coagulation mixing tank 7 (estimated from the rotation speed of the pump 12)
・ Sludge properties (pH, alkalinity, TS, VTS, SS, VSS, suspended solids amount)
・ Physical characteristics of flocculant (cationism, molecular weight)
-Flow rate of coagulant (operating speed of coagulant supply device 28)
-Stirring speed of the stirrer 8 (rotational speed of the stirrer motor 10)
-Flow rate of water to the coagulation mixing tank 7 (opening of flow control valve 27)
-Operating speed of the concentrator 4 (rotational speed of the drive motor of the concentrator 4)
-Operating torque of the concentrator 4 (current value to the drive motor of the concentrator 4)
-Flow rate of the liquid separated by the concentrator 4 (measured by a flow meter (not shown))
-Sludge concentration concentrated by the concentrator 4 (measured by a concentration sensor (not shown))
-Rotation speed of screw shaft 37-Current value (torque value) to screw motor 40
-Sludge pressure in the filter tube 36 (measured by the pressure sensor 61)
Opening degree of back pressure plate 50 (set value of back pressure plate drive device 51)
-Pressure of back pressure plate 50 (measured by a pressure sensor (not shown))
-Measured value of cake moisture content (measured by a measuring device (not shown) or manually)

上述した脱水システムの状態データの項目は例であり、脱水システムの状態データは、上記項目のうちのいずれかのみであってもよい。 The item of the state data of the dehydration system described above is an example, and the state data of the dehydration system may be only one of the above items.

学習済みモデルは、撮像装置29,31,32,33,64,65,66のうちの少なくとも1つによって生成された過去の画像データと、過去の画像データが生成されたときの脱水システムの状態データと、脱水装置5から排出されるケーキの含水率を目標範囲内に収めることができる脱水システムの最適な運転パラメータとの複数の組み合わせを含む学習データを用いて、機械学習アルゴリズムに従って構築される。過去の画像データと、過去の画像データが生成されたときの脱水システムの状態データは、説明変数であり、脱水装置5から排出されるケーキの含水率を目標範囲内に収めることができる脱水システムの最適な運転パラメータは、目的変数である。脱水システムの運転中、制御システム6は、撮像装置29,31,32,33,64,65,66のうちの少なくとも1つによって生成された現在の画像データと、脱水システムの現在の状態データを学習済みモデルに入力し、脱水システムの最適な運転パラメータを学習済みモデルから出力するための演算を処理装置6bに実行させる。 The trained model is the past image data generated by at least one of the imaging devices 29, 31, 32, 33, 64, 65, 66 and the state of the dehydration system when the past image data is generated. It is constructed according to a machine learning algorithm using learning data that includes multiple combinations of data and optimal operating parameters of a dehydration system that can keep the moisture content of the cake discharged from the dehydrator 5 within the target range. .. The past image data and the state data of the dehydration system when the past image data are generated are explanatory variables, and the dehydration system capable of keeping the water content of the cake discharged from the dehydrator 5 within the target range. The optimum operating parameter of is the objective variable. While the dehydration system is in operation, the control system 6 captures the current image data generated by at least one of the imaging devices 29, 31, 32, 33, 64, 65, 66 and the current state data of the dehydration system. The processing device 6b is made to perform an operation for inputting to the trained model and outputting the optimum operation parameters of the dehydration system from the trained model.

図3は、脱水システムの他の実施形態を示す図である。図3に示す脱水システムは、脱水装置5として二段式スクリュープレスを採用している点で、軸摺動型のスクリュープレスを採用している図1の実施形態と相違する。本実施形態では、図1に示す軸摺動アクチュエータ42は設けられていない。特に説明しない実施形態の構成および動作は、図1および図2に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。 FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the dehydration system. The dehydration system shown in FIG. 3 differs from the embodiment of FIG. 1 in that a two-stage screw press is used as the dehydration device 5, and a shaft-sliding type screw press is used. In this embodiment, the shaft sliding actuator 42 shown in FIG. 1 is not provided. Since the configurations and operations of the embodiments not particularly described are the same as those of the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the duplicated description thereof will be omitted.

二段式スクリュープレスから構成された脱水装置5は、ろ過筒36と、ろ過筒36内で、該ろ過筒36と同心状に配置され、汚泥を移送する第1スクリュー71および第2スクリュー72と、第1スクリュー71を回転させる第1スクリューモータ75と、第1スクリュー71とは独立に第2スクリュー72を回転させる第2スクリューモータ76を備えている。第1スクリューモータ75と第2スクリューモータ76の動作は、制御システム6によって制御される。 The dehydrator 5 composed of a two-stage screw press is arranged concentrically with the filtration cylinder 36 in the filtration cylinder 36 and the first screw 71 and the second screw 72 for transferring sludge. A first screw motor 75 that rotates the first screw 71 and a second screw motor 76 that rotates the second screw 72 independently of the first screw 71 are provided. The operations of the first screw motor 75 and the second screw motor 76 are controlled by the control system 6.

第1スクリューモータ75および第2スクリューモータ76は、第1スクリュー71および第2スクリュー72にそれぞれ直接連結されてもよいし、またはチェーンおよびスプロケットなどから構成されるトルク伝達機構を介して第1スクリュー71および第2スクリュー72にそれぞれ連結されてもよい。 The first screw motor 75 and the second screw motor 76 may be directly connected to the first screw 71 and the second screw 72, respectively, or the first screw may be connected to a torque transmission mechanism composed of a chain, a sprocket, or the like. It may be connected to 71 and the second screw 72, respectively.

ろ過筒36は、パンチングメタルなどのスクリーン(多孔板)から形成されている。ろ過筒36の上流側端部には、投入口35が形成されている。投入口35からろ過筒36に投入された汚泥は、回転する第1スクリュー71および第2スクリュー72によりろ過筒36内で所定の移送方向に移送される。ろ過筒36の下流側端部は排出室41に接続されている。 The filtration cylinder 36 is formed of a screen (perforated plate) such as punching metal. An inlet 35 is formed at the upstream end of the filtration tube 36. The sludge charged into the filter cylinder 36 from the charging port 35 is transferred in the filter cylinder 36 in a predetermined transfer direction by the rotating first screw 71 and the second screw 72. The downstream end of the filtration tube 36 is connected to the discharge chamber 41.

第2スクリュー72は、第1スクリュー71とは独立に回転可能なように、第1スクリュー71に連結されている。第1スクリュー71および第2スクリュー72は、ろ過筒36および排出室41をそれぞれ貫通して延びている。排出室41は、ろ過筒36に接続されている。この排出室41に、ケーキから構成されたプラグ77がろ過筒36から排出される。第2スクリュー72の軸方向の長さは、第1スクリュー71の軸方向の長さよりも短い。第1スクリュー71は、汚泥の移送方向に沿ってその径が徐々に大きくなる円錐台形状の第1スクリュー軸71Aと、第1スクリュー軸71Aの外面に固定された第1スクリュー羽根71Bとを有している。第2スクリュー72は、円筒形状の第2スクリュー軸72Aと、第2スクリュー軸72Aの外面に固定された第2スクリュー羽根72Bとを有している。 The second screw 72 is connected to the first screw 71 so that it can rotate independently of the first screw 71. The first screw 71 and the second screw 72 extend through the filtration cylinder 36 and the discharge chamber 41, respectively. The discharge chamber 41 is connected to the filtration cylinder 36. A plug 77 made of cake is discharged from the filtration tube 36 into the discharge chamber 41. The axial length of the second screw 72 is shorter than the axial length of the first screw 71. The first screw 71 has a truncated cone-shaped first screw shaft 71A whose diameter gradually increases along the sludge transfer direction, and a first screw blade 71B fixed to the outer surface of the first screw shaft 71A. doing. The second screw 72 has a cylindrical second screw shaft 72A and a second screw blade 72B fixed to the outer surface of the second screw shaft 72A.

ろ過筒36の上流側端部は閉塞壁44によって密封されている。第1スクリュー軸71Aの上流側端部はこの閉塞壁44を貫通して延び、第1スクリュー71を回転させるための第1スクリューモータ75に連結されている。第2スクリュー72の第2スクリュー軸72Aは、第1スクリュー軸71Aと同心状に配置される。第2スクリュー軸72Aの外径は第1スクリュー軸71Aの最大径と同一である。第2スクリュー軸72Aの下流側端部は、排出室41を構成する壁41Aを貫通して延び、第2スクリュー72を回転させるための第2スクリューモータ76に連結されている。排出室41の下部は、排出口53に接続されている。 The upstream end of the filter tube 36 is sealed by a closing wall 44. The upstream end of the first screw shaft 71A extends through the closing wall 44 and is connected to a first screw motor 75 for rotating the first screw 71. The second screw shaft 72A of the second screw 72 is arranged concentrically with the first screw shaft 71A. The outer diameter of the second screw shaft 72A is the same as the maximum diameter of the first screw shaft 71A. The downstream end of the second screw shaft 72A extends through the wall 41A constituting the discharge chamber 41 and is connected to the second screw motor 76 for rotating the second screw 72. The lower part of the discharge chamber 41 is connected to the discharge port 53.

第1スクリューモータ75は、上記制御システム6に接続されている。第1スクリューモータ75には、インバータ(図示せず)が内蔵されており、制御システム6は、インバータを介して第1スクリューモータ75の動作を制御することができるように構成されている。すなわち、制御システム6は、インバータを介して第1スクリューモータ75の回転速度および回転方向を制御することができる。制御システム6は第1スクリューモータ75に指令を発して、第1スクリュー71を第2スクリュー72とは独立して回転させることが可能である。 The first screw motor 75 is connected to the control system 6. An inverter (not shown) is built in the first screw motor 75, and the control system 6 is configured to be able to control the operation of the first screw motor 75 via the inverter. That is, the control system 6 can control the rotation speed and the rotation direction of the first screw motor 75 via the inverter. The control system 6 can issue a command to the first screw motor 75 to rotate the first screw 71 independently of the second screw 72.

第2スクリューモータ76も、上記制御システム6に接続される。第2スクリューモータ76には、インバータ(図示せず)が内蔵されており、制御システム6は、インバータを介して第2スクリューモータ76の動作を制御することができるように構成されている。すなわち、制御システム6は、インバータを介して第2スクリューモータ76の回転速度および回転方向を制御することができる。制御システム6は第2スクリューモータ76に指令を発して、第2スクリュー72を第1スクリュー71とは独立して回転させることが可能である。 The second screw motor 76 is also connected to the control system 6. An inverter (not shown) is built in the second screw motor 76, and the control system 6 is configured to be able to control the operation of the second screw motor 76 via the inverter. That is, the control system 6 can control the rotation speed and the rotation direction of the second screw motor 76 via the inverter. The control system 6 can issue a command to the second screw motor 76 to rotate the second screw 72 independently of the first screw 71.

第1スクリュー羽根71Bは、第1スクリュー軸71Aの軸方向に沿って螺旋状に延びており、第2スクリュー羽根72Bは、第2スクリュー軸72Aの軸方向に沿って螺旋状に延びている。第1スクリュー羽根71Bが固定されている第1スクリュー71の部分と、第2スクリュー羽根72Bが固定されている第2スクリュー72の部分を合計した長さは、ろ過筒36の軸方向の長さと同一か、または長い。 The first screw blade 71B extends spirally along the axial direction of the first screw shaft 71A, and the second screw blade 72B spirally extends along the axial direction of the second screw shaft 72A. The total length of the portion of the first screw 71 to which the first screw blade 71B is fixed and the portion of the second screw 72 to which the second screw blade 72B is fixed is the axial length of the filtration tube 36. Same or longer.

ろ過筒36の内面と第1スクリュー羽根71Bとの間には微小な隙間が形成されており、第1スクリュー羽根71Bはろ過筒36に接触することなく回転することができるようになっている。同様に、ろ過筒36の内面と第2スクリュー羽根72Bとの間には微小な隙間が形成されており、第2スクリュー羽根72Bはろ過筒36に接触することなく回転することができるようになっている。ろ過筒36の上流側端部に形成された投入口35からろ過筒36に投入された汚泥を、回転する第1スクリュー羽根71Bおよび第2スクリュー羽根72Bによって排出室41に向かって移送することができる。 A minute gap is formed between the inner surface of the filtration cylinder 36 and the first screw blade 71B so that the first screw blade 71B can rotate without contacting the filtration cylinder 36. Similarly, a minute gap is formed between the inner surface of the filter cylinder 36 and the second screw blade 72B, so that the second screw blade 72B can rotate without contacting the filter cylinder 36. ing. The sludge charged into the filtration cylinder 36 from the input port 35 formed at the upstream end of the filtration cylinder 36 can be transferred toward the discharge chamber 41 by the rotating first screw blade 71B and the second screw blade 72B. it can.

第2スクリュー羽根72Bのピッチは、第1スクリュー羽根71Bのピッチよりも小さい。さらに、第2スクリュー羽根72Bは、その巻数が3巻き未満である。本実施形態では、第2スクリュー羽根72Bの巻き方向(すなわち、螺旋方向)は、第1スクリュー羽根71Bの巻き方向とは逆である。したがって、投入口35から投入された汚泥を、排出室41へ送り出すときは、図3に示されるように、第2スクリュー72を第1スクリュー71とは逆方向に回転させる。 The pitch of the second screw blade 72B is smaller than the pitch of the first screw blade 71B. Further, the number of turns of the second screw blade 72B is less than three. In the present embodiment, the winding direction of the second screw blade 72B (that is, the spiral direction) is opposite to the winding direction of the first screw blade 71B. Therefore, when the sludge charged from the charging port 35 is sent out to the discharge chamber 41, the second screw 72 is rotated in the direction opposite to that of the first screw 71, as shown in FIG.

第2スクリュー羽根72Bの巻き方向を、第1スクリュー羽根71Bの巻き方向と同一にしてもよい。この場合、投入口35から投入された汚泥を、排出室41へ送り出すときは、第2スクリュー72を第1スクリュー71と同方向に回転させる。 The winding direction of the second screw blade 72B may be the same as the winding direction of the first screw blade 71B. In this case, when the sludge charged from the charging port 35 is sent out to the discharge chamber 41, the second screw 72 is rotated in the same direction as the first screw 71.

ろ過筒36は、第1スクリュー71が配置された脱水領域1Aと、第2スクリュー72が配置されたプラグ形成領域1Bとに分割される。脱水領域1Aで汚泥が移送される空間は、ろ過筒36の内面と、第1スクリュー羽根71Bと、第1スクリュー軸71Aとによって形成される。この移送空間の断面積は、図3に示すように、汚泥の移送方向に沿って漸次減少する。したがって、投入口35から投入された汚泥がこの移送空間を第1スクリュー羽根71Bによって移送されるに従って、汚泥は圧搾され、脱水される。ろ過筒36を通過したろ液は、ろ過筒36の下方に配置されたろ液受け45によって回収される。ろ液受け45には、ドレイン46が接続されており、ろ液受け45によって回収されたろ液は、ドレイン46を介して脱水装置5から排出される。 The filtration cylinder 36 is divided into a dehydration region 1A in which the first screw 71 is arranged and a plug forming region 1B in which the second screw 72 is arranged. The space to which sludge is transferred in the dehydration region 1A is formed by the inner surface of the filtration cylinder 36, the first screw blade 71B, and the first screw shaft 71A. As shown in FIG. 3, the cross-sectional area of this transfer space gradually decreases along the sludge transfer direction. Therefore, as the sludge charged from the charging port 35 is transferred through this transfer space by the first screw blade 71B, the sludge is squeezed and dehydrated. The filtrate that has passed through the filter cylinder 36 is collected by the filtrate receiver 45 arranged below the filtration cylinder 36. A drain 46 is connected to the filtrate receiver 45, and the filtrate collected by the filtrate receiver 45 is discharged from the dehydrator 5 via the drain 46.

プラグ形成領域1Bで汚泥が移送される空間は、ろ過筒36の内面と、第2スクリュー羽根72Bと、第2スクリュー軸72Aとによって形成される。図3に示すように、この移送空間の断面積は一定である。プラグ形成領域1Bでは、脱水領域1Aで脱水された汚泥(すなわち、ケーキ)によって、プラグ77が形成される。プラグ77は、後続のケーキに背圧を加えることにより、ろ過筒36内のケーキの含水率を低下させる。ケーキは、プラグ形成領域1B内でプラグ77を形成しながら、後続のケーキにより押されて、少しずつ排出室41に排出される。ケーキは、排出室41の下部に設けられた排出口53を通って排出室41から排出される。このようにして、汚泥から液体が除去されて、低含水率のケーキが形成される。 The space to which sludge is transferred in the plug forming region 1B is formed by the inner surface of the filtration cylinder 36, the second screw blade 72B, and the second screw shaft 72A. As shown in FIG. 3, the cross-sectional area of this transfer space is constant. In the plug forming region 1B, the plug 77 is formed by the sludge (that is, cake) dehydrated in the dehydrating region 1A. The plug 77 reduces the moisture content of the cake in the filter tube 36 by applying back pressure to the subsequent cake. The cake is pushed by the subsequent cake while forming the plug 77 in the plug forming region 1B, and is gradually discharged to the discharge chamber 41. The cake is discharged from the discharge chamber 41 through the discharge port 53 provided in the lower part of the discharge chamber 41. In this way, the liquid is removed from the sludge to form a cake with a low water content.

図1に示す実施形態と同様に、制御システム6は、汚泥、凝集物、濃縮物などの画像データを学習済みモデルに入力し、脱水装置5から排出されるケーキの含水率を目標範囲内に収めることができる最適な運転パラメータを出力するように構成されている。
学習済みモデルから出力される運転パラメータの具体例は、次の通りである。
・凝集混和槽7への汚泥の流量の適正範囲に対する過不足
→ポンプ12の回転速度の増加、または維持、または減少
・凝集剤の適合性に対する適不適
→凝集剤の使用を維持、または凝集剤の種類の変更
・凝集剤の流量の適正範囲に対する過不足
→凝集剤供給装置28の運転速度の増加、または維持、または減少
・攪拌機8の攪拌速度の適正範囲に対する過不足
→攪拌モータ10の回転速度の増加、または維持、または減少
・凝集混和槽7に供給される水の流量の適正範囲に対する過不足
→流量制御弁27の開度の増加、または維持、または減少
・濃縮装置4の運転速度の適正範囲に対する過不足
→増加、または維持、または減少
・濃縮装置4の調整変数(例えば圧搾板圧力調整)の適正範囲に対する過不足
→増加、または維持、または減少
・第1スクリュー71の回転速度の適正範囲に対する過不足
→第1スクリューモータ75の回転速度の増加、または維持、または減少
・第2スクリュー72の回転速度の適正範囲に対する過不足
→第2スクリューモータ76の回転速度の増加、または維持、または減少
・第1スクリュー71の回転トルクの適正範囲に対する過不足
→第1スクリューモータ75への電流の増加、または維持、または減少
・第2スクリュー72の回転トルクの適正範囲に対する過不足
→第2スクリューモータ76への電流の増加、または維持、または減少
Similar to the embodiment shown in FIG. 1, the control system 6 inputs image data such as sludge, agglomerates, and concentrates into the trained model, and keeps the water content of the cake discharged from the dehydrator 5 within the target range. It is configured to output the optimum operating parameters that can be accommodated.
Specific examples of the operation parameters output from the trained model are as follows.
・ Excess or deficiency of sludge flow rate to the coagulation mixing tank 7 → Increase or maintenance or decrease of the rotation speed of the pump 12 ・ Inappropriate for the suitability of the coagulant → Maintain or maintain the use of the coagulant・ Excess or deficiency of the flow rate of the coagulant for the appropriate range → Increase or maintenance or decrease of the operating speed of the coagulant supply device 28 ・ Excess or deficiency of the stirring speed of the stirrer 8 → Rotation of the stirring motor 10 Increase or maintenance or decrease of speed ・ Excess or deficiency of the flow rate of water supplied to the coagulation mixing tank 7 → Increase or maintenance or decrease of the opening degree of the flow control valve 27 ・ Operating speed of the concentrator 4 Excess or deficiency with respect to the appropriate range → Increase or maintenance or decrease ・ Excess or deficiency with respect to the appropriate range of the adjustment variable (for example, pressing plate pressure adjustment) of the concentrator 4 → Increase or maintenance or decrease ・ Rotation speed of the first screw 71 Excess or deficiency with respect to the appropriate range of → Increase or maintenance or decrease of the rotation speed of the first screw motor 75 ・ Excess or deficiency with respect to the appropriate range of the rotation speed of the second screw 72 → Increase or decrease of the rotation speed of the second screw motor 76 Maintenance or decrease ・ Excess or deficiency of the rotation torque of the first screw 71 with respect to the appropriate range → Increase or maintenance or decrease of the current to the first screw motor 75 ・ Excess or deficiency of the rotation torque of the second screw 72 with respect to the appropriate range → Increase, maintain, or decrease current to second screw motor 76

上述した運転パラメータは例であり、学習済みモデルから出力される運転パラメータは、上記運転パラメータのうちのいずれかのみであってもよい。 The above-mentioned operation parameters are examples, and the operation parameters output from the trained model may be only one of the above-mentioned operation parameters.

より最適化された運転パラメータをモデルから出力するために、学習済みモデルの構築に使用される学習データは、過去の画像データに加え、過去の画像データが生成されたときの脱水システムの状態データを含んでもよい。脱水システムの状態データの具体例は、次の通りである。
・汚泥の温度(温度センサ22によって測定される)
・凝集混和槽7への汚泥の流量(ポンプ12の回転速度)
・汚泥の性状(pH、アルカリ度、TS、VTS、SS、VSS、浮遊物質量)
・凝集剤の物性(カチオン度、分子量)
・凝集剤の流量(凝集剤供給装置28の運転速度)
・攪拌機8の攪拌速度(攪拌モータ10の回転速度)
・凝集混和槽7への水の流量(流量制御弁27の開度)
・濃縮装置4の運転速度(駆動モータの回転速度)
・濃縮装置4の運転トルク(駆動モータへの電流値)
・濃縮装置4によって分離された液体の流量(図示しない流量計によって測定される)
・濃縮装置4によって濃縮された汚泥濃度(図示しない濃度センサによって測定される)
・第1スクリュー71の回転速度
・第1スクリューモータ75への電流値(トルク値)
・第2スクリュー72の回転速度
・第2スクリューモータ76への電流値(トルク値)
・ろ過筒36内の汚泥の圧力(圧力センサ61によって測定される)
・ケーキ含水率の測定値(図示しない測定装置または手動によって測定される)
In order to output more optimized operating parameters from the model, the training data used to build the trained model is, in addition to the past image data, the state data of the dehydration system when the past image data was generated. May include. Specific examples of the state data of the dehydration system are as follows.
-Sludge temperature (measured by temperature sensor 22)
-Flow rate of sludge to the coagulation mixing tank 7 (rotational speed of pump 12)
・ Sludge properties (pH, alkalinity, TS, VTS, SS, VSS, suspended solids amount)
・ Physical characteristics of flocculant (cationism, molecular weight)
-Flow rate of coagulant (operating speed of coagulant supply device 28)
-Stirring speed of the stirrer 8 (rotational speed of the stirrer motor 10)
-Flow rate of water to the coagulation mixing tank 7 (opening of flow control valve 27)
-Operating speed of the concentrator 4 (rotational speed of the drive motor)
-Operating torque of the concentrator 4 (current value to the drive motor)
-Flow rate of the liquid separated by the concentrator 4 (measured by a flow meter (not shown))
-Sludge concentration concentrated by the concentrator 4 (measured by a concentration sensor (not shown))
-Rotation speed of the first screw 71-Current value (torque value) to the first screw motor 75
-Rotation speed of the second screw 72-Current value (torque value) to the second screw motor 76
-Sludge pressure in the filter tube 36 (measured by the pressure sensor 61)
-Measured value of cake moisture content (measured by a measuring device (not shown) or manually)

上述した脱水システムの状態データの項目は例であり、脱水システムの状態データは、上記項目のうちのいずれかのみであってもよい。 The item of the state data of the dehydration system described above is an example, and the state data of the dehydration system may be only one of the above items.

学習済みモデルは、撮像装置29,31,32,33,64,65,66のうちの少なくとも1つによって生成された過去の画像データと、過去の画像データが生成されたときの脱水システムの状態データと、脱水装置5から排出されるケーキの含水率を目標範囲内に収めることができる脱水システムの最適な運転パラメータとの複数の組み合わせを含む学習データを用いて、機械学習アルゴリズムに従って構築される。脱水システムの運転中、制御システム6は、撮像装置29,31,32,33,64,65,66のうちの少なくとも1つによって生成された現在の画像データと、脱水システムの現在の状態データを学習済みモデルに入力し、脱水システムの最適な運転パラメータを学習済みモデルから出力するための演算を処理装置6bに実行させる。 The trained model is the past image data generated by at least one of the imaging devices 29, 31, 32, 33, 64, 65, 66 and the state of the dehydration system when the past image data is generated. It is constructed according to a machine learning algorithm using learning data that includes multiple combinations of data and optimal operating parameters of a dehydration system that can keep the moisture content of the cake discharged from the dehydrator 5 within the target range. .. While the dehydration system is in operation, the control system 6 captures the current image data generated by at least one of the imaging devices 29, 31, 32, 33, 64, 65, 66 and the current state data of the dehydration system. The processing device 6b is made to perform an operation for inputting to the trained model and outputting the optimum operation parameters of the dehydration system from the trained model.

図1および図3に示す実施形態では、脱水システムは濃縮装置4を備えているが、一実施形態では、濃縮装置4を省略してもよい。この場合は、凝集装置3で形成された凝集物(凝集フロック)は、汚泥移送管18を通って脱水装置5の投入口35に移送される。 In the embodiments shown in FIGS. 1 and 3, the dehydration system includes a concentrator 4, but in one embodiment, the concentrator 4 may be omitted. In this case, the agglomerates (aggregated flocs) formed by the agglutinating device 3 are transferred to the inlet 35 of the dehydrating device 5 through the sludge transfer pipe 18.

図4は、脱水システムの他の実施形態を示す図である。図4に示す脱水システムにおいては、脱水装置5としてベルトプレス型脱水装置が採用されている。上述した濃縮装置4は設けられていない。特に説明しない実施形態の構成および動作は、図1および図2に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。 FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the dehydration system. In the dehydration system shown in FIG. 4, a belt press type dehydrator is adopted as the dehydrator 5. The above-mentioned concentrator 4 is not provided. Since the configurations and operations of the embodiments not particularly described are the same as those of the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the duplicated description thereof will be omitted.

凝集装置3は、汚泥を収容する造粒槽80と、造粒槽80内の汚泥を攪拌するための攪拌機8と、造粒槽80に接続された汚泥導入管14と、汚泥導入管14に設けられたポンプ12を備えている。攪拌機8は、造粒槽80内に配置された攪拌羽根9と、攪拌羽根9に連結された攪拌モータ10を備えている。懸濁液貯留槽1は、汚泥導入管14によって凝造粒槽80に接続されている。汚泥はポンプ12により汚泥導入管14を通じて懸濁液貯留槽1から造粒槽80に移送される。造粒槽80への汚泥の流量は、ポンプ12の運転によって調整することが可能である。 The aggregating device 3 is provided in a granulation tank 80 for accommodating sludge, a stirrer 8 for stirring sludge in the granulation tank 80, a sludge introduction pipe 14 connected to the granulation tank 80, and a sludge introduction pipe 14. The provided pump 12 is provided. The stirrer 8 includes a stirrer blade 9 arranged in the granulation tank 80 and a stirrer motor 10 connected to the stirrer blade 9. The suspension storage tank 1 is connected to the coagulation granule tank 80 by a sludge introduction pipe 14. The sludge is transferred from the suspension storage tank 1 to the granulation tank 80 through the sludge introduction pipe 14 by the pump 12. The flow rate of sludge to the granulation tank 80 can be adjusted by operating the pump 12.

ポンプ12は制御システム6に接続されており、ポンプ12の動作、すなわち造粒槽80への汚泥の流量は、制御システム6によって制御される。汚泥導入管14には温度センサ22が取り付けられている。この温度センサ22は、造粒槽80に導入される汚泥の温度を測定するように構成されている。さらに、汚泥導入管14には汚泥濃度計(懸濁液濃度計)24が取り付けられており、造粒槽80に導入される汚泥中の懸濁物質の濃度は汚泥濃度計24によって測定される。 The pump 12 is connected to the control system 6, and the operation of the pump 12, that is, the flow rate of sludge to the granulation tank 80 is controlled by the control system 6. A temperature sensor 22 is attached to the sludge introduction pipe 14. The temperature sensor 22 is configured to measure the temperature of sludge introduced into the granulation tank 80. Further, a sludge concentration meter (suspension concentration meter) 24 is attached to the sludge introduction pipe 14, and the concentration of suspended substances in the sludge introduced into the granulation tank 80 is measured by the sludge concentration meter 24. ..

凝集装置3は、造粒槽80に接続された凝集剤供給装置28をさらに備えている。この凝集剤供給装置28は、凝集剤を予め定められた流量で造粒槽80内の汚泥に注入するように構成されている。造粒槽80内の汚泥に注入される凝集剤の流量は、凝集剤供給装置28によって調整される。この凝集剤供給装置28は制御システム6に接続されており、凝集剤供給装置28の動作、すなわち凝集剤の流量は、制御システム6によって制御される。汚泥は凝集剤とともに攪拌機8の攪拌羽根9によって攪拌される。造粒槽80内で凝集剤と汚泥を攪拌することにより、汚泥内の懸濁物質が集合した凝集物が形成される。造粒槽80内で形成される凝集物は、一般に、ペレットと呼ばれる。 The coagulator 3 further includes a coagulant supply device 28 connected to the granulation tank 80. The coagulant supply device 28 is configured to inject the coagulant into the sludge in the granulation tank 80 at a predetermined flow rate. The flow rate of the coagulant injected into the sludge in the granulation tank 80 is adjusted by the coagulant supply device 28. The coagulant supply device 28 is connected to the control system 6, and the operation of the coagulant supply device 28, that is, the flow rate of the coagulant is controlled by the control system 6. The sludge is stirred together with the coagulant by the stirring blade 9 of the stirrer 8. By stirring the coagulant and the sludge in the granulation tank 80, agglomerates in which the suspended substances in the sludge are aggregated are formed. The agglomerates formed in the granulation tank 80 are generally called pellets.

脱水システムは、懸濁液貯留槽1内の汚泥(処理前の懸濁液)の画像データを生成する懸濁液撮像装置29を備えている。懸濁液撮像装置29は、対象物の静止画像または連続画像を生成することができるイメージセンサ(例えばCCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサ)を備えたデジタルカメラである。あるいは、懸濁液撮像装置29は、光を波長ごとに分解して対象物を撮像することができるハイパースペクトルカメラであってもよい。懸濁液撮像装置29は、制御システム6に接続されており、懸濁液撮像装置29によって生成された汚泥(懸濁液)の画像データは、制御システム6に送られるようになっている。 The dehydration system includes a suspension imaging device 29 that generates image data of sludge (suspension before treatment) in the suspension storage tank 1. The suspension imaging device 29 is a digital camera provided with an image sensor (for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor) capable of generating a still image or a continuous image of an object. Alternatively, the suspension imaging device 29 may be a hyperspectral camera capable of decomposing light for each wavelength and imaging an object. The suspension imaging device 29 is connected to the control system 6, and the image data of the sludge (suspension) generated by the suspension imaging device 29 is sent to the control system 6.

脱水システムは、凝集装置3によって形成された凝集物(ペレット)の画像データを生成する凝集物撮像装置31を備えている。凝集物撮像装置31は、造粒槽80の内部を向いており、造粒槽80内の凝集物の画像データを生成するように配置されている。一実施形態では、凝集物撮像装置31は、造粒槽80の出口を向き、造粒槽80から排出された凝集物の画像データを生成するように配置されてもよい。凝集物撮像装置31は、制御システム6に接続されており、凝集物撮像装置31によって生成された凝集物の画像データは、制御システム6に送られるようになっている。 The dehydration system includes an agglomerate imaging device 31 that generates image data of agglomerates (pellets) formed by the agglutinating device 3. The agglomerate imaging device 31 faces the inside of the granulation tank 80, and is arranged so as to generate image data of the agglomerates in the granulation tank 80. In one embodiment, the agglomerate imaging device 31 may be arranged so as to face the outlet of the granulation tank 80 and generate image data of the agglomerates discharged from the granulation tank 80. The agglomerate imaging device 31 is connected to the control system 6, and the image data of the agglomerates generated by the agglutination imaging device 31 is sent to the control system 6.

汚泥の攪拌強度は、攪拌機8の回転速度によって調整することができる。攪拌機8は制御システム6に接続されており、攪拌機8の動作、すなわち汚泥の攪拌強度は、制御システム6によって制御される。 The stirring strength of sludge can be adjusted by the rotation speed of the stirrer 8. The stirrer 8 is connected to the control system 6, and the operation of the stirrer 8, that is, the agitation intensity of sludge is controlled by the control system 6.

造粒槽80は、汚泥移送管18によってベルトプレス型脱水装置5に連結されている。脱水装置5は、無端状の前処理ろ布ベルト82と、前処理ろ布ベルト82を支持する複数の支持ローラ83a〜83cと、無端状の第1ろ布ベルト86と、第1ろ布ベルト86を支持する第1ガイドローラ88a〜88eと、無端状の第2ろ布ベルト90と、第2ろ布ベルト90を支持する第2ガイドローラ91a〜91fと、第1ろ布ベルト86および第2ろ布ベルト90を支持する複数の圧搾ローラ95A〜95Eと、第1ろ布ベルト86および第2ろ布ベルト90を移動させる駆動装置98を備えている。 The granulation tank 80 is connected to the belt press type dehydrator 5 by a sludge transfer pipe 18. The dehydrator 5 includes an endless pretreatment filter cloth belt 82, a plurality of support rollers 83a to 83c for supporting the pretreatment filter cloth belt 82, an endless first filter cloth belt 86, and a first filter cloth belt. The first guide rollers 88a to 88e supporting the 86, the endless second filter cloth belt 90, the second guide rollers 91a to 91f supporting the second filter cloth belt 90, the first filter cloth belt 86 and the first filter cloth belt 90. It includes a plurality of squeezing rollers 95A to 95E that support the two filter cloth belts 90, and a drive device 98 that moves the first filter cloth belt 86 and the second filter cloth belt 90.

前処理ろ布ベルト82は、汚泥の移送方向において、圧搾ローラ95A〜95Eの上流側に配置されている。前処理ろ布ベルト82の一部は、汚泥の移送方向に沿って上方に傾斜した傾斜部82Aを形成するように、支持ローラ83a,83bによって支持されている。支持ローラ83aは、電動機100の駆動軸に連結されている。電動機100が支持ローラ83aを回転させると、前処理ろ布ベルト82は、傾斜部82A上の汚泥が上昇する方向に移動する。 The pretreatment filter cloth belt 82 is arranged on the upstream side of the squeezing rollers 95A to 95E in the sludge transfer direction. A part of the pretreatment filter cloth belt 82 is supported by support rollers 83a and 83b so as to form an inclined portion 82A inclined upward along the sludge transfer direction. The support roller 83a is connected to the drive shaft of the electric motor 100. When the electric motor 100 rotates the support roller 83a, the pretreatment filter cloth belt 82 moves in the direction in which the sludge on the inclined portion 82A rises.

駆動装置98は、電動機98Aと、電動機98Aの駆動軸に固定された駆動ホイール98Bと、駆動ホイール98Bに支持された駆動力伝達部材としてのベルト98Cを備えている。ベルト98Cに代えてチェーンが用いられてもよい。ベルト98Cは、第1ガイドローラ88cに連結され、さらに第2ガイドローラ91fに連結されている。電動機98Aが駆動ホイール98Bを回転させると、駆動ホイール98Bの回転はベルト98Cによって第1ガイドローラ88cおよび第2ガイドローラ91fに伝達される。第1ガイドローラ88cおよび第2ガイドローラ91fは同じ速度で回転し、これにより第1ろ布ベルト86および第2ろ布ベルト90は同じ方向に同じ速度で進む。 The drive device 98 includes an electric motor 98A, a drive wheel 98B fixed to a drive shaft of the electric motor 98A, and a belt 98C as a drive force transmitting member supported by the drive wheel 98B. A chain may be used instead of the belt 98C. The belt 98C is connected to the first guide roller 88c and further connected to the second guide roller 91f. When the electric motor 98A rotates the drive wheel 98B, the rotation of the drive wheel 98B is transmitted to the first guide roller 88c and the second guide roller 91f by the belt 98C. The first guide roller 88c and the second guide roller 91f rotate at the same speed, whereby the first filter cloth belt 86 and the second filter cloth belt 90 move in the same direction at the same speed.

第1ろ布ベルト86は、第1ガイドローラ88a〜88eと、複数の圧搾ローラ95A〜95Eとにより支持されている。第1ガイドローラ88dは、第1ろ布緊張装置101に連結されている。この第1ろ布緊張装置101は、第1ガイドローラ88dの位置を移動させることで、第1ろ布ベルト86の緊張を調整するように構成されている。 The first filter cloth belt 86 is supported by the first guide rollers 88a to 88e and a plurality of squeezing rollers 95A to 95E. The first guide roller 88d is connected to the first filter cloth tensioning device 101. The first filter cloth tensioning device 101 is configured to adjust the tension of the first filter cloth belt 86 by moving the position of the first guide roller 88d.

第2ろ布ベルト90は、第2ガイドローラ91a〜91fと、複数の圧搾ローラ95A〜95Eとにより支持されている。第2ガイドローラ91aは、第2ろ布緊張装置102に連結されている。この第2ろ布緊張装置102は、第2ガイドローラ91aの位置を移動させることで、第2ろ布ベルト90の緊張を調整するように構成されている。 The second filter cloth belt 90 is supported by the second guide rollers 91a to 91f and a plurality of squeezing rollers 95A to 95E. The second guide roller 91a is connected to the second filter cloth tensioning device 102. The second filter cloth tensioning device 102 is configured to adjust the tension of the second filter cloth belt 90 by moving the position of the second guide roller 91a.

凝集装置3によって形成された凝集物(ペレット)からなる汚泥は、汚泥移送管18を通って前処理ろ布ベルト82上に移送される。汚泥は、前処理ろ布ベルト82の傾斜部82Aを上昇しながら、重力により汚泥中の液体が落下する。この工程は、重力脱水工程である。 The sludge composed of agglomerates (pellets) formed by the agglutinating device 3 is transferred onto the pretreatment filter cloth belt 82 through the sludge transfer pipe 18. As for the sludge, the liquid in the sludge falls due to gravity while ascending the inclined portion 82A of the pretreatment filter cloth belt 82. This step is a gravity dehydration step.

前処理ろ布ベルト82の移動により、前処理ろ布ベルト82上の汚泥は、第1ろ布ベルト86上に移される。複数の圧搾ローラ95A〜95Eの間を延びる第1ろ布ベルト86および第2ろ布ベルト90は、互いに対向している。第1ろ布ベルト86が移動されるにつれて、汚泥は第1ろ布ベルト86と第2ろ布ベルト90との間に挟まれる。第1ろ布ベルト86および第2ろ布ベルト90は圧搾ローラ95A〜95Eに巻きつけられながら、汚泥は第1ろ布ベルト86と第2ろ布ベルト90との間に挟まれ、圧搾される。その結果、汚泥は低含水率のケーキ(濁質残渣)となる。低含水率のケーキは、排出口53から排出される。 By moving the pretreatment filter cloth belt 82, the sludge on the pretreatment filter cloth belt 82 is transferred onto the first filter cloth belt 86. The first filter cloth belt 86 and the second filter cloth belt 90 extending between the plurality of pressing rollers 95A to 95E face each other. As the first filter cloth belt 86 is moved, sludge is sandwiched between the first filter cloth belt 86 and the second filter cloth belt 90. The sludge is sandwiched between the first filter cloth belt 86 and the second filter cloth belt 90 and squeezed while the first filter cloth belt 86 and the second filter cloth belt 90 are wound around the squeezing rollers 95A to 95E. .. As a result, the sludge becomes a cake (turbid residue) with a low water content. The cake having a low water content is discharged from the discharge port 53.

圧搾ローラ95A〜95Eの下方には、ろ液受け45が配置されている。汚泥から除去されたろ液は、ろ液受け45によって回収される。ろ液受け45には、ドレイン46が接続されており、ろ液受け45によって回収されたろ液は、ドレイン46を介して脱水装置5から排出される。 A filtrate receiver 45 is arranged below the squeezing rollers 95A to 95E. The filtrate removed from the sludge is collected by the filtrate receiver 45. A drain 46 is connected to the filtrate receiver 45, and the filtrate collected by the filtrate receiver 45 is discharged from the dehydrator 5 via the drain 46.

脱水システムは、脱水装置5によって形成されたケーキ(低含水率の濁質残渣)の画像データを生成するケーキ撮像装置64と、脱水装置5から排出されたろ液の画像データを生成する脱水ろ液撮像装置65を備えている。ケーキ撮像装置64は、脱水装置5の排出口53に隣接して配置されており、脱水ろ液撮像装置65は、脱水装置5のドレイン46に隣接して配置されている。ケーキ撮像装置64は、排出口53内に配置されてもよい。ケーキ撮像装置64および脱水ろ液撮像装置65は、制御システム6に接続されており、ケーキ撮像装置64および脱水ろ液撮像装置65によって生成されたケーキの画像データおよびろ液の画像データは、制御システム6に送られるようになっている。 The dehydration system includes a cake imaging device 64 that generates image data of a cake (a turbid residue having a low water content) formed by the dehydrator 5, and a dehydration filtrate that generates image data of a filtrate discharged from the dehydrator 5. The image pickup apparatus 65 is provided. The cake imaging device 64 is arranged adjacent to the discharge port 53 of the dehydrating device 5, and the dehydrated filtrate imaging device 65 is arranged adjacent to the drain 46 of the dehydrating device 5. The cake imaging device 64 may be arranged in the discharge port 53. The cake imager 64 and the dehydration filtrate imager 65 are connected to the control system 6, and the cake image data and the filtrate image data generated by the cake imager 64 and the dehydration filtrate imager 65 are controlled. It is designed to be sent to system 6.

制御システム6は、撮像装置29,31,64,65によって生成された画像データを撮像装置29,31,64,65から取得し、この画像データに基づいて脱水システムの運転パラメータを最適化するように構成されている。制御システム6は、機械学習アルゴリズムにより構築された学習済みモデルが格納された記憶装置6aと、画像データを学習済みモデルに入力し、脱水装置5から排出されるケーキ(濁質残渣)の含水率を目標範囲内に収めることができる脱水システムの最適な運転パラメータを学習済みモデルから出力するための演算を実行する処理装置6bを備えている。 The control system 6 acquires the image data generated by the image pickup devices 29, 31, 64, 65 from the image pickup devices 29, 31, 64, 65, and optimizes the operation parameters of the dehydration system based on the image data. It is configured in. The control system 6 inputs the storage device 6a in which the trained model constructed by the machine learning algorithm is stored and the image data into the trained model, and the water content of the cake (turbid residue) discharged from the dehydration device 5. Is provided with a processing device 6b that executes an operation for outputting the optimum operating parameters of the dehydration system that can keep the above within the target range from the trained model.

学習済みモデルは、撮像装置29,31,64,65によって生成された過去の画像データと、脱水装置5から排出されるケーキ(濁質残渣)の含水率を目標範囲内に収めることができる脱水システムの最適な運転パラメータとの複数の組み合わせを含む学習データを用いて、機械学習アルゴリズムに従って構築されたモデルである。撮像装置29,31,64,65によって生成された過去の画像データは説明変数であり、脱水装置5から排出されるケーキ(濁質残渣)の含水率を目標範囲内に収めることができる脱水システムの最適な運転パラメータは目的変数である。学習データを構成する最適な運転パラメータは、正解データであり、熟練した運転員が汚泥、凝集物などの状態と、脱水装置5から排出されたケーキの含水率に基づいて決定した運転パラメータである。 The trained model is dehydrated so that the past image data generated by the imaging devices 29, 31, 64, 65 and the water content of the cake (turbid residue) discharged from the dehydrating device 5 can be kept within the target range. It is a model constructed according to a machine learning algorithm using learning data including multiple combinations with the optimum operation parameters of the system. The past image data generated by the image pickup devices 29, 31, 64, 65 is an explanatory variable, and the dehydration system capable of keeping the water content of the cake (turbid residue) discharged from the dehydration device 5 within the target range. The optimum operating parameter of is the objective variable. The optimum operation parameters constituting the training data are correct answer data, and are operation parameters determined by a skilled operator based on the state of sludge, agglomerates, etc. and the water content of the cake discharged from the dehydrator 5. ..

学習済みモデルのパラメータ(重みなど)を最適化するために、撮像装置29,31,64,65によって生成された画像データと、ケーキの含水率を目標範囲内に収めることができる最適な運転パラメータとの多数の組み合わせを含む学習データが用意される。制御システム6は、この学習データを用いて機械学習アルゴリズムにより学習済みモデルを構築する。学習済みモデルのパラメータには、重みの他に、バイアスが含まれることがある。このようにして構築された学習済みモデルは、記憶装置6a内に格納される。 In order to optimize the parameters (weights, etc.) of the trained model, the image data generated by the imaging devices 29, 31, 64, 65 and the optimum operating parameters that can keep the moisture content of the cake within the target range. Learning data including many combinations with and is prepared. The control system 6 constructs a trained model by a machine learning algorithm using this training data. The parameters of the trained model may include biases in addition to weights. The trained model constructed in this way is stored in the storage device 6a.

制御システム6は、画像データを所定の周期で撮像装置29,31,64,65から取得し、記憶装置6a内に記憶する。制御システム6は、画像データを学習済みモデルに入力し、ケーキの含水率を目標範囲内に収めることができる最適な運転パラメータを学習済みモデルから出力する。 The control system 6 acquires image data from the image pickup devices 29, 31, 64, and 65 at a predetermined cycle and stores the image data in the storage device 6a. The control system 6 inputs the image data to the trained model, and outputs the optimum operation parameters that can keep the moisture content of the cake within the target range from the trained model.

本実施形態では、上述した撮像装置29,31,64,65のすべてによって生成された画像データが学習済みモデルに入力されるが、一実施形態では、撮像装置29,31,64,65のうちの少なくとも1つによって生成された画像データが学習済みモデルに入力されてもよい。この場合、学習済みモデルの構築には、その学習済みモデルに入力される画像データと同種の画像データが使用される。例えば、凝集物撮像装置31によって生成された画像データが学習済みモデルに入力される場合は、凝集物撮像装置31によって生成された過去の画像データを含む学習データを用いて学習済みモデルが構築される。 In the present embodiment, the image data generated by all of the above-described image pickup devices 29, 31, 64, 65 is input to the trained model, but in one embodiment, of the image pickup devices 29, 31, 64, 65. The image data generated by at least one of may be input to the trained model. In this case, the same type of image data as the image data input to the trained model is used to build the trained model. For example, when the image data generated by the agglomerate imaging device 31 is input to the trained model, the trained model is constructed using the training data including the past image data generated by the agglomerate imaging device 31. To.

図1に示す実施形態と同様に、制御システム6は、画像データを学習済みモデルに入力し、脱水装置5から排出されるケーキの含水率を目標範囲内に収めることができる最適な運転パラメータを学習済みモデルから出力するように構成されている。
学習済みモデルから出力される運転パラメータの具体例は、次の通りである。
・造粒槽80への汚泥の流量の適正範囲に対する過不足
→ポンプ12の回転速度の増加、または維持、または減少
・凝集剤の適合性に対する適不適
→凝集剤の使用を維持、または凝集剤の種類の変更
・凝集剤の流量の適正範囲に対する過不足
→凝集剤供給装置28の運転速度の増加、または維持、または減少
・攪拌機8の攪拌速度の適正範囲に対する過不足
→攪拌モータ10の回転速度の増加、または維持、または減少
・第1ろ布ベルト86および第2ろ布ベルト90の移動速度
→電動機98Aの回転速度の増加、または維持、または減少
・第1ろ布ベルト86および第2ろ布ベルト90の緊張力
→ガイドローラ88d,91aの位置の変更、または維持
Similar to the embodiment shown in FIG. 1, the control system 6 inputs the image data into the trained model and sets the optimum operating parameters capable of keeping the moisture content of the cake discharged from the dehydrator 5 within the target range. It is configured to output from the trained model.
Specific examples of the operation parameters output from the trained model are as follows.
・ Excess or deficiency of sludge flow rate to the granulation tank 80 → Increase or maintenance or decrease of the rotation speed of the pump 12 ・ Inappropriate for the compatibility of the coagulant → Maintain or maintain the use of the coagulant or the coagulant・ Excess or deficiency of the flow rate of the coagulant for the appropriate range → Increase or maintenance or decrease of the operating speed of the coagulant supply device 28 ・ Excess or deficiency of the stirring speed of the stirrer 8 → Rotation of the stirring motor 10 Increase, maintenance, or decrease of speed ・ Movement speed of 1st filter cloth belt 86 and 2nd filter cloth belt 90 → Increase, maintenance, or decrease of rotation speed of motor 98A ・ 1st filter cloth belt 86 and 2nd Tension force of filter cloth belt 90 → Change or maintain the position of guide rollers 88d, 91a

上述した運転パラメータは例であり、学習済みモデルから出力される運転パラメータは、上記運転パラメータのうちのいずれかのみであってもよい。 The above-mentioned operation parameters are examples, and the operation parameters output from the trained model may be only one of the above-mentioned operation parameters.

より最適化された運転パラメータをモデルから出力するために、モデルの構築に使用される学習データは、過去の画像データに加え、過去の画像データが生成されたときの脱水システムの状態データを含んでもよい。脱水システムの状態データの具体例は、次の通りである。
・汚泥の温度(温度センサ22によって測定される)
・造粒槽80への汚泥の流量(ポンプ12の回転速度)
・汚泥の性状(pH、アルカリ度、TS、VTS、SS、VSS、浮遊物質量)
・凝集剤の物性(カチオン度、分子量)
・凝集剤の流量(凝集剤供給装置28の運転速度)
・攪拌機8の攪拌速度(攪拌モータ10の回転速度)
・第1ろ布ベルト86および第2ろ布ベルト90の移動速度(電動機98Aの回転速度)
・ガイドローラ88d,91aの位置
In order to output more optimized operating parameters from the model, the training data used to build the model includes past image data as well as state data of the dehydration system when the past image data was generated. It may be. Specific examples of the state data of the dehydration system are as follows.
-Sludge temperature (measured by temperature sensor 22)
-Flow rate of sludge to the granulation tank 80 (rotational speed of pump 12)
・ Sludge properties (pH, alkalinity, TS, VTS, SS, VSS, suspended solids amount)
・ Physical characteristics of flocculant (cationism, molecular weight)
-Flow rate of coagulant (operating speed of coagulant supply device 28)
-Stirring speed of the stirrer 8 (rotational speed of the stirrer motor 10)
-Movement speed of the first filter cloth belt 86 and the second filter cloth belt 90 (rotational speed of the electric motor 98A)
-Position of guide rollers 88d, 91a

上述した脱水システムの状態データの項目は例であり、脱水システムの状態データは、上記項目のうちのいずれかのみであってもよい。 The item of the state data of the dehydration system described above is an example, and the state data of the dehydration system may be only one of the above items.

学習済みモデルは、撮像装置29,31,64,65のうちの少なくとも1つによって生成された過去の画像データと、過去の画像データが生成されたときの脱水システムの状態データと、脱水装置5から排出されるケーキの含水率を目標範囲内に収めることができる脱水システムの最適な運転パラメータとの複数の組み合わせを含む学習データを用いて、機械学習アルゴリズムに従って構築される。脱水システムの運転中は、制御システム6は、撮像装置29,31,64,65のうちの少なくとも1つによって生成された現在の画像データと、脱水システムの現在の状態データを学習済みモデルに入力し、脱水システムの最適な運転パラメータをモデルから出力するための演算を処理装置6bに実行させる。 The trained model includes past image data generated by at least one of the imaging devices 29, 31, 64, and 65, state data of the dehydration system when the past image data is generated, and the dehydration device 5. It is constructed according to a machine learning algorithm using learning data that includes multiple combinations with optimal operating parameters of a dehydration system that can keep the water content of the cake discharged from the target range. While the dehydration system is in operation, the control system 6 inputs the current image data generated by at least one of the imaging devices 29, 31, 64, 65 and the current state data of the dehydration system into the trained model. Then, the processing device 6b is made to execute an operation for outputting the optimum operation parameters of the dehydration system from the model.

汚泥をポリマーなどの凝集剤で凝集させて凝集フロックを形成し、その凝集フロックを含む汚泥を固液分離する場合の固液分離性能は、汚泥の種類や性状、使用する凝集剤、固液分離装置のタイプ等により異なる。その固液分離状態に関して状況変化が生じた場合に現場のプラント運転員が素早くその変化を察知し適宜運転条件を調整変更し、できるだけ連続的に固液分離性の最適化状態を維持する必要がある。この「汚泥の固液分離状態」に関して判断、評価する場合、その状態変化が色濃く強く出る箇所は汚泥の種類によって大きく異なるため、実施例は以下の3種類の異なる汚泥をそれぞれ対象とする脱水処理施設で行った。なお、これら3つの実施例で入力信号として採用し取込んだ項目は、汚泥性状の季節変動や運転環境の変化により増加、または減少させることにより効率化を図れる場合があることは言うまでもない。 The solid-liquid separation performance when sludge is agglomerated with a coagulant such as a polymer to form agglomerated flocs and the sludge containing the agglomerated flocs is solid-liquid separated depends on the type and properties of the sludge, the coagulant used, and solid-liquid separation. It depends on the type of device. When a situation change occurs with respect to the solid-liquid separation state, it is necessary for the plant operator at the site to quickly detect the change and adjust and change the operating conditions as appropriate to maintain the optimized state of solid-liquid separation as continuously as possible. is there. When judging and evaluating this "solid-liquid separation state of sludge", the place where the change of state appears strongly differs greatly depending on the type of sludge. Therefore, in the examples, the following three types of sludge are dehydrated. I went to the facility. Needless to say, the items adopted and taken in as input signals in these three examples may be increased or decreased due to seasonal fluctuations in sludge properties and changes in the operating environment to improve efficiency.

Figure 2021037508
Figure 2021037508

上記実施例1〜3では、3種類の異なる汚泥をそれぞれ対象とする脱水処理施設で稼働している図1に記載の軸摺動式のスクリュープレスを運転管理している各熟練運転員が、一定期間を通じて上述した運転パラメータ、及び前記画像データ(7ヶ所)を参考にしながら運転条件の最適化を行った。最適化のために運転条件を変更する度に、どの運転パラメータおよび画像データを根拠にして運転条件の変更を行ったかを記録し、それらの記録の統計データを基に多変量解析を行った。さらに、運転最適化のための運転操作項目変更の根拠となった各運転パラメータまたは各画像データの寄与度を統計的に整理し、3つの当該汚泥脱水処理施設においてそれぞれ特に重要かつ必要な採用入力データとしての運転パラメータまたは画像データを抽出した。その結果、各処理施設ごとに以下に示す入力データは、運転最適化にほぼ必要十分なデータであることが分かった。これらのデータを本脱水システムへの入力データとして取込み、出力データとして出された運転パラメータ内容が熟練運転員の実際の操作内容と合致する確率は、3処理施設ともに93%以上を示した。以下に実施例1〜3の運転状況を個別に解説する。 In Examples 1 to 3 above, each skilled operator who operates and manages the shaft-sliding type screw press shown in FIG. 1 operating in a dehydration treatment facility for each of three different types of sludge Throughout a certain period of time, the operating conditions were optimized with reference to the above-mentioned operating parameters and the above-mentioned image data (7 locations). Every time the operating conditions were changed for optimization, it was recorded which operating parameters and image data were used as the basis for changing the operating conditions, and multivariate analysis was performed based on the statistical data of those records. Furthermore, the contribution of each operation parameter or each image data, which is the basis for changing the operation operation item for operation optimization, is statistically organized, and the adoption input that is particularly important and necessary for each of the three sludge dewatering treatment facilities. Operational parameters or image data as data were extracted. As a result, it was found that the input data shown below for each processing facility is almost necessary and sufficient data for operation optimization. The probability that these data were taken in as input data to this dehydration system and the operation parameter contents output as output data matched the actual operation contents of the skilled operator was 93% or more in all three processing facilities. The operating conditions of Examples 1 to 3 will be individually described below.

運転記録データ、本脱水システム採用による出力データ、及びそれらの統計解析結果より、実施例1の下水混合生汚泥では、「脱水装置内圧力」、「スクリュー軸トルク」、「スクリュー出口付近ろ液排出画像」の3つの要素により、おおよその固液分離状態を判断、評価することができることが分かった。この3つの入力データを用いた脱水システムの出力データと熟練運転員の実際の操作内容の合致率は94%に達した。図5に実施例1の試験結果を示す。一般的に、混合生汚泥は固液分離性に寄与する74μm以上粗浮遊物(大きいほど固液分離性良好)が10〜40%と比較的多く、コシのある強固な脱水ケーキを形成し、ケーキ含水率は60〜70%程度まで脱水される。このため、その脱水性能が脱水装置内の圧力やスクリュー軸トルクに強く反映され、また脱水ろ液画像(後段)により脱水工程の最終段階での固液分離状態(ろ液の滴り具合)が特徴的に画像として現れたと考えられる。
尚、本試験の運転期間における脱水ケーキの含水率は所定の汚泥流量に対して、目標の含水率を達成した。
Based on the operation record data, the output data from the adoption of this dehydration system, and the statistical analysis results thereof, in the sewage mixed raw sludge of Example 1, "pressure in the dehydrator", "screw shaft torque", and "sluice discharge near the screw outlet". It was found that the approximate solid-liquid separation state can be judged and evaluated by the three elements of "image". The match rate between the output data of the dehydration system using these three input data and the actual operation contents of the skilled operator reached 94%. FIG. 5 shows the test results of Example 1. In general, mixed raw sludge has a relatively large amount of coarse suspended matter of 74 μm or more (the larger the better the solid-liquid separability), which contributes to solid-liquid separability, which is 10 to 40%, forming a firm and strong dehydrated cake. The moisture content of the cake is dehydrated to about 60 to 70%. Therefore, the dehydration performance is strongly reflected in the pressure in the dehydrator and the screw shaft torque, and the solid-liquid separation state (drip condition of the filtrate) at the final stage of the dehydration process is characterized by the dehydration filtrate image (second stage). It is thought that it appeared as an image.
The moisture content of the dehydrated cake during the operation period of this test achieved the target moisture content with respect to the predetermined sludge flow rate.

運転記録データ、本脱水システム採用による出力データ、及びそれらの統計解析結果より、実施例2の混合バイオマスメタン発酵系汚泥では、「濃縮装置上部画像」のみでおおよその固液分離状態を判断、評価することができることが分かった。この入力データのみを用いた本脱水システムの出力データと熟練運転員の実際の操作内容の合致率は93%に達した。図6に実施例2の試験結果を示す。 Based on the operation record data, the output data obtained by adopting this dehydration system, and the statistical analysis results thereof, in the mixed biomass methane fermentation sludge of Example 2, the approximate solid-liquid separation state is judged and evaluated only by the "upper image of the concentrator". It turns out that it can be done. The match rate between the output data of this dehydration system using only this input data and the actual operation contents of the skilled operator reached 93%. FIG. 6 shows the test results of Example 2.

一般的に、混合バイオマスメタン発酵系汚泥中には、塩類濃度が比較的大きい食品加工品や食品残査が多いことから、凝集剤の適性添加率が対固形物当たり4%を超える場合もある。さらに、日々メタン発酵槽に投入する有機物は質も量も変動が大きく、凝集剤の注入率を適正範囲内に制御することが該汚泥の固液分離性にとって最も重要である。その適正注入率変動具合をリアルタイムで正確に表現できていたのが濃縮装置水切りゾーンにおける凝集凝縮汚泥の動き(広がり、転がり方、固液界面等)であったと考えられる。熟練運転員としてはこの濃縮装置水切りゾーンの上部からの画像を常時監視することで凝集剤の適正注入率の変動を主たる原因とする固液分離性変化を素早く察知し、脱水システムの運転条件を再度最適化することができていたと考えられる。
尚、本試験の運転期間における脱水ケーキの含水率は所定の汚泥流量に対して、目標の含水率を達成した。
In general, mixed biomass methane fermentation sludge contains many processed food products and food residues with a relatively high salt concentration, so the appropriate addition rate of coagulant may exceed 4% per solid matter. .. Furthermore, the quality and quantity of organic matter that is put into the methane fermenter every day fluctuates greatly, and controlling the injection rate of the flocculant within an appropriate range is the most important for the solid-liquid separability of the sludge. It is probable that it was the movement (spreading, rolling, solid-liquid interface, etc.) of the coagulated and condensed sludge in the draining zone of the concentrator that could accurately express the fluctuation of the appropriate injection rate in real time. As a skilled operator, by constantly monitoring the image from the upper part of this concentrator draining zone, it is possible to quickly detect changes in solid-liquid separability mainly due to fluctuations in the proper injection rate of coagulant, and to determine the operating conditions of the dehydration system. It is probable that it could be optimized again.
The moisture content of the dehydrated cake during the operation period of this test achieved the target moisture content with respect to the predetermined sludge flow rate.

運転記録データ、本脱水システム採用による出力データ、及びそれらの統計解析結果より、実施例3の飲料水製造工場廃水の活性汚泥処理施設における余剰汚泥では、「凝集混和槽内の凝集フロックの画像」、「濃縮装置の上部画像」、「脱水装置からの濁質リーク状態」、「脱水ろ液の濁度を示す画像」、及び「汚泥のpH」と「脱水装置内圧力」の計6つの要素を見て総合的に評価することで、おおよその固液分離状態を判断、評価することができることが分かった。この6つの入力データを用いた本脱水システムの出力データと熟練運転員の実際の操作内容の合致率は95%に達した。図7に実施例3の試験結果を示す。今回対象とした飲料水製造工場廃水処理施設の余剰汚泥は、固液分離性に寄与する74μm以上粗浮遊物が3%未満と非常に小さく、同じく固液分離性に影響するVTS(小さいほど固液分離性良好)も88%と比較的大きく、難脱水性の汚泥性状であったが、熟練運転員が経験的に知る凝集フロックの形状や質感、濃縮装置上部での汚泥の動き、脱水装置からのSSリーク状態等の画像を中心としたデータを基にして本脱水システムにより最適運転パラメータを出力させることにより、この難脱水性汚泥の特徴を読み込んだ熟練運転員並みの運転操作が可能になったと考えられる。
尚、本試験の運転期間における脱水ケーキの含水率は所定の汚泥流量に対して、目標の含水率を達成した。
Based on the operation record data, the output data obtained by adopting this dehydration system, and the statistical analysis results thereof, the surplus sludge in the activated sludge treatment facility of the wastewater of the drinking water manufacturing plant of Example 3 is "an image of agglomerated flocs in a coagulation mixing tank". , "Upper image of concentrator", "turbidity leak state from dehydrator", "image showing turbidity of dehydrated filtrate", and "sludge pH" and "pressure inside dehydrator", total 6 elements It was found that it is possible to judge and evaluate the approximate solid-liquid separation state by comprehensively evaluating by looking at. The match rate between the output data of this dehydration system using these six input data and the actual operation contents of the skilled operator reached 95%. FIG. 7 shows the test results of Example 3. The excess sludge from the wastewater treatment facility of the drinking water manufacturing plant targeted this time has a very small amount of coarse suspended matter of 74 μm or more that contributes to solid-liquid separability, which is less than 3%. (Good liquid separability) was also relatively large at 88%, which was a sludge property that was difficult to dehydrate, but the shape and texture of aggregated flocs empirically known by skilled operators, the movement of sludge on the upper part of the concentrator, and the dehydrator. By outputting the optimum operation parameters by this dehydration system based on the data centered on the images such as the SS leak state from the above, it is possible to perform the operation operation equivalent to that of a skilled operator who has read the characteristics of this poorly dehydrated sludge. It is thought that it became.
The moisture content of the dehydrated cake during the operation period of this test achieved the target moisture content with respect to the predetermined sludge flow rate.

上述の実施形態は、目標含水率を達成しながら現状の最適な運転パラメータを出力するものであるが、将来の運転状態の予測に応用することも可能であり、例えば、本脱水システムにおける将来の排出される脱水ケーキの含水率や将来起こり得る脱水工程における設備の運転不良の予測も可能である。 The above-described embodiment outputs the current optimum operating parameters while achieving the target water content, but it can also be applied to the prediction of the future operating state. For example, the future in this dehydration system It is also possible to predict the water content of the discharged dehydrated cake and the operation failure of the equipment in the dehydration process that may occur in the future.

一実施形態では、制御システム6は、脱水システムの最適な運転パラメータを出力する上述した学習済みモデルに加えて、または代えて、脱水システムの運転が正常であるか異常であるかを判定するための学習済みモデルを備えてもよい。脱水システムの運転状態に異常が起こると、得られる脱水ケーキの含水率が高くなり、後段の処理に多大な影響を及ぼすことがある。このような運転異常は、頻度は高くないものの、脱水システムの運転異常が起きた場合には、これを正しく検出することが重要である。 In one embodiment, the control system 6 adds to or in place of the trained model described above that outputs the optimum operating parameters of the dehydration system to determine whether the operation of the dehydration system is normal or abnormal. It may be equipped with a trained model of. If an abnormality occurs in the operating state of the dehydration system, the water content of the obtained dehydrated cake becomes high, which may have a great influence on the subsequent treatment. Although the frequency of such operation abnormalities is not high, it is important to correctly detect the operation abnormalities of the dehydration system when they occur.

そこで、本実施形態は、学習済みモデルを用いて、脱水システムの運転異常を正しく検出することができる脱水システムを提供する。以下の説明では、脱水システムの最適な運転パラメータを出力する上述した学習済みモデルを第1学習済みモデルと称し、脱水システムの運転が正常または異常であるかを判定するための学習済みモデルを第2学習済みモデルと称する。 Therefore, the present embodiment provides a dehydration system capable of correctly detecting an operation abnormality of the dehydration system using a trained model. In the following description, the above-mentioned trained model that outputs the optimum operation parameters of the dehydration system is referred to as the first trained model, and the trained model for determining whether the operation of the dehydration system is normal or abnormal is referred to as the first trained model. 2 Called a trained model.

制御システム6の記憶装置6aには、第2学習済みモデルが格納されている。一例では、第2学習済みモデルは、ニューラルネットワークから構成されている。記憶装置6aには、第2学習済みモデルを機械学習アルゴリズムに従って構築するためのプログラムが格納されている。処理装置6bは、プログラムに含まれる命令に従って演算を実行することによって第2学習済みモデルを構築する。第2学習済みモデルの詳細は、第1学習済みモデルと同様であるので、その重複する説明を省略する。 The second trained model is stored in the storage device 6a of the control system 6. In one example, the second trained model is composed of a neural network. The storage device 6a stores a program for constructing the second trained model according to the machine learning algorithm. The processing device 6b constructs a second trained model by executing an operation according to an instruction included in the program. Since the details of the second trained model are the same as those of the first trained model, the duplicate description thereof will be omitted.

第2学習済みモデルは、ケーキ撮像装置64によって生成された過去の画像データと、脱水システムの運転状態が正常または異常であることを示す運転指標値との複数の組み合わせを含む学習データを用いて、機械学習アルゴリズムに従って構築されたモデルである。ケーキ撮像装置64は、図1、図3、および図4に示すように、脱水装置5によって形成されたケーキ(低含水率の濁質残渣)の画像データを生成するように配置されている。一例では、ケーキ撮像装置64は、脱水装置5によって形成されたケーキを搬出するための排出コンベヤ(図示せず)の上方に配置され、排出コンベヤ上のケーキの画像データを生成するように配置されてもよい。 The second trained model uses the training data including a plurality of combinations of the past image data generated by the cake imaging device 64 and the operation index value indicating that the operation state of the dehydration system is normal or abnormal. , A model built according to a machine learning algorithm. As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the cake imaging device 64 is arranged so as to generate image data of a cake (a turbid residue having a low water content) formed by the dehydrating device 5. In one example, the cake imager 64 is placed above the discharge conveyor (not shown) for carrying out the cake formed by the dehydrator 5 and is arranged to generate image data of the cake on the discharge conveyor. You may.

ケーキ撮像装置64によって生成された過去の画像データは説明変数であり、脱水システムの運転状態が正常または異常であることを示す運転指標値は目的変数である。脱水システムの運転状態が正常または異常であるかは、運転員によって決定される。運転指標値の例としては、脱水システムの運転状態が正常であることを示す第1数値(例えば0)と、脱水システムの運転状態が異常であることを示す第2数値(例えば1)が挙げられる。脱水システムの運転状態が異常である原因としては、凝集剤の溶解濃度不良、想定外の汚泥濃度変動、脱水装置5内での汚泥の詰まりなどが挙げられる。 The past image data generated by the cake imaging device 64 is an explanatory variable, and the operating index value indicating that the operating state of the dehydration system is normal or abnormal is the objective variable. Whether the dehydration system is operating normally or abnormally is determined by the operator. Examples of the operation index value include a first numerical value (for example, 0) indicating that the operating state of the dehydration system is normal, and a second numerical value (for example, 1) indicating that the operating state of the dehydration system is abnormal. Be done. Causes of abnormal operating conditions of the dehydration system include poor dissolution concentration of coagulant, unexpected fluctuation of sludge concentration, and clogging of sludge in the dehydrator 5.

第2学習済みモデルのパラメータ(重みなど)を最適化するために、ケーキ撮像装置64によって生成された画像データと、脱水システムの運転状態が正常または異常であることを示す運転指標値との多数の組み合わせを含む学習データ(訓練データまたは教師データともいう)が用意される。制御システム6は、この学習データを用いて機械学習アルゴリズムにより第2学習済みモデルを構築する。第2学習済みモデルのパラメータには、重みの他に、バイアスが含まれることがある。このようにして構築された第2学習済みモデルは、記憶装置6a内に格納される。 A large number of image data generated by the cake imager 64 in order to optimize the parameters (weights, etc.) of the second trained model and operating index values indicating that the operating state of the dehydration system is normal or abnormal. Learning data (also called training data or teacher data) including the combination of is prepared. The control system 6 constructs a second trained model by a machine learning algorithm using this training data. The parameters of the second trained model may include biases in addition to weights. The second trained model constructed in this way is stored in the storage device 6a.

脱水システムの運転中、制御システム6は、現在の画像データを所定の周期でケーキ撮像装置64から取得し、記憶装置6a内に記憶する。制御システム6は、画像データを第2学習済みモデルに入力し、脱水システムの運転状態が正常または異常であることを示す運転指標値を第2学習済みモデルから出力するための演算を処理装置6bに実行させる。 During the operation of the dehydration system, the control system 6 acquires the current image data from the cake imaging device 64 at a predetermined cycle and stores it in the storage device 6a. The control system 6 inputs image data to the second trained model, and processes the processing device 6b to output an operation index value indicating that the operating state of the dehydration system is normal or abnormal from the second trained model. To execute.

図8は、脱水システムの運転中に第2学習済みモデルから出力された運転指標値の時間変化を示すグラフである。図8において、縦軸は、運転指標値を表し、横軸は運転時間を表す。第2学習済みモデルによる判定結果の出力の間隔は適宜設定される。図8では、秒単位の例を示しているが、より間隔を開けて、分単位、時間単位、日単位としてもよい。図8のグラフの前半では、運転が正常であることを示す数値0が続くが、徐々に運転異常を示す数値1が出力される。図8に示すように、同じ数値が連続的に第2学習済みモデルから出力される間、時々異なる数値が出力されることがある。これは、第2学習済みモデルが脱水システムの運転状態を正しく判定できなかったためである。 FIG. 8 is a graph showing the time change of the operation index value output from the second trained model during the operation of the dehydration system. In FIG. 8, the vertical axis represents the operation index value, and the horizontal axis represents the operation time. The interval of output of the determination result by the second trained model is appropriately set. Although the example in seconds is shown in FIG. 8, it may be in minutes, hours, or days at intervals. In the first half of the graph of FIG. 8, the numerical value 0 indicating that the operation is normal continues, but the numerical value 1 indicating an operation abnormality is gradually output. As shown in FIG. 8, while the same numerical value is continuously output from the second trained model, different numerical values may be output from time to time. This is because the second trained model could not correctly determine the operating state of the dehydration system.

図9は、図8に示す運転指標値の移動平均の時間的変化を示すグラフである。図8において、縦軸は、運転指標値の移動平均を表し、横軸は運転時間を表す。制御システム6は、第2学習済みモデルから出力された運転指標値の移動平均を算定する。移動平均の時間間隔は適宜設定される。制御システム6は、運転指標値の移動平均をしきい値と比較し、運転指標値の移動平均がしきい値を超えたときに、脱水システムの運転に異常が起きていることを決定する。そして、制御システム6は、脱水システムの運転異常を示す警報を発する。運転員は、警報により、脱水システムの運転に異常が起きていることを知ることができるので、処理システムに対して適切な処置を施すことにより、運転異常を解消することができる。 FIG. 9 is a graph showing the temporal change of the moving average of the driving index value shown in FIG. In FIG. 8, the vertical axis represents the moving average of the driving index values, and the horizontal axis represents the driving time. The control system 6 calculates the moving average of the operation index values output from the second trained model. The time interval of the moving average is set as appropriate. The control system 6 compares the moving average of the operating index value with the threshold value, and when the moving average of the operating index value exceeds the threshold value, determines that an abnormality has occurred in the operation of the dehydration system. Then, the control system 6 issues an alarm indicating an operation abnormality of the dehydration system. Since the operator can know from the alarm that an abnormality has occurred in the operation of the dehydration system, the operation abnormality can be resolved by taking appropriate measures for the processing system.

図9から分かるように、運転指標値の移動平均は、一旦しきい値を超えた後も変動し続けるので、しきい値を超えたり、下回ったりする。そこで、制御システム6は、脱水システムの運転に異常が起きていることを一旦決定すると、運転指標値の移動平均が所定の正常レベルにまで低下しない限り、運転異常の決定動作をせず、警報を解除しない。脱水システムの運転異常が解消されると、運転指標値の移動平均は徐々に低下する。制御システム6は、運転指標値の移動平均が所定の正常レベルにまで低下すると、脱水システムの運転異常の決定動作をリセットし、運転異常の決定動作を再開する。さらに、制御システム6は、警報を解除する。 As can be seen from FIG. 9, the moving average of the operating index value continues to fluctuate even after the threshold value is once exceeded, and thus exceeds or falls below the threshold value. Therefore, once the control system 6 determines that an abnormality has occurred in the operation of the dehydration system, the control system 6 does not perform the operation of determining the operation abnormality and gives an alarm unless the moving average of the operation index value drops to a predetermined normal level. Do not release. When the operation abnormality of the dehydration system is resolved, the moving average of the operation index values gradually decreases. When the moving average of the operation index value drops to a predetermined normal level, the control system 6 resets the operation abnormality determination operation of the dehydration system and restarts the operation abnormality determination operation. Further, the control system 6 cancels the alarm.

本実施形態によれば、制御システム6は、第2学習済みモデルから出力された運転指標値に基づいて、脱水システムに異常が起きていることを正しく決定することができる。 According to the present embodiment, the control system 6 can correctly determine that an abnormality has occurred in the dehydration system based on the operation index value output from the second trained model.

制御システム6は、脱水システムの最適な運転パラメータを出力する第1学習済みモデルと、脱水システムの運転が正常であるか異常であるかを判定する第2学習済みモデルのいずれか、または両方を備えてもよい。 The control system 6 selects one or both of the first trained model that outputs the optimum operation parameters of the dehydration system and the second trained model that determines whether the operation of the dehydration system is normal or abnormal. You may prepare.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above-described embodiment is described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to carry out the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, but is construed in the broadest range according to the technical idea defined by the claims.

1 懸濁液貯留槽
3 凝集装置
4 濃縮装置
5 脱水装置
6 制御システム
6a 記憶装置
6b 処理装置
7 凝集混和槽
8 攪拌機
9 攪拌羽根
10 攪拌モータ
12 ポンプ
14 汚泥導入管
18 汚泥移送管
22 温度センサ
24 汚泥濃度計
26 水供給ライン
27 流量制御弁
28 凝集剤供給装置
29 懸濁液撮像装置
31 凝集物撮像装置
32 濃縮物撮像装置
33 分離液撮像装置
35 投入口
36 ろ過筒
37 スクリュー軸
38 スクリュー羽根
40 スクリューモータ
41 排出室
42 軸摺動アクチュエータ
44 閉塞壁
45 ろ液受け
46 ドレイン
50 背圧板
51 背圧板駆動装置
52 プラグ
53 排出口
55 洗浄装置
61 圧力センサ
64 ケーキ撮像装置
65 脱水ろ液撮像装置
66 ろ過筒撮像装置
71 第1スクリュー
71A 第1スクリュー軸
71B 第1スクリュー羽根
72 第2スクリュー
72A 第2スクリュー軸
72B 第2スクリュー羽根
75 第1スクリューモータ
76 第2スクリューモータ
77 プラグ
80 造粒槽
82 前処理ろ布ベルト
83a〜83c 支持ローラ
86 第1ろ布ベルト
88a〜88e 第1ガイドローラ
90 第2ろ布ベルト
91a〜91f 第2ガイドローラ
95A〜95E 圧搾ローラ
98 駆動装置
98A 電動機
98B 駆動ホイール
98C ベルト
100 電動機
101 第1ろ布緊張装置
102 第2ろ布緊張装置
1 Suspension storage tank 3 Coagulation device 4 Concentrator 5 Dehydration device 6 Control system 6a Storage device 6b Processing device 7 Coagulation mixing tank 8 Stirrer 9 Stirrer blade 10 Stirrer motor 12 Pump 14 Sludge introduction pipe 18 Sludge transfer pipe 22 Temperature sensor 24 Sludge concentration meter 26 Water supply line 27 Flow control valve 28 Coagulant supply device 29 Suspension imager 31 Aggregate imager 32 Concentrate imager 33 Separation solution imager 35 Input port 36 Filtration cylinder 37 Screw shaft 38 Screw blade 40 Screw motor 41 Discharge chamber 42 Shaft sliding actuator 44 Closure wall 45 Filter fluid receiver 46 Drain 50 Back pressure plate 51 Back pressure plate drive device 52 Plug 53 Discharge port 55 Cleaning device 61 Pressure sensor 64 Cake imager 65 Dehydrated filtrate imager 66 Filtration Cylinder imager 71 1st screw 71A 1st screw shaft 71B 1st screw blade 72 2nd screw 72A 2nd screw shaft 72B 2nd screw blade 75 1st screw motor 76 2nd screw motor 77 Plug 80 Granulation tank 82 Pretreatment Filter cloth belt 83a to 83c Support roller 86 First filter cloth belt 88a to 88e First guide roller 90 Second filter cloth belt 91a to 91f Second guide roller 95A to 95E Squeezing roller 98 Drive device 98A Electric motor 98B Drive wheel 98C Belt 100 Electric machine 101 1st filter cloth tensioning device 102 2nd filter cloth tensioning device

Claims (4)

懸濁液から液体を除去するための脱水システムであって、
懸濁液を貯留する懸濁液貯留槽と、
前記懸濁液と凝集剤を攪拌して凝集物を形成する凝集装置と、
前記凝集物から液体を除去し、濃度3〜50wt%の濁質残渣を形成する脱水装置と、
前記懸濁液、前記凝集物、前記濁質残渣、および前記懸濁液から除去された液体のうちの少なくとも1つの画像データを生成する撮像装置と、
機械学習アルゴリズムにより構築された学習済みモデルを有する制御システムを備え、
前記制御システムは、前記学習済みモデルが格納された記憶装置と、前記画像データを前記学習済みモデルに入力し、前記脱水装置から排出される濁質残渣の含水率を目標範囲内に収めることができる前記脱水システムの最適な運転パラメータを前記学習済みモデルから出力するための演算を実行する処理装置を備えている、脱水システム。
A dehydration system for removing liquids from suspensions
A suspension storage tank for storing suspension and
A coagulator that stirs the suspension and the coagulant to form agglomerates,
A dehydrator that removes the liquid from the agglomerates to form a turbid residue with a concentration of 3 to 50 wt%.
An imaging device that produces at least one image data of the suspension, the agglomerates, the turbid residue, and the liquid removed from the suspension.
Equipped with a control system with a trained model built by machine learning algorithms
The control system can input the storage device in which the trained model is stored and the image data into the trained model, and keep the water content of the turbid residue discharged from the dehydrator within the target range. A dehydration system comprising a processing device that performs an operation to output the optimum operating parameters of the dehydration system capable from the trained model.
懸濁液から液体を除去するための脱水システムであって、
懸濁液を貯留する懸濁液貯留槽と、
前記懸濁液と凝集剤を攪拌して凝集物を形成する凝集装置と、
前記凝集物から液体を除去し、濃度3〜15wt%の濃縮物を形成する濃縮装置と、
前記濃縮物から液体を除去し、濃度3〜50wt%の濁質残渣を形成する脱水装置と、
前記懸濁液、前記凝集物、前記濃縮物、前記濁質残渣、および前記懸濁液から除去された液体のうちの少なくとも1つの画像データを生成する撮像装置と、
機械学習アルゴリズムにより構築された学習済みモデルを有する制御システムを備え、
前記制御システムは、前記学習済みモデルが格納された記憶装置と、前記画像データを前記学習済みモデルに入力し、前記脱水装置から排出される濁質残渣の含水率を目標範囲内に収めることができる前記脱水システムの最適な運転パラメータを前記学習済みモデルから出力するための演算を実行する処理装置を備えている、脱水システム。
A dehydration system for removing liquids from suspensions
A suspension storage tank for storing suspension and
A coagulator that stirs the suspension and the coagulant to form agglomerates,
A concentrator that removes the liquid from the agglomerates to form a concentrate having a concentration of 3 to 15 wt%.
A dehydrator that removes the liquid from the concentrate to form a turbid residue with a concentration of 3 to 50 wt%.
An imaging device that produces at least one image data of the suspension, the agglomerates, the concentrate, the turbid residue, and the liquid removed from the suspension.
Equipped with a control system with a trained model built by machine learning algorithms
The control system can input the storage device in which the trained model is stored and the image data into the trained model, and keep the water content of the turbid residue discharged from the dehydrator within the target range. A dehydration system comprising a processing device that performs an operation to output the optimum operating parameters of the dehydration system capable from the trained model.
前記濃縮装置は、回転円板式脱液装置である、請求項2に記載の脱水システム。 The dehydration system according to claim 2, wherein the concentrating device is a rotary disk type liquid removing device. 前記制御システムは、前記画像データと、前記脱水システムの状態データを前記学習済みモデルに入力し、前記脱水装置から排出される濁質残渣の含水率を目標範囲内に収めることができる前記脱水システムの最適な運転パラメータを前記学習済みモデルから出力するための演算を前記処理装置に実行させるように構成されている、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の脱水システム。 The control system inputs the image data and the state data of the dehydration system into the trained model, and the dehydration system capable of keeping the water content of the turbid residue discharged from the dehydrator within a target range. The dehydration system according to any one of claims 1 to 3, wherein the processing apparatus is configured to perform an operation for outputting the optimum operation parameters of the above from the trained model.
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