JP4347864B2 - 水処理施設の管理システム - Google Patents
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Description
浄水施設・再生水製造施設などの水処理施設の管理システムに係り、特に、設備機器の不具合による水質や水量に対するリスクを評価し、そのリスクに基づいて各機器の保守点検手法および点検頻度の設定を支援する管理システムに関する。
かかる構成により、設備機器の故障発生に関するリスクを定量化でき、膜を用いた水処理によって安定した水質および水量の水道水または再生水を供給できるものとなる。
(2)また上記目的を達成するために、本発明は、膜処理施設のプロセス計測値,水質計測値を受診して記憶する浄水プロセスデータベースと、機器の状態を診断するために用いる前記膜処理施設のプロセス計測,水質計測,保守点検結果の基準値,及び水道水に含まれ危害を与える原因物質に関するリスクを記憶する管理基準データベースと、保守点検対象の機器,機器の不具合,機器の不具合により発生する水質,機器の不具合の検出度に関するデータを記憶する保守点検データベースと、前記浄水プロセスデータベースに記憶されたプロセス計測値及び水質計測値と、前記管理基準データベースに記憶された対応する基準値を比較して機器の不具合の有無を診断し、診断結果と改善措置と発生日時と故障内容をトレーサビリティデータベースに記録する診断手段と、前記トレーサビリティデータベース又は保守点検データベースのデータに記録された故障に関する情報から確率密度関数により算出される保守後の経過日数に対する機器の故障発生確率及び機器の不具合の検出度を評価し、前記管理基準データベースに記録された機器の不具合により複数の水質項目の悪化に与える影響の程度と複数の水質項目のリスク値を用いて影響度を評価して、前記機器の危険の大きさを算出し、該算出された機器の危険の大きさに基づいて保守点検優先順位を決定する手段とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、設備機器の故障発生に関するリスクを定量化でき、膜を用いた水処理によって安定した水質および水量の水道水または再生水を供給できるものとなる。
かかる構成により、水質の測定結果を膜処理設備の診断に利用できるため、故障の検出が容易となる。
かかる構成により、設備機器の故障に係るリスクの精度が向上し、より適正な管理対象を選定できる。
最初に、図1を用いて、本実施形態による管理システムを用いた水処理施設システムの構成について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態による管理システムを用いた水処理施設システムの構成を示すブロック図である。
図2は、本発明の第1の実施形態による水処理施設の管理システムの構成を示すブロック図である。
図3は、本発明の第1の実施形態による水処理施設の管理システムの管理基準データベースに格納される基準値を与える項目を選定するためのFTA(フォールトツリー解析)の説明図である。
リスクは、例えば発生頻度と重篤度の積から算出する。発生頻度としては、特定の地点における対象物質濃度が基準値を超えた回数を用いることができる。また、重篤度としては人の健康被害の程度や、利水障害が発生する範囲(人口)などから設定することができる。
図4は、本発明の第1の実施形態による水処理施設の管理システムの保守点検データベースに格納される人手による入力情報の説明図である。
「影響度5」:除去性能が大幅に悪化し、許容値を逸脱する
「影響度3」:除去性能が悪化し、原水水質等の条件によっては許容値を逸脱する
「影響度1」:影響が小さく、許容値は逸脱しない。
「検出度5」:検出不能(分解点検要)
「検出度4」:故障発生に伴う事象により検出可能だが、検出率が低い
「検出度3」:故障発生に伴う事象により精度よく検出可能
「検出度2」:連続モニタリング機器で検出可能だが、検出率が低い
「検出度1」:連続モニタリング機器で精度よく検出可能。
図5は、本発明の第1の実施形態による水処理施設の管理システムの診断手段の処理内容を示すフローチャートである。
図6は、本発明の第1の実施形態による水処理施設の管理システムの危険優先数評価手段の処理内容を示すフローチャートである。図7は、本発明の第1の実施形態による水処理施設の管理システムの危険優先数評価手段によって算出された危険優先数の説明図である。
(危険優先数)=(故障発生確率)×(検出度)×k×Σ{(影響度0)i×(リスク)i}=(故障発生確率)×(検出度)×(影響度*)
ここで、iは関連する水質項目や水量に関する項目を示しており、全ての関連する項目の影響度とリスクの積を合計して、危険優先数に反映させる。
図8は、本発明の第1の実施形態による水処理施設の管理システムの保守点検頻度設定手段の処理内容を示すフローチャートである。図9は、本発明の第1の実施形態による水処理施設の管理システムの保守点検頻度設定手段による保守点検頻度の増減の説明図である。
図10は、本発明の第2の実施形態による管理システムを用いた水処理施設システムの構成を示すブロック図である。図11は、本発明の第2の実施形態による管理システムの管理基準データベースに格納する基準値を与える項目を設定するためのFTAの説明図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。
図12は、本発明の第3の実施形態による管理システムを用いた水処理施設システムの構成を示すブロック図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。
100B…再生水製造施設
110…原水槽
120…膜モジュール
130…膜ろ過水槽
140…塩素注入機
150…排水処理槽
160…最初沈殿池
165…生物処理槽
170…最終沈殿池
175…オゾン処理槽
180…オゾン注入機
185…汚泥処理設備
200,200A,200B…管理サーバ
300…端末
210…CPU
220…メモリ
220A…データ収集手段
220B…危険優先数評価手段
220C…保守点検頻度設定手段
220D…診断手段
220E…検索手段
230…データ入出力端末
240…浄水プロセスデータベース
250…管理基準データベース
260…改善措置データベース
270…保守点検データベース
280…トレーサビリティデータベース
290…ネットワークインターフェース(IF)
WA1…原水
WA2…上水
WA3…流入水
WA4…再生水
Claims (5)
- 膜を用いて原水を処理する浄水膜処理施設の維持管理を支援する水処理施設の管理システムであって、
膜モジュールの破損の有無をモニタリングする破損検出手段と、
膜間差圧をモニタリングする差圧検出手段と、
前記破損検出手段及び差圧検出手段による計測に関する情報を格納する浄水プロセスデータベースと、
前記破損検出手段及び差圧検出手段による計測項目の管理基準値を格納する管理基準データベースと、
前記破損検出手段及び差圧検出手段による計測値が前記管理基準データベースに格納された管理基準値の範囲を逸脱した際に提示する措置に関する情報を格納する改善措置データベースと、
前記破損検出手段及び差圧検出手段による計測値と前記管理基準データベースに格納された管理基準値を用いて膜処理施設の運転状態の異常を診断する診断手段と、
該診断手段の診断結果と改善措置と発生日時と故障内容を記録するトレーサビリティデータベースと、
故障に関する複数の水質の項目とその影響の程度,検出度を記録する保守点検データベースと、
前記管理基準データベース及び前記保守点検データベースの情報から複数の水質項目の悪化に与える影響の程度と複数の水質項目のリスク値を用いて算出した影響度を用い、前記トレーサビリティデータベースに記録された故障に関する情報から確率密度関数により算出される保守後の経過日数に対する機器の故障発生確率とを用い、前記保守点検データベースの検出度を用い、前記診断手段による診断結果および前記管理基準データベース及び保守点検データベースの情報を用いて設備機器の危険優先数を算出する危険優先数評価手段とを備え、
該危険優先数評価手段により算出された危険優先数に基づいて保守点検優先順位を設定することを特徴とする水処理施設の管理システム。 - 膜処理施設のプロセス計測値,水質計測値を受診して記憶する浄水プロセスデータベースと、
機器の状態を診断するために用いる前記膜処理施設のプロセス計測,水質計測,保守点検結果の基準値,及び水道水に含まれ危害を与える原因物質に関するリスクを記憶する管理基準データベースと、
保守点検対象の機器,機器の不具合,機器の不具合により発生する水質,機器の不具合の検出度に関するデータを記憶する保守点検データベースと、
前記浄水プロセスデータベースに記憶されたプロセス計測値及び水質計測値と、前記管理基準データベースに記憶された対応する基準値を比較して機器の不具合の有無を診断し、診断結果と改善措置と発生日時と故障内容をトレーサビリティデータベースに記録する診断手段と、
前記トレーサビリティデータベース又は保守点検データベースのデータに記録された故障に関する情報から確率密度関数により算出される保守後の経過日数に対する機器の故障発生確率及び機器の不具合の検出度を評価し、前記管理基準データベースに記録された機器の不具合により複数の水質項目の悪化に与える影響の程度と複数の水質項目のリスク値を用いて影響度を評価して、前記機器の危険の大きさを算出し、該算出された機器の危険の大きさに基づいて保守点検優先順位を決定する手段とを備えたことを特徴とする水処理施設の管理システム。 - 請求項2の水処理施設の管理システムにおいて、
膜処理原水および/または膜処理水を対象とし、濁度,有機物,色度,残留塩素、粒子数のうち少なくとも1つの水質計測を行うセンサを備え、
前記センサの計測値も用いて、前記診断手段,前記危険優先数評価手段,保守点検頻度設定手段は、それぞれ、前記診断,危険優先数評価および保守点検頻度設定を行うことを特徴とする水処理施設の管理システム。 - 請求項1の水処理施設の管理システムにおいて、
ネットワークを介して複数の水処理施設を接続し、
接続された水処理施設における、同様の設備機器の保守に関する情報も用いて、設備機器の故障発生確率を評価し、この故障発生確率を用いて危険優先数を評価する評価手段を備えることを特徴とする水処理施設の管理システム。 - 請求項1の水処理施設の管理システムにおいて、
下水処理水を原水とし、膜処理により再生水を製造する設備を対象とする水処理施設の管理システム。
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