JPH06277687A - Mlss計 - Google Patents

Mlss計

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Publication number
JPH06277687A
JPH06277687A JP5065023A JP6502393A JPH06277687A JP H06277687 A JPH06277687 A JP H06277687A JP 5065023 A JP5065023 A JP 5065023A JP 6502393 A JP6502393 A JP 6502393A JP H06277687 A JPH06277687 A JP H06277687A
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JP
Japan
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image
mlss
index
sludge
concentration
Prior art date
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Pending
Application number
JP5065023A
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English (en)
Inventor
Ryosuke Miura
良輔 三浦
Kiyoshi Taguchi
清 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH06277687A publication Critical patent/JPH06277687A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Activated Sludge Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】測定の誤差が極めて少なく、安定して活性汚泥
のMLSS濃度を自動的に測定できるMLSS計を提供
する。 【構成】下・廃水処理場のエアレーションタンクなど活
性汚泥・フロックが分散している流体中に浸漬し、活性
汚泥フロックの映像を撮影する撮影装置1と、撮影した
映像をデジタル化して伝送する画像入力装置7と、デジ
タル化した画像を原画像として記録する画像メモリ装置
8と、原画像を画像処理して処理画像とする画像処理装
置9と、処理画像を計測して画像計測値を出力する画像
計測装置10と、出力された画像計測値から汚泥濃度指
標を統計処理し、MLSS濃度を算出する指標演算装置
11と、算出されたMLSS濃度を原画像、処理画像、
汚泥濃度指標及び統計処理経過と同時に出力表示する表
示装置12とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は下・廃水処理場の活性汚
泥のMLSS濃度を測定するMLSS計に関する。
【0002】
【従来の技術】活性汚泥を下水や廃水と混合しエアレー
ションすると、下水・廃水中の汚泥物質は活性汚泥に分
解され浄化される。この浄化の良悪は、活性汚泥の量、
正確には微生物量の適性値に依存する。そのため無生物
量、すなわちその指標であるMLSS濃度の監視が下・
廃水処理場の重要な作業となっている。MLSSとは、
活性汚泥浮遊物質(Mixed Liquor Sus
pended Solids)の略で、特にエアレーシ
ョンタンク内の混合液の浮遊物質を指し、下水や廃水を
処理する微生物の量の指標の一つとして利用されてい
る。
【0003】従来、MLSS濃度の測定は、MLSSの
所定量をエアレーションタンクなどから分取し、固形分
を水で洗い乾燥し、その重量を天秤で計るという手分析
による重量法で、基準法ともなっている。しかし、重量
法によるMLSS濃度は、微生物の他、粘土鉱物の微粒
子なども含めて測定してしまい、正しく微生物量を測定
しているわけではない。またこの重量法は1回の測定に
数時間かかり多大の労力を必要とするため通常日に1回
しか測定できない。
【0004】ところが、エアレーションタンク内の微生
物濃度は、流入する下水・廃水の流量や、返送汚泥流量
や余剰汚泥引抜流量などの運転操作量によって日間でも
大きく変動している。そのため、常時MLSS濃度を監
視するために、自動化された光学式のMLSS計が提案
され、広く利用されている。この光学式のMLSS計に
は、透過光方式、透過・散乱光比較測定方式、散乱光測
定方式等があり、自動化され、MLSSのオンライン測
定用プロセス計器となっている。これらの測定方式の原
理は同一で測定法的には濁度(にごり)計の一種で絶対
的なMLSS濃度の測定でないため、前記重量法の測定
値によって校正されて使用されるものである。光学式の
MLSS計も重量法を基準にしている。
【0005】上記したような光学式のMLSS計は簡便
・廉価なこともあって、下水・廃水処理場における微生
物量の指標として長年にわたり広く活用されてきたが、
微生物量との相関関係は活性汚泥の変性など多くの原因
によって変動し、しばしば計測誤差による運転の誤りの
原因ともなっていた。そのため、より正確に微生物量
を、常時安定して自動測定できるMLSS計の開発が望
まれていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような要望に応え
るものとして、従来、画像処理によって活性汚泥のフロ
ック状微生物の菌体量を検出する方法が試みられてい
る。この検出方法は、画面中の活性汚泥中のズーグレア
性微生物と糸状性微生物とを分割し、前者を画像計測し
てフロック状微生物の菌体量を求めるというものであ
る。
【0007】しかし、糸状性微生物の顕微鏡映像を画素
単位で処理する画像処理や画像計測を可能にするために
は、顕微鏡倍率を100〜数100倍、少なくとも10
0倍以上にしなくてはならない。また通常の活性汚泥
は、微小な微生物のコロニーの集合である大きさ数ミリ
メートルのフロックから構成されている。このフロック
を少なくとも数個(通常3個以上)を1映像画面に入れ
るためには、撮影装置のスクリーン幅を10ミリメート
ル以上にしなくてはならない。スクリーン幅が10ミリ
メートルの顕微鏡倍率は10〜20倍程度である。した
がって、この倍率では糸状性微生物を撮影することはで
きない。さらに100倍以上の顕微鏡倍率の場合のスク
リーン幅は2ミリメートル以下である。したがって糸状
性微生物と同一の画面でフロック状微生物の量を画像処
理によって計測しようとしても、画面に活性汚泥フロッ
ク1個がやっと入るか入らないかぐらいとなり、このよ
うな画面から活性汚泥全体のMLSS濃度の情報を正確
に得ることはできず、誤差は非常に高いものになってし
まう。このような従来技術は糸状性微生物を撮影するた
めに顕微鏡倍率が高くなっているのである。
【0008】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、その目的は測定の誤差を極めて少なく、かつ安定し
て活性汚泥のMLSS濃度を自動的に測定することが可
能なMLSS計を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のMLSS計は、下・廃水処理場のエアレー
ションタンクまたはその流出渠など活性汚泥・フロック
が分散している流体中に浸漬し,活性汚泥フロックの映
像を撮影する撮影装置と、この撮影した映像をデジタル
化して伝送する画像入力装置と、このデジタル化した画
像を原画像として記録する画像メモリ装置と、この原画
像を画像処理して処理画像とする画像処理装置と、この
処理画像を計測して画像計測値を出力する画像計測装置
と、この出力された画像計測値から汚泥濃度指標を計算
し統計処理することによってMLSS濃度を算出する指
標演算装置と、この算出されたMLSS濃度を前記の原
画像,処理画像,汚泥濃度指標及び統計処理経過と同時
に出力表示する表示装置とから構成されたことを特徴と
する。
【0010】
【作用】本発明のMLSS計の作用を図2を参照して概
念的に説明する。まず、顕微鏡倍率約10倍程度のCC
Dカメラを内蔵した撮影装置1を、下水・廃水処理場の
エアレーションタンク内またはその流出渠に浸漬して据
付け、活性汚泥のフロックを撮影し、そのビデオ信号を
画像入力装置7に伝送する。画像入力装置7では、所定
の時間間隔でシャッターを切りビデオ信号をデジタル化
しデジタル計算機で処理できる形式にし、画像メモリ装
置8に原画像として入力されファイル形式に記録され
る。
【0011】次に、画像メモリ装置8内の原画像は、画
像処理装置9に呼び込まれ、濃淡処理としてシェーディ
ング補正,正規化,コントラスト強調などを行ない、二
値化し、二値処理として平滑化を行なった後、画像計測
装置10に送られ、フロック部分の画素数が計数され
る。この計数値は指標演算装置11に入力される。
【0012】指標演算装置11では、この計数値所定の
定数によって汚泥濃度指標に変換し、次いで汚泥濃度指
標の所定の間隔の時間移動平均値を求め、これをMLS
S濃度として表示装置12に表示出力する。表示装置1
2には、このMLSS濃度の値の他,原画像,処理画像
の現在時刻のもの、および統計処理の情報が同時に表示
され、操作員に情報を提供する。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説す
る。図1は本発明の一実施例のMLSS計の構成図であ
る。同図において、その下部の一部を水中に浸漬した撮
影装置1は、支持管2の最下部に取付けられており、支
持管2の中には撮影装置内に図示しないCCDカメラ
と、照明装置の電線および自動プレパラートの動力伝達
管が通されている。支持管2の上端にはコントロールボ
ックス3が配置されており、このコントロールボックス
3の下半分3bには、CCDカメラ用のCCDカメラ制
御器4と、照明装置などの電源5と自動プレパラート用
の動力装置6が備えられている。
【0014】また、コントロールボックス3の上半分3
aには、撮影装置1で撮影した活性汚泥フロックのビデ
オ映像をデジタル化する画像入力装置7と、デジタル化
した画像を原画像として記録する画像メモリ装置8と、
この原画像を濃淡処理・二値化・二値処理などの画像処
理を施す画像処理装置9と、画像処理した処理画像を画
素単位で画素数を計数し画像計測値を出力する画像計測
装置10と、この画像計測値を汚泥濃度指標に変換しさ
らに汚泥濃度指標の移動平均を計算してMLSS濃度を
算出する指標演算装置11と、算出されたMLSS濃度
を前記画像メモリ装置8内の原画像と画像処理装置9で
画像処理した処理画像と同一の画面に表示出力する表示
装置12とから構成されている。
【0015】次に、本実施例の作用について説明する。
撮影装置1の顕微鏡倍率は6倍である。照明は完全な暗
視野照明を採用しており、そのためコントラストの高い
活性汚泥のフロックの映像は黒色の背景に白く鮮明であ
る。コントラストの高い映像を得ることができるため、
画像処理装置9で行なう画像処理を非常に容易にしてい
る。活性汚泥フロックを撮影装置1に取り込む周期は1
0秒であり、動力装置6内に納められた図示しないシー
ケンスコントローラによって行なわれる。すなわち、1
0秒毎に、撮影した活性汚泥フロックの映像を画像メモ
リ装置8に取り込み原画像に供する。この原画像は直ち
に画像処理装置に呼び出され、シェーディング補正、濃
淡画素の正規化、およびコントラスト強調および平滑化
等の濃淡処理を行ない、二値化し、次いで平滑化、背景
除去、および平滑化などの二値処理が行なわれ、活性汚
泥フロック画像の二値化画像である処理画像が得られ
る。
【0016】さらに、上記の処理画像は画像計測装置1
0に送られ、白色画素で示されている活性汚泥フロック
の画素数Wが計測される。この計測値は指標演算装置1
1に入力され、下式(1)に基づいて、原画像を画像メ
モリ装置8に取り込んだ時刻(t)の汚泥濃度指標SS
(t)が演算される。
【0017】
【数1】 ここで、Aは所定の定数で、画素数Wを汚泥濃度に変換
する係数で、あらかじめ決定しておく定数である。
【0018】さらに、画像指標演算装置11では、汚泥
濃度指標SS(t)の10秒毎の時系列データの所定個
数Nを記憶しており、これらの時系列データの移動平均
を下式(2)に基づいて行ない、MLSS濃度が算出さ
れる。
【0019】
【数2】
【0020】すなわち、時系列値N個の移動平均にする
ことによって、汚泥濃度指標が有する誤差ΔSSは、統
計学の原理により下式(3)に従い、小さくすることが
できるからである。
【0021】
【数3】
【0022】たとえば、汚泥濃度指標の標準誤差SD
(SS)が200(mg/l)であるとし、MLSS濃
度の標準誤差SD(MLSS)を50(mg/l)とす
るためには式(3)を展開し、(4)式より移動平均の
数Nは16回であるということである。
【0023】
【数4】
【0024】すなわち、10秒毎に16回であるから、
180秒、すなわち3分に1回の割合でMLSS濃度の
値が更新されて、画像指標演算装置11から出力され、
操作員は表示装置12でその値を知ることができる。
【0025】表示装置12では、上記の如くして算出さ
れたMLSS濃度MLSS(t)の値を表示する一方、
撮影装置1で撮影されている映像と画像メモリ装置8に
取り込まれた最新の原画像、および画像処理装置9で得
られた処理画像とが同時に表示され、操作員はこれらの
画像から活性汚泥フロックの状態を肉眼で知ることがで
きるようにしている。
【0026】本実施例においては、MLSS濃度MLS
S(t)の算出に式(1)で示したようにN個の時系列
を移動平均しているが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば、次式(5)によって行なっても上記
実施例と同様な効果が得られる。
【0027】
【数5】 ここで、MLSS(t−1)は前回周期で求めたMLS
S濃度の値である。
【0028】上述したように、本実施例によれば、従来
のMLSS計のように透過光や散乱光の強弱によってそ
の濃度を求めず、直接活性汚泥フロックの量を画像処理
によって求めるので、正しく活性汚泥である微生物量を
少なくとも10秒毎に知ることができる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のMLSS
計によれば、下水・廃水処理に有効に働く活性汚泥の微
生物量を、正確かつ安定して長期間信頼して得ることが
できるため、適正な水処理運転が可能となり、また多大
な労力を必要とする重量法によるMLSS濃度の校正の
頻度を少なくすることができる、という優れた効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のMLSS計の正面図。
【図2】本発明の作用を説明するためのブロック図。
【符号の説明】
1…撮影装置、2…支持管、3…コントロールボック
ス、4…CCDカメラ制御器、5…電源、6…動力装
置、7…画像入力装置、8…画像メモリ装置、9…画像
処理装置、10…画像計測装置、11…指標演算装置、
12…表示装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下・廃水処理場のエアレーションタンク
    またはその流出渠など活性汚泥・フロックが分散してい
    る流体中に浸漬し,活性汚泥フロックの映像を撮影する
    撮影装置と、この撮影した映像をデジタル化して伝送す
    る画像入力装置と、このデジタル化した画像を原画像と
    して記録する画像メモリ装置と、この原画像を画像処理
    して処理画像とする画像処理装置と、この処理画像を計
    測して画像計測値を出力する画像計測装置と、この出力
    された画像計測値から汚泥濃度指標を計算し統計処理す
    ることによって活性汚泥浮遊物質(MLSS)濃度を算
    出する指標演算装置と、この算出された活性汚泥浮遊物
    質(MLSS)濃度を前記の原画像,処理画像,汚泥濃
    度指標及び統計処理経過と同時に出力表示する表示装置
    とから構成されたことを特徴とするMLSS計。
JP5065023A 1993-03-24 1993-03-24 Mlss計 Pending JPH06277687A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5065023A JPH06277687A (ja) 1993-03-24 1993-03-24 Mlss計

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JP5065023A JPH06277687A (ja) 1993-03-24 1993-03-24 Mlss計

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JPH06277687A true JPH06277687A (ja) 1994-10-04

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ID=13274970

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JP5065023A Pending JPH06277687A (ja) 1993-03-24 1993-03-24 Mlss計

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100708393B1 (ko) * 2006-07-05 2007-04-19 주식회사 하이텍엔지니어링 이미지 분석 기법을 이용한 자동 슬러지 침전능 계측장치
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