WO2022049941A1 - 流下装置、水質検査システムおよび水質検査方法 - Google Patents

流下装置、水質検査システムおよび水質検査方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2022049941A1
WO2022049941A1 PCT/JP2021/028106 JP2021028106W WO2022049941A1 WO 2022049941 A1 WO2022049941 A1 WO 2022049941A1 JP 2021028106 W JP2021028106 W JP 2021028106W WO 2022049941 A1 WO2022049941 A1 WO 2022049941A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow
water
flow device
image pickup
quality inspection
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/028106
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
圭一郎 福水
知士 横山
友明 宮ノ下
Original Assignee
オルガノ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オルガノ株式会社 filed Critical オルガノ株式会社
Priority to CN202180033807.3A priority Critical patent/CN115552217A/zh
Publication of WO2022049941A1 publication Critical patent/WO2022049941A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions

Definitions

  • the present invention relates to a flow-down device, a water quality inspection system, and a water quality inspection method.
  • the water to be measured is irradiated with light, the light transmitted through the water to be measured is received, and the received light intensity and the threshold value are compared.
  • a water quality sensor that obtains water quality information using the result of the comparison has been considered (see, for example, Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a flow-down device, a water quality inspection system, and a water quality inspection method capable of easily performing a stable water quality inspection of a target water.
  • the flow device of the present invention is It is a flow device for capturing images of flowing water using a camera.
  • An inflow portion connected to a water treatment device and into which water flows from the water treatment device, It has a flow bottom for discharging the water so that the water flowing into the inflow portion flows down.
  • the water quality inspection system of the present invention is It is a flow device for capturing images of flowing water using a camera.
  • An inflow portion connected to a water treatment device and into which water flows from the water treatment device,
  • a flow device having a flow bottom for discharging the water so that the water flowing into the inflow portion flows down.
  • An image pickup device that captures images of water flowing down from the bottom of the stream through an air layer, It has an arithmetic unit that performs an operation based on an image captured by the imaging apparatus.
  • the water quality inspection method of the present invention is: A process of allowing the water stored in the water treatment device to flow into the flow device from the inflow section connected to the water treatment device. A process of discharging the water flowing into the inflow portion so as to flow down from the flow device. A process in which an image pickup device provided outside the flow-down device images the water flowing down from the flow-down device.
  • the arithmetic unit performs a process of performing a predetermined arithmetic based on the image of the captured water.
  • FIG. 1st Embodiment of the water quality inspection system of this invention It is a figure which shows an example of the internal structure of the flow-down device shown in FIG. It is a figure which shows the 2nd Embodiment of the water quality inspection system of this invention. It is a figure which shows an example of the internal structure of the flow-down device shown in FIG. It is a figure which shows an example of the cross section of the flow-down device shown in FIG. It is a figure which shows an example of the arrangement position when two light sources are provided in the image pickup range of the image pickup apparatus shown in FIG. It is a figure which shows an example of the correlation between the feature amount calculated by the arithmetic unit shown in FIG. 3 and a suspended solid concentration.
  • FIG. 10 is a view of the flow-down device shown in FIG. 10 as viewed from the A direction. It is a figure which looked at the flow-down device shown in FIG. 10 from the B direction. It is a figure which shows the other example of the cross section of the flow-down device shown in FIG. It is a figure which shows an example of the cross section of the flow-down device which connected the detour mechanism shown in FIG. 10 in a plurality of stages.
  • FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the water quality inspection system of the present invention.
  • the water quality inspection system in this embodiment includes a water treatment device 100, a flow-down device 200, an image pickup device 300, and an arithmetic unit 400.
  • the water to be treated which is raw water containing suspended solids, flows into the water treatment apparatus 100.
  • the water treatment device 100 is a storage tank for storing the inflowed water to be treated.
  • the water treatment device 100 is also a reaction tank in which a coagulant is injected from the outside into the stored water to be treated.
  • the flow device 200 is connected to the main line from the water treatment device 100.
  • the flow device 200 rectifies the water from the water treatment device 100.
  • the image pickup device 300 captures an image of water rectified by the flow device 200.
  • the image pickup device 300 may be, for example, an image sensor (camera) that captures an image of water.
  • the image pickup device 300 is an image sensor
  • the image pickup device 300 is a camera (for example, a moving image image pickup camera) that captures an image of water rectified by the flow device 200 at a time interval equal to or less than a preset time interval. Is also good.
  • the camera applicable as the image pickup apparatus 300 include k8-USB (manufactured by Kato Koken Co., Ltd.).
  • the shooting speed (frame rate) of the image pickup device 300 is faster.
  • the imaging speed of the imaging device 300 is more preferably 60 fps or more. It is preferable that the number of pixels of the image pickup apparatus 300 is larger.
  • the number of pixels of the image pickup apparatus 300 is more preferably 1.3 million pixels or more. It is preferable that the shutter speed of the image pickup apparatus 300 is faster. For example, the shutter speed of the image pickup apparatus 300 is more preferably 1 / 8s or less.
  • the photographing element of the image pickup apparatus 300 include a CCD, CMOS, and the like, and there is no particular limitation, but it is preferable to combine a black-and-white CMOS and a black-and-white back plate (described later).
  • the arithmetic unit 400 performs a predetermined operation on the image captured by the image pickup apparatus 300.
  • the arithmetic unit 400 calculates a feature amount (for example, the area of a white portion (white area)) from an image captured by the image pickup device 300.
  • the connection between the image pickup apparatus 300 and the arithmetic unit 400 may be any as long as they can communicate with each other.
  • the connection between the image pickup apparatus 300 and the arithmetic unit 400 may be, for example, a wireless connection or a wired connection. Further, the image pickup apparatus 300 and the arithmetic unit 400 may be connected to each other via a communication network.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the internal configuration of the flow device 200 shown in FIG. 1.
  • the flow device 200 shown in FIG. 1 has an inflow unit 210, a rectifying unit 220, and a flow bottom 230.
  • FIG. 2 shows only the main components related to the present embodiment among the components included in the flow device 200 shown in FIG.
  • the inflow unit 210 is connected to the main line through which the water stored in the water treatment device 100 flows. Water from the water treatment device 100 flows into the inflow section 210.
  • the rectifying unit 220 rectifies the water flowing in from the inflow unit 210.
  • the flow bottom 230 causes the water rectified by the rectifying unit 220 to flow to the outside of the flow device 200.
  • the flow device 200 having these configurations may be a valve connected to the main line through which water from the water treatment device 100 flows.
  • the flow device 200 rectifies the treated water from the water treatment device 100.
  • the image pickup device 300 takes an image of the rectified water. Based on the image captured by the image pickup device 300, the arithmetic unit 400 performs a predetermined calculation. Therefore, stable water quality inspection of the target water can be easily performed.
  • FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the water quality inspection system of the present invention.
  • the water quality inspection system in this embodiment includes a water treatment device 100, a flow-down device 201, an image pickup device 300, and an arithmetic unit 400.
  • Each of the water treatment device 100, the image pickup device 300, and the arithmetic unit 400 is the same as that in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the internal configuration of the flow device 201 shown in FIG.
  • the flow device 201 shown in FIG. 3 has an inflow unit 211, a rectifying unit 221 and a flow bottom 231. Note that FIG. 4 shows only the main components related to the present embodiment among the components included in the flow device 201 shown in FIG.
  • the inflow unit 211 is connected to a branch line branched from the main line through which the water stored in the water treatment device 100 flows.
  • the inflow portion 211 is an opening into which a part of the water from the water treatment device 100 flows.
  • the rectifying unit 221 rectifies the water flowing in from the inflowing unit 211.
  • the specific rectifying structure of the rectifying unit 221 will be described later.
  • the flow bottom 231 discharges the water that has flowed into the inflow portion 211 to the outside of the flow device 201 so that the water flows down. Specifically, the flow bottom 231 causes the water rectified by the rectifying unit 221 to flow to the outside of the flow device 201.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a cross section of the flow-down device 201 shown in FIG.
  • the inflow portion 211 is provided on the side wall surface of the flow device 201.
  • the flow bottom 231 is provided on the side surface of the flow device 202 facing the side wall surface where the inflow portion 211 is provided.
  • the shape of the flow bottom 231 is a pipeline shape in which the discharge port 2312 faces downward in the vertical direction.
  • the discharge port 2312 is an opening through which the water flowing into the flow device 201 is discharged to the outside of the flow device 201.
  • the cross section of the opening portion of the discharge port 2312 is circular. The reason for this is to make the cross-sectional shape of the water discharged (flowing down) from the discharge port 2312 circular.
  • the lower part 231 is provided with a valve 2311 which is an on-off valve for adjusting the amount of water flowing down.
  • the valve 2311 may not be provided in the lower stream 231.
  • the rectifying unit 221 is provided with a shielding plate 241 and two flow paths 251,261. Further, a back plate 271 is provided on the outside of the side wall surface on which the flow bottom 231 of the flow device 201 is provided.
  • the shielding plate 241 is arranged so as to extend substantially in the vertical direction in the flow device 201 so as to block the flow of water in the direction perpendicular to the flow direction of the water flowing in from the inflow portion 211.
  • the flow path 251 is a first flow path that flows in from the inflow portion 211 and guides the water whose horizontal flow is blocked by the shielding plate 241 in the vertical downward direction (direction perpendicular to the flow direction of the inflowing water).
  • the flow path 261 is a second flow path that guides water from the lower part of the flow path 251 to the lower flow path 231.
  • the rectifying unit 221 has a detour mechanism composed of the shielding plate 241 and the flow paths 251,261.
  • This detour mechanism is a mechanism that changes the direction of the flow of water that has flowed horizontally from the inflow portion 211 in the vertical downward direction, and further changes the direction of the flow in the vertical upward direction, and guides the water to the lower flow portion 231. ..
  • the flow bottom 231 is arranged in the flow path 261.
  • the flow bottom 231 is arranged at a position higher than the connection position between the flow path 251 and the flow path 261 and lower than the height at which the inflow portion 211 is arranged. It is desirable that the size of the shielding plate 241 is larger than the opening area of the inflow portion 211.
  • the mounting position of the shielding plate 241 is preferably such that the lower end of the shielding plate 241 is lower than the flow bottom 231.
  • the inflow portion 211 may be provided below the flow device 201 (near the bottom or at the bottom). In this case, the shielding plate 241 may or may not be provided.
  • the shape of the flow bottom 231 is a shape in which water flows from the side surface of the flow device 201 to the discharge port 2312 that allows water to flow downward in the vertical direction. Therefore, a gap is formed between the flow bottom 231 and the side wall surface of the flow device 201. Therefore, as shown in FIG. 5, an air layer is formed between the water flowing vertically downward from the discharge port 2312 and the back plate 271.
  • the image pickup apparatus 300 takes an image of the water flowing down from the flow bottom 231 through the air layer. That is, the back plate 271 is provided at a position facing the image pickup apparatus 300 via the water flowing down from the lower stream 231.
  • the color of the back plate 271 is not particularly limited.
  • the color of the back plate 271 is preferably two colors, white and black, in order to acquire stable image data against absorption and reflection of light by the treated water.
  • the light source may irradiate the image pickup range of the image pickup apparatus 300 with light.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the arrangement position when two light sources are provided in the image pickup range of the image pickup apparatus 300 shown in FIG.
  • two light sources 500-1 and 500-2 irradiate the image pickup range of the image pickup apparatus 300 with light.
  • the light source 500-1 and the light source 500-2 each emit light from a direction orthogonal to the image pickup direction and the water flow direction of the image pickup device 300 in the image pickup range in which the image pickup device 300 images water with the back plate 271 as the back surface. Irradiate.
  • the light source 500-1 and the light source 500-2 each irradiate light from directions facing each other.
  • the distance from the light source 500-1 to the water flowing in the imaging range is equal to the distance from the light source 500-2 to the water flowing in the imaging range.
  • the intensity of the light emitted by the light source 500-1 and the intensity of the light emitted by the light source 500-2 are equal to each other.
  • the intensity of the light emitted from the light sources 500-1 and 500-2 is preferably 5,000 to 100,000 lpx.
  • the type of illumination emitted from the light sources 500-1 and 500-2 and the wavelength of the emitted light are not particularly limited.
  • the accuracy of detecting a substance may be improved by performing component analysis of the substance to be detected or spectroscopic measurement using a spectroscope in advance.
  • the arithmetic unit 400 analyzes the image captured by the image pickup device 300. For example, the arithmetic unit 400 calculates the feature amount of the image captured by the image pickup device 300 in order to inspect the water quality of the water imaged by the image pickup device 300, and calculates the suspension concentration of water based on the calculated feature amount. You may. Specific examples will be described below.
  • the arithmetic unit 400 performs image processing on the still image captured by the image pickup device 300 and digitizes the image information. For example, the arithmetic unit 400 may binarize the image captured by the image pickup apparatus 300 and calculate the suspended solids concentration of water based on the value obtained as a result of the binarization process. At that time, the arithmetic unit 400 may perform binarization processing on a plurality of images, average each numerical value, and calculate the suspended solids concentration of water based on the average value.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the correlation between the feature amount calculated by the arithmetic unit 400 shown in FIG. 3 and the concentration of suspended solids.
  • the correlation between the feature amount such as white area obtained from the image and the concentration of suspended solids is calculated in advance. Based on this correlation, the arithmetic unit 400 can obtain the suspended solids concentration corresponding to the feature amount (white area) calculated from the image captured by the image pickup device 300.
  • the calculation method in the calculation device 400 is not limited to this, and is not particularly limited as long as the water quality is obtained from the image captured by the image pickup device 300.
  • the arithmetic unit 400 is not particularly limited as long as it performs arithmetic processing such as a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Processing Unit).
  • the flow device 201 vertically flows the water flowing in the horizontal direction from the inflow portion 211 provided on the side wall surface from the flow bottom 231 provided on the side wall surface on the opposite side. Let it flow downward.
  • the flow path 251 guides the water flowing in the horizontal direction from the inflow portion 211 in the vertical downward direction by using the shielding plate 241 provided in the vertical direction.
  • the flow path 261 connected to the flow path 251 for the water guided in the vertical downward direction was provided on the side wall surface of the flow device 201 at a position higher than the connection position and lower than the inflow portion 211. Lead to the plumb bob 231.
  • the water guided to the flow bottom 231 in the shape of a pipeline flows down from the discharge port 2312 provided downward in the vertical direction. Then, water flows down from the discharge port 2312 having a circular cross-sectional shape.
  • the image pickup apparatus 300 takes an image of the water flowing down in a circular shape in cross section. Based on the image captured by the image pickup device 300, the arithmetic unit 400 performs a predetermined calculation. Therefore, it is possible to obtain an image that makes it easy to calculate the water quality of the water stored in the water treatment device 100. In addition, stable water quality inspection of the target water can be easily performed. (Third embodiment)
  • FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment of the water quality inspection system of the present invention.
  • the water quality inspection system in this embodiment includes a water treatment device 100, a flow-down device 202, an image pickup device 300, and an arithmetic unit 400.
  • Each of the water treatment device 100, the image pickup device 300, and the arithmetic unit 400 is the same as that in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the internal configuration of the flow device 202 shown in FIG.
  • the flow device 202 shown in FIG. 8 has an inflow unit 211, a rectifying unit 221 and a flow bottom 232. Note that FIG. 9 shows only the main components related to the present embodiment among the components included in the flow device 202 shown in FIG.
  • the inflow unit 211 is connected to a branch line branched from the main line through which the water stored in the water treatment device 100 flows.
  • the inflow portion 211 is an opening into which a part of the water from the water treatment device 100 flows.
  • the rectifying unit 221 rectifies the water flowing in from the inflowing unit 211.
  • the specific rectifying structure of the rectifying unit 221 will be described later.
  • the flow bottom 232 is an opening through which the water rectified by the rectifying unit 221 flows down to the outside of the flow device 202.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a cross section of the flow-down device 202 shown in FIG.
  • the inflow portion 211 is provided on the side wall surface of the flow device 202.
  • the flow bottom 232 is provided on the side surface of the flow device 202 facing the side wall surface where the inflow portion 211 is provided.
  • the rectifying unit 221 is provided with a shielding plate 241 and two flow paths 251,261. Further, a back plate 271 is provided on the outside of the side wall surface of the flow device 202 where the flow bottom 232 is provided.
  • the shielding plate 241 is arranged so as to extend substantially in the vertical direction in the flow device 202 so as to block the flow of water in the direction perpendicular to the flow direction of the water flowing in from the inflow portion 211.
  • the flow path 251 is a first flow path that flows in from the inflow portion 211 and guides the water whose horizontal flow is blocked by the shielding plate 241 in the vertical downward direction (direction perpendicular to the flow direction of the inflowing water). Is.
  • the flow path 261 is a second flow path that guides water from the lower part of the flow path 251 to the lower flow path 232.
  • the rectifying unit 221 has a detour mechanism composed of the shielding plate 241 and the flow paths 251,261.
  • This detour mechanism is a mechanism that changes the direction of the flow of water that has flowed horizontally from the inflow section 211 in the vertical downward direction, and further changes the direction of the flow in the vertical upward direction, and guides the water to the lower stream 232. ..
  • the flow bottom 232 is arranged in the flow path 261.
  • the flow bottom 232 is arranged at a position higher than the connection position between the flow path 251 and the flow path 261 and lower than the height at which the inflow portion 211 is arranged. It is desirable that the size of the shielding plate 241 is larger than the opening area of the inflow portion 211. It is desirable that the shield plate 241 is attached at a position where the lower end of the shield plate 241 is lower than the flow bottom 232.
  • the inflow portion 211 may be provided below the flow device 202 (near the bottom or at the bottom). In this case, the shielding plate 241 may or may not be provided.
  • FIG. 11 is a view of the flow device 202 shown in FIG. 10 as viewed from the A direction.
  • the shape of the opening portion of the flow bottom 232 is a rectangular shape long in the horizontal direction.
  • a guide plate 281 is provided on each of the two short sides of the opening portion of the lower stream 232.
  • the opening area of the flow bottom 232 is larger than the opening area of the inflow portion 211.
  • FIG. 12 is a view of the flow device 202 shown in FIG. 10 as viewed from the B direction.
  • the guide plate 281 shown in FIG. 11 is provided so as to extend from the lower portion 232 in the direction in which water flows down.
  • the water flowing down from the lower stream 232 flows out horizontally from the lower stream 232.
  • the length of the guide plate 281 is at least the length at which water flows out horizontally from the lower stream 232.
  • FIG. 13 is a diagram showing another example of the cross section of the flow device 202 shown in FIG.
  • the guide plate 282 extends in the vertically downward direction as shown in FIG. 13, the effect of making the flow more stable and making it easier to take an image can be obtained as compared with the case of using the guide plate 281 shown in FIG. ..
  • the guide plate 282 extends to the bottom of the flow device 202.
  • a back plate 271 is provided at a position facing the image pickup apparatus 300 through the water flowing down from the lower stream 232.
  • the color of the back plate 271 is not particularly limited.
  • the color of the back plate 271 is preferably two colors, white and black, in order to acquire stable image data against absorption and reflection of light by the treated water.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a cross section of a flow device in which the detour mechanism shown in FIG. 10 is connected in a plurality of stages.
  • the rectifying unit 222 of the flow device 203 shown in FIG. 14 is provided with a plurality of shielding plates 241.
  • the rectifying unit 222 guides the water flowing in from the inflow unit 211 to the flow bottom 232 via the flow path 251, the flow path 252, the flow path 253, and the flow path 254, and causes the water to flow down from the flow bottom 232.
  • the flow device 202 rectifies the treated water from the water treatment device 100.
  • the flow path 251 guides the water flowing in the horizontal direction from the inflow portion 211 provided on the side wall surface in the vertical downward direction by using the shielding plate 241 provided in the vertical direction.
  • the flow path 261 connected to the flow path 251 leads to the flow bottom 232 provided on the side wall surface of the flow device 202 at a position higher than the connection position and lower than the inflow portion 211.
  • the water guided to the lower stream 232 is discharged horizontally from the lower stream 232.
  • the image pickup device 300 takes an image of the water flowing vertically downward due to gravity after being discharged horizontally from the lower portion 232. Based on the image captured by the image pickup device 300, the arithmetic unit 400 performs a predetermined calculation. Therefore, it is possible to obtain an image that makes it easy to calculate the water quality of the water stored in the water treatment device 100. In addition, stable water quality inspection of the target water can be easily performed. (Fourth Embodiment)
  • FIG. 15 is a diagram showing a fourth embodiment of the water quality inspection system of the present invention.
  • the water quality inspection system in this embodiment includes a water treatment device 100, a flow-down device 204, an image pickup device 300, and an arithmetic unit 400.
  • Each of the water treatment device 100, the image pickup device 300, and the arithmetic unit 400 is the same as that in the first embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of the internal configuration of the flow device 204 shown in FIG.
  • the flow device 204 shown in FIG. 15 has an inflow unit 211, a rectifying unit 221 and a flow bottom 233.
  • FIG. 16 shows only the main components related to the present embodiment among the components included in the flow device 204 shown in FIG.
  • the inflow unit 211 and the rectifying unit 221 are the same as those in the second embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of a cross section of the flow-down device 204 shown in FIG.
  • the shape of the flow bottom 232 of the flow-down device 202 shown in FIG. 10 in the third embodiment and the shape of the flow-down 233 of the flow-down device 204 shown in FIG. 17 in the present embodiment are different from each other.
  • the shape of the flow bottom 233 is cylindrical.
  • the shape of the flow bottom 233 may be, for example, a cylindrical shape (cylindrical) such as a faucet.
  • the shape of the lower stream 233 is preferably such that the flow velocity of water in the lower stream 233 is 0.1 to 0.5 m / sec.
  • the image pickup apparatus 300 images tap water containing flocs (a coagulant added to the water to be treated to coarsen the suspended solids in the water to be treated) as the water to be treated. do.
  • the arithmetic unit 400 obtains the correlation between the white area of the image captured by the image pickup device 300 and the concentration of suspended solids. As a result, the correlation as shown in FIG. 7 can be obtained in advance.
  • the flow bottom 232 in the third embodiment is made into a flow bottom 233 having a cylindrical shape.
  • the image captured by the image pickup apparatus 300 becomes more stable.
  • the shape of the flow bottom 232 a cylinder By making the shape of the flow bottom 232 a cylinder, the surface tension of water acts. Therefore, columnar water is formed, and the turbulence of the water surface can be suppressed. Since the shape of the water to be imaged is columnar, the depth of the image to be imaged can be increased, the color change can be increased, and the concentration of suspended solids can be increased, as compared with the third embodiment in which the water is discharged into a thin film. It is easy to detect even in low water. (Application example 1)
  • FIG. 18 is a diagram showing a first application example of the water quality inspection system of the present invention.
  • the water quality inspection system shown in FIG. 18 includes a raw water tank 1001, a flow-down device 201, an image pickup device 300, an arithmetic unit 400, an output device 600, a reaction tank 1002, a coagulation tank 1003, a settling tank 1004, and a pump. It has 701 and 702.
  • the pump 701 sends the water stored in the raw water tank 1001 to the reaction tank 1002.
  • the reaction tank 1002 is a tank in which the water sent from the raw water tank 1001 is stored by using the pump 701.
  • the inorganic flocculant is injected into the reaction vessel 1002.
  • the coagulation tank 1003 is a tank into which the water treated in the reaction tank 1002 is injected.
  • a polymer is injected into the water stored in the coagulation tank 1003.
  • the water treated in the coagulation tank 1003 is injected into the settling tank 1004.
  • the injected water is separated into treated water and settled precipitate.
  • the sediment is discharged to the outside of the settling tank 1004 by the pump 702.
  • the flow device 201 is arranged at a position where the treated water treated in the settling tank 1004 flows in.
  • the flow device 201 is connected to a branch line of treated water from the settling tank 1004.
  • the image pickup device 300 takes an image of the water flowing down from the flow down device 201.
  • the arithmetic unit 400 performs image processing on the image of water captured by the image pickup device 300.
  • the output device 600 outputs the result of the image processing performed by the arithmetic unit 400.
  • the output device 600 may display the result of image processing performed by the arithmetic unit 400, print it, or transmit it to another device.
  • the output device 600 may be a display, a touch panel, a mobile communication terminal, or the like.
  • the output device 600 may output a warning.
  • the connection between the arithmetic unit 400 and the output device 600 may be any as long as they can communicate with each other.
  • the connection between the arithmetic unit 400 and the output device 600 may be a wireless connection or a wired connection.
  • the arithmetic unit 400 and the output device 600 may be connected via a communication network.
  • the arithmetic unit 400 may be provided with the output function of the output device 600. (Application example 2)
  • FIG. 19 is a diagram showing a second application example of the water quality inspection system of the present invention.
  • the position where the flow device 201 is arranged is different from that of the first application example.
  • the flow device 201 is arranged at a position where the treated water treated in the settling tank 1004 flows in.
  • the flow device 201 is connected to the main line of treated water from the settling tank 1004. (Application example 3)
  • FIG. 20 is a diagram showing a third application example of the water quality inspection system of the present invention.
  • the position where the flow device 201 is arranged is different from that of the first application example.
  • the flow device 201 is arranged between the pump 701 and the reaction tank 1002.
  • the pump 701 sends the water stored in the raw water tank 1001 to the flow device 201.
  • the above-mentioned application examples 1 to 3 are examples in which the flow device 201 is applied to a system for performing coagulation and precipitation.
  • the flow device 201 may be applied to any system as long as it is a system that uses a water treatment device that treats suspended solids, dissolved components, and the like.
  • coagulation pressure flotation can be mentioned.
  • the application examples 1 to 3 show an example in which the flow-down device 201 is applied, any of the flow-down devices 200, 203, and 204 may be applied.
  • each component has been assigned to each function (process), but this allocation is not limited to the above. Further, the above-mentioned form is merely an example of the configuration of the constituent elements, and the present invention is not limited to this. Further, each embodiment may be combined.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

【課題】水処理設備において、対象水の安定した水質検査を容易に行うことができる流下装置を提供することにある。 【解決手段】流下している水をカメラを用いて撮像するための流下装置（２００）であって、水処理装 置に接続され、水処理装置から水が流入される流入部（２１０）と、流入部（２１０）に 流入した水が流下するように、流入した水を排出する流下部（２３０）とを有する。

Description

流下装置、水質検査システムおよび水質検査方法
　本発明は、流下装置、水質検査システムおよび水質検査方法に関する。
　浄水場や下水処理場、その他の水処理設備においては、処理を行った水の水質を測定する必要がある。例えば、測定対象水に光を照射し、測定対象水を透過した光を受光して受光強度と閾値とを比較する。その比較の結果を用いて、水質情報を得る水質センサが考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１１－２２０８３号公報
　特許文献１に記載されたような水質センサにおいては、測定対象水に含まれる懸濁物質等により水質センサが汚染されてしまう。そのため、水質センサの感度の低下や、メンテナンス頻度の増加等が生じてしまうという問題点がある。
　本発明の目的は、対象水の安定した水質検査を容易に行うことができる流下装置、水質検査システムおよび水質検査方法を提供することにある。
　本発明の流下装置は、
　流下している水をカメラを用いて撮像するための流下装置であって、
　水処理装置に接続され、前記水処理装置から水が流入される流入部と、
　前記流入部に流入した水が流下するように、該水を排出する流下部とを有する。
　また、本発明の水質検査システムは、
　流下している水をカメラを用いて撮像するための流下装置であって、
　水処理装置に接続され、前記水処理装置から水が流入される流入部と、
　前記流入部に流入した水が流下するように、該水を排出する流下部とを有する流下装置と、
　前記流下部から流下された水を、空気層を介して撮像する撮像装置と、
　前記撮像装置が撮像した画像に基づいて、演算を行う演算装置とを有する。
　また、本発明の水質検査方法は、
　水処理装置に接続された流入部から、前記水処理装置に貯留された水を流下装置に流入させる処理と、
　前記流入部に流入された水を前記流下装置から流下するように排出させる処理と、
　前記流下装置の外部に設けられた撮像装置が、前記流下装置から流下された水を撮像する処理と、
　演算装置が、前記撮像した水の画像に基づいて、所定の演算を行う処理とを行う。
　本発明においては、対象水の安定した水質検査を容易に行うことができる。
本発明の水質検査システムの第１の実施の形態を示す図である。 図１に示した流下装置の内部構成の一例を示す図である。 本発明の水質検査システムの第２の実施の形態を示す図である。 図３に示した流下装置の内部構成の一例を示す図である。 図４に示した流下装置の断面の一例を示す図である。 図３に示した撮像装置の撮像範囲に２台の光源が設けられた場合のその配置位置の一例を示す図である。 図３に示した演算装置が算出した特徴量と、懸濁物質濃度との相関の一例を示す図である。 本発明の水質検査システムの第３の実施の形態を示す図である。 図８に示した流下装置の内部構成の一例を示す図である。 図９に示した流下装置の断面の一例を示す図である。 図１０に示した流下装置をＡ方向から見た図である。 図１０に示した流下装置をＢ方向から見た図である。 図９に示した流下装置の断面の他の例を示す図である。 図１０に示した迂流機構が複数段接続された流下装置の断面の一例を示す図である。 本発明の水質検査システムの第４の実施の形態を示す図である。 図１５に示した流下装置の内部構成の一例を示す図である。 図１６に示した流下装置の断面の一例を示す図である。 本発明の水質検査システムの第１の適用例を示す図である。 本発明の水質検査システムの第２の適用例を示す図である。 本発明の水質検査システムの第３の適用例を示す図である。
　以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
　図１は、本発明の水質検査システムの第１の実施の形態を示す図である。本形態における水質検査システムは図１に示すように、水処理装置１００と、流下装置２００と、撮像装置３００と、演算装置４００とを有する。
　水処理装置１００には、懸濁物質を含む原水である被処理水が流入する。水処理装置１００は、流入された被処理水を貯留する貯留槽である。水処理装置１００は、貯留された被処理水に対して外部から凝集剤が注入される反応槽でもある。流下装置２００は、水処理装置１００からの本ラインに接続される。流下装置２００は、水処理装置１００からの水を整流する。撮像装置３００は、流下装置２００が整流した水の画像を撮像する。撮像装置３００は、例えば、水の画像を撮像する画像センサ（カメラ）であっても良い。撮像装置３００が画像センサである場合、撮像装置３００は、流下装置２００が整流した水の画像をあらかじめ設定された時間間隔以下の時間間隔で撮像するカメラ（例えば、動画撮像用カメラ）であっても良い。撮像装置３００として適応可能なカメラとしては、ｋ８－ＵＳＢ（カトウ光研株式会社製）が挙げられる。撮像装置３００としてハイスピードカメラが用いられる場合、撮像装置３００の撮影速度（フレームレート）はより速い方が好ましい。例えば、撮像装置３００の撮像速度は、６０ｆｐｓ以上であることがより好ましい。撮像装置３００の画素数はより大きい方が好ましい。例えば、撮像装置３００の画素数は、１３０万画素以上であることがより好ましい。撮像装置３００のシャッタースピードはより速い方が好ましい。例えば、撮像装置３００のシャッタースピードは、１／８ｓ以下であることがより好ましい。撮像装置３００の撮影素子としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ等が挙げられ、特に制限はないが、白黒のＣＭＯＳと白黒の背面板（後述する）とを組み合わせることが好ましい。演算装置４００は、撮像装置３００が撮像した画像について所定の演算を行う。例えば、演算装置４００は、撮像装置３００が撮像した画像から特徴量（例えば、白色の部分の面積（白面積））を算出する。撮像装置３００と演算装置４００との接続は、互いの間で通信ができるものであれば良い。撮像装置３００と演算装置４００との接続は、例えば、無線を用いた接続であっても良いし、有線を用いた接続であっても良い。また、撮像装置３００と演算装置４００とは、通信ネットワークを介して接続されていても良い。
　図２は、図１に示した流下装置２００の内部構成の一例を示す図である。図１に示した流下装置２００は図２に示すように、流入部２１０と、整流部２２０と、流下部２３０とを有する。なお、図２には、図１に示した流下装置２００が具備する構成要素のうち、本形態に関わる主要な構成要素のみを示す。
　流入部２１０は、水処理装置１００に貯留された水が流れる本ラインと接続される。流入部２１０には、水処理装置１００からの水が流入する。整流部２２０は、流入部２１０から流入された水を整流する。流下部２３０は、整流部２２０が整流した水を流下装置２００の外部へ流下させる。これらの構成を有する流下装置２００は、水処理装置１００からの水が流れる本ラインに接続されたバルブであっても良い。
　このように、本形態の水質検査システムにおいては、水処理装置１００からの処理水を流下装置２００が整流する。整流された水を撮像装置３００が撮像する。撮像装置３００が撮像した画像に基づいて、演算装置４００が所定の演算を行う。そのため、対象水の安定した水質検査を容易に行うことができる。
（第２の実施の形態）
　図３は、本発明の水質検査システムの第２の実施の形態を示す図である。本形態における水質検査システムは図３に示すように、水処理装置１００と、流下装置２０１と、撮像装置３００と、演算装置４００とを有する。水処理装置１００、撮像装置３００および演算装置４００それぞれは、第１の実施の形態におけるものと同じものである。
　図４は、図３に示した流下装置２０１の内部構成の一例を示す図である。図３に示した流下装置２０１は図４に示すように、流入部２１１と、整流部２２１と、流下部２３１とを有する。なお、図４には、図３に示した流下装置２０１が具備する構成要素のうち、本形態に関わる主要な構成要素のみを示す。
　流入部２１１は、水処理装置１００に貯留された水が流れる本ラインから分岐された分岐ラインと接続される。流入部２１１は、水処理装置１００からの水の一部が流入する開口である。整流部２２１は、流入部２１１から流入された水を整流する。整流部２２１の具体的な整流構造については後述する。流下部２３１は、流入部２１１に流入した水を、その水が流下するように流下装置２０１の外部へ排出する。具体的には、流下部２３１は、整流部２２１が整流した水を流下装置２０１の外部へ流下させる。
　図５は、図４に示した流下装置２０１の断面の一例を示す図である。図５に示すように、流入部２１１は、流下装置２０１の側壁面に設けられている。流下部２３１は、流下装置２０２の流入部２１１の設けられている側壁面と対向する側面に設けられている。流下部２３１の形状は、排出口２３１２が鉛直方向下向きとなる管路形状である。排出口２３１２は、流下装置２０１に流入した水が流下装置２０１の外部に排出される開口である。排出口２３１２の開口部分の断面は、円形である。この理由は、排出口２３１２から排出（流下）される水の断面の形状が円形になるようにするためである。流下部２３１には、流下する水の量を調整する開閉弁であるバルブ２３１１が設けられている。なお、流下部２３１にバルブ２３１１が設けられていなくても良い。整流部２２１には、遮蔽板２４１と、２つの流路２５１，２６１とが設けられている。また、流下装置２０１の流下部２３１が設けられている側壁面の外側には、背面板２７１が設けられている。
　遮蔽板２４１は、流入部２１１から流入された水の流れ方向に対して垂直方向に水の流れを遮るように、流下装置２０１内に略鉛直方向に延びて配置されている。流路２５１は、流入部２１１から流入され、遮蔽板２４１で水平方向の流れを遮られた水を鉛直下方向（流入された水の流れ方向に対して垂直方向）へ導く第１の流路である。流路２６１は、流路２５１の下部から流下部２３１へ水を導く第２の流路である。このように、整流部２２１は、遮蔽板２４１と流路２５１，２６１とから構成される迂流機構を有する。この迂流機構は、流入部２１１から水平方向に流入された水の流れの向きを鉛直下方向へ変更させ、さらに鉛直上方向へ流れの向きを変更させて、流下部２３１へ導く機構である。流下部２３１は、流路２６１に配置される。流下部２３１は、流路２５１と流路２６１との接続位置よりも高く、且つ流入部２１１が配置されている高さよりも低い位置に配置される。なお、遮蔽板２４１のサイズは、流入部２１１の開口面積よりも大きいことが望ましい。遮蔽板２４１の取り付け位置は、遮蔽板２４１の下端が流下部２３１よりも低い位置になるような位置が望ましい。なお、流入部２１１が、流下装置２０１の下方（底部近くまたは底部）に設けられていても良い。この場合、遮蔽板２４１を具備しても、遮蔽板２４１を具備しなくても良い。
　また、流下部２３１の形状が流下装置２０１の側面から水を鉛直方向下向きへ流下させる排出口２３１２へ流す形状である。そのため、流下部２３１と流下装置２０１の側壁面との間に隙間ができる。そのため、図５に示すように、排出口２３１２から鉛直下方向へ流下していく水と、背面板２７１との間に空気層ができる。また、撮像装置３００は、流下部２３１から流下する水を、空気層を介して撮像する。つまり、流下部２３１から流下する水を介して撮像装置３００と対向する位置に背面板２７１が設けられている。背面板２７１の色は、特に限定しない。背面板２７１の色は、処理水による光の吸収や反射に対し、安定した画像データを取得するため白と黒との２色であることが好ましい。
　また、撮像装置３００の撮像範囲に光源が光を照射しても良い。図６は、図３に示した撮像装置３００の撮像範囲に２台の光源が設けられた場合のその配置位置の一例を示す図である。図６に示すように、２つの光源５００－１，５００－２が、撮像装置３００の撮像範囲に光を照射する。光源５００－１と光源５００－２とそれぞれは、撮像装置３００が背面板２７１を背面として水を撮像する撮像範囲の、撮像装置３００の撮像方向および水の流れの方向と直交する方向から光を照射する。また、光源５００－１と光源５００－２とそれぞれは、互いに対向する方向から光を照射する。また、光源５００－１から撮像範囲に流れる水までの距離と、光源５００－２から撮像範囲に流れる水までの距離とが等しいものが好ましい。また、光源５００－１が照射する光の強度と、光源５００－２が照射する光の強度とが等しいものが好ましい。光源５００－１，５００－２から照射される光の強度は、５，０００～１００，０００ｌｘが好ましい。また、光源５００－１，５００－２から照射される照明の種類や、照射される光の波長は特に限定しない。また、検出したい物質の成分分析や分光器を使った分光測定を事前に実施することで、物質の検出精度を向上させても良い。
　演算装置４００は、撮像装置３００が撮像した画像の解析を行う。例えば、演算装置４００は、撮像装置３００が撮像した水の水質を検査するために、撮像装置３００が撮像した画像の特徴量を算出し、算出した特徴量に基づいて水の懸濁濃度を算出しても良い。具体例を以下に挙げて説明する。演算装置４００は、撮像装置３００が撮像した静止画について、画像処理を行い、画像情報を数値化する。例えば、演算装置４００は、撮像装置３００が撮像した画像を二値化処理して、二値化処理の結果得られた値に基づいて、水の懸濁物質濃度を算出しても良い。その際、演算装置４００は、複数の画像について二値化処理を行い、それぞれの数値を平均化して、その平均値に基づいて、水の懸濁物質濃度を算出しても良い。
　図７は、図３に示した演算装置４００が算出した特徴量と、懸濁物質濃度との相関の一例を示す図である。図７に示すように、画像から得られる白面積等の特徴量と懸濁物質濃度との相関があらかじめ算出されている。この相関に基づいて、演算装置４００は撮像装置３００が撮像した画像から算出した特徴量（白面積）と対応する懸濁物質濃度を得ることができる。演算装置４００における演算方法は、これに限らず、撮像装置３００が撮像した画像から水質を得るものであれば特に限定しない。
　なお、演算装置４００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等、演算処理を行うものであれば特に限定しない。
　このように、本形態の水質検査システムにおいては、流下装置２０１は、側壁面に設けられた流入部２１１から水平方向へ流入した水を、対向側の側壁面に設けられた流下部２３１から鉛直方向下向きへ流下させる。そのとき、流入部２１１から水平方向へ流入した水を鉛直方向に設けられた遮蔽板２４１を用いて流路２５１が鉛直下方向へ導く。続いて、鉛直下方向へ導かれた水を、流路２５１に接続された流路２６１が、その接続位置よりも高く、流入部２１１よりも低い位置の流下装置２０１の側壁面に設けられた流下部２３１へ導く。続いて、管路形状の流下部２３１に導かれた水が鉛直方向下向きに設けられた排出口２３１２から流下する。そして、断面の形状が円形である排出口２３１２から水が流下する。その後、断面の形状が円形となって流下する水を撮像装置３００が撮像する。撮像装置３００が撮像した画像に基づいて、演算装置４００が所定の演算を行う。そのため、水処理装置１００に貯留された水の水質を算出しやすい画像を得ることができる。また、対象水の安定した水質検査を容易に行うことができる。
（第３の実施の形態）
　図８は、本発明の水質検査システムの第３の実施の形態を示す図である。本形態における水質検査システムは図８に示すように、水処理装置１００と、流下装置２０２と、撮像装置３００と、演算装置４００とを有する。水処理装置１００、撮像装置３００および演算装置４００それぞれは、第１の実施の形態におけるものと同じものである。
　図９は、図８に示した流下装置２０２の内部構成の一例を示す図である。図８に示した流下装置２０２は図９に示すように、流入部２１１と、整流部２２１と、流下部２３２とを有する。なお、図９には、図８に示した流下装置２０２が具備する構成要素のうち、本形態に関わる主要な構成要素のみを示す。
　流入部２１１は、水処理装置１００に貯留された水が流れる本ラインから分岐された分岐ラインと接続される。流入部２１１は、水処理装置１００からの水の一部が流入する開口である。整流部２２１は、流入部２１１から流入された水を整流する。整流部２２１の具体的な整流構造については後述する。流下部２３２は、整流部２２１が整流した水が流下装置２０２の外部へ流下する開口である。
　図１０は、図９に示した流下装置２０２の断面の一例を示す図である。図１０に示すように、流入部２１１は、流下装置２０２の側壁面に設けられている。流下部２３２は、流下装置２０２の流入部２１１の設けられている側壁面と対向する側面に設けられている。整流部２２１には、遮蔽板２４１と、２つの流路２５１，２６１とが設けられている。また、流下装置２０２の流下部２３２が設けられている側壁面の外側には、背面板２７１が設けられている。
　遮蔽板２４１は、流入部２１１から流入された水の流れ方向に対して垂直方向に水の流れを遮るように、流下装置２０２内に略鉛直方向に延びて配置されている。流路２５１は、流入部２１１から流入され、遮蔽板２４１で水平方向の流れを遮られた水を鉛直下方向（流入された水の流れ方向に対して垂直方向）へ導く第１の流路である。流路２６１は、流路２５１の下部から流下部２３２へ水を導く第２の流路である。このように、整流部２２１は、遮蔽板２４１と流路２５１，２６１とから構成される迂流機構を有する。この迂流機構は、流入部２１１から水平方向に流入された水の流れの向きを鉛直下方向へ変更させ、さらに鉛直上方向へ流れの向きを変更させて、流下部２３２へ導く機構である。流下部２３２は、流路２６１に配置される。流下部２３２は、流路２５１と流路２６１との接続位置よりも高く、且つ流入部２１１が配置されている高さよりも低い位置に配置される。なお、遮蔽板２４１のサイズは、流入部２１１の開口面積よりも大きいことが望ましい。遮蔽板２４１取り付け位置は、遮蔽板２４１の下端が流下部２３２よりも低い位置になるような位置が望ましい。なお、流入部２１１が、流下装置２０２の下方（底部近くまたは底部）に設けられていても良い。この場合、遮蔽板２４１を具備しても、遮蔽板２４１を具備しなくても良い。
　図１１は、図１０に示した流下装置２０２をＡ方向から見た図である。図１１に示すように、流下部２３２の開口部分の形状は水平方向に長い矩形状である。また、流下部２３２の開口部分の２つの短辺それぞれには、ガイド板２８１が設けられている。なお、流下部２３２の開口面積は、流入部２１１の開口面積よりも大きい。
　図１２は、図１０に示した流下装置２０２をＢ方向から見た図である。図１２に示すように、図１１に示したガイド板２８１は、流下部２３２から水が流下していく方向に向けて延びるように設けられている。流下部２３２から流下していく水は、流下部２３２から水平方向に流出される。その後、重力により、その水の流れの向きが滝のように鉛直下方向へ変化していく。これは、流下部２３２が流下装置２０２の側面に設けられているからである。ガイド板２８１の長さは、少なくとも水が流下部２３２から水平方向へ流出される長さである。このように、ガイド板２８１を設けることで、流下部２３２から水平方向に流出された水とガイド板２８１との間に水の表面張力が働く。この表面張力により、水がガイド板２８１へ引き付けられ、流下装置２０２の流下部２３２が設けられている側面に沿った平たい状態で鉛直下方向へ流下していく。
　図１３は、図９に示した流下装置２０２の断面の他の例を示す図である。図１３に示すような鉛直下方向に延びたガイド板２８２を用いることで、図１０に示したガイド板２８１を用いた場合と比較して、流れがより安定し撮像しやすくなる効果が得られる。図１３に示した例では、ガイド板２８２が、流下装置２０２の底部まで延びている。
　また、上述したように流下部２３２から水平方向に流出される。そのため、図１３に示すように、その後鉛直下方向へ流下していく水と、背面板２７１との間に空気層ができる。また、撮像装置３００は、流下部２３２から流下する水を、空気層を介して撮像する。流下部２３２から流下する水を介して撮像装置３００と対向する位置に背面板２７１が設けられている。背面板２７１の色は、特に限定しない。背面板２７１の色は、処理水による光の吸収や反射に対し、安定した画像データを取得するため白と黒との２色であることが好ましい。
　また、上述した迂流機構が複数段、接続されていても良い。図１４は、図１０に示した迂流機構が複数段接続された流下装置の断面の一例を示す図である。図１４に示した流下装置２０３の整流部２２２は、遮蔽板２４１を複数設ける。整流部２２２は、流入部２１１から流入された水を流路２５１、流路２５２、流路２５３および流路２５４を介して流下部２３２へ導き、流下部２３２から流下させる。
　このように、本形態の水質検査システムにおいては、水処理装置１００からの処理水を流下装置２０２が整流する。流下装置２０２は、側壁面に設けられた流入部２１１から水平方向へ流入した水を、鉛直方向に設けられた遮蔽板２４１を用いて流路２５１が鉛直下方向へ導く。続いて、流路２５１に接続された流路２６１が、その接続位置よりも高く、流入部２１１よりも低い位置の流下装置２０２の側壁面に設けられた流下部２３２へ導く。続いて、流下部２３２に導かれた水が流下部２３２から水平方向に流出される。そして、流下部２３２から水平方向に流出された後に、重力によって鉛直下方向に流下する水を撮像装置３００が撮像する。撮像装置３００が撮像した画像に基づいて、演算装置４００が所定の演算を行う。そのため、水処理装置１００に貯留された水の水質を算出しやすい画像を得ることができる。また、対象水の安定した水質検査を容易に行うことができる。
（第４の実施の形態）
　図１５は、本発明の水質検査システムの第４の実施の形態を示す図である。本形態における水質検査システムは図１５に示すように、水処理装置１００と、流下装置２０４と、撮像装置３００と、演算装置４００とを有する。水処理装置１００、撮像装置３００および演算装置４００それぞれは、第１の実施の形態におけるものと同じものである。
　図１６は、図１５に示した流下装置２０４の内部構成の一例を示す図である。図１５に示した流下装置２０４は図１６に示すように、流入部２１１と、整流部２２１と、流下部２３３とを有する。なお、図１６には、図１５に示した流下装置２０４が具備する構成要素のうち、本形態に関わる主要な構成要素のみを示す。流入部２１１および整流部２２１それぞれは、第２の実施の形態におけるものと同じである。
　図１７は、図１６に示した流下装置２０４の断面の一例を示す図である。第３の実施の形態における図１０に示した流下装置２０２の流下部２３２の形状と、本形態における図１７に示した流下装置２０４の流下部２３３の形状とが互いに異なる。流下部２３３の形状は、筒状である。流下部２３３の形状は、例えば、蛇口のような円筒状（円柱状）であっても良い。また、流下部２３３の形状は、流下部２３３における水の流速が０．１～０．５ｍ／ｓｅｃとなるような形状が好ましい。
　本形態を用いて、例えば、被処理水としてフロック（被処理水に凝集剤を添加して、被処理水中の懸濁物質を粗大化させたもの）が含まれる水道水を撮像装置３００が撮像する。演算装置４００が、撮像装置３００が撮像した画像の白色の面積と懸濁物質濃度との相関を求める。これにより、図７に示したような相関をあらかじめ得ることができる。
　このように、本形態においては、第３の実施の形態における流下部２３２を筒状の形状を持つ流下部２３３にする。これにより、撮像装置３００が撮像する画像がより安定する。流下部２３２の形状を筒状にすることで、水の表面張力が働く。そのため、円柱状の水が形成され、水面の乱れを抑制することができる。撮像対象の水の形状が円柱状となることで、薄膜状に流出させる第３の実施の形態よりも、撮像する画像の奥行きが増し、色の変化を大きくすることができ、懸濁物質濃度が低い水でも検出しやすくなる。
（適用例１）
　図１８は、本発明の水質検査システムの第１の適用例を示す図である。図１８に示す水質検査システムは、原水槽１００１と、流下装置２０１と、撮像装置３００と、演算装置４００と、出力装置６００と、反応槽１００２と、凝集槽１００３と、沈殿槽１００４と、ポンプ７０１，７０２とを有する。原水槽１００１に貯留されている水をポンプ７０１が反応槽１００２へ送る。反応槽１００２は、ポンプ７０１を用いて原水槽１００１から送られてきた水が貯留される槽である。反応槽１００２には、無機凝集剤が注入される。この無機凝集剤は、アルミニウム系（ＰＡＣ、硫酸バンド等)、鉄系（ポリ鉄、塩化第二鉄）等が多く使われるが、これらに限定しない。凝集槽１００３は、反応槽１００２で処理された水が注入される槽である。凝集槽１００３に貯留された水には、例えばポリマーが注入される。沈殿槽１００４は、凝集槽１００３で処理された水が注入される。沈殿槽１００４にて、注入された水が処理水と沈殿した沈殿物とに分離される。沈殿物はポンプ７０２によって沈殿槽１００４の外部へ排泥される。
　流下装置２０１は、沈殿槽１００４で処理された処理水を流入する位置に配置されている。流下装置２０１は、沈殿槽１００４からの処理水の分岐ラインに接続されている。流下装置２０１から流下する水を撮像装置３００が撮像する。撮像装置３００が撮像した水の画像について演算装置４００が画像処理を行う。演算装置４００が行った画像処理の結果を出力装置６００が出力する。出力装置６００は、演算装置４００が画像処理を行った結果を表示しても良いし、印刷しても良いし、他の装置へ送信しても良い。出力装置６００が結果を表示する場合、出力装置６００はディスプレイや、タッチパネル、移動通信端末等であっても良い。また、演算装置４００が演算した結果があらかじめ設定された条件を満たしていない場合、出力装置６００は警告を出力しても良い。演算装置４００と出力装置６００との接続は、互いの間で通信ができるものであれば良い。演算装置４００と出力装置６００との接続は、無線を用いた接続であっても良いし、有線を用いた接続であっても良い。また、演算装置４００と出力装置６００とは、通信ネットワークを介して接続されていても良い。なお、演算装置４００が出力装置６００の出力機能を具備しても良い。
（適用例２）
　図１９は、本発明の水質検査システムの第２の適用例を示す図である。図１９に示す水質検査システムは、流下装置２０１が配置される位置が第１の適用例とは異なる。流下装置２０１は、沈殿槽１００４で処理された処理水を流入する位置に配置されている。流下装置２０１は、沈殿槽１００４からの処理水の本ラインに接続されている。
（適用例３）
　図２０は、本発明の水質検査システムの第３の適用例を示す図である。図２０に示す水質検査システムは、流下装置２０１が配置される位置が第１の適用例とは異なる。流下装置２０１は、ポンプ７０１と、反応槽１００２との間に配置されている。ポンプ７０１が、原水槽１００１に貯留されている水を流下装置２０１へ送る。
　上述した適用例１～３は、凝集沈澱を行うシステムに流下装置２０１を適用した例である。懸濁物質や溶存成分などを処理する水処理装置を用いるシステムであれば、どのようなシステムに流下装置２０１を適用しても良い。流下装置２０１を適用可能なシステムとして、例えば、凝集加圧浮上が挙げられる。また、適用例１～３では、流下装置２０１が適用されている例を示しているが、流下装置２００，２０３，２０４のいずれかが適用されるものでも良い。
　以上、各構成要素に各機能（処理）それぞれを分担させて説明したが、この割り当ては上述したものに限定しない。また、構成要素の構成についても、上述した形態はあくまでも例であって、これに限定しない。また、各実施の形態を組み合わせたものであっても良い。
　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０２０年９月７日に出願された日本出願特願２０２０－１４９９６２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
 

Claims (10)

  1. 　流下している水をカメラを用いて撮像するための流下装置であって、
    　水処理装置に接続され、前記水処理装置から水が流入される流入部と、
    　前記流入部に流入した水が流下するように、該水を排出する流下部とを有する流下装置。
  2. 　請求項１に記載の流下装置において、
    　前記流下部は、前記流入した水を排出する排出口が鉛直方向下向きの管路形状であることを特徴とする流下装置。
  3. 　請求項２に記載の流下装置において、
    　前記排出口は、開口部分の断面が円形であることを特徴とする流下装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の流下装置において、
    　前記流入部から流入された水の流れ方向に対して垂直方向に流れを遮る遮蔽板と、
    　該遮蔽板によって流れを遮られた水を、前記流れ方向に対して垂直方向に導く第１の流路と、
    　該第１の流路から前記流下部へ前記水を導く第２の流路とを有する整流部をさらに有し、
    　前記流下部は、前記第２の流路に配置され、前記第１の流路と前記第２の流路との接続位置と同等の高さ、または該接続位置よりも高い位置に配置される流下装置。
  5. 　請求項４に記載の流下装置において、
    　前記流入部および前記流下部それぞれは、当該流下装置の互いに対向する側壁面に設けられ、
    　前記第２の流路は、前記第１の流路の下部から前記流下部へ前記水を導き、
    　前記遮蔽板は、当該流下装置内に鉛直方向に延びており、
    　前記接続位置は、前記遮蔽板の下方に位置する流下装置。
  6. 　請求項４または請求項５に記載の流下装置において、
    　前記遮蔽板は、前記第１の流路と前記第２の流路との間に位置する流下装置。
  7. 　請求項１から６のいずれか１項に記載の流下装置において、
    　前記流下部から流下する水と、当該流下装置の側壁面との間に背面板を有する流下装置。
  8. 　請求項１から７のいずれか１項に記載の流下装置と、
    　前記流下部から流下された水を、空気層を介して撮像する撮像装置と、
    　前記撮像装置が撮像した画像に基づいて、演算を行う演算装置とを有する水質検査システム。
  9. 　請求項８に記載の水質検査システムにおいて、
    　前記撮像装置の撮像範囲に光を照射する光源を複数有し、該複数の光源それぞれが前記撮像範囲を介して互いに対向する方向から光を照射する水質検査システム。
  10. 　水処理装置に接続された流入部から、前記水処理装置に貯留された水を流下装置に流入させる処理と、
    　前記流入部に流入された水を前記流下装置から流下するように排出させる処理と、
    　前記流下装置の外部に設けられた撮像装置が、前記流下装置から流下された水を撮像する処理と、
    　演算装置が、前記撮像した水の画像に基づいて、所定の演算を行う処理とを行う水質検査方法。
     
PCT/JP2021/028106 2020-09-07 2021-07-29 流下装置、水質検査システムおよび水質検査方法 WO2022049941A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180033807.3A CN115552217A (zh) 2020-09-07 2021-07-29 流下装置、水质检查系统及水质检查方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-149962 2020-09-07
JP2020149962A JP7481967B2 (ja) 2020-09-07 2020-09-07 流下装置および水質検査システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022049941A1 true WO2022049941A1 (ja) 2022-03-10

Family

ID=80491954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/028106 WO2022049941A1 (ja) 2020-09-07 2021-07-29 流下装置、水質検査システムおよび水質検査方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7481967B2 (ja)
CN (1) CN115552217A (ja)
TW (1) TW202212797A (ja)
WO (1) WO2022049941A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116311089B (zh) * 2023-05-26 2023-08-25 广东海洋大学 一种基于图像处理的污水水质数据智能分析方法和系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006218414A (ja) * 2005-02-10 2006-08-24 Kurita Water Ind Ltd 粒状物の検出装置および方法
JP2007263723A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 National Agriculture & Food Research Organization 水質モニタリング装置
WO2008047926A1 (fr) * 2006-10-19 2008-04-24 Hirata Corporation Dispositif de suivi de filtrat et système de suivi de filtrat
JP2013215663A (ja) * 2012-04-06 2013-10-24 Kazumi Tani 汚泥排水の処理設備及び処理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006218414A (ja) * 2005-02-10 2006-08-24 Kurita Water Ind Ltd 粒状物の検出装置および方法
JP2007263723A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 National Agriculture & Food Research Organization 水質モニタリング装置
WO2008047926A1 (fr) * 2006-10-19 2008-04-24 Hirata Corporation Dispositif de suivi de filtrat et système de suivi de filtrat
JP2013215663A (ja) * 2012-04-06 2013-10-24 Kazumi Tani 汚泥排水の処理設備及び処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022044371A (ja) 2022-03-17
JP7481967B2 (ja) 2024-05-13
TW202212797A (zh) 2022-04-01
CN115552217A (zh) 2022-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Honkanen et al. Digital imaging measurement of dense multiphase flows in industrial processes
JP5146462B2 (ja) 血液流動性計測システム
RU2713158C2 (ru) Определение присутствия жидкости в газовых трубопроводах высокого давления
WO2015182065A1 (en) Imaging apparatus, imaging method and medical imaging system
WO2022049941A1 (ja) 流下装置、水質検査システムおよび水質検査方法
US9612144B2 (en) Method and arrangement for measuring flow rate of optically non-homogenous material
CN108956484A (zh) 一种一体化追踪污染源的方法和装置
RU2014110961A (ru) Устройство и способ характеристики твердого вещества, присутствующего в жидкостях
WO2010140257A1 (ja) 流体を利用する個体計数装置
JP5013410B2 (ja) 微粒子測定方法及び装置
WO2020119600A1 (zh) 液体中颗粒物的图像采集设备及检测装置
KR101942240B1 (ko) 플록 관찰용 수중 cctv 시스템
JP7362509B2 (ja) 微小粒子計測装置、微小粒子計測方法、および微小粒子計測プログラム
KR20220055263A (ko) 미세 입자의 정성 및 정량 분석 장치
JP2010223598A (ja) シート状物の欠陥検査装置
JP3723156B2 (ja) 河川観測装置及びこれを用いた河川管理システム
Nobbs et al. The design, construction and commissioning of a low-cost optical particle size analyser specifically for measurement of settling velocities and size of flocs
JP7389570B2 (ja) 水処理装置、および水処理方法
US20240175795A1 (en) A flow cell and use thereof
JP7296281B2 (ja) 液体撮影装置
KR20150049139A (ko) 수중 내에서의 어류 수 감지를 통한 수질 측정 장치 및 그 방법
JP2021037471A (ja) 濁度測定装置および凝集槽
JP2021037457A (ja) 越流水対策システムおよび越流水対策方法
Duke et al. Measurement of the concentration field resulting from oxygen absorption at a wavy air-water interface
JP3700204B2 (ja) 汚泥浮上予測装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21863999

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21863999

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1