特許 6684976 有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム及び夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6684976

(24)【登録日】2020年4月1日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム及び夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム

(51)【国際特許分類】

   B01D 33/58 20060101AFI20200413BHJP

   B01D 33/80 20060101ALI20200413BHJP

   B01D 33/06 20060101ALI20200413BHJP

   C02F 1/00 20060101ALI20200413BHJP

【ＦＩ】

   B01D33/34

   B01D33/06 Z

   C02F1/00 V

   C02F1/00 L

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2020-15388(P2020-15388)

(22)【出願日】2020年1月31日

【審査請求日】2020年2月5日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】592141927

【氏名又は名称】三井Ｅ＆Ｓ環境エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101340

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 英一

(74)【代理人】

【識別番号】100205730

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 重輝

(74)【代理人】

【識別番号】100213551

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 智貴

(72)【発明者】

【氏名】角田 拓也

(72)【発明者】

【氏名】大賀 崇史

(72)【発明者】

【氏名】赤池 慎一郎

【審査官】 菊地 寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２９９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２６７５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６７３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１９−１６２６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−３４４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１−１１１４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−８８７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１５１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１４６５９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ３３／００

Ｃ０２Ｆ １／００

Ｇ０１Ｎ ２１／００

Ｇ０６Ｔ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機性廃棄物処理の前処理設備を構成する、夾雑物入り有機性排水中の夾雑物を除去する夾雑物除去装置と、
該夾雑物除去装置内の夾雑物入り有機性排水中の夾雑物が存在する所定の位置を撮像し、デジタル画像を取得する撮像部と、
該撮像部で取得したデジタル画像を受信する検出部とを備え、
該検出部は、予め記憶された、前記夾雑物除去装置に投入される有機性排水に含まれる夾雑物を特定する指定色データに基づき、前記デジタル画像の各画素を解析することにより、前記指定色データを含む画素が、予め設定された設定数以上あるかを検出し、該指定色データを含む画素が設定数以上であった場合には、検出信号を生成することを特徴とする有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム。

【請求項2】

前記夾雑物除去装置が、回転式ドラムスクリーンであることを特徴とする請求項１記載の有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム。

【請求項3】

請求項１又は２記載の有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システムであり、
前記前処理設備は、前記検出部と接続する制御部を備え、
前記制御部は、前記検出信号を前記検出部から受信したら、前記夾雑物除去装置内に投入される夾雑物入り有機性排水の投入量を低減することを特徴とする夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム。

【請求項4】

前記制御部は、前記検出信号を複数回受信したら、前記夾雑物除去装置に投入される夾雑物入り有機性排水の投入量を低減することを特徴とする請求項３記載の夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム。

【請求項5】

前記制御部は、前記夾雑物除去装置に投入される夾雑物入り有機性排水の投入量が低減された状態で、前記検出信号を１回又は複数回受信したら、前記有機性排水の投入を停止し、洗浄処理を実行することを特徴とする請求項３又は４記載の夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム。

【請求項6】

前記夾雑物除去装置が、回転式ドラムスクリーンであることを特徴とする請求項３、４又は５記載の夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム及び夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システムに関し、詳しくは、後段の生物処理を有する前処理設備において、後段の生物処理に障害となる物質を除去することにより、生物処理の運転をスムーズに行うことができる生物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム及び夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システムに関する。

【背景技術】

【0002】

生物処理の一つであるし尿処理設備における有機性排水処理に関しては、環境省のし尿処理設備構造指針がある。その指針に基づく設備としては、第１に、し尿中の有機物を微生物によって分解する生物処理に関する設備であり、そして第２に、その生物処理の前処理設備に関しても指針が示されている。

【0003】

前処理設備は、特許文献１に記載のように、搬入されるし尿を受入れて、砂等の固形物を除去する沈砂槽と、沈砂槽で分離されたし尿中の紙、布等の繊維類、プラスチック類を破砕する破砕装置と、細かく破砕された夾雑物入りのし尿から夾雑物を分離する夾雑物除去装置を備えている。
夾雑物（し渣）が取り除かれ、分離されたし尿は、生物処理槽に送られ、硝化・脱窒などの生物処理が施される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−７３４号公報

【特許文献2】特開２０１４−１１５１５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、夾雑物除去装置には、ノルマルヘキサン抽出物質含有量が著しく高いし尿が持ち込まれる場合がある。その場合、夾雑物除去装置のスクリーンに油膜が形成されたり、あるいは、スクリーンにし渣による目詰まりが発生する問題がある。

【0006】

かかる油膜形成等の目詰まりが発生すると、夾雑物除去装置の運転を継続することができない事態が発生し、その結果、夾雑物除去装置の処理液を後段の処理過程へ送ることができなくなり、有機性廃棄物処理施設全体の運転に影響を及ぼす結果となっていた。このため、人手によって、固形物入りの原液の投入量を調整したり、目詰まりの洗浄を行ったりしたりする運転調整が必要となるおそれがあり、常に人員を配置しておかなければならないという問題がある。

【0007】

また、夾雑物除去装置で、夾雑物の分離ができない場合には、有機性廃棄物処理施設全体の運転に影響を及ぼすことになれば、有機性廃棄物処理施設で多大なる損害を与える問題がある。

【0008】

特許文献２では、照射光、紫外光の照射時と非照射時との反射率に基づき、油膜の検出を行っている。
しかし、光の照射、非照射時の反射率の差を利用する技術では、夾雑物除去装置のスクリーンの油膜が検出できないおそれがあり、検出できなければ越流を引き起こし、後段の処理過程への影響を及ぼす結果、有機性廃棄物処理施設全体の運転への影響を回避できない。

【0009】

そこで、本発明の課題は、前処理設備を構成する夾雑物除去装置内の状況を解析することにより、目詰まりの兆候を早期に発見し、前処理設備の運転をスムーズに行うことができる有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システムを提供することにある。

【0010】

また、本発明の他の課題は、画像解析装置による解析結果を利用し、目詰まりの兆候を早期に発見し、目詰まりの予防措置を採ることにより、夾雑物除去装置の運転を継続することができ、前処理設備全体の運転をスムーズに行うことができる夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システムを提供することにある。
さらに本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題は以下の各発明によって解決される。

【0012】

１．有機性廃棄物処理の前処理設備を構成する、夾雑物入り有機性排水中の夾雑物を除去する夾雑物除去装置と、
該夾雑物除去装置内の夾雑物入り有機性排水中の夾雑物が存在する所定の位置を撮像し、デジタル画像を取得する撮像部と、
該撮像部で取得したデジタル画像を受信する検出部とを備え、
該検出部は、予め記憶された、前記夾雑物除去装置に投入される有機性排水に含まれる夾雑物を特定する指定色データに基づき、前記デジタル画像の各画素を解析することにより、前記指定色データを含む画素が、予め設定された設定数以上あるかを検出し、該指定色データを含む画素が設定数以上であった場合には、検出信号を生成することを特徴とする有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム。
２．前記夾雑物除去装置が、回転式ドラムスクリーンであることを特徴とする前記１記載の有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム。
３．前記１又は２記載の有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システムであり、
前記前処理設備は、前記検出部と接続する制御部を備え、
前記制御部は、前記検出信号を前記検出部から受信したら、前記夾雑物除去装置内に投入される夾雑物入り有機性排水の投入量を低減することを特徴とする夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム。
４．前記制御部は、前記検出信号を複数回受信したら、前記夾雑物除去装置に投入される夾雑物入り有機性排水の投入量を低減することを特徴とする前記３記載の夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム。
５．前記制御部は、前記夾雑物除去装置に投入される夾雑物入り有機性排水の投入量が低減された状態で、前記検出信号を１回又は複数回受信したら、前記有機性排水の投入を停止し、洗浄処理を実行することを特徴とする前記３又は４記載の夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム。
６．前記夾雑物除去装置が、回転式ドラムスクリーンであることを特徴とする前記３、４又は５記載の夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、画像解析装置による解析結果を利用し、目詰まりの兆候を早期に発見し、目詰まりの予防措置を採ることにより、夾雑物除去装置の運転を継続することができ、前処理設備全体の運転をスムーズに行うことができる夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システムを提供することができる。

【0014】

また、本発明によれば、画像解析装置による解析結果を利用し、目詰まりの兆候を早期に発見し、目詰まりの予防措置を採ることにより、夾雑物除去装置の運転を継続することができ、前処理設備全体の運転をスムーズに行うことができる夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システムを提供することができる。

【0015】

更に、本発明によれば、越流の未然防止が図れ、デジタル画像において、色の検出のみで、目詰まりの兆候を検出できるため、簡易な制御で運転を継続させることが出来ると共に、人手を介さず、目詰まりの予防措置を採ることができる有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム、及び夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】し尿処理における前処理設備の運転のフローを示す図

【図2】本実施形態にかかる運転システムの構成の一例を示す図

【図3】夾雑物除去装置の正面図

【図4】夾雑物除去装置の側面断面図

【図5】本実施形態にかかる運転システムの運転のフローの一例を示す図

【図6】越流防止制御処理のフローの一例を示す図

【図7】越流兆候検知処理のフローの一例を示す図

【図8】洗浄処理のフローの一例を示す図

【図9】越流防止制御処理のフローの変形例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を実施するための形態について説明する。

【0018】

本発明は、有機性廃棄物処理施設における有機性排水処理システムに関し、有機性廃棄物処理施設では、有機性廃棄物処理において、まず原液である有機性排水を前処理設備で、固液分離等の処理をし、処理液を貯留槽に貯留する前処理を行い、貯留槽に貯留された処理液を、生物処理設備で、生物処理する生物処理方式と、下水放流基準まで水で希釈して下水に放流する下水放流方式とが挙げられる。

【0019】

生物処理方式としては、し尿処理、汚泥再生処理、メタン発酵処理、下水処理等の方式が挙げられる。

【0020】

有機性排水には、し尿、汚泥等が挙げられる。以下に示す本実施形態において、し尿という場合は、特に断らない限りは、生し尿単独でも、浄化槽汚泥であってもよく、また生し尿と浄化槽汚泥を混合したものでもよい。

【0021】

ここで浄化槽汚泥は、合併処理浄化槽、コミュニティプラント、農業集落排水設備、漁業集落排水設備、単独処理浄化槽等から収集された汚泥などが含まれる。
以下、生物処理におけるし尿処理を例に挙げて説明する。

【0022】

し尿処理設備における有機性排水処理システムは、し尿の前処理設備と、浄化槽汚泥の前処理設備と、これらの前処理を行った処理液に対して生物処理を含む処理を行う生物処理設備を備える。

【0023】

次に、し尿処理における前処理設備について、図１に基づいて説明する。
図１は、し尿処理における前処理設備の運転フローを示す図である。

【0024】

図１において、前処理設備は、受入槽１、破砕装置２、夾雑物除去装置３、脱水装置４、洗浄装置５を備えている。

【0025】

受入槽１は、搬入されるし尿を受入れて、砂等の固形物が重力沈殿によって取り除く。受入槽１は重力沈殿を容易にし、沈殿物を貯留しやすくするために、傾斜構造の沈砂槽と、沈砂槽に沈まない固形物入りのし尿を貯留するし尿貯留槽を備えていることが好ましい。沈砂槽の底に沈んだ砂等の固形物は、定期的に抜き取りポンプで抜き取られ、水洗された後、焼却処分されるか、埋立処分されることが好ましい。抜き取りポンプは格別限定されないが、臭気の拡散を防止する意味で真空ポンプを用いることが好ましい。

【0026】

受入槽１のし尿貯留槽に貯留した固形物入りのし尿は、破砕装置２に送られる。固形物は、例えば紙、布等の繊維類、プラスチック類などが挙げられる。破砕装置２では、混入している紙、布等の繊維類、プラスチック類などを破砕する。破砕装置２としては、格別限定されないが、破砕羽根車を備えた破砕ポンプを用いることができる。破砕羽根車を３段に設け、１次破砕、２次破砕、３次破砕というように次第に小さく破砕できるような機構のものを用いることもできる。

【0027】

破砕装置２の破砕ポンプによって、し尿に混入している紙、布等の繊維類、プラスチック類の固形物は、細かく破砕されることにより夾雑物となり、夾雑物入りのし尿が、夾雑物除去装置３に送られる。

【0028】

夾雑物除去装置３において、送られた夾雑物入りのし尿から、夾雑物（し渣）が取り除かれる。夾雑物除去装置３の詳細については後述する。

【0029】

夾雑物が除去されたし尿は、し尿貯留槽（図示せず）に一時的に貯留され、後段の図示しない生物処理設備に送られ、生物処理される。

【0030】

夾雑物除去装置３で取り除かれた夾雑物は、脱水装置４に送られ、脱水される。脱水装置としては、遠心分離装置、ベルトプレス、スクリュープレス等を適宜用いることができる。脱水は一次と二次に分けて行うこともできる。その場合には、一次脱水として、例えば遠心分離装置又はベルトプレスを用い、二次脱水として、例えばスクリュープレス等の圧搾方式による装置を用いることもできる。脱水されたし渣は、焼却処分されるか、埋立処分される。脱水装置４の分離水は、受入槽１に戻される。

【0031】

洗浄装置５は、夾雑物除去装置３の回転ドラム３２のスクリーン３２ａ（図４参照）を洗浄するように構成されている。夾雑物除去装置３の回転ドラム３２の外周には、筐体３１が設けられており、洗浄装置５から温水洗浄水をスクリーン３２ａに向かって供給する。洗浄水を供給するための洗浄ノズル（図示せず）は、夾雑物除去装置３の筐体３１と回転ドラム３２の間に配置され、その洗浄ノズルから、回転ドラム３２に向かって圧力水である洗浄水が供給されように構成されている。
洗浄装置５は、洗浄処理を行う際に、上述した温水洗浄水を、常圧温水としてもよいし、高圧温水としてもよい。また、アルカリ等の薬液を用いて洗浄することもできる。

【0032】

これにより、夾雑物除去装置３の回転ドラム３２のスクリーン３２ａに、し渣が詰まったり、油膜が形成されたりした場合に、筐体３１側から回転ドラム３２のスクリーン３２ａに向かって洗浄水を供給し、洗浄を行い、目詰まりを解消することができる。通常は、１日に１回程度洗浄を行っている。

【0033】

以下、本実施形態にかかる前処理設備に設けられる制御部及び夾雑物画像解析システムについて、図２、図３及び図４に基づいて説明する。

【0034】

図２は、本実施形態にかかる運転システムの構成の一例を示す図であり、図３は、夾雑物除去装置３の正面図を示す図であり、図４は、夾雑物除去装置３の側面断面図を示す図である。図３及び図４には、夾雑物除去装置３と撮像部（カメラ）７との配置関係の一例が示されている。

【0035】

図２に示すように、制御部１００には、破砕装置２、夾雑物除去装置３、洗浄装置５、検出部６が接続され、検出部６には撮像部７が接続されている。
ここで、図示はしないが、本発明に係る夾雑物画像解析システムは、少なくとも、夾雑物除去装置３、夾雑物除去装置３の内部の所定の位置を撮像し、デジタル画像を取得する撮像部７、及び撮像部７から取得するデジタル画像により、夾雑物除去装置３内の状況から、目詰まりの兆候を検知し、目詰まりの兆候が検知された場合には、越流検出信号を生成する検出部６から構成される。

【0036】

夾雑物除去装置３は、円筒形のドラムを収納する筐体３１を備え、筐体３１内には、スクリーン３２ａが複数形成された回転式ドラムスクリーン３２（以下、単に回転ドラムもいう。）が設けられている。

【0037】

回転式ドラムスクリーン３２は、回転ドラム本体に形成されるスクリーン３２ａが形成されていればよいので、スクリーンの形態は格別限定されず、スリットタイプや丸孔タイプなどがある。以下、スクリーンが、スリットタイプを用いた例について説明する。

【0038】

３３は破砕装置２から送られる夾雑物入りし尿を投入する投入部であり、投入部３３は、回転式ドラムスクリーン３２内部に、し尿を投入するための投入口３３０を備えている。

【0039】

夾雑物除去装置３において、回転式ドラムスクリーン３２は、軸回転することにより、回転式ドラムスクリーン３２内に、破砕装置２から投入される夾雑物入りし尿から、夾雑物を分離除去するように形成されている。

【0040】

前述のように本実施の形態において、スクリーン３２ａを備えた回転式ドラムスクリーン３２が用いられる。回転ドラム３２に設けられるスクリーン３２ａは、目の大きさが荒目である場合、又は細目である場合がある。例えば、スクリーン３２ａが、荒目である場合には４ｍｍ幅に形成され、細目である場合には１ｍｍ幅に形成される。以下の説明では、細目である１ｍｍ幅のスクリーン３２ａが形成された回転式ドラムスクリーン３２を用いた例について説明する。

【0041】

夾雑物除去装置３は、図３及び図４に示されているように、正面下方に、内部状況を確認できる窓部３４が形成され、撮像部（カメラ）７は、該窓部３４からドラムスクリーン３２の内部中央近傍の位置Ａを監視できるように配置されている。

【0042】

以下の説明では、撮像部（カメラ）７に関しては、撮像部とカメラを格別区別して説明する必要がある場合を除いて、カメラ７として説明する。

【0043】

夾雑物除去装置３のスクリーン３２内部の位置Ａを、カメラ７で撮像することにより、回転式ドラムスクリーン３２のスクリーン３２ａの目詰まりを監視することができる。

【0044】

本実施形態においては、カメラ７は、夾雑物除去装置３の外部に設けられているため、建物内の照明器具等の光源、又は建物内に入り込む日光等（以下、単に光源という）がある場合、夾雑物除去装置３の窓部３４に、光源からの光が当たることによって、窓部３４からの反射光が、カメラ７で撮像されたデジタル画像に影響を与える場合がある。この場合、窓部３４からの反射光の影響がないように、カメラ７及び窓部３４と、光源との間に、光遮蔽板、又は光遮蔽機能を備える布状シートを設けることが好ましい。また、光遮蔽板は、夾雑物除去装置３の外部で、窓部３４に光が照射されないように取り付けられるような構成であってもよい。これにより、撮像されるデジタル画像に対して、光の影響を与えないようにすることができる。

【0045】

検出部６は、画像取得部６０、記憶部６１、画像解析部６２を備えている。

【0046】

画像取得部６０は、カメラ７で撮像されたデジタル画像を取得することができる。

【0047】

記憶部６１は、デジタル画像の各画素に含まれる色データと比較検出するための指定色データが記憶される。

【0048】

指定色データは、回転式ドラムスクリーン３２内においてスクリーン３２ａの目詰まりにより、越流の原因となるノルマルヘキサン抽出物質を含め、夾雑物を特定する指定色のデータである。

【0049】

指定色データとしては、例えば、ＲＧＢデータが挙げられる。
ＲＧＢデータは、３バイトのデータ（赤色データ：８ビット、緑色データ：８ビット、青色データ：８ビット、計２４ビット）で規定される色データである。
赤色データは、８ビット、つまり０〜２５５（１０進数表記）で計２５６段階まで表現出来る。緑色、青色についても同様である。

【0050】

本実施形態の一例として、指定色を、茶色データ（#734e30）を例示できる。ここで、茶色データ（#734e30）の各値は、１６進数で表示されており、１０進数表示を（）内で示す。７３（１１６_１０）が赤色データ、４ｅ（７８_１０）が緑色データ、３０（４８_１０）が青色データである。

【0051】

指定色データは、例えば、予め試験段階で越流を引き起こし、その越流状態を撮像し、その撮像されたデジタル画像データに基づき、目詰まりの原因となったスクリーン部分の色を抽出し、抽出された色を指定色として、記憶部６１に記憶しておくことができる。例えば、本実施形態においては、例示した茶色を指定色として抽出し、該茶色データを記憶部６１に記憶しておくことができる。本実施形態においては、越流状態を撮像する際に、目詰まりの原因となった夾雑物を撮像するようにしてもよいし、目詰まりによって起きた越流状態を、カメラで撮像するようにしてもよい。

【0052】

画像解析部６２は、後述する越流防止制御処理において、取得されたデジタル画像の各画素に含まれる色データと、試験段階で予め記憶した指定色データとを比較することができる。

【0053】

カメラ７は、夾雑物除去装置３の内部の位置Ａを監視し、画像取得部６０で取得するためのデジタル画像を撮像する。カメラ７としては、ネットワークカメラ又はＷＥＢカメラを用いることができる。

【0054】

ネットワークカメラは、カメラとコンピュータが一体化したもので、カメラ自体がＩＰアドレスを持っている。ネットワークカメラは、ネットワークに直接接続され、内臓の例えばＷｅｂサーバ、ＦＴＰサーバ、ＦＴＰクライアント、電子メールクライアントを持ち、アラーム管理機能、プログラム可能機能、その多くの機能を搭載することができる。

【0055】

ＷＥＢカメラは、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４ポート等のインターフェースを介して、ＰＣに接続して使用される。

【0056】

ここで、夾雑物除去装置３の回転式ドラムスクリーン３２は回転しており、その回転数は、約５〜３０ｒｐｍであり、回転式ドラムスクリーン３２が３０ｒｐｍで回転している場合、位置Ａを、回転式ドラムスクリーン３２が１回転するのに、２秒間である。

【0057】

そして、回転式ドラムスクリーン３２の内周を約２８０ｃｍとし、カメラの撮像部位の位置Ａの周方向の撮像幅を８０ｃｍとすると、該位置Ａにおいて、少なくとも２秒間で、４回撮像することにより、内周の全周に亘る状況を撮像することができる。したがって、この場合、上述のカメラ７で撮像する際の撮像速度としては、２秒間で４回撮像できればよいため、約２ｆｐｓ〜１０ｆｐｓの撮像速度があることが好ましい。

【0058】

更に、全周に亘る状況をフレーム画像で撮像する際に、重複させて撮像することで、全周のスクリーン内部を確実に監視できる観点から、撮像速度は、約３ｆｐｓ以上であることがより好ましい。

【0059】

例えば、回転式ドラムスクリーン３２が３０ｒｐｍで回転している状態で、位置Ａにおいて、全周を撮像する場合、カメラ７の撮像速度が、３ｆｐｓであれば、１秒間に３フレームの画像を撮像でき、２秒間で６フレームの画像が撮像される。これであれば、スクリーン内部の状況を全周に亘って確実に撮像することができる。そして、画像取得部６０は、撮像し、取得された６フレームのデジタル画像を取得することができる。

【0060】

また、カメラ７で取得される１フレーム当たりの画像の画素数は２０万〜３００万画素サイズであることが好ましい。カメラで取得する動画、デジタル画像の画素数については、撮像されるデジタル画像の解像度や、画像サイズに応じて定められ、撮像するデジタル画像の解像度、画像サイズは、運転の状況を監視に必要な要求精度、運転処理速度等、その他、システム内のストレージの容量等の要因に応じて、適宜変更可能である。

【0061】

本実施形態の運転システムの運転フローについて、図５〜図８に基づいて説明する。

【0062】

図５は、本実施形態にかかる運転システムの運転フローの一例を示す図である。本実施形態にかかる運転システムの運転フローについて、図５に基づいて説明する。

【0063】

まず、前処理設備において、夾雑物除去装置３及びカメラ７を起動させる（Ｓ１）。これにより、夾雑物除去装置３が軸回転し、カメラ７により、所定の位置Ａを撮像することができる。

【0064】

次いで、前処理設備において、破砕装置２を起動させる（Ｓ２）。これにより、夾雑物除去装置３に破砕された夾雑物入りし尿が送られる。

【0065】

次いで、カメラ７から所定時間毎に、デジタル画像を取得する（Ｓ３）。例えば、上述したように、カメラ７を３ｆｐｓの撮像速度で、夾雑物除去装置３の回転式ドラムスクリーン３２の位置Ａ（図４参照）を撮像し、回転式ドラムスクリーン３２は２秒間で１回転する（３０ｒｐｍ）とすると、２秒間で６フレーム分のデジタル画像を取得することができる。

【0066】

これを所定時間毎に撮像していくことで（撮像間隔）、回転式ドラムスクリーン３２内の状況を監視することができる。撮像間隔は、例えば、５分と設定しておくことで、５分毎に１回で６フレーム分のデジタル画像を撮像することになるので、これを運転時間の間、５分毎に撮像することにより、回転式ドラムスクリーン３２内の位置Ａにおける状況を把握することができ、この結果、後述するように、検出部６にデジタル画像を送信することにより、越流の兆候を検知することができる。

【0067】

次いで、取得したデジタル画像に基づき、越流防止制御処理を実行する（Ｓ４）。
越流防止制御処理について、図６及び図７に基づき説明する。

【0068】

図６には、越流防止制御処理のフロー図が示されている。
図６において、まず、越流兆候検知処理を実行する（Ｓ４１）。
図７には、越流兆候検知処理の処理フローの一例が示されている。

【0069】

図７において、まず、低減運転信号があるか否か判断する（Ｓ４１１）。
すなわち、低減運転中か判断し（Ｓ４１１）、低減運転中の場合は（Ｓ４１１のＹＥＳ）、監視時間を経過しているか否かを判断し（Ｓ４１２）、監視時間を経過している場合には、破砕装置２の運転を通常運転に戻して（Ｓ４１３）、越流の兆候を検知する処理を終了する。

【0070】

Ｓ４１１の低減運転中か否かの判断は、低減運転信号の検出の有無により判断することができる。

【0071】

ここで、低減運転信号は、破砕装置２の運転が切り替わっているか否かを判断する指標の信号であり、運転の切替と共に生成される信号である。この信号により、後述するＳ４３における判断で、設備の夾雑物除去装置３に対する処理内容が変更させることができる。

【0072】

また、監視時間は、夾雑物入りし尿の投入量を低減させた状態の運転中に、回転ドラムにおいて、越流の兆候が検知されるか否かを監視する時間であり、この監視時間中に越流兆候が検知される場合には、回転ドラムへの有機性排水の投入を停止し、回転ドラムを洗浄することになり、監視時間中、つまり夾雑物入りし尿の投入量を低減させた状態の運転中に、回転ドラムにおいて、越流の兆候が検知されなければ、通常運転に戻すことになる。
つまり、監視時間の設定をすることにより、越流の兆候を的確に把握でき、越流の未然防止を図ることができる。その結果、設備における後段の処理過程に大きな影響を及ぼすおそれがある越流を防ぐことができると共に、設備におけるスムーズな運転をすることができる。

【0073】

一方、低減運転中でない場合（Ｓ４１１のＮＯ）、及び低減運転監視時間中である場合（Ｓ４１２のＮＯ）、検出部６は、画像解析部６２において、記憶部６１に予め記憶された指定色データ（例えば、茶色）、及びデジタル画像を取得し、取得したデジタル画像の各画素に対して、指定色データである茶色データ（#734e30）が含まれているか比較する（Ｓ４１４）。これにより、指定色データが含まれる画素がデジタル画像にあるかを解析することができ、これを全画素に対して解析することにより、指定色が含まれる画素の画素数を検出することができる。

【0074】

ここで、指定色から所定範囲の色データで検索することもできる。例えば、指定色は、ＲＧＢの各色データの組み合わせであるため、各色の色において範囲を持たせることができる。つまり、所定範囲を指定色から±３とした場合、Ｒが７３であれば７０〜７６、Ｇが４ｅあれば４ｂ〜５１、Ｂが３０であれば、２ｄ〜３３で、所定範囲の色データを検出することもできる。

【0075】

また、所定範囲を、例えばＲは±５、Ｇは±１、Ｂは±３といったように、各色で所定範囲の幅を変更することも可能である。更に、所定範囲の幅は、指定色データの値である場合に限られず、指定色から割合による幅を設けることもできる。これにより、幅を設けることで、より詳細に後段の処理に障害となる物質とみなすことができる。

【0076】

次いで、検出された画素数が、予め設定された設定数未満であるか否か判断する（Ｓ４１５）。設定された画素数の設定数は、取得されるデジタル画像の画素数にもよるが、例えば、３０万画素のデジタル画像であった場合には、所定画素数の設定数を、２００００画素数と設定することができる。画素数の設定数は、取得されるデジタル画像の画素数に応じて適宜変更可能である。

【0077】

指定色データである画素の画素数が、設定数未満であった場合には（Ｓ４１５のＮＯ）、越流兆候が見られないと判断し、越流兆候検知処理を終了し、越流防止制御処理（図６）に戻る。

【0078】

一方で、画素数が設定数以上であった場合には（Ｓ４１５のＹＥＳ）、越流の兆候検出信号を生成する（Ｓ４１６）。ここで、画素数が設定数以上であったと判断する際に、上述したカメラ７から受信するデジタル画像が、複数枚出あった場合には、少なくとも１枚のデジタル画像において、指定色データである画素の画素数が設定数以上であった場合に、越流の兆候検出信号を生成してもよいし、例えば、２枚、若しくは受信する複数枚のデジタル画像の半分以上において、指定色データである画素数が設定数以上であった場合に、越流の兆候検出信号を生成するようにしてもよい。これにより、段階的に、運転制御をすることができる。
検出部６で生成された越流の兆候検出信号を制御部１００に送信し、越流兆候検知処理を終了し、越流防止制御処理（図６）に戻る。

【0079】

本実施形態においては、兆候検出信号と共に、デジタル画像と指定色を送信してもよい。デジタル画像と指定色を送信することにより、遠隔監視するような設備である場合には、遠隔地にいる運転者にも、目視で確認させることができる。

【0080】

次いで、兆候検出信号があるか否か判断し（Ｓ４２）、兆候検出信号が送信されていない場合には（Ｓ４２のＮＯ）、後述する運転時間が終了するまで、越流防止制御処理を繰り返し実行する。

【0081】

一方で、兆候検出信号が送信された場合には（Ｓ４２のＹＥＳ）、低減運転信号があるか否か判断し（Ｓ４３）、低減運転信号がない場合には（Ｓ４３のＮＯ）、破砕装置２からの夾雑物入りし尿の投入量を低減させる（投入量低減運転）（Ｓ４４）と共に、低減運転信号を生成し、監視時間の設定をする（Ｓ４５）。

【0082】

したがって、Ｓ４３の判断において、低減運転信号がある場合には（Ｓ４３のＹＥＳ）、破砕装置２の運転を停止し（Ｓ４６）、夾雑物除去装置３への夾雑物入りし尿の投入が停止することになり、この後、夾雑物除去装置３の洗浄処理を実行する（Ｓ４７）。

【0083】

洗浄処理を図８に基づき説明する。図８には、洗浄処理の一例が示されている。

【0084】

まず、洗浄処理において、洗浄装置５に備えられた温水洗浄ポンプを起動する（Ｓ４７１）。ポンプを起動し、夾雑物除去装置の回転式ドラムスクリーン３２に設けられたスクリーン３２ａを、筐体３１側から回転式ドラム３２に向かって、図示しないノズル孔から温水洗浄水を噴射し、所定時間経過するまで洗浄する。洗浄方法は、特に限定しない。

【0085】

次いで、洗浄時間が所定時間を経過したか否か判断し（Ｓ４７２）、所定時間が経過するまで洗浄を継続する（Ｓ４７２のＮＯ）。

【0086】

次いで、所定時間を経過したら（Ｓ４７２のＹＥＳ）、温水洗浄ポンプを停止させる（Ｓ４７３）。

【0087】

ここで、前処理設備の運転時間終了後の洗浄か否かを判断し（Ｓ４７４）、運転時間終了後であれば（Ｓ４７４のＹＥＳ）、洗浄処理を終了させる、一方で、運転時間終了前であれば（Ｓ４７４のＮＯ）、破砕装置２の停止状態を解除し、通常運転に戻し（Ｓ４７５）、洗浄処理は終了する。

【0088】

Ｓ４５の低減運転信号の生成、及び監視時間の設定をする処理、又はＳ４７の洗浄処理が終了することで、越流防止制御処理が終了し、図５に示す運転フローに戻る。

【0089】

次いで、図５の運転フローにおいて、前処理設備の運転終了時間になるまで、Ｓ３とＳ４のステップを繰り返し（Ｓ５、Ｓ５のＮＯ）、終了時間になったら（Ｓ５のＹＥＳ）、破砕装置２を停止させる（Ｓ６）。

【0090】

次いで、洗浄処理を実行する（Ｓ７）。洗浄処理については、上述した図８の説明を援用し省略する。

【0091】

次いで、夾雑物除去装置を停止し（Ｓ８）、運転を終了する。

【0092】

本実施形態において、終了時間になったら、有機性廃棄物処理における有機性排水処理システムの制御部が、運転者に対し、図示しない表示部等で、破砕装置、夾雑物除去装置の停止を促す指示を表示し、表示された指示に従って、運転者が、破砕装置の停止、夾雑物除去装置の停止をさせるようにしてもよい。

【0093】

更に、制御部は、洗浄装置による洗浄処理の開始・終了のタイミングを促し、運転者が、その指示に従って、操作により洗浄装置を稼動・停止させるようにしてもよい。

【0094】

図９は、越流防止制御処理の処理フローの変形例を示す図である。
図９において、図６と同じステップについては、同様のステップであるため、図６の説明を援用し、省略する。

【0095】

Ｓ４２において、検出信号があった場合には（Ｓ４２のＹＥＳ）、更に、検出信号が所定回数連続で検出されたか否か判断する（Ｓ９１）。検出信号は、デジタル画像が取得されるタイミングで、越流兆候が見られるか否かで生成される。つまり、デジタル画像取得の所定時間を５分とし、連続検出される連続回数を３回とした場合、少なくとも最初に検出された後、５分後に検出され、更に５分後に検出されて始めて３回となるため、少なくとも最初に検出されてから、５分後の検出、更に、１０分後に検出され、最短で最初の検出から１０分後に検出されることにより、初めて越流兆候が検知されたと判断されることになる。連続検出のステップ（Ｓ９１）を工程に含めることにより、誤検出等の防止が図られ、前処理設備の運転の継続、後段の処理に影響を与えないようにすることができる。

【0096】

したがって、上記の場合、兆候検出信号が生成されたら、制御部１００に、図示しないカウンターを設け、カウンターによって、所定回数連続で検出されたか否かを判断することが好ましい。

【0097】

更に、この場合、破砕装置２の通常運転中であるか、投入量低減運転中であるかによって、それぞれ異なるカウンターを設けることが好ましい。

【0098】

例えば、通常運転中の場合のカウンターをｍ、投入量低減運転中のカウンターをｎとし、投入量低減運転中の場合に、越流兆候信号が検出された場合には、カウンターｎを加算していくようにする。

【0099】

また、洗浄処理を行った後は、カウンターｍ、ｎ共にリセットする処理を行うことで、前処理設備の運転に影響が出ないようにすることが好ましい。

【0100】

具体的に、本実施形態において、連続検出がなされたか否かを判断するにあたって、Ｓ４２のＹＥＳだった場合に、制御部１００に図示しないカウンターを設けることが好ましい。このカウンターが、設定された回数に達した場合に、連続検出がなされたと判断することができる。設定される回数は、前処理設備の規模、処理量等によって適宜設定可能である。

【0101】

本実施形態において、越流防止制御処理は、リアルタイムで行うことも可能である。この場合、Ｓ３における所定時間毎にデジタル画像を取得するのではなく、所定のフレームレート、例えば３〜１０ｆｐｓで連続画像を撮像することにより、リアルタイムで回転式ドラムスクリーン内部の状況を把握することができる。そして、画像取得部６０が、デジタル画像を取得する時間を、設定された所定の時間毎に取得することにより、取得したデジタル画像に基づき、越流防止制御処理をすることもできる。

【0102】

リアルタイムで行うことにより、投入された原液と、越流兆候との関係を把握することができ、更に、所定時間毎の越流防止制御処理を実行することにより、越流による処理の影響を未然に防ぐことができる。

【0103】

以上の本実施形態の説明では、制御部１００と、検出部６とが、別の部材として説明しているが、これに限定されず、制御部１００に、検出部６の機能が組み込まれていてもよい。つまり、既存設備に対して、検出部６と撮像部７とを追設することもできるし、新設設備である場合には、新規設備に設けられる運転制御部に、検出部６と撮像部７の機能を組み込んでもよい。

【符号の説明】

【0104】

１ ：受入槽
２ ：破砕装置
３ ：夾雑物除去装置
３１ ：筐体
３２ ：回転式ドラムスクリーン
３２ａ ：スクリーン
３３ ：投入部
３３０ ：投入口
３４ ：窓部
４ ：脱水装置
５ ：洗浄装置
６ ：検出部
６０ ：画像取得部
６１ ：記憶部
６２ ：画像解析部
７ ：撮像部（カメラ）
１００ ：制御部

【要約】

【課題】前処理設備を構成する夾雑物除去装置内の状況を解析することにより、目詰まりの兆候を早期に発見し、前処理設備の運転をスムーズに行うことができる有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システムを提供すること。
【解決手段】有機性廃棄物処理の前処理設備を構成する、夾雑物入り有機性排水中の夾雑物を除去する夾雑物除去装置３と、夾雑物除去装置３内の夾雑物入り有機性排水中の夾雑物が存在する所定の位置を撮像し、デジタル画像を取得する撮像部７と、撮像部７で取得したデジタル画像を受信する検出部６とを備え、検出部６は、予め記憶された、夾雑物除去装置３に投入される有機性排水に含まれる夾雑物を特定する指定色データに基づき、デジタル画像の各画素を解析することにより、指定色データを含む画素が、予め設定された設定数以上あるかを検出し、指定色データを含む画素が設定数以上であった場合には、検出信号を生成する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】