特開 2025-4629 制御装置およびその制御方法、並びに制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025004629

(43)【公開日】2025-01-15

(54)【発明の名称】制御装置およびその制御方法、並びに制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   C02F 11/125 20190101AFI20250107BHJP

【ＦＩ】

C02F11/125 ZAB

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023104441

(22)【出願日】2023-06-26

(71)【出願人】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】東 隆司

(72)【発明者】

【氏名】山中 亮輝

【テーマコード（参考）】

4D059

【Ｆターム（参考）】

4D059AA03

4D059BE04

4D059BE26

4D059BE54

4D059BJ01

4D059EA02

4D059EA16

4D059EA20

4D059EB01

4D059EB11

4D059EB16

4D059EB20

(57)【要約】

【課題】脱水機に供給される凝集汚泥の流量と、脱水機から排出される脱水ケーキの含水率との両方を所定範囲内で維持する。
【解決手段】制御部（１０）は、凝集汚泥を搬送しながら脱水するスクリュープレス型の脱水機に供給される凝集汚泥の流量を少なくとも含む測定データを取得する取得部（１０１）と、測定データを用いて、当該測定データの測定時点から滞留時間が経過した時点において脱水機から排出される脱水ケーキの含水率を予測する予測部（１０２）と、凝集汚泥の流量が第１の所定範囲から外れている場合、凝集汚泥の流量が第１の所定範囲となるように、スクリューの回転速度を指示する一方、凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内であり、かつ、予測された脱水ケーキの含水率の予測値が第２の所定範囲から外れている場合、脱水ケーキの含水率が第２の所定範囲となるように、スクリューの回転速度を指示する指示部（１０３）と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

浮遊固形物を含む液体に前記浮遊固形物を凝集させる薬剤が添加される凝集槽から排出された前記液体を搬送しながら脱水するスクリュープレス型の脱水機に供給される前記液体の流量を少なくとも含む測定データを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記測定データを用いて、当該測定データの測定時点から前記脱水機内で前記液体が滞留する滞留時間が経過した時点において前記脱水機から排出される脱水ケーキの含水率を予測する第１予測部と、
前記取得部が取得した前記液体の流量が第１の所定範囲から外れている場合、前記液体の流量が前記第１の所定範囲となるように、前記スクリューの回転速度を制御する一方、前記液体の流量が前記第１の所定範囲内であり、かつ、前記第１予測部が予測した前記脱水ケーキの含水率が第２の所定範囲から外れている場合、前記脱水ケーキの含水率が前記第２の所定範囲となるように、前記スクリューの回転速度を制御する制御部と、を備える制御装置。

【請求項2】

前記取得部が取得した測定データに基づき、前記脱水機の運転を停止する時刻を予測する第２予測部をさらに備え、
前記制御部は、
前記液体の流量が前記第１の所定範囲内であり、かつ、前記第２予測部が予測した予測時刻が第３の所定範囲から外れている場合、前記予測時刻が前記第３の所定範囲となるように、前記スクリューの回転速度を制御し、かつ、
前記液体の流量が前記第１の所定範囲内であり、前記予測時刻が前記第３の所定範囲内であり、かつ、前記脱水ケーキの含水率が前記第２の所定範囲から外れている場合、前記脱水ケーキの含水率が前記第２の所定範囲となるように、前記スクリューの回転速度を制御する、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

浮遊固形物を含む液体に前記浮遊固形物を凝集させる薬剤が添加される凝集槽から排出された前記液体を搬送しながら脱水するスクリュープレス型の脱水機に供給される前記液体の流量を少なくとも含む測定データを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記測定データを用いて、当該測定データの測定時点から前記脱水機内で前記液体が滞留する滞留時間が経過した時点において前記脱水機から排出される脱水ケーキの含水率を予測する第１予測部と、
前記取得部が取得した測定データに基づき、前記脱水機の運転を停止する時刻を予測する第２予測部と、
前記取得部が取得した前記液体の流量が第１の所定範囲内となり、前記第１予測部が予測した前記脱水ケーキの含水率が第２の所定範囲内となり、かつ、前記第２予測部が予測した予測時刻が第３の所定範囲内となるように、前記スクリューの回転速度を制御する制御部と、を備える制御装置。

【請求項4】

前記取得部が取得する測定データは、前記脱水機の運転に関する測定データを含み、
前記第１予測部は、予測モデルを用いて、前記脱水ケーキの含水率を予測し、
前記予測モデルは、前記取得部が取得した前記測定データを説明変数とし、当該測定データの測定時点から前記滞留時間が経過した時点において前記脱水機から排出される脱水ケーキの含水率についての推定モデルによる推定値を目的変数として学習された予測モデルであり、
前記推定モデルは、前記脱水機の運転に関する測定データを説明変数とし、当該測定データの測定時点において前記脱水機から排出される脱水ケーキの含水率を目的変数として学習された推定モデルである、請求項１から３の何れか１項に記載の制御装置。

【請求項5】

前記第２予測部は、
前記脱水機の運転を開始する運転開始時刻から第１の時刻までの第１の期間と、前記第１の期間での前記脱水機のスクリューの単位回転当たりの処理量の測定値と、前記第１の時刻での前記スクリューの回転速度の測定値とを取得し、かつ、
前記第１の期間での前記スクリューの単位回転当たりの処理量の測定値であって、過去の所定日数における前記スクリューの単位回転当たりの処理量の測定値の平均値と、前記運転開始時刻から、前記脱水機の運転を停止する運転停止時刻までの運転期間での前記スクリューの単位回転当たりの処理量の測定値であって、前記過去の所定日数における前記処理量の測定値の平均値とを取得し、
前記第１の期間での前記スクリューの単位回転当たりの処理量の測定値と、前記過去の所定日数における前記第１の期間での前記スクリューの単位回転当たりの処理量の測定値の平均値と、前記過去の所定日数における前記運転期間での前記スクリューの単位回転当たりの処理量の測定値の平均値と、前記第１の時刻での前記スクリューの回転速度の測定値とを用いて、前記運転期間に到達すべき前記処理量の目標値から前記運転期間を予測する、請求項２または３に記載の制御装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記第１予測部が予測した前記脱水ケーキの含水率が、前記第２の所定範囲を含む第４の所定範囲から外れている場合、警報を行う、請求項１から３の何れか１項に記載の制御装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記第２予測部が予測した前記予測時刻が、前記第３の所定範囲を含む第５の所定範囲から外れている場合、警報を行う、請求項２または３に記載の制御装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記スクリューの回転速度を所定量だけ増加または減少し、これを周期的に行うことにより、前記スクリューの回転速度を制御する、請求項１から３の何れか１項に記載の制御装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記スクリューの回転速度を制御する脱水機用制御部と、前記薬剤の添加を制御する薬剤用制御部とを含み、
前記制御部は、前記脱水機用制御部と前記薬剤用制御部とを交互に動作させ、
前記薬剤用制御部は、前記薬剤の添加の態様が変更される前に前記取得部が取得した前記測定データから、前記第１予測部が予測した脱水ケーキの含水率と、前記薬剤の添加の態様が変更された後に前記取得部が取得した前記測定データから、前記第１予測部が予測した脱水ケーキの含水率とに基づいて、前記薬剤の添加の態様を調整する、請求項１から３の何れか１項に記載の制御装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記凝集槽における撹拌翼の回転速度を制御する撹拌翼用制御部をさらに含み、
前記撹拌翼用制御部は、前記脱水機用制御部および前記薬剤用制御部の動作と並行して動作し、
前記取得部は、前記凝集槽に形成されるフロックのサイズの測定データをさらに取得し、
前記制御部は、前記取得部が取得した前記フロックのサイズが第６の所定範囲から外れた場合、前記脱水機用制御部および前記薬剤用制御部の動作を停止する、請求項９に記載の制御装置。

【請求項11】

請求項１に記載の制御装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記第１予測部および上記制御部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。

【請求項12】

請求項３に記載の制御装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記第１予測部、上記第２予測部、および上記制御部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。

【請求項13】

浮遊固形物を含む液体に前記浮遊固形物を凝集させる薬剤が添加される凝集槽から排出された前記液体を搬送しながら脱水するスクリュープレス型の脱水機に供給される前記液体の流量を少なくとも含む測定データを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにて取得された前記測定データを用いて、当該測定データの測定時点から前記脱水機内で前記液体が滞留する滞留時間が経過した時点において前記脱水機から排出される脱水ケーキの含水率を予測する第１予測ステップと、
前記取得ステップにて取得された前記液体の流量が第１の所定範囲から外れている場合、前記液体の流量が前記第１の所定範囲となるように、前記スクリューの回転速度を制御する一方、前記液体の流量が前記第１の所定範囲内であり、かつ、前記第１予測ステップにて予測された前記脱水ケーキの含水率が第２の所定範囲から外れている場合、前記脱水ケーキの含水率が前記第２の所定範囲となるように、前記スクリューの回転速度を制御する制御ステップと、を含む制御装置の制御方法。

【請求項14】

浮遊固形物を含む液体に前記浮遊固形物を凝集させる薬剤が添加される凝集槽から排出された前記液体を搬送しながら脱水するスクリュープレス型の脱水機に供給される前記液体の流量を少なくとも含む測定データを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにて取得された前記測定データを用いて、当該測定データの測定時点から前記脱水機内で前記液体が滞留する滞留時間が経過した時点において前記脱水機から排出される脱水ケーキの含水率を予測する第１予測ステップと、
前記取得ステップにて取得された測定データに基づき、前記脱水機の運転を停止する時刻を予測する第２予測ステップと、
前記取得ステップにて取得された前記液体の流量が第１の所定範囲内となり、前記第１予測ステップにて予測された前記脱水ケーキの含水率が第２の所定範囲内となり、かつ、前記第２予測ステップにて予測された予測時刻が第３の所定範囲内となるように、前記スクリューの回転速度を制御する制御ステップと、を含む制御装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、汚泥処理の制御技術に関する。

【背景技術】

【0002】

下水処理場などの排水処理施設において実施される汚泥処理には汚泥を脱水機で脱水する工程が含まれている。効率的な汚泥処理のためには、脱水機へ供給される汚泥の流量を所定範囲内で維持することと、脱水により得られる脱水ケーキの含水率を所定範囲内で維持することとが重要である。例えば、特許文献１に記載の汚泥濃縮脱水システムは、一定流量の汚泥を安定して脱水するために、脱水機のスクリュー軸の回転数を制御している。また、特許文献２に記載の汚泥処理システムは、脱水ケーキの含水率が一定値以下となるように、背圧板の押付け圧とスクリューの回転数とを制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－０３０１５８号公報

【特許文献2】特開２０１３－２０８６０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、供給される汚泥の脱水性が改善すると、汚泥の流量が増加し、脱水ケーキの含水率が低下する。このとき、特許文献１のように、汚泥の流量を所定範囲内で維持するためにスクリューの回転数を減少させると、脱水ケーキの含水率がさらに低下する。一方、特許文献２のように、脱水ケーキの含水率を所定範囲内で維持するためにスクリューの回転数を増加させると、汚泥の流量がさらに増加する。

【0005】

また、供給される汚泥の脱水性が悪化すると、汚泥の流量が低下し、脱水ケーキの含水率が増加する。このとき、特許文献１のように、汚泥の流量を所定範囲内で維持するためにスクリューの回転数を増加させると、脱水ケーキの含水率がさらに増加する。一方、特許文献２のように、脱水ケーキの含水率を所定範囲内で維持するためにスクリューの回転数を減少させると、汚泥の流量がさらに低下する。

【0006】

すなわち、汚泥の流量を所定範囲内で維持しようとすると、脱水ケーキの含水率の変動が大きくなる。一方、脱水ケーキの含水率を所定範囲内で維持しようとすると、汚泥の流量の変動が大きくなる。

【0007】

本発明の一態様は、脱水機に供給される液体の流量と、脱水機から排出される脱水ケーキの含水率との両方を所定範囲内で維持することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御装置は、浮遊固形物を含む液体に前記浮遊固形物を凝集させる薬剤が添加される凝集槽から排出された前記液体を搬送しながら脱水するスクリュープレス型の脱水機に供給される前記液体の流量を少なくとも含む測定データを取得する取得部と、前記取得部が取得した前記測定データを用いて、当該測定データの測定時点から前記脱水機内で前記液体が滞留する滞留時間が経過した時点において前記脱水機から排出される脱水ケーキの含水率を予測する第１予測部と、前記取得部が取得した前記液体の流量が第１の所定範囲から外れている場合、前記液体の流量が前記第１の所定範囲となるように、前記スクリューの回転速度を制御する一方、前記液体の流量が前記第１の所定範囲内であり、かつ、前記第１予測部が予測した前記脱水ケーキの含水率が第２の所定範囲から外れている場合、前記脱水ケーキの含水率が前記第２の所定範囲となるように、前記スクリューの回転速度を制御する制御部と、を備える。

【0009】

また、本発明の別の態様に係る制御装置は、浮遊固形物を含む液体に前記浮遊固形物を凝集させる薬剤が添加される凝集槽から排出された前記液体を搬送しながら脱水するスクリュープレス型の脱水機に供給される前記液体の流量を少なくとも含む測定データを取得する取得部と、前記取得部が取得した前記測定データを用いて、当該測定データの測定時点から前記脱水機内で前記液体が滞留する滞留時間が経過した時点において前記脱水機から排出される脱水ケーキの含水率を予測する第１予測部と、前記取得部が取得した測定データに基づき、前記脱水機の運転を停止する時刻を予測する第２予測部と、前記取得部が取得した前記液体の流量が第１の所定範囲内となり、前記第１予測部が予測した前記脱水ケーキの含水率が第２の所定範囲内となり、かつ、前記２予測部が予測した予測時刻が第３の所定範囲内となるように、前記スクリューの回転速度を制御する制御部と、を備える。

【0010】

また、本発明の別の態様に係る制御装置の制御方法は、浮遊固形物を含む液体に前記浮遊固形物を凝集させる薬剤が添加される凝集槽から排出された前記液体を搬送しながら脱水するスクリュープレス型の脱水機に供給される前記液体の流量を少なくとも含む測定データを取得する取得ステップと、前記取得ステップにて取得された前記測定データを用いて、当該測定データの測定時点から前記脱水機内で前記液体が滞留する滞留時間が経過した時点において前記脱水機から排出される脱水ケーキの含水率を予測する第１予測ステップと、前記取得ステップにて取得された前記液体の流量が第１の所定範囲から外れている場合、前記液体の流量が前記第１の所定範囲となるように、前記スクリューの回転速度を制御する一方、前記液体の流量が前記第１の所定範囲内であり、かつ、前記第１予測ステップにて予測された前記脱水ケーキの含水率が第２の所定範囲から外れている場合、前記脱水ケーキの含水率が前記第２の所定範囲となるように、前記スクリューの回転速度を制御する制御ステップと、を含む。

【0011】

また、本発明の別の態様に係る制御装置の制御方法は、浮遊固形物を含む液体に前記浮遊固形物を凝集させる薬剤が添加される凝集槽から排出された前記液体を搬送しながら脱水するスクリュープレス型の脱水機に供給される前記液体の流量を少なくとも含む測定データを取得する取得ステップと、前記取得ステップにて取得された前記測定データを用いて、当該測定データの測定時点から前記脱水機内で前記液体が滞留する滞留時間が経過した時点において前記脱水機から排出される脱水ケーキの含水率を予測する第１予測ステップと、前記取得ステップにて取得された測定データに基づき、前記脱水機の運転を停止する時刻を予測する第２予測ステップと、前記取得ステップにて取得された前記液体の流量が第１の所定範囲内となり、前記第１予測ステップにて予測された前記脱水ケーキの含水率が第２の所定範囲内となり、かつ、前記２予測ステップにて予測された予測時刻が第３の所定範囲内となるように、前記スクリューの回転速度を制御する制御ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一態様によれば、脱水機に供給される液体の流量と、脱水機から排出される脱水ケーキの含水率との両方を所定範囲内で維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る制御システムにおける情報処理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。

【図2】上記制御システムの構成例を示す図である。

【図3】上記情報処理装置における制御装置への指示処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】上記情報処理装置の一実施例における各種測定値の時間変化を示すグラフである。

【図5】本発明の別の実施形態に係る制御システムにおける情報処理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。

【図6】上記情報処理装置における制御装置への指示処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】上記情報処理装置の一実施例における各種測定値の時間変化を示すグラフである。

【図8】本発明のさらに別の実施形態に係る制御システムにおける情報処理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。

【図9】作業者による含水率実測値に対する、上記情報処理装置における推定モデルによる含水率推定値のバラツキを示すグラフである。

【図10】上記情報処理装置における予測モデルのための教師データを作成する概念を示すモデル図である。

【図11】上記情報処理装置における予測モデルおよび推定モデルの更新処理の一例を示すフローチャートである。

【図12】本発明のさらに別の実施形態に係る制御システムにおける制御装置への指示処理の一例を示すフローチャートである。

【図13】上記制御システムにおける制御装置への指示処理の一例を示すフローチャートである。

【図14】本発明のさらに別の実施形態に係る制御システムにおける情報処理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。

【図15】上記情報処理装置における制御部の処理の一例を示すフローチャートである。

【図16】上記制御部の処理における薬剤率の調整処理の一例を示すフローチャートである。

【図17】上記薬剤率の調整処理における上記薬注率低減効果判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図18】上記薬剤率の調整処理における上記薬注率増加効果判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図19】本発明のさらに別の実施形態に係る制御システムにおける情報処理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。

【図20】上記情報処理装置における制御装置への指示処理の一例を示すフローチャートである。

【図21】上記情報処理装置における制御部の処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各実施形態に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、適宜その説明を省略する。

【0015】

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について、図１～図３を参照して説明する。

【0016】

〔制御システム〕
図２は、本実施形態に係る制御システム１００の構成例を示す図である。制御システム１００は、浮遊固形物を凝集させる薬剤を凝集槽内の被処理液（液体）に添加してフロックを形成し、フロックが形成された前記被処理液の固液分離を行うプラントで使用されるシステムである。以下では、被処理液が汚泥である例を説明するが、制御システム１００は汚泥以外の被処理液を処理するプラントにも適用可能である。なお、汚泥とは、排水処理などで生じる微細な固形物を含む液体であり、スラリーと呼ぶこともできる。

【0017】

詳細は以下説明するが、制御システム１００は、汚泥の処理工程のうち、処理対象の汚泥中の浮遊固形物を凝集させてフロックを形成させることによって、処理対象の汚泥を凝集汚泥とする工程から、凝集汚泥を脱水して脱水汚泥（脱水ケーキとも呼ばれる）と脱水ろ液とを得る工程までの各処理を行う。図２に示すように、制御システム１００は、情報処理装置１と、制御装置３と、フロキュレータ５と、脱水機９とを含む。

【0018】

フロキュレータ５は、浮遊固形物を凝集させる薬剤を凝集槽内の被処理液に添加して適度に撹拌することでフロックを形成させる機器である。具体的には、フロキュレータ５は、汚泥を被処理液とし、汚泥中の浮遊固形物を凝集させてフロックを形成させ、凝集汚泥を生成する。図２のフロキュレータ５は、凝集槽５１と、撹拌翼５２と、モータ５３と、点検窓５４とを備えている。また、フロキュレータ５には、汚泥投入口５５と、薬剤投入口５６と、排出口５７とが設けられている。

【0019】

さらに、点検窓５４には、撮影装置７２と、撮影用の照明装置７１とが取り付けられている。撮影装置７２は、少なくとも静止画像が撮影できるものであればよい。制御システム１００の稼働中、フロックへの光の当たり方が変化しないように、凝集槽５１は光透過性のないものとすることが好ましい。また、撮影装置７２および照明装置７１は図示の例のように、点検窓５４側が開口した遮光性の暗箱に収容することが好ましい。

【0020】

脱水機９は、フロックが形成された被処理液の固液分離を行う機器である。具体的には、脱水機９は、フロキュレータ５の後段に配設され、フロキュレータ５から排出される凝集汚泥（液体）を脱水して固液分離する。図２の脱水機９は、外胴スクリーン９１とスクリュー９２とを備えるスクリュープレス型脱水機である。また、脱水機９には、汚泥投入口９３と、ろ液排出口９４と、脱水ケーキ排出口９５とが設けられている。なお、図示していないが、脱水機９は、スクリュー９２を回転駆動するモータ等も備えている。無論、脱水機９は凝集汚泥を脱水できるものであればよく、スクリュープレス型に限られない。例えば、遠心脱水機、フィルタープレス型脱水機、またはベルトプレス脱水機等を適用することもできる。

【0021】

制御システム１００において、処理対象の汚泥は、図示しない供給装置により、汚泥投入口５５からフロキュレータ５の凝集槽５１内に連続的あるいは断続的に供給される。汚泥の供給速度は、フロキュレータ５および脱水機９による汚泥の処理速度に応じて、供給装置あるいはその制御装置３が自動で制御する構成となっていてもよい。

【0022】

そして、凝集槽５１内の汚泥に対して、薬剤投入口５６から汚泥を凝集させるための薬剤（少なくとも凝集剤を含む）が投入される。この状態でモータ５３を駆動させて撹拌翼５２を回転させ、汚泥と薬剤を撹拌し、フロックを形成させる。形成されたフロックと、汚泥に含まれていた水との混合物である凝集汚泥は排出口５７から排出される。

【0023】

続いて、この凝集汚泥は、脱水機９の汚泥投入口９３から外胴スクリーン９１内に供給される。脱水機９内において、上記凝集汚泥は、スクリュー９２により搬送されると共に、スクリュー９２による加圧下で脱水されて、ろ液がろ液排出口９４から排出され、脱水された凝集汚泥の固まりである脱水ケーキが脱水ケーキ排出口９５から排出される。

【0024】

なお、上記汚泥は、汚泥投入口５５から凝集槽５１内に供給されることにより、上記凝集汚泥が凝集槽５１の排出口５７から押し出されて排出され、排出された凝集汚泥が脱水機９に供給される。このため、凝集槽５１に供給される汚泥の流量と、脱水機９へ供給される汚泥の流量とは、同時刻で一致する。

【0025】

詳細は以下説明するが、情報処理装置１は、凝集槽５１に供給される液体に関する測定データと、凝集槽５１に供給される薬剤に関する測定データと、凝集槽５１内の液体に関する測定データと、凝集槽５１の運転に関する測定データと、脱水機９の運転に関する測定データと、の少なくともいずれかを取得する。そして、情報処理装置１は、取得した測定データに基づき、脱水ケーキの含水率を予測する。

【0026】

また、情報処理装置１は、制御装置３を介して制御システム１００の構成要素である各種機器（例えば、フロキュレータ５、脱水機９、および図示していない汚泥および薬剤の供給装置等）の動作制御を行うこともできる。制御装置３は、制御システム１００の構成要素である各種機器の動作を制御する装置である。制御装置３は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）であってもよい。図２の例では、制御装置３は、フロキュレータ５に関する機器を制御するフロキュレータ用制御装置３ａと、脱水機９に関する機器を制御する脱水機用制御装置３ｂとを含む。

【0027】

〔情報処理装置〕
図１は、情報処理装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。図示のように、情報処理装置１は、情報処理装置１の各部を統括して制御する制御部１０と、情報処理装置１が使用する各種データを記憶する記憶部１１と、を備えている。また、情報処理装置１は、情報処理装置１が他の装置と通信するための通信部１２、情報処理装置１に対する各種データの入力を受け付ける入力部１３、および情報処理装置１が各種データを出力するための出力部１４を備えている。

【0028】

また、制御部１０には、取得部１０１、予測部１０２、および指示部１０３（制御部）が含まれている。なお、指示部１０３については、後記「指示部について」の項目で説明する。

【0029】

記憶部１１には、予測モデル１１１が含まれている。予測モデル１１１の詳細については、後記「予測モデルについて」の項目で説明する。

【0030】

取得部１０１は、脱水機９に供給される凝集汚泥の流量を示す測定データを取得する。その他に、取得部１０１は、凝集槽５１に供給される液体に関する測定データと、凝集槽５１に供給される薬剤に関する測定データと、凝集槽５１内の液体に関する測定データと、凝集槽５１の運転に関する測定データと、脱水機９の運転に関する測定データと、の少なくともいずれかを取得する。なお、各測定データの詳細に関しては、後記「予測モデルについて」の項目で説明する。

【0031】

予測部１０２は、記憶部１１に記憶された予測モデル１１１を用いて、取得部１０１が取得した測定データから脱水ケーキの含水率を予測する。この脱水ケーキは、上記測定データの測定時点から脱水機９内で上記凝集汚泥が滞留する滞留時間が経過した時点（以下、「経過時点」と称する。）において脱水機９から排出される脱水ケーキである。予測部１０２は、取得部１０１が新たな測定データを取得する毎に予測モデル１１１を用いた予測を実行する。これにより、予測部１０２は脱水ケーキの含水率をリアルタイムに、すなわち短い時間間隔で連続的に（例えば１分ごとに）予測することができる。

【0032】

指示部１０３は、通信部１２を介して、制御装置３に各種指示を行う。本実施形態では、指示部１０３は、取得部１０１が取得した凝集汚泥の流量が第１の所定範囲から外れている場合、脱水機用制御装置３ｂに指示して、上記凝集汚泥の流量が上記第１の所定範囲となるように、スクリュー９２の回転速度を制御させる。従って、上記第１の所定範囲は、上記凝集汚泥の流量が適正である所定範囲に対応する。

【0033】

上記第１の所定範囲の上限値は、例えば、上記凝集汚泥を脱水機９に供給するポンプの流量の上限値であってもよい。また、上記第１の所定範囲の下限値は、例えば、上記ポンプの流量の下限値であってもよい。上記第１の所定範囲を狭くすることにより、指示部１０３は、上記凝集汚泥の流量を安定化させることができる。また、上記第１の所定範囲をさらに狭くすることにより、指示部１０３は、上記凝集汚泥の流量が一定となるように、脱水機用制御装置３ｂに制御させることができる。

【0034】

また、指示部１０３は、上記凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内であり、かつ、予測部１０２が予測した上記脱水ケーキの含水率の予測値が第２の所定範囲から外れている場合、脱水機用制御装置３ｂに指示して、上記脱水ケーキの含水率の予測値が上記第２の所定範囲となるように、スクリュー９２の回転速度を制御させる。従って、上記第２の所定範囲は、上記脱水ケーキの含水率が適正である所定範囲に対応する。なお、指示部１０３における具体的な指示処理については、後記「指示処理」の項目で説明する。

【0035】

〔予測モデルについて〕
予測モデル１１１は、取得部１０１が取得した、測定時点の測定データを説明変数とし、経過時点において脱水機９から排出される脱水ケーキの含水率（以下、「経過時点の含水率」と称する。）を目的変数としてそれらの関係をモデル化したものである。例えば、過去に測定された測定データと当該測定データに対応する含水率との対応関係を示す教師データを用いた機械学習により生成された予測モデルを用いることもできる。予測モデル１１１のアルゴリズムは特に限定されず、例えば回帰あるいは重回帰モデル、ニューラルネットワーク、またはランダムフォレスト等の予測モデルを用いることもできる。

【0036】

取得部１０１が取得した測定データであって、予測モデル１１１の予測に用いる測定データには次のようなものが含まれる。

【0037】

（１）凝集槽５１に供給される汚泥に関する測定データ。当該測定データは、例えば、当該汚泥の単位時間当たりの供給流量、および当該汚泥の濃度の少なくともいずれかであり、汚泥投入口５５の手前にて測定される。

【0038】

（２）凝集槽５１に供給される薬剤に関する測定データ。当該測定データは、例えば、当該薬剤の単位時間当たりの供給流量であり、薬剤投入口５６の手前にて測定される。

【0039】

（３）凝集槽５１内の汚泥に関する測定データ。当該測定データは、フロックの平均濃淡値、および、フロック間の隙間の平均単位面積、の少なくともいずれかであり、撮影装置７２における静止画像を画像処理することで得られる。上記平均濃淡値は、汚泥色調（明暗）の指標となる。また、上記平均単位面積は、フロック径の指標となる。

【0040】

（４）凝集槽５１の運転に関する測定データ。当該測定データは、凝集槽５１における撹拌翼５２の回転速度であり、フロキュレータ用制御装置３ａから取得する。

【0041】

（５）脱水機９の運転に関する測定データ。当該測定データは、脱水機９の運転時間、脱水機９のスクリュー９２の回転速度、脱水機９への凝集汚泥の単位時間当たりの供給流量、および、脱水機９へ投入される凝集汚泥の投入圧、の少なくともいずれかであり、脱水機用制御装置３ｂから取得する。

【0042】

本実施形態では、上記（１）～（５）に示すように、様々な測定データを採用することができる。そのため、脱水ケーキの含水率を、多面的な説明変数を用い、精度良く予測することができる。なお、上記（１）～（５）に示す測定データのうち、予測モデル１１１の予測精度に対する寄与が大きい測定データとしては、上記（５）に示す上記運転時間、スクリュー９２の回転速度、および、上記供給流量と、上記（３）に示すフロックの平均濃淡値が挙げられる。

【0043】

上記の構成によると、制御部１０は、まず、脱水機９に供給されている凝集汚泥の流量が第１の所定範囲から外れている場合、上記凝集汚泥の流量が前記第１の所定範囲となるように、スクリュー９２の回転速度を制御する。これにより、上記凝集汚泥の流量を第１の所定範囲内で維持することができる。

【0044】

このとき、スクリュー９２の回転速度が変更されることにより、上記脱水ケーキの含水率が上記第２の所定範囲から外れる可能性がある。しかしながら、上記脱水ケーキの含水率が上記第２の所定範囲から実際に外れる時点は、上記凝集汚泥の流量の測定時点から滞留時間が経過した時点である。

【0045】

そこで、制御部１０は、予測部１０２が上記脱水ケーキの含水率を次回予測する際に、上記凝集汚泥の流量が上記第１の所定範囲内であり、かつ、上記脱水ケーキの含水率が上記第２の所定範囲から外れている場合、上記脱水ケーキの含水率が上記第２の所定範囲となるように、スクリュー９２の回転速度を制御する。これにより、上記凝集汚泥の流量の測定時点から滞留時間が経過した時点には、上記脱水ケーキの含水率を上記第２の所定範囲内で維持することができる。

【0046】

〔指示処理〕
図３は、上記構成の情報処理装置１における制御装置３への指示処理（制御方法）の一例を示すフローチャートである。この指示処理は、周期的（例えば５分ごと）に実行される。図３に示すように、まず、取得部１０１は、各種の測定データを収集（取得）する（Ｓ１１）。次に、予測部１０２は、予測モデル１１１を用いて、上記測定データから、該測定データの測定時点から滞留時間が経過した経過時点において脱水機９から排出される脱水ケーキの含水率を予測する（Ｓ１２）。

【0047】

次に、指示部１０３は、上記測定データに含まれる、脱水機９に供給される凝集汚泥の流量が、第１の所定範囲よりも小さいか、第１の所定範囲内であるか、或いは、第１の所定範囲よりも大きいかを判断する（Ｓ１３）。

【0048】

ステップＳ１３にて上記凝集汚泥の流量が上記第１の所定範囲よりも小さい場合、ステップＳ１５に進む。一方、ステップＳ１３にて上記凝集汚泥の流量が上記第１の所定範囲よりも大きい場合、ステップＳ１６に進む。

【0049】

一方、ステップ１３にて上記凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内である場合、指示部１０３は、ステップＳ１２にて予測された、上記経過時点における脱水ケーキの含水率の予測値が、第２の所定範囲よりも小さいか、第２の所定範囲内であるか、或いは、第２の所定範囲よりも大きいかを判断する（Ｓ１４）。

【0050】

ステップＳ１４にて上記予測値が上記第２の所定範囲よりも小さい場合、ステップＳ１５に進む。一方、ステップＳ１４にて上記予測値が上記第２の所定範囲よりも大きい場合、ステップＳ１６に進む。一方、ステップＳ１４にて上記予測値が上記第２の所定範囲内である場合、指示部１０３は、上記凝集汚泥の流量および上記予測値の両方が適正範囲内であるとして、上記指示処理を終了する。

【0051】

ステップＳ１５では、指示部１０３は、脱水機９のスクリュー９２の回転速度を所定量（例えば、０．０１回転／分）だけ増加するように、脱水機用制御装置３ｂに指示する。その後、上記指示処理を終了する。ステップＳ１１～Ｓ１３、およびＳ１５を周期的に繰り返すことにより、上記凝集汚泥の流量が段階的に増加して、最終的に上記第１の所定範囲内とすることができる。また、ステップＳ１１～Ｓ１４、およびＳ１５を周期的に繰り返すことにより、上記経過時点における脱水ケーキの含水率の予測値が段階的に増加して、最終的に上記第２の所定範囲内とすることができる。

【0052】

ステップＳ１６では、指示部１０３は、脱水機９のスクリュー９２の回転速度を所定量だけ減少するように、脱水機用制御装置３ｂに指示する。その後、上記指示処理を終了する。ステップＳ１１～Ｓ１３、およびＳ１６を周期的に繰り返すことにより、上記凝集汚泥の流量が段階的に減少して、最終的に上記第１の所定範囲内とすることができる。また、ステップＳ１１～Ｓ１４、およびＳ１６を周期的に繰り返すことにより、上記経過時点における脱水ケーキの含水率の予測値が段階的に減少して、最終的に上記第２の所定範囲内とすることができる。

【0053】

〔変形例〕
上述の実施形態で説明した各処理の実行主体は任意であり、上述の例に限られない。例えば、図３に示した含水率予測方法の各ステップは、複数の情報処理装置に分担させることもできる。つまり、当該含水率予測方法は、１つの情報処理装置１により実行されるものであってもよいし、複数の情報処理装置により実行されるものであってもよい。

【0054】

〔付記事項〕
なお、上述の実施形態では、予測部１０２は、学習された予測モデル１１１を用いて、測定データから脱水ケーキの含水率を予測しているが、これに限定されるものではない。例えば、予測部１０２は、所定の計算式に基づき、測定データから脱水ケーキの含水率を予測してもよい。

【0055】

〔実施例〕
図４は、上記構成の情報処理装置１の一実施例における各種測定値の時間変化を示すグラフである。図４の横軸は運転時間（分）である。また、図４の縦軸は、各測定データの測定値であり、測定データごとに任意のスケールで示している。図４の測定値は、供給される凝集汚泥の脱水性と、凝集汚泥の流量と、脱水ケーキの含水率とスクリュー９２の回転速度とである。

【0056】

図４では、本実施例が実線で示されている。また、図４では、上記含水率に基づいてスクリュー９２の回転速度を制御する比較例が破線で示されている。

【0057】

図４において、上記凝集汚泥の脱水性が低下すると、滞留時間が経過した後の上記脱水ケーキの含水率が上昇することになる。そこで、比較例では、スクリュー９２の回転速度を段階的に低下させている。しかしながら、この場合、凝集汚泥の流量が大きく低下することになる。

【0058】

これに対し、本実施例では、凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内となるように、スクリュー９２の回転速度の低下量が低減される。これにより、凝集汚泥の流量が大きく低下することを防止できる。そして、本実施例では、凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内になると、脱水ケーキの含水率が第２の所定範囲内となるように、スクリュー９２の回転速度の低下量が維持される。これにより、脱水ケーキの含水率が大きく上昇することを防止できる。

【0059】

また、図４において、上記凝集汚泥の脱水性が上昇すると、滞留時間が経過した後の上記脱水ケーキの含水率が低下することになる。そこで、比較例では、スクリュー９２の回転速度を段階的に増加させている。しかしながら、この場合、凝集汚泥の流量が大きく増加することになる。

【0060】

これに対し、本実施例では、凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内となるように、スクリュー９２の回転速度の増加量が低減される。これにより、凝集汚泥の流量が大きく低下することを防止できる。そして、本実施例では、凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内になると、脱水ケーキの含水率が第２の所定範囲内となるように、スクリュー９２の回転速度の増加量が維持される。これにより、脱水ケーキの含水率が大きく低下することを防止できる。

【0061】

〔実施形態２〕
本発明の別の実施形態について、図５および図６を参照して説明する。本実施形態に係る制御システム１００は、図２に示す制御システム１００に比べて、情報処理装置１の構成が異なり、その他の構成は同様である。

【0062】

図５は、本実施形態の情報処理装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の情報処理装置１は、図１に示す情報処理装置１に比べて、予測部１０２を第１予測部１０２に名称を変更している点と、制御部１０が第２予測部１０４をさらに備えている点と、指示部１０３に代えて指示部１０５（制御部）が設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。

【0063】

ところで、効率的な汚泥処理のためには、上記凝集汚泥の流量、上記脱水ケーキの重量等、脱水機９における処理量の合計値が、１日の目標値に到達して、脱水機９の運転をいつ終了するかを予測することが望ましい。この場合、作業者は、脱水機９の運転終了後の処理を遅滞なく行うことができる。

【0064】

そこで、本実施形態では、第２予測部１０４は、取得部１０１が取得した測定データに基づき、脱水機９の運転を停止する運転停止時刻ｔｅを予測する。

【0065】

具体的には、第２予測部１０４は、まず、脱水機９の処理量の目標値ＤＡｔを取得する。また、第２予測部１０４は、脱水機９が運転を開始する運転開始時刻ｔ０から第１の時刻ｔ１までの第１の期間Ｔ１と、第１の期間Ｔ１でのスクリュー９２の単位回転当たりの処理量の測定値Ａ１と、上記第１の時刻ｔ１でのスクリュー９２の回転速度の測定値ｒｒ１とを取得する。上記処理量は、例えば、脱水機９に供給される凝集汚泥の量であってもよいし、脱水機９から排出される脱水ケーキの量であってもよい。

【0066】

次に、第２予測部１０４は、第１の期間Ｔ１でのスクリュー９２の単位回転当たりの処理量の測定値Ａ１であって、過去の所定日数におけるスクリュー９２の単位回転当たりの処理量の測定値の平均値ＰＡ１を取得する。また、第２予測部１０４は、運転開始時刻ｔ０から上記運転停止時刻ｔｅまでの運転期間Ｔｏｐでのスクリュー９２の単位回転当たりの処理量の測定値であって、上記過去の所定日数における上記処理量の測定値の平均値ＰＡ２を取得する。

【0067】

次に、第２予測部１０４は、第１の期間Ｔ１でのスクリュー９２の単位回転当たりの処理量の測定値Ａ１と、上記過去の所定日数における第１の期間Ｔ１でのスクリュー９２の単位回転当たりの処理量の測定値の平均値ＰＡ１と、上記過去の所定日数における運転期間Ｔｏｐでのスクリュー９２の単位回転当たりの処理量の測定値の平均値ＰＡ２と、上記第１の時刻ｔ１でのスクリュー９２の回転速度の測定値ｒｒ１とを用いて、次式（１）に基づき、運転期間Ｔｏｐに到達すべき上記処理量の目標値ＤＡｔから運転期間Ｔｏｐを予測する。
ＤＡｔ／Ｔｏｐ＝Ａ１×（ＰＡ２／ＰＡ１）×ｒｒ１ ・・・・（１）。
そして、第２予測部１０４は、運転期間Ｔｏｐの予測値に運転開始時刻ｔ０を加算した運転停止時刻ｔｅの予測値を出力する。なお、第２予測部１０４は、公知の手法を用いて、取得部１０１が取得した測定データに基づき運転停止時刻ｔｅを予測してもよい。

【0068】

指示部１０５は、通信部１２を介して、制御装置３に各種指示を行う。本実施形態では、指示部１０５は、図１に示す指示部１０３と同様に、取得部１０１が取得した凝集汚泥の流量が第１の所定範囲から外れている場合、脱水機用制御装置３ｂに指示して、上記凝集汚泥の流量が上記第１の所定範囲となるように、スクリュー９２の回転速度を制御させる。従って、上記第１の所定範囲は、上記凝集汚泥の流量が適正である所定範囲に対応する。

【0069】

また、指示部１０５は、上記凝集汚泥の流量が上記第１の所定範囲内であり、かつ、第２予測部１０４が予測した運転停止の予測時刻が第３の所定範囲から外れている場合、脱水機用制御装置３ｂに指示して、上記予測時刻が上記第３の所定範囲となるように、スクリュー９２の回転速度を制御させる。従って、上記第３の所定範囲は、上記運転停止の時刻が適正である所定範囲に対応する。

【0070】

また、指示部１０３は、上記凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内であり、上記運転停止の予測時刻が第３の所定範囲内であり、かつ、第１予測部１０２が予測した上記脱水ケーキの含水率の予測値が第２の所定範囲から外れている場合、脱水機用制御装置３ｂに指示して、上記脱水ケーキの含水率の予測値が上記第２の所定範囲となるように、スクリュー９２の回転速度を制御させる。従って、上記第２の所定範囲は、上記脱水ケーキの含水率が適正である所定範囲に対応する。

【0071】

ところで、制御部１０は、上記凝集汚泥の流量が前記第１の所定範囲内であり、かつ、上記脱水ケーキの含水率が上記第２の所定範囲から外れている場合、上記脱水ケーキの含水率が上記第２の所定範囲となるように、スクリュー９２の回転速度を制御する。このとき、スクリュー９２の回転速度が変更されることにより、上記凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内で変化して、上記凝集汚泥または上記脱水ケーキの量が目標値に到達する時刻が変化する可能性がある。その結果、脱水機９の運転を停止する時刻が変化する可能性がある。

【0072】

そこで、本実施形態では、制御部１０は、上記測定データに基づき、脱水機９の運転を停止する時刻を予測し、予測した時刻である運転停止の予測時刻が第３の所定範囲から外れている場合、上記予測時刻が上記第３の所定範囲となるように、スクリュー９２の回転速度を制御する。また、制御部１０は、上記凝集汚泥の流量が上記第１の所定範囲内であり、上記予測時刻が上記第３の所定範囲内であり、かつ、上記脱水ケーキの含水率が上記第２の所定範囲から外れている場合、上記脱水ケーキの含水率が上記第２の所定範囲となるように、スクリュー９２の回転速度を制御する。これにより、上記脱水ケーキの含水率の変化が大きくなる可能性があるが、上記運転停止の予測時刻を上記第３の所定範囲内に維持することができる。その結果、脱水機９の運転停止を予定通りに行うことができ、上記脱水ケーキの運搬など、脱水機９の運転停止後の処理を予定通りに行うことができる。

【0073】

図６は、上記構成の情報処理装置１における制御装置３への指示処理（制御方法）の一例を示すフローチャートである。本実施形態の指示処理は、図３に示す指示処理に比べて、ステップＳ１２とステップＳ１３との間にステップＳ２１が設けられている点と、ステップＳ１３とステップＳ１４との間にステップＳ２２が設けられている点とが異なり、その他の処理は同じである。

【0074】

ステップＳ２１では、第２予測部１０４は、上記測定データに基づき、脱水機９の運転停止の時刻を予測する。なお、ステップＳ１２およびステップＳ２１は何れを先に処理してもよいし、同時に処理してもよい。

【0075】

ステップＳ２２では、ステップＳ１３にて上記凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内である場合、指示部１０３は、ステップＳ２１にて予測された上記運転停止の予測時刻が、第３の所定範囲よりも遅いか、第３の所定範囲内であるか、或いは、第３の所定範囲よりも早いかを判断する。

【0076】

ステップＳ２２にて上記予測値が上記第３の所定範囲よりも遅い場合、ステップＳ１５に進む。一方、ステップＳ２２にて上記予測値が上記第３の所定範囲よりも早い場合、ステップＳ１６に進む。一方、ステップＳ２２にて上記予測値が上記第３の所定範囲内である場合、ステップＳ１４に進む。

【0077】

従って、ステップＳ１４にて上記予測値が上記第２の所定範囲内である場合、指示部１０３は、上記凝集汚泥の流量、上記予測時刻、および上記予測値の両方が適正範囲内であるとして、上記指示処理を終了する。また、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ１３、Ｓ２２、およびＳ１５を周期的に繰り返すことにより、上記運転停止の予測時刻が段階的に増加して、最終的に上記第３の所定範囲内とすることができる。また、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ１３、Ｓ２２、およびＳ１６を周期的に繰り返すことにより、上記運転停止の予測時刻が段階的に減少して、最終的に上記第３の所定範囲内とすることができる。

【0078】

〔実施例〕
図７は、上記構成の情報処理装置１の一実施例における各種測定値の時間変化を示すグラフである。図７の横軸は運転時間（分）である。また、図７の縦軸は、各測定データの測定値であり、測定データごとに任意のスケールで示している。図７の測定値は、供給される凝集汚泥の脱水性と、運転停止時刻のズレと、凝集汚泥の流量と、脱水ケーキの含水率と、スクリュー９２の回転速度とである。

【0079】

図７では、本実施例が実線で示されている。また、図７では、上記含水率に基づいてスクリュー９２の回転速度を制御する比較例が破線で示されている。

【0080】

図７において、上記凝集汚泥の脱水性が低下すると、滞留時間が経過した後の上記脱水ケーキの含水率が上昇することになる。そこで、比較例では、スクリュー９２の回転速度を段階的に低下させている。しかしながら、この場合、運転停止の予想時刻が著しく遅くなり、凝集汚泥の流量が大きく低下することになる。

【0081】

これに対し、本実施例では、凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内となるように、スクリュー９２の回転速度の低下量が低減される。これにより、凝集汚泥の流量が大きく低下することを防止できる。また、本実施例では、凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内になると、運転停止の予測時刻が第３の所定範囲内となるように、スクリュー９２の回転速度が増加される。これにより、運転停止の予想時刻が著しく遅くなることを防止できる。

【0082】

そして、本実施例では、凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内になり、かつ、運転停止の予測時刻が第３の所定範囲内となると、脱水ケーキの含水率が第２の所定範囲内となるように、スクリュー９２の回転速度の低下量が維持される。これにより、脱水ケーキの含水率が大きく上昇することを防止できる。

【0083】

また、図７において、上記凝集汚泥の脱水性が上昇すると、滞留時間が経過した後の上記脱水ケーキの含水率が低下することになる。そこで、比較例では、スクリュー９２の回転速度を段階的に増加させている。しかしながら、この場合、運転停止の予想時刻が著しく早くなり、凝集汚泥の流量が大きく増加することになる。

【0084】

これに対し、本実施例では、凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内となるように、スクリュー９２の回転速度の増加量が低減される。これにより、凝集汚泥の流量が大きく増加することを防止できる。また、本実施例では、凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内になると、運転停止の予測時刻が第３の所定範囲内となるように、スクリュー９２の回転速度が低下される。これにより、運転停止の予想時刻が著しく早くなることを防止できる。

【0085】

そして、本実施例では、凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内になり、かつ、運転停止の予測時刻が第３の所定範囲内となると、脱水ケーキの含水率が第２の所定範囲内となるように、スクリュー９２の回転速度の増加量が維持される。これにより、脱水ケーキの含水率が大きく低下することを防止できる。

【0086】

〔付記事項〕
なお、ステップＳ１３、Ｓ２２、およびＳ１４は何れを先に処理してもよい。すなわち、指示部１０５は、取得部１０１が取得した凝集汚泥の流量が第１の所定範囲内となり、第１予測部１０２が予測した上記脱水ケーキの含水率の予測値が第２の所定範囲内となり、かつ、第２予測部１０４が予測した運転停止の予測時刻が第３の所定範囲内となるように、脱水機用制御装置３ｂに指示して、スクリュー９２の回転速度を制御させてもよい。

【0087】

この場合、上記凝集汚泥の流量と上記脱水ケーキの含水率とを適切な範囲で維持しつつ、脱水機９を運転できると共に、脱水機９の運転停止を予定通りに行うことができ、上記脱水ケーキの運搬など、脱水機９の運転停止後の処理を予定通りに行うことができる。

【0088】

〔実施形態３〕
本発明のさらに別の実施形態について、図８～図１１を参照して説明する。本実施形態に係る制御システム１００は、図２に示す制御システム１００に比べて、情報処理装置１の構成が異なり、その他の構成は同様である。

【0089】

図８は、本実施形態の情報処理装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の情報処理装置１は、図１に示す情報処理装置１に比べて、記憶部１１には推定モデル１１２がさらに含まれている点と、更新部１０６がさらに設けられている点とが異なり、その他の構成は同様である。

【0090】

〔推定モデルについて〕
本実施形態では、予測モデル１１１の目的変数である経過時点の含水率は、推定モデル１１２による推定値である。推定モデル１１２は、取得部１０１が取得した測定データのうち、脱水機９の運転に関する測定データを説明変数とし、当該測定データの測定時点において、脱水機９の脱水ケーキ排出口９５から排出される脱水ケーキの含水率（以下、「測定時点の含水率」と称する。）を目的変数として学習された推定モデルである。

【0091】

上記測定データとしては、脱水機９の運転時間、脱水機９のスクリューの回転速度、当該スクリューの駆動電流値またはトルク値、脱水機９の脱水ケーキ排出口９５（排出部）に設けられ液体を圧搾する背圧板による背圧、および、当該背圧板と脱水ケーキ排出口９５との開度、の少なくともいずれかであり、脱水機用制御装置３ｂから取得する。なお、これらのうち、推定モデル１１２の推定精度に対する寄与が大きい測定データとしては、上記スクリューの駆動電流値および上記開度（特に上記背圧が一定となるように脱水機９を制御する場合）が挙げられる。上記含水率は、制御システム１００外部の装置を用いて、作業者が手作業で分析して測定（実測）する。このため、当該測定を頻繁に行うことができない。

【0092】

図９は、作業者による含水率実測値に対する、推定モデル１１２による含水率推定値のバラツキを示すグラフである。図９の例では、脱水機９の運転時間、脱水機９のスクリューの回転速度および駆動電流値、上記背圧板による背圧、並びに、背圧板と脱水ケーキ排出口９５との開度とを説明変数としている。図９を参照すると、上記バラツキが極めて小さいことが理解できる。従って、推定モデル１１２に対し、脱水機９の運転に関する測定データを用いることで、測定時点の含水率を精度よくかつ頻繁に推定することができる。その結果、上記脱水ケーキの含水率の手作業分析における作業者の負荷を増やすことなく、上記脱水ケーキの含水率を精度よく予測することができる。

【0093】

〔予測モデルの学習方法〕
次に、本実施形態の予測モデル１１１による含水率の学習方法に関して説明する。予測モデル１１１は、上記したように、測定時点における測定データを用いて、当該測定時点よりも未来の経過時点の含水率を予測するモデルである。

【0094】

図１０は、予測モデル１１１のための教師データを作成する概念を示すモデル図である。図１０の横軸は運転時間（分）である。また、図１０の縦軸は、各測定データの測定値であり、測定データごとに任意のスケールで示している。

【0095】

予測モデル１１１の説明変数となる、測定時点の測定データは、図１０の上段に示すように、液体（汚泥）の単位時間当たりの供給流量、液体（汚泥）の濃度、フロックの平均濃淡値、フロック間の隙間の平均単位面積、凝集槽５１における撹拌翼の回転速度、脱水機９の運転時間、脱水機９のスクリューの回転速度、および、脱水機９へ投入される液体（凝集汚泥）の投入圧である。

【0096】

そして、予測モデル１１１の目的変数は、経過時点の含水率である。この含水率として、作業者による実測値を用いる場合、図１０の下段において白色の丸印で示すように、作業者が一日の作業で測定できる回数に上限がある。このため、説明変数および目的変数の組み合わせである教師データの数が制限され、その結果、高精度な予測モデルを作成することが困難である。

【0097】

そこで、本実施形態では、上記教師データの目的変数として、作業者による実測値の代わりに、上記した推定モデル１１２による推定値を用いている。これにより、図１０の下段にて灰色の丸印で示すように、目的変数の数が、作業者が測定できる回数に制限されることが無くなるので、上記教師データの数を増やすことができ、高精度な予測モデル１１１を作成することができる。

【0098】

ところで、上記経過時点の含水率の推定値は、上記経過時点における測定データから推定モデル１１２を用いて算出される。従って、予測モデル１１１の学習には、予測モデル１１１の説明変数である測定時点の測定データと、推定モデル１１２の説明変数である経過時点の測定データとが利用されることになる。

【0099】

〔予測モデルによる含水率の予測方法〕
予測部１０２は、学習を行った予測モデル１１１を用いて、脱水ケーキの含水率を予測する。すなわち、予測部１０２は、説明変数である、凝集槽５１に供給される液体に関する測定データと、凝集槽５１に供給される薬剤に関する測定データと、凝集槽５１内の液体に関する測定データと、凝集槽５１の運転に関する測定データと、脱水機９の運転に関する測定データと、の少なくともいずれかを、予測モデル１１１に入力することで、目的変数である、脱水完了時における脱水ケーキの含水率を予測する。

【0100】

このとき、推定モデル１１２の説明変数であるが予測モデル１１１の説明変数ではない測定データに関しては、予測部１０２は利用しないので、取得部１０１は取得を省略してもよい。しかしながら、後述する更新部１０６の処理のために、取得部１０１は上記取得を行うことが望ましい。

【0101】

〔更新部について〕
更新部１０６は、凝集槽５１および脱水機９が停止している期間（運転停止期間）に、予測モデル１１１および推定モデル１１２を更新する処理を行う。具体的には、更新部１０６は、脱水機９の運転期間において取得部１０１が取得した測定データと、作業者が実測した脱水ケーキの含水率との組を教師データとして、上記運転停止期間において推定モデル１１２を更新する。

【0102】

次に、更新部１０６は、凝集槽５１および脱水機９の運転期間において取得部１０１が取得した測定データと、測定データの測定時点から滞留時間が経過した経過時点において脱水機９から排出される脱水ケーキの含水率についての推定モデル１１２による推定値との組を教師データとして、上記運転停止期間において予測モデルを更新する。

【0103】

通常、上記運転期間は、１日における設定された１期間である。従って、更新部１０６による更新は１日１回行われる。また、作業者が行う脱水ケーキの含水率の実測には１日程度かかる。このため、推定モデル１１２の更新は、例えば２日前の上記運転期間における測定データを用いてもよい。一方、予測モデル１１１の更新は、最新の運転期間における測定データを用いることが望ましい。

【0104】

したがって、最新の測定データを用いて予測モデル１１１が更新されるので、予測モデル１１１を用いた予測を凝集槽５１および脱水機９の最新の状況に適合させることができる。同様に、最新の測定データおよび作業者の実測値を用いて推定モデル１１２が更新されるので、推定モデル１１２を用いた推定を脱水機９の最新の状況に適合させることができる。

【0105】

〔更新処理〕
図１１は、情報処理装置１における予測モデル１１１および推定モデル１１２の更新処理の一例を示すフローチャートである。この更新処理は、上述のように、運転停止期間ごとに実行される。

【0106】

図１１に示すように、まず、取得部１０１は、作業者による含水率の実測値を新たに取得したか否かを判断する（Ｓ３１）。上記実測値を新たに取得しなかった場合（Ｓ３１にてＮＯ）、ステップＳ３４に進む。一方、上記実測値を新たに取得した場合（Ｓ３１にてＹＥＳ）、更新部１０６は、新たに取得した含水率の実測値と、該実測値の実測時点における測定データとの組を新たな教師データとして作成し（Ｓ３２）、作成した教師データを用いて推定モデル１１２を更新する（Ｓ３３）。

【0107】

次に、更新部１０６は、推定モデル１１２を用いて、最新の運転期間における測定データから当該運転期間における含水率の推定値を算出する（Ｓ３４）。次に、更新部１０６は、最新の運転期間における測定時点ごとに、該測定時点の測定データと、上記測定時点から滞留時間が経過した経過時点の上記推定値との組を新たな教師データとして作成する（Ｓ３５）。そして、更新部１０６は、作成した教師データを用いて予測モデル１１１を更新する（Ｓ３６）。その後、上記更新処理を終了する。

【0108】

（付記事項）
本実施形態における更新部１０６および推定モデル１１２は、図５に示す情報処理装置１に適用してもよい。この場合、本実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0109】

〔実施形態４〕
本発明のさらに別の実施形態について、図１２および図１３を参照して説明する。本実施形態に係る制御システム１００は、図２に示す制御システム１００に比べて、図５に示す情報処理装置１の指示部１０５に警報を指示する動作が追加されている点が異なり、その他の構成は同様である。

【0110】

具体的には、指示部１０５は、上記凝集汚泥の流量が第１の所定範囲から外れており、かつ、上記脱水ケーキの含水率の予測値が上記第２の所定範囲を含む第４の所定範囲から外れている場合、警報を行うように出力部１４に指示する。また、指示部１０５は、第２予測部１０４が予測した予測時刻が、上記第３の所定範囲を含む第５の所定範囲から外れている場合、警報を行うように出力部１４に指示する。これにより、作業者に注意喚起を行うことができる。

【0111】

図１２および図１３は、上記構成の情報処理装置１における制御装置３への指示処理（制御方法）の一例を示すフローチャートである。本実施形態の指示処理は、図６に示す指示処理に比べて、ステップＳ１５に代えて、ステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４５、Ｓ４６、およびＳ４９が設けられている点と、ステップＳ１６に代えて、ステップＳ４３、Ｓ４４、Ｓ４７、Ｓ４８、およびＳ５０が設けられている点とが異なり、その他の処理は同じである。

【0112】

図１２に示すように、ステップＳ１３において、上記凝集汚泥の流量が上記第１の所定範囲よりも小さい場合、指示部１０５は、ステップＳ１５と同様に、脱水機９のスクリュー９２の回転速度を所定量だけ増加するように、脱水機用制御装置３ｂに指示する（Ｓ４１）。次に、指示部１０５は、上記脱水ケーキの含水率の予測値が、上記第２の所定範囲を含む第４の所定範囲よりも大きい場合、上記予測値が大き過ぎるとして、警報を行うように出力部１４に指示する（Ｓ４２）。また、指示部１０５は、上記運転停止の予測時刻が、上記第３の所定範囲を含む第５の所定範囲よりも早い場合、上記予測時刻が早過ぎるとして、警報を行うように出力部１４に指示する（Ｓ４２）。その後、上記指示処理を終了する。

【0113】

一方、ステップＳ１３にて上記凝集汚泥の流量が上記第１の所定範囲よりも大きい場合、指示部１０５は、ステップＳ１６と同様に、脱水機９のスクリュー９２の回転速度を所定量だけ減少するように、脱水機用制御装置３ｂに指示する（Ｓ４３）。次に、指示部１０５は、上記脱水ケーキの含水率の予測値が、上記第４の所定範囲よりも小さい場合、上記予測値が小さ過ぎるとして、警報を行うように出力部１４に指示する（Ｓ４４）。また、指示部１０５は、上記運転停止の予測時刻が上記第５の所定範囲よりも遅い場合、上記予測時刻が遅過ぎるとして、警報を行うように出力部１４に指示する（Ｓ４４）。その後、上記指示処理を終了する。

【0114】

また、図１３に示すように、ステップＳ２２において、上記予測値が上記第３の所定範囲よりも遅い場合、指示部１０５は、ステップＳ１５と同様に、脱水機９のスクリュー９２の回転速度を所定量だけ増加するように、脱水機用制御装置３ｂに指示する（Ｓ４５）。次に、指示部１０５は、上記脱水ケーキの含水率の予測値が、上記第４の所定範囲よりも大きい場合、上記予測値が大き過ぎるとして、警報を行うように出力部１４に指示する（Ｓ４６）。その後、上記指示処理を終了する。

【0115】

一方、ステップＳ２２において、上記予測値が上記第３の所定範囲よりも早い場合、指示部１０５は、ステップＳ１６と同様に、脱水機９のスクリュー９２の回転速度を所定量だけ減少するように、脱水機用制御装置３ｂに指示する（Ｓ４７）。次に、指示部１０５は、上記脱水ケーキの含水率の予測値が、上記第４の所定範囲よりも小さい場合、上記予測値が小さ過ぎるとして、警報を行うように出力部１４に指示する（Ｓ４８）。その後、上記指示処理を終了する。

【0116】

また、図１３に示すように、ステップＳ１４において、上記予測値が上記第２の所定範囲よりも小さい場合、指示部１０５は、ステップＳ１５と同様に、脱水機９のスクリュー９２の回転速度を所定量だけ増加するように、脱水機用制御装置３ｂに指示する（Ｓ４９）。その後、上記指示処理を終了する。

【0117】

一方、ステップＳ１４にて上記予測値が上記第２の所定範囲よりも大きい場合、指示部１０５は、ステップＳ１６と同様に、脱水機９のスクリュー９２の回転速度を所定量だけ減少するように、脱水機用制御装置３ｂに指示する（Ｓ５０）。その後、上記指示処理を終了する。

【0118】

〔実施形態５〕
本発明のさらに別の実施形態について、図１４～図１８を参照して説明する。本実施形態に係る制御システム１００は、図２に示す制御システム１００に比べて、情報処理装置１の構成が異なり、その他の構成は同様である。

【0119】

図１４は、本実施形態の情報処理装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の情報処理装置１は、図１に示す情報処理装置１に比べて、調整部１０７（薬剤用制御部）がさらに設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。

【0120】

調整部１０７は、薬剤の添加後の液体の性状に関連のある第１の測定データを用いて予測部１０２が予測した第１の予測値と、薬剤の添加の態様が変更された後の液体の性状に関連のある第２の測定データを用いて予測部１０２が予測した第２の予測値とに基づいて、薬剤の添加の態様を調整する。調整部１０７は、調整した態様に従って薬剤を添加するようにフロキュレータ用制御装置３ａ（薬剤用制御部）に指示する。これにより、浮遊固形物を含む液体に添加する、当該浮遊固形物を凝集させる薬剤の添加の態様を適切に調整することが可能になる。

【0121】

〔薬剤の添加態様の調整手法〕
調整部１０７は、予測部１０２が予測する第１の予測値と第２の予測値とに基づいて薬剤の添加の態様を調整する。なお、薬剤の添加の態様とは、薬剤をどのように添加するかを意味する。例えば、薬注率、薬剤の添加量、および薬剤の供給流量の少なくとも何れかを変更または調整することは、薬剤の添加の態様を変更または調整することに該当する。この他にも、添加する薬剤の種類や配合を変えることも薬剤の添加の態様の変更に該当する。

【0122】

図１５は、上記構成の情報処理装置１における制御部１０の処理の一例を示すフローチャートである。図１５に示すように、まず、制御部１０は、第１タイマｔ１および第２タイマｔ２をリセットしてスタートする（Ｓ６１）。

【0123】

次に、制御部１０は、第２タイマｔ２が第２設定時間（例えば１５分）を経過したか否かを判断する（Ｓ６２）。第２タイマｔ２が第２設定時間を経過した場合（Ｓ６２にてＹＥＳ）、調整部１０７が薬注率の調整処理を行う（Ｓ６３）。なお、上記薬剤率の調整処理については後述する。その後、ステップＳ６１に戻る。

【0124】

一方、第２タイマｔ２が第２設定時間を経過していない場合（Ｓ６２にてＮＯ）、制御部１０は、第１タイマｔ１が第１設定時間（例えば５分）を経過したか否かを判断する（Ｓ６４）。第１タイマｔ１が第１設定時間を経過していない場合（Ｓ６４にてＮＯ）、ステップＳ６２に戻る。

【0125】

一方、第１タイマｔ１が第１設定時間を経過した場合（Ｓ６４にてＹＥＳ）、指示部１０３は、図３に示す指示処理を行う（Ｓ６５）。次に、制御部１０は、第１タイマｔ１をリセットしてスタートする（Ｓ６６）。その後、ステップＳ６２に戻る。

【0126】

これにより、例えば、スタートから５分後および１０分後に指示処理が行われ、１５分後に薬注率の調整処理が行われ、以後これらの動作が繰り返される。すなわち、上記指示処理と上記薬注率の調整処理とは、交互に行われる。これにより、上記指示処理の実行により上記薬注率の調整処理に影響が及ぶことを防止できる。

【0127】

図１６は、薬剤率の調整処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１６の処理の開始時点では、フロキュレータ５内の液体に対して所定の薬注率で薬剤の添加が行われている。まず、調整部１０７は、薬注率低減効果判定処理を行う（Ｓ７１）。

【0128】

図１７は、上記薬注率低減効果判定処理の一例を示すフローチャートである。まず、予測部１０２が含水率を予測する（Ｓ８１）。より詳細には、予測部１０２は、Ｓ８１の処理の実施時点における薬剤の添加後の液体の性状に関連のある第１の測定データを用いて第１の予測値を算出する。

【0129】

次に、調整部１０７は、薬注率を低減させる（Ｓ８２）。薬注率の低減幅は予め定めておけばよい。次に、予測部１０２は、Ｓ８２で薬注率を低減させた後で測定された測定データから含水率を予測する。より詳細には、予測部１０２は、Ｓ８２の処理により薬剤の添加の態様が変更された後の液体の性状に関連のある第２の測定データを用いて第２の予測値を算出する。なお、第２の測定データは、Ｓ８２で薬注率を低減させた後、その効果が測定データに現れるのに十分な時間が経過した後で測定される。以下では当該時間をΔｔと記載する。

【0130】

次に、調整部１０７は、薬注率をＳ８２で低減させる前の値に戻す（Ｓ８４）。次に、予測部１０２は、Ｓ８４で薬注率を戻した後で測定された測定データから含水率を予測する（Ｓ８５）。より詳細には、予測部１０２は、Ｓ８４の処理により薬剤の添加の態様がＳ８２の直前の態様に戻された後の液体の性状に関連のある第３の測定データを用いて第３の予測値を算出する。その後、図１７の処理は終了し、元の図１６の処理に戻って、ステップＳ７２に進む。

【0131】

なお、第３の測定データについても、第２の測定データと同様に、薬注率を変化させた効果が測定データに現れるのに十分な時間が経過した後で測定される。この時間は第２の測定データと同じ時間（Δｔ）としてもよい。

【0132】

ステップＳ７２において、調整部１０７は、Ｓ７１で算出された第１～第３の予測値に基づき、薬注率を低減させる調整により、含水率の予測値が低下または不変であったか否かを判定する（Ｓ７２）。なお、通常は薬注率を低減させると含水率は増加するため、Ｓ７２の判定結果はＮＯとなることが多い。ただし、例えば、図１６の処理の開始時点における薬注率が高すぎる場合には、薬注率を低減させる調整により含水率の予測値が低下することがある。このような場合にＳ７２の判定結果はＹＥＳとなる。

【0133】

ステップＳ７２にて上記予測値が低下または不変であった場合（Ｓ７２にてＹＥＳ）、調整部１０７は、薬剤の添加の態様を調整する（Ｓ７３）。より詳細には、調整部１０７は薬注率を低減する。その後、ステップＳ７１に戻る。Ｓ７３において、調整部１０７は、フロキュレータ５に薬剤を供給する供給装置を直接制御することにより薬注率を低減してもよいし、制御装置３等の他の装置を介して当該供給装置を制御することにより薬注率を低減してもよい。後述のＳ７６においても同様である。

【0134】

このように、Ｓ７１～Ｓ７３の処理は、Ｓ７２でＮＯと判定されるまで繰り返し行われる。Ｓ７１～Ｓ７３の処理は、含水率の予測値の低下が期待できなくなる程度まで薬注率を所定の低減幅で段階的に低減させる処理であるといえる。

【0135】

ステップＳ７２にて上記予測値が増加であった場合（Ｓ７２にてＮＯ）、調整部１０７は、薬注率増加効果判定処理を行う（Ｓ７４）。

【0136】

図１８は、上記薬注率増加効果判定処理の一例を示すフローチャートである。まず、予測部１０２は含水率を予測する（Ｓ９１）。より詳細には、予測部１０２は、Ｓ９１の処理の実施時点における薬剤の添加後の液体の性状に関連のある第１の測定データを用いて第１の予測値を算出する。

【0137】

次に、調整部１０７は、薬注率を増加させる（Ｓ９２）。薬注率の増加幅は予め定めておけばよい。例えば、調整部１０７は、図１７のＳ８２と同じ幅だけ薬注率を増加させてもよい。

【0138】

次に、予測部１０２は、ステップＳ９２で薬注率を増加させた後で測定された測定データから含水率を予測する（Ｓ９３）。より詳細には、予測部１０２は、Ｓ９２の処理により薬剤の添加の態様が変更された後の液体の性状に関連のある第２の測定データを用いて第２の予測値を算出する。なお、第２の測定データは、Ｓ９２で薬注率を増加させた後、その効果が測定データに現れるのに十分な時間が経過した後で測定される。例えば、第２の測定データは、図１７のＳ８３と同様に、ステップＳ９２で薬注率を増加させてから時間（Δｔ）だけ経過したときに測定されたものであってもよい。

【0139】

次に、調整部１０７は、薬注率をＳ９２で増加させる前の値に戻す（Ｓ９４）。続いて、予測部１０２は、ステップＳ９４で薬注率を戻した後で測定された測定データから含水率を予測する（Ｓ９５）。より詳細には、予測部１０２は、ステップＳ９４の処理により薬剤の添加の態様がステップＳ４２の直前の態様に戻された後の液体の性状に関連のある第３の測定データを用いて第３の予測値を算出する。その後、図１８の処理は終了し、元の図１６の処理に戻って、ステップＳ７５に進む。

【0140】

ステップＳ７５において、調整部１０７は、Ｓ７４で算出された第１～第３の予測値に基づき、薬注率を増加させる調整により、含水率の予測値が低下したか否かを判定する（Ｓ７５）。含水率の予測値が増加または不変した場合（Ｓ７５にてＮＯ）、図１６の処理は終了し、元の処理に戻る。

【0141】

一方、含水率の予測値が低下した場合（Ｓ７５にてＹＥＳ）、調整部１０７は、薬剤の添加の態様を調整する（Ｓ７６）。より詳細には、調整部１０７は薬注率を増加する。その後、ステップＳ７４に戻る。

【0142】

このように、Ｓ７４～Ｓ７６の処理は、Ｓ７５でＮＯと判定されるまで繰り返し行われる。Ｓ７４～Ｓ７６の処理は、含水率の予測値の低下が期待できなくなる程度まで薬注率を所定の低減幅で段階的に増加させる処理であるといえる。

【0143】

そして、調整部１０７は、Ｓ７１～Ｓ７３の処理をＳ７２でＮＯと判定されるまで繰り返した後で、Ｓ７４～Ｓ７６の繰り返し処理を行うことにより、薬注率を、含水率を最小化することが期待でき、かつ、過大ではない値に調整することができる。

【0144】

〔実施形態６〕
本発明のさらに別の実施形態について、図１９～図２１を参照して説明する。本実施形態に係る制御システム１００は、図２に示す制御システム１００に比べて、情報処理装置１の構成が異なり、その他の構成は同様である。

【0145】

図１９は、本実施形態の情報処理装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の情報処理装置１は、図１４に示す情報処理装置１に比べて、指示部１０３を第１指示部１０３（脱水機用制御部）に名称を変更している点と、第２指示部１０８（撹拌翼用制御部）がさらに設けられている点とが異なり、その他の構成は同様である。

【0146】

第２指示部１０８は、撹拌翼５２に関する指示を、通信部１２を介して、フロキュレータ用制御装置３ａ（撹拌翼用制御部）に行う。本実施形態では、取得部１０１は、凝集槽５１に形成されるフロックのサイズの測定データを取得する。第２指示部１０８は、上記フロックのサイズが所定の適正範囲から外れている場合、脱水機用制御装置３ｂ（脱水機用制御部）に指示して、上記フロックのサイズが上記適正範囲となるように、撹拌翼５２の回転速度を制御させる。第２指示部１０８は、第１指示部１０３および調整部１０７と並行して動作する。

【0147】

また、本実施形態では、上記フロックのサイズが第６の所定範囲から外れている場合、第１指示部１０３および調整部１０７は、動作を停止する。これにより、上記フロックのサイズが第６の所定範囲から外れていることにより、第１指示部１０３および調整部１０７の動作に悪影響を及ぼすことを防止できる。なお、上記適正範囲と第６の所定範囲とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0148】

図２０は、上記構成の情報処理装置１における制御装置３への指示処理（制御方法）の一例を示すフローチャートである。この指示処理は、周期的（例えば１分ごと）に実行される。図２０に示すように、まず、取得部１０１は、凝集槽５１に形成されるフロックのサイズの測定データを取得する（Ｓ１０１）。

【0149】

次に、第２指示部１０８は、上記フロックのサイズが、所定の適正範囲よりも小さいか、上記適正範囲内であるか、或いは、上記適正範囲よりも大きいかを判断する（Ｓ１０２）。上記フロックのサイズが上記適正範囲内である場合、第２指示部１０８は、上記指示処理を終了する。

【0150】

ステップＳ１０２にて上記フロックのサイズが上記適正範囲よりも小さい場合、第２指示部１０８は、撹拌翼５２の回転速度を所定量（例えば、１回転／分）だけ減少するように、フロキュレータ用制御装置３ａに指示する。その後、上記指示処理を終了する。ステップＳ１０１～Ｓ１０３を周期的に繰り返すことにより、上記フロックのサイズが段階的に増加して、最終的に上記適正範囲内とすることができる。

【0151】

一方、ステップＳ１０２にて上記フロックのサイズが上記適正範囲よりも大きい場合、第２指示部１０８は、撹拌翼５２の回転速度を所定量（例えば、１回転／分）だけ増加するように、フロキュレータ用制御装置３ａに指示する。その後、上記指示処理を終了する。ステップＳ１０１、Ｓ１０２、およびＳ１０４を周期的に繰り返すことにより、上記フロックのサイズが段階的に減少して、最終的に上記適正範囲内とすることができる。

【0152】

図２１は、上記構成の情報処理装置１における制御部１０の処理の一例を示すフローチャートである。図２１に示すフローチャートは、図１５に示すフローチャートに比べて、ステップＳ６１とステップＳ６２との間にステップＳ１１１が設けられている点が異なり、その他の処理は同様である。なお、図２１の処理は、図２０の処理と並行して行われる。

【0153】

ステップＳ１１１にて、制御部１０は、凝集槽５１に形成されるフロックのサイズが第６の所定範囲内となるまで待機する。これにより、上記フロックのサイズが第６の所定範囲から外れた場合、第１指示部１０３および調整部１０７の動作を停止することができる。

【0154】

（付記事項）
上記実施形態では、予測部１０２は、機械学習された予測モデル１１１を利用して、経過時点における脱水ケーキの含水率を予測しているが、これに限定されるものでなない。例えば、予測部１０２は、所定の計算式に基づいて上記脱水ケーキの含水率を予測してもよい。また、上記実施形態では、情報処理装置１と制御装置３とは別々であるが、一体であってもよい。

【0155】

〔ソフトウェアによる実現例〕
情報処理装置１（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロック（特に制御部１０に含まれる各部）としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。

【0156】

この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。

【0157】

上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。

【0158】

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

【0159】

また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

【0160】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0161】

１ 情報処理装置
３ 制御装置
３ａ フロキュレータ用制御装置（薬剤用制御部、撹拌翼用制御部）
３ｂ 脱水機用制御装置（脱水機用制御部）
５ フロキュレータ
９ 脱水機
１０ 制御部
１１ 記憶部
５１ 凝集槽
５２ 撹拌翼
５３ モータ
５４ 点検窓
５５ 汚泥投入口
５６ 薬剤投入口
５７ 排出口
７１ 照明装置
７２ 撮影装置
９１ 外胴スクリーン
９２ スクリュー
９３ 汚泥投入口
９４ 液排出口
９５ 脱水ケーキ排出口
１００ 制御システム
１０１ 取得部
１０２ 予測部、第１予測部
１０３ 指示部（制御部）、第１指示部（脱水機用制御部）
１０４ 第２予測部
１０５ 指示部（制御部）
１０６ 更新部
１０７ 調整部（薬剤用制御部）
１０８ 第２指示部（撹拌翼用制御部）
１１１ 予測モデル
１１２ 推定モデル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】