特許 7489841 水処理システム、制御装置、水処理方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-16

(45)【発行日】2024-05-24

(54)【発明の名称】水処理システム、制御装置、水処理方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   B01D 21/30 20060101AFI20240517BHJP

   C02F 1/52 20230101ALI20240517BHJP

【ＦＩ】

B01D21/30 A

C02F1/52 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020114289

(22)【出願日】2020-07-01

(65)【公開番号】P2022012454

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-03-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000004400

【氏名又は名称】オルガノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】福水 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】瀧口 佳介

【審査官】片山 真紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－００４５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０４９４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１６７１８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ１／５２－１／５６

Ｂ０１Ｄ２１／００－２１／３４

Ｇ０１Ｎ１５／００－１４

Ｇ０２Ｂ１／００－３０／００

Ｇ０３Ｂ１／００－４３／００

Ｈ０４Ｎ１／００－２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

懸濁物質を含む被処理水が流入する反応槽と、
凝集剤が注入された、前記反応槽に貯留された水中の凝集物の画像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の撮像範囲に光を照射する光源と、
前記撮像装置が撮像した画像からエッジピクセル数を算出し、前記算出したエッジピクセル数があらかじめ設定された目標値を満たすかどうかを判定し、前記エッジピクセル数が前記目標値を満たさない時間があらかじめ設定された規定時間を超えた場合、前記撮像装置が実行する撮像プログラムを、現在実行している撮像プログラム以外の撮像プログラムへ変更する制御装置とを有する水処理システム。

【請求項2】

請求項１に記載の水処理システムにおいて、
前記制御装置は、あらかじめ設定された複数の撮像プログラムと、前記複数の撮像プログラムそれぞれを変更するための複数の前記目標値と複数の前記規定時間とに基づいて、前記撮像装置の撮像プログラムを変更する水処理システム。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の水処理システムにおいて、
前記撮像装置は、少なくともカラーセンサと赤外線センサとを含む複数の画像センサを有し、
前記制御装置は、前記エッジピクセル数に基づいて、前記画像センサと前記撮像プログラムとの少なくとも一方を変更する水処理システム。

【請求項4】

凝集剤が注入された、懸濁物質を含む被処理水が流入する反応槽に貯留された水中の凝集物の画像を撮像する撮像装置が撮像した画像からエッジピクセル数を算出する算出部と、
前記算出部が算出したエッジピクセル数があらかじめ設定された目標値を満たすかどうかを判定する判定部と、
前記エッジピクセル数が前記目標値を満たさない時間があらかじめ設定された規定時間を超えた場合、前記撮像装置が実行する撮像プログラムを、現在実行している撮像プログラム以外の撮像プログラムへ変更する変更部とを有する制御装置。

【請求項5】

凝集剤が注入された、懸濁物質を含む被処理水が流入する反応槽に貯留された水中の凝集物の画像を撮像する処理と、
前記撮像した画像からエッジピクセル数を算出する処理と、
前記算出したエッジピクセル数があらかじめ設定された目標値を満たすかどうかを判定する処理と、
前記エッジピクセル数が前記目標値を満たさない時間があらかじめ設定された規定時間を超えた場合、前記画像を撮像する撮像装置が実行する撮像プログラムを、現在実行している撮像プログラム以外の撮像プログラムへ変更する処理とを行う水処理方法。

【請求項6】

コンピュータに、
凝集剤が注入された、懸濁物質を含む被処理水が流入する反応槽に貯留された水中の凝集物の画像を撮像する撮像装置が撮像した画像からエッジピクセル数を算出する手順と、
前記算出したエッジピクセル数があらかじめ設定された目標値を満たすかどうかを判定する手順と、
前記エッジピクセル数が前記目標値を満たさない時間があらかじめ設定された規定時間を超えた場合、前記撮像装置が実行する撮像プログラムを、現在実行している撮像プログラム以外の撮像プログラムへ変更する手順とを実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水処理システム、制御装置、水処理方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

浄水場や下水処理場、その他の排水処理設備においては、被処理水に凝集剤を添加し、被処理水中の懸濁物質（ＳＳ）を凝集させてフロックを形成させ、フロックを沈殿分離や浮上分離等で分離する処理が行われている。その際、例えば、被処理水である原液に凝集剤を添加して攪拌し、攪拌された原液に光を照射して得た光学的測定値に基づいて、凝集剤の添加量を決定する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１２１６０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されたような技術においては、光の照射状態と光学的測定装置側の設定との関係によっては、適切な値を測定することができないおそれがある。

【0005】

本発明の目的は、反応槽内の凝集状態について適切な値を測定することができる水処理システム、制御装置、水処理方法およびプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、懸濁物質を含む被処理水が流入する反応槽と、
凝集剤が注入された、前記反応槽に貯留された水中の凝集物の画像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の撮像範囲に光を照射する光源と、
前記撮像装置が撮像した画像から特徴量を算出し、前記算出した特徴量に基づいて、前記撮像装置が実行する撮像プログラムを変更する制御装置とを有する水処理システムである。

【0007】

前記制御装置は、前記特徴量があらかじめ設定された目標値を満たすかどうかを判定し、前記特徴量が前記目標値を満たさない時間があらかじめ設定された規定時間を超えた場合、前記撮像装置の撮像プログラムを変更することが好ましい。

【0008】

前記制御装置は、あらかじめ設定された複数の撮像プログラムと、前記複数の撮像プログラムそれぞれを変更するための複数の前記目標値と複数の前記規定時間とに基づいて、前記撮像装置の撮像プログラムを変更することが好ましい。

【0009】

前記制御装置は、前記撮像装置が撮像した画像からエッジピクセル数を前記特徴量として算出することが好ましい。

【0010】

前記撮像装置は、少なくともカラーセンサと赤外線センサとを含む複数の画像センサを有し、
前記制御装置は、前記特徴量に基づいて、前記画像センサと前記撮像プログラムとの少なくとも一方を変更することが好ましい。

【0011】

また、本発明は、凝集剤が注入された、懸濁物質を含む被処理水が流入する反応槽に貯留された水中の凝集物の画像を撮像する撮像装置が撮像した画像から特徴量を算出する算出部と、
前記算出部が算出した特徴量に基づいて、前記撮像装置が実行する撮像プログラムを変更する変更部とを有する制御装置である。

【0012】

また、本発明は、凝集剤が注入された、懸濁物質を含む被処理水が流入する反応槽に貯留された水中の凝集物の画像を撮像する処理と、
前記撮像した画像から特徴量を算出する処理と、
前記算出した特徴量に基づいて、前記画像を撮像する撮像装置が実行する撮像プログラムを変更する処理とを行う水処理方法である。

【0013】

また、本発明は、コンピュータに、
凝集剤が注入された、懸濁物質を含む被処理水が流入する反応槽に貯留された水中の凝集物の画像を撮像する撮像装置が撮像した画像から特徴量を算出する手順と、
前記算出した特徴量に基づいて、前記撮像装置が実行する撮像プログラムを変更する手順とを実行させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0014】

本発明においては、反応槽内の凝集状態について適切な値を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の水処理システムの第１の実施の形態を示す図である。

【図2】図１に示した制御装置の内部構成の一例を示す図である。

【図3】図１に示した水処理システムにおける水処理方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【図4】複数の目標値と複数の撮像プログラムとの対応付けのテーブルの一例を示す図である。

【図5】本発明の水処理システムの第２の実施の形態を示す図である。

【図6】図５に示した撮像装置の内部構成の一例を示す図である。

【図7】図５に示した制御装置の内部構成の一例を示す図である。

【図8】図５に示した水処理システムにおける水処理方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【図9】本発明の水処理システムの第３の実施の形態を示す図である。

【図10】図９に示した制御装置の内部構成の一例を示す図である。

【図11】図９に示した水処理システムにおける水処理方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【図12】本発明の水処理システムの第１の適用例を示すフロー図である。

【図13】本発明の水処理システムの第２の適用例を示すフロー図である。

【図14】本発明の水処理システムの第３の適用例を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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）

【0017】

図１は、本発明の水処理システムの第１の実施の形態を示す図である。本形態における水処理システムは図１に示すように、槽１００と、撮像装置２００と、制御装置３００と、光源４００とを有する。

【0018】

槽１００は、懸濁物質を含む原水である被処理水が流入し、流入された被処理水を貯留する貯留槽であり、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。撮像装置２００は、凝集剤が注入された、槽１００に貯留された水中の凝集物の画像を撮像する。撮像装置２００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２００として画像センサを用いる場合、画像センサの撮像範囲は、槽１００内の例えば、３０ｍｍ×３０ｍｍから６００ｍｍ×６００ｍｍの範囲である。高画質な画像センサを用いれば、遠方からの広い撮像範囲の撮影でもフロック（以下、凝集物ともいう）の撮像が可能となるが、被写体であるフロックの粒径が極めて小さいこと、および広範囲を撮像できる画像センサが非常に高価であるという観点から３０ｍｍ×３０ｍｍから３００ｍｍ×３００ｍｍ程度の撮影範囲を撮像することが望ましい。撮像装置２００が、画像センサである場合、撮像装置２００は、槽１００内の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。制御装置３００は、撮像装置２００が撮像した画像から特徴量を算出する。また、制御装置３００は、算出した特徴量に基づいて、撮像装置２００が実行するコンピュータプログラム（以下、プログラムと称する）である撮像プログラムを変更する。この撮像プログラムは、撮像環境や撮像条件に応じて、絞り値や、フォーカス、シャッタースピード、ＩＳＯ感度等の撮像用のパラメータの設定を行うプログラムである。光源４００は、撮像装置２００の撮像範囲に光を照射する。光源４００が照射する光の強度は、槽１００内に存在するフロックを撮像装置２００が撮像した画像から識別可能な強度である。光源４００は、一般的なカメラのストロボのような撮像の瞬間に発光するものではなく、撮像装置２００が撮像を開始する前から継続して光を照射しているものである。なお、槽１００に、処理水を攪拌する攪拌部材が設けられていても良い。

【0019】

図２は、図１に示した制御装置３００の内部構成の一例を示す図である。図１に示した制御装置３００は図２に示すように、算出部３１０と、判定部３２０と、変更部３３０とを有する。なお、図２には、図１に示した制御装置３００が有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した。

【0020】

算出部３１０は、撮像装置２００が撮像した画像から特徴量を算出する。判定部３２０は、算出部３１０が算出した特徴量があらかじめ設定された目標値を満たすかどうかを判定する。変更部３３０は、算出部３１０が算出した特徴量に基づいて、撮像装置２００が実行する撮像プログラムを変更する。具体的には、変更部３３０は、判定部３２０が行った判定の結果に基づいて、撮像装置２００が実行する撮像プログラムを変更する。さらに具体的には、変更部３３０は、判定部３２０が、算出部３１０が算出した特徴量があらかじめ設定された閾値である目標値を満たさないと判定した場合、その状態が継続している時間があらかじめ設定された制限時間を超えていると、撮像装置２００が実行する撮像プログラムを変更する。なお、この目標値は複数設定されているものであっても良く、その場合、それぞれの目標値に応じた複数の撮像プログラムが設定されているものであっても良い。

【0021】

以下に、図１に示した水処理システムにおける水処理方法について説明する。図３は、図１に示した水処理システムにおける水処理方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【0022】

まず、撮像装置２００が槽１００に貯留された水中の凝集物の画像を撮像して取り込む（ステップＳ１）。すると、算出部３１０は、撮像装置２００が取り込んだ画像を取得する。この取得方法は、例えば、撮像装置２００が取り込んだ画像を制御装置３００へ送信して算出部３１０が取得するものであっても良いし、算出部３１０が、撮像装置２００が取り込んでメモリ等の記憶装置に記憶している画像データをその記憶装置から読み出すものであっても良い。

【0023】

すると、算出部３１０は、撮像装置２００が撮像（取得）した画像から特徴量を算出する（ステップＳ２）。このとき、算出部３１０は、撮像装置２００が撮像（取得）した画像からエッジピクセル数を算出して特徴量とする。このとき、算出部３１０は、撮像装置２００が撮像（取得）した画像中の互いに隣接する画素の色差（例えば、ＲＧＢの値の差）が閾値以上である画素をエッジとして検出し、その検出されたエッジの数（画素数）をエッジピクセル数として算出するものであっても良い。

【0024】

続いて、判定部３２０が、算出部３１０が算出した特徴量があらかじめ設定された目標値を満たすかどうかを判定する（ステップＳ３）。具体的には、判定部３２０は、算出部３１０が算出した特徴量が目標値を下回っているかどうかを判定する。特徴量が目標値を下回っているなら、特徴量が目標値を満たさないものであり、特徴量が目標値を下回っていないなら、特徴量が目標値を満たすものである。判定部３２０が、算出部３１０が算出した特徴量が目標値を下回っていないと判定した場合、ステップＳ２の処理が行われる。一方、判定部３２０が、算出部３１０が算出した特徴量が目標値を下回っていると判定した場合は、変更部３３０は、その状態が継続している時間があらかじめ設定された規定時間を超えているかどうかを判定する（ステップＳ４）。変更部３３０は、その状態が継続している時間が規定時間を超えていると判定した場合、撮像装置２００が実行する撮像プログラムを変更する（ステップＳ５）。それ以降は、撮像装置２００は変更された撮像プログラムを実行して撮像を行う。

【0025】

目標値が複数設定されている場合、それぞれの目標値と複数の撮像プログラムとを対応付けておき、変更部３３０は、目標値に応じて変更する撮像プログラムを設定するものであっても良い。図４は、複数の目標値と複数の撮像プログラムとの対応付けのテーブルの一例を示す図である。図４に示すテーブルには、複数の目標値と複数の撮像プログラムとが、それぞれ対応付けられている。図４に示すように、目標値ＡとプログラムＡとが対応付けられて記憶されている。これは、判定部３２０が判定に用いた目標値が目標値Ａである場合、変更部３３０が変更する撮像プログラムはプログラムＡであることを示している。また、目標値ＢとプログラムＢとが対応付けられて記憶されている。これは、判定部３２０が判定に用いた目標値が目標値Ｂである場合、変更部３３０が変更する撮像プログラムはプログラムＢであることを示している。また、目標値ＣとプログラムＣとが対応付けられて記憶されている。これは、判定部３２０が判定に用いた目標値が目標値Ｃである場合、変更部３３０が変更する撮像プログラムはプログラムＣであることを示している。なお、図４に示したテーブルは、制御装置３００内に具備されたメモリに記憶されていても良いし、外部の記憶装置に記憶されていても良い。また、図４に示すような複数の対応付けを用いる場合、判定部３２０が目標値Ａを用いた判定を行って変更部３３０が撮像プログラムをプログラムＡへ変更した後、判定部３２０が判定に用いる目標値を目標値Ｂへ変更して処理を進めるというように、撮像プログラムを変更するたびに判定部３２０が判定に用いる目標値を変えていくものであっても良い。また、複数の目標値およびプログラムを用いる場合、用いる目標値およびプログラムをローテーションさせて用いるものであっても良い。

【0026】

また、規定時間を複数設けても良い。図４に示した複数の目標値と同様に、それぞれの規定時間と複数の撮像プログラムとを対応付けておき、変更部３３０は、規定時間に応じて変更する撮像プログラムを設定するものであっても良い。また、上述した目標値の変更と同様に、撮像プログラムを変更するたびに変更部３３０が用いる規定時間を変えていくものであっても良い。また、目標値と規定時間との組み合わせと、撮像プログラムとを対応付けておくものであっても良い。この場合、変更部３３０は、目標値と規定時間とに基づいて、撮像プログラムを変更する。また、撮像プログラムの変更のトリガとして、水質計器が測定した数値の変化を併用しても良い。水質計器のうち、例えば、濁度計やＳＳ計を用いて原水の水質を測定し、測定した数値の変化に応じて目標値および撮像プログラムを切り替えても良い。

【0027】

被写体となる槽１００に存在するフロックの状態が変化することで、撮像装置２００が撮像した画像の中のフロックを、光源４００からの光の影響で識別できなくなるおそれがある。本発明では、光源４００が撮像装置２００の撮像範囲に光を照射した状態で、制御装置３００が、撮像装置２００が槽１００に貯留された水を撮像した画像の中の特徴量に基づいて、撮像装置２００が実行する撮像プログラムを変更する。このため、光源４００から照射される光の強度を変化させなくても、最適な画像を取得することができ、反応槽内の凝集状態について適切な値を測定することができる。また、撮像範囲が極小さな（狭い）範囲であるため、撮像範囲においてフロック（エッジ）を認識できる度合いが位置に応じて異なってしまうという現象を回避することができる。
（第２の実施の形態）

【0028】

図５は、本発明の水処理システムの第２の実施の形態を示す図である。本形態における水処理システムは図５に示すように、槽１００と、撮像装置２０１と、制御装置３０１と、光源４００とを有する。槽１００および光源４００は、第１の実施の形態におけるものと同じものである。

【0029】

図６は、図５に示した撮像装置２０１の内部構成の一例を示す図である。図５に示した撮像装置２０１は図６に示すように、カラーセンサ２１１と、赤外線センサ２２１と、プログラム実行部２３１と、記憶部２４１とを有する。図６に示すように、撮像装置２０１は、少なくともカラーセンサ２１１と赤外線センサ２２１とを含む画像センサを有する。なお、図６には、図５に示した撮像装置２０１が有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した。

【0030】

カラーセンサ２１１は、光を発射し、対象物で反射してきた光を受光する一般的な光電センサの一種である。赤外線センサ２２１は、一般的に用いられる赤外線を検知する画像センサである。プログラム実行部２３１は、制御装置３０１が決定した撮像プログラムを記憶部２４１から読み出して実行するプロセッサである。記憶部２４１は、プログラム実行部２３１が実行する複数のプログラムを記憶する。

【0031】

図７は、図５に示した制御装置３０１の内部構成の一例を示す図である。図５に示した制御装置３０１は図７に示すように、算出部３１０と、判定部３２０と、変更部３３１とを有する。なお、図７には、図５に示した制御装置３０１が有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した。算出部３１０および判定部３２０は、第１の実施の形態におけるものと同じものである。

【0032】

変更部３３１は、算出部３１０が算出した特徴量に基づいて、画像センサと撮像プログラムとの少なくとも一方を変更する。具体的には、変更部３３１は、判定部３２０が行った判定の結果に基づいて、画像センサと撮像プログラムとの少なくとも一方を変更する。

【0033】

以下に、図５に示した水処理システムにおける水処理方法について説明する。図８は、図５に示した水処理システムにおける水処理方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【0034】

撮像装置２０１のプログラム実行部２３１はこの時点で実行可能に設定されているプログラムを実行している。撮像装置２０１が槽１００に貯留された水中の凝集物の画像を撮像して取り込む（ステップＳ１１）。このとき、槽１００に貯留された水中の凝集物の画像を撮像するのは、カラーセンサ２１１であっても良いし、赤外線センサ２２１であっても良い。すると、算出部３１０は、撮像装置２０１が取り込んだ画像を取得する。この取得方法は、例えば、撮像装置２０１が取り込んだ画像を制御装置３０１へ送信して算出部３１０が取得するものであっても良いし、算出部３１０が、撮像装置２０１が取り込んでメモリ等の記憶装置に記憶している画像データを記憶装置から読み出すものであっても良い。

【0035】

すると、算出部３１０は、撮像装置２０１が撮像（取得）した画像から特徴量を算出する（ステップＳ１２）。このとき、算出部３１０は、撮像装置２０１が撮像（取得）した画像からエッジピクセル数を算出して特徴量とする。このとき、算出部３１０は、撮像装置２０１が撮像（取得）した画像中の互いに隣接する画素の色差（例えば、ＲＧＢの値の差）が閾値以上である画素をエッジとして検出し、その検出されたエッジの数（画素数）をエッジピクセル数として算出するものであっても良い。

【0036】

続いて、判定部３２０が、算出部３１０が算出した特徴量があらかじめ設定された目標値を満たすかどうかを判定する（ステップＳ１３）。具体的には、判定部３２０は、算出部３１０が算出した特徴量が目標値を下回っているかどうかを判定する。特徴量が目標値を下回っているなら、特徴量が目標値を満たさないものであり、特徴量が目標値を下回っていないなら、特徴量が目標値を満たすものである。判定部３２０が、算出部３１０が算出した特徴量が目標値を下回っていないと判定した場合、ステップＳ１２の処理が行われる。一方、判定部３２０が、算出部３１０が算出した特徴量が目標値を下回っていると判定した場合は、変更部３３１は、プログラムの切り替え回数があらかじめ設定された閾値未満であるかどうかを判定する（ステップＳ１４）。変更部３３１は、プログラムの切り替え回数が閾値未満であると判定した場合、撮像装置２０１が実行する撮像プログラムを変更する（ステップＳ１５）。変更部３３１が撮像プログラムを変更したら、切り替え回数をカウントするためのカウンタを１つインクリメントする。このカウンタが示す値は、ステップＳ１４の比較処理に用いられる。すると、撮像装置２０１のプログラム実行部２３１が記憶部２４１から該当する撮像プログラムを読み出して実行する。一方、ステップＳ１４にて、変更部３３１は、プログラムの切り替え回数が閾値未満ではないと判定した場合、画像センサを変更する（ステップＳ１６）。例えば、現在画像を撮像している画像センサがカラーセンサ２１１である場合、変更部３３１は、画像を撮像する画像センサを赤外線センサ２２１へ変更する。それ以降は、撮像装置２０１は、変更された画像センサを用いて撮像を行う。

【0037】

このように、光源４００が撮像装置２０１の撮像範囲に光を照射した状態で、制御装置３０１が、撮像装置２０１が槽１００に貯留された水を撮像した画像の中の特徴量に基づいて、撮像装置２０１が実行する撮像プログラムまたは撮像装置２０１が具備する画像センサを変更する。このため、光源４００から照射される光の強度を変化させなくても、最適な画像を取得することができ、反応槽内の凝集状態について適切な値を測定することができる。
（第３の実施の形態）

【0038】

図９は、本発明の水処理システムの第３の実施の形態を示す図である。本形態における水処理システムは図９に示すように、槽１００と、撮像装置２０２－１，２０２－２と、制御装置３０２と、光源４００とを有する。槽１００および光源４００は、第１の実施の形態におけるものと同じものである。

【0039】

撮像装置２０２－１，２０２－２は、互いに同じ仕様を持つ撮像装置であっても良いし、互いに異なる仕様を持つ撮像装置である。撮像装置２０２－１，２０２－２は、槽１００に貯留された水中の凝集物の画像を撮像する。撮像装置２０２－１，２０２－２の撮像範囲は、槽１００内の例えば、３０ｍｍ×３０ｍｍから６００ｍｍ×６００ｍｍの範囲である。高画質な画像センサを用いれば、遠方からの広い撮像範囲の撮影でもフロックの撮像が可能となるが、被写体であるフロックの粒径が極めて小さいこと、および広範囲を撮像できる画像センサが非常に高価であるという観点から３０ｍｍ×３０ｍｍから３００ｍｍ×３００ｍｍ程度の撮影範囲を撮像することが望ましい。撮像装置２０２－１，２０２－２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２０２－１，２０２－２が、画像センサである場合、撮像装置２０２－１，２０２－２は、槽１００内の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。

【0040】

図１０は、図９に示した制御装置３０２の内部構成の一例を示す図である。図９に示した制御装置３０２は図１０に示すように、算出部３１０と、判定部３２０と、変更部３３２とを有する。なお、図１０には、図９に示した制御装置３０２が有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した。算出部３１０および判定部３２０は、第１の実施の形態におけるものと同じものである。

【0041】

変更部３３２は、算出部３１０が算出した特徴量に基づいて、撮像装置２０２－１，２０２－２が実行する撮像プログラムまたは画像を撮像する撮像装置を変更する。変更部３３２が、画像を撮像する撮像装置２０２－１，２０２－２を変更する場合、現在画像を撮像している撮像装置が撮像装置２０２－１であれば、変更部３３２は画像を撮像する撮像装置を撮像装置２０２－２へ変更する。また、現在画像を撮像している撮像装置が撮像装置２０２－２であれば、変更部３３２は画像を撮像する撮像装置を撮像装置２０２－１へ変更する。具体的には、変更部３３２は、判定部３２０が行った判定の結果に基づいて、撮像装置２０２－１，２０２－２が実行する撮像プログラムまたは画像を撮像する撮像装置を変更する。さらに具体的には、変更部３３２は、判定部３２０が、算出部３１０が算出した特徴量があらかじめ設定された閾値である目標値を満たさないと判定した場合、その状態が継続している時間があらかじめ設定された規定時間を超えていると、撮像装置２０２－１，２０２－２が実行する撮像プログラムまたは画像を撮像する撮像装置を変更する。なお、この目標値は複数設定されているものであっても良く、その場合、それぞれの目標値に応じた複数の撮像プログラムが設定されているものであっても良い。

【0042】

以下に、図９に示した水処理システムにおける水処理方法について説明する。図１１は、図９に示した水処理システムにおける水処理方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【0043】

現在、撮像装置２０２－１，２０２－２のうち、撮像装置２０２－１が撮像を行っている場合を例に挙げて説明する。まず、撮像装置２０２－１が槽１００に貯留された水中の凝集物の画像を撮像して取り込む（ステップＳ２１）。すると、算出部３１０は、撮像装置２０２－１が取り込んだ画像を取得する。この取得方法は、例えば、撮像装置２０２－１が取り込んだ画像を制御装置３０２へ送信して算出部３１０が取得するものであっても良いし、算出部３１０が、撮像装置２０２－１が取り込んでメモリ等の記憶装置に記憶している画像データを記憶装置から読み出すものであっても良い。

【0044】

すると、算出部３１０は、撮像装置２０２－１が撮像（取得）した画像から特徴量を算出する（ステップＳ２２）。このとき、算出部３１０は、撮像装置２０２－１が撮像（取得）した画像からエッジピクセル数を算出して特徴量とする。このとき、算出部３１０は、撮像装置２０２－１が撮像（取得）した画像中の互いに隣接する画素の色差（例えば、ＲＧＢの値の差）が閾値以上である画素をエッジとして検出し、その検出されたエッジの数（画素数）をエッジピクセル数として算出するものであっても良い。

【0045】

続いて、判定部３２０が、算出部３１０が算出した特徴量があらかじめ設定された目標値を満たすかどうかを判定する（ステップＳ２３）。具体的には、判定部３２０は、算出部３１０が算出した特徴量が目標値を下回っているかどうかを判定する。特徴量が目標値を下回っているなら、特徴量が目標値を満たさないものであり、特徴量が目標値を下回っていないなら、特徴量が目標値を満たすものである。判定部３２０が、算出部３１０が算出した特徴量が目標値を下回っていないと判定した場合、ステップＳ２２の処理が行われる。一方、判定部３２０が、算出部３１０が算出した特徴量が目標値を下回っていると判定した場合は、変更部３３２は、その状態が継続している時間があらかじめ設定された規定時間を超えているかどうかを判定する（ステップＳ２４）。変更部３３２は、その状態が継続している時間が規定時間を超えていると判定した場合、撮像装置２００が実行する撮像プログラムを変更するか、または画像を撮像する撮像装置を撮像装置２０２－１から撮像装置２０２－２へ変更する（ステップＳ２５）。変更部３３２が撮像プログラムを変更した場合、それ以降は、撮像装置２０２－１は変更された撮像プログラムを実行して撮像を行う。変更部３３２が画像を撮像する撮像装置を撮像装置２０２－２へ変更した場合、それ以降は、撮像装置２０２－２が槽１００に貯留された水中の凝集物の画像を撮像する。

【0046】

このように、光源４００が撮像装置２０２－１，２０２－２の撮像範囲に光を照射した状態で、制御装置３０２が、撮像装置２０２－１，２０２－２が槽１００に貯留された水を撮像した画像の中の特徴量に基づいて、撮像装置２０２－１，２０２－２が実行する撮像プログラムを変更する、または画像を撮像する撮像装置を変更する。このため、光源４００から照射される光の強度を変化させなくても、最適な画像を取得することができ、反応槽内の凝集状態について適切な値を測定することができる。
（適用例１）

【0047】

図１２は、本発明の水処理システムの第１の適用例を示すフロー図である。図１２に示す水処理システムは、上述した形態における槽１００に相当する反応槽１０１および凝集槽１０２と、沈殿槽１０３と、制御装置３００と、撮像装置２００と、複数の凝集剤それぞれを注入する添加装置４０１とを有する。反応槽１０１は、原水である被処理水が供給されて被処理水に対して添加装置４０１を用いて無機凝集剤４１１－１およびｐＨ調整剤４１１－２が注入される槽である。凝集槽１０２は、反応槽１０１の出口に対して流路を介して接続された槽である。凝集槽１０２は、反応槽１０１から供給される被処理水に対して添加装置４０１を用いてポリマーが注入される槽であり、カチオンポリマー４１１－３とアニオンポリマー４１１－４との少なくとも一方が注入される槽である。また、凝集槽１０２にカチオンポリマー４１１－３を注入する場合、凝集槽１０２から沈殿槽１０３を接続する流路に、アニオンポリマー４１１－４を注入してもよい。沈殿槽１０３は、凝集槽１０２の出口に対して流路を介して接続された槽である。沈殿槽１０３は、凝集物と清澄水とを分離する固液分離手段に相当する。反応槽１０１、凝集槽１０２および沈殿槽１０３それぞれは、撹拌機構を備えているものであっても良い。撮像装置２００および制御装置３００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。制御装置３００は、撮像装置２００が撮像した画像に基づいて、凝集物の状態を判定し、その結果に基づいて、反応槽１０１、凝集槽１０２、および沈殿槽１０３それぞれへ凝集剤４１１－１～４１１－４の注入を制御するための制御信号を添加装置４０１へ送信する。添加装置４０１は、制御装置３００から送信されてくる制御信号に従って、凝集剤４１１－１～４１１－４の注入（注入量）を制御する。また、原水水質を測定するための水質計器（濁度計、ＳＳ計等）を設置しても良い。

【0048】

図１２に示した水処理システムでは、被処理水に無機凝集剤４１１－１を注入することにより反応槽１０１において浮遊懸濁物から微小なフロックが形成される。この微小なフロックは、凝集槽１０２においてカチオンポリマー４１１－３とアニオンポリマー４１１－４との少なくとも一方が注入されることにより粗大化する。粗大化したフロックは沈殿槽１０３において凝集物として沈殿する。その結果、浮遊懸濁物を含む被処理水は、凝集物と、清澄水である上澄み水とに固液分離される。沈殿槽１０３の底部に堆積した凝集物は汚泥として排出され、沈殿槽１０３における上澄み水は処理水として排出される。

【0049】

また、図１２に示した水処理システムでは、凝集状態を監視して凝集剤、特に無機凝集剤４１１－１の注入量を制御するために、撮像装置２００と制御装置３００と添加装置４０１とが設けられている。撮像装置２００は、反応槽１０１の上方に、反応槽１０１内の水を撮像できるように設置されている。撮像装置２００が撮像した画像は制御装置３００によって処理される。制御装置３００が行う具体的な処理は、第１の実施の形態で説明した通りである。添加装置４０１それぞれは、制御装置３００から送信されてきた制御信号に従って、凝集剤の注入量を制御する。なお、撮像装置２００として、第２の実施の形態における撮像装置２０１を適用することができる。また、制御装置３００として、第２の実施の形態における制御装置３０１を適用することができる。
（適用例２）

【0050】

図１３は、本発明の水処理システムの第２の適用例を示すフロー図である。図１３に示す水処理システムと、図１２に示した水処理システムとの違いは、撮像装置２００の設置位置である。図１２に示した水処理システムでは、撮像装置２００は、反応槽１０１の上方に、反応槽１０１内の水を撮像できるように設置されていたが、図１３に示した水処理システムでは、撮像装置２００は、凝集槽１０２の上方に、凝集槽１０２内の水を撮像できるように設置されている。
（適用例３）

【0051】

図１４は、本発明の水処理システムの第３の適用例を示すフロー図である。図１４に示す水処理システムと、図１２に示した水処理システムとの違いは、撮像装置の台数である。図１２に示した水処理システムでは、撮像装置として１台の撮像装置２００が設置されていたが、図１４に示した水処理システムでは、撮像装置として２台の撮像装置２０２－１，２０２－２が設置されている。撮像装置２０２－１，２０２－２および制御装置３０２の動作は、第３の実施の形態で説明した通りである。

【0052】

上述した適用例においては、凝集沈澱について説明したが、凝集を含む固液分離を行うシステムであれば良い。例えば、凝集加圧浮上、凝集ろ過等へ本発明を適応することもできる。また、添加装置４０１が反応槽１０１に添加する無機凝集剤４１１－１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）に限定しない。また、ポリマーは、カチオンでもアニオンでも良い。撮像装置２００，２０２－１，２０２－２が画像センサである場合、上述した形態のように反応槽１０１内を撮像する位置に設置されるものであっても良いし、凝集槽１０２内を撮像する位置に設置されていても良いが、槽内のタイムラグを考慮すると、反応槽１０１内を撮像する位置に設置することが望ましい。また、撮像装置２００，２０２－１，２０２－２が画像センサである場合、撮像装置２００，２０２－１，２０２－２は、フロック（凝集物）の凝集状態を判定できるものであれば良いが、画像処理を行う装置を含め、フロックのエッジ数を検出できるものが望ましい。

【0053】

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。

【0054】

上述した制御装置３００～３０２が行う処理は、目的に応じてそれぞれ作製された論理回路で行うようにしても良い。また、処理内容を手順として記述したコンピュータプログラム（以下、プログラムと称する）を制御装置３００～３０２にて読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを制御装置３００～３０２に読み込ませ、実行するものであっても良い。制御装置３００～３０２にて読取可能な記録媒体とは、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリなどの移設可能な記録媒体の他、制御装置３００～３０２に内蔵されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等を指す。この記録媒体に記録されたプログラムは、制御装置３００～３０２に設けられたＣＰＵにて読み込まれ、ＣＰＵの制御によって、上述したものと同様の処理が行われる。ここで、ＣＰＵは、プログラムが記録された記録媒体から読み込まれたプログラムを実行するコンピュータとして動作するものである。

【符号の説明】

【0055】

１００ 槽
２００，２０１，２０２－１，２０２－２ 撮像装置
２１１ カラーセンサ
２２１ 赤外線センサ
２３１ プログラム実行部
２４１ 記憶部
３００～３０２ 制御装置
３１０ 算出部
３２０ 判定部
３３０～３３２ 変更部
４００ 光源

【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】