特許 7597586 土壌浄化システム及び管理装置

(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】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】土壌浄化システム及び管理装置

(51)【国際特許分類】

   B09C 1/00 20060101AFI20241203BHJP

【ＦＩ】

B09C1/00 ZAB

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021004171

(22)【出願日】2021-01-14

(65)【公開番号】P2022108929

(43)【公開日】2022-07-27

【審査請求日】2023-12-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】青木 陽士

【審査官】村山 達也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０８８８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２２９６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０２６５０６４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００３－０９６８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２８５０３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０９Ｃ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の処理対象領域における地盤を浄化する土壌浄化システムであって、
前記複数の処理対象領域に設けられた複数の土壌浄化装置と、
各前記土壌浄化装置から取得した稼働状態を示す検出値に基づいて、各前記土壌浄化装置を制御するための制御情報を各前記土壌浄化装置に対応する浄化方法に応じて生成し、前記制御情報に基づいて各前記土壌浄化装置を個別に制御する管理装置と、を備え、
前記管理装置は、前記検出値に基づいて各前記処理対象領域における各前記地盤の浄化状態を表示する表示部を備え、
前記表示部は、現在の浄化状態をリアルタイムで表示可能に構成されているとともに、複数の前記土壌浄化装置の浄化機器の配置関係を直感的に特定可能な配置画像を表示可能に構成されていることを特徴とする、
土壌浄化システム。

【請求項2】

前記管理装置は、各前記土壌浄化装置に設定された制御形式に関する情報に基づいて、各前記土壌浄化装置に応じた前記制御情報を生成する、
請求項１に記載の土壌浄化システム。

【請求項3】

複数の処理対象領域における地盤を浄化する土壌浄化システムを管理する管理装置であって、
前記複数の処理対象領域に設けられた複数の土壌浄化装置から取得した稼働状態を示す検出値に基づいて、各前記土壌浄化装置を制御するための制御情報を各前記土壌浄化装置に対応する浄化方法に応じて生成し、前記制御情報に基づいて各前記土壌浄化装置を個別に制御する制御部と、
前記検出値に基づいて各前記処理対象領域における各前記地盤の浄化状態を表示する表示部と、を備え、
前記表示部は、現在の浄化状態をリアルタイムで表示可能に構成されているとともに、複数の前記土壌浄化装置の浄化機器の配置関係を直感的に特定可能な配置画像を表示可能に構成されていることを特徴とする、
管理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、汚染物質が含まれる土壌を浄化するための土壌浄化システム及び管理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

汚染された土壌や地下水を含む処理対象領域（原位置ともいう）において汚染物質を除去する原位置浄化技術が知られている（例えば、特許文献１から特許文献３参照）。土壌・地下水を原位置において浄化する原位置浄化技術は、土壌を掘削して掘削土から汚染物質を除去する方法と比較して低コストに実施することができる。しかしながら、原位置浄化技術における浄化コストは、人件費を含む管理費用が占める割合が大きく、浄化にかかる期間が長期となるほど増加する傾向がある。

【0003】

従来の原位置浄化方法に適用される監視技術は、例えば、ポンプ等の機器異常停止の警報を遠隔地に知らせるメールシステムを備えるものや（特許文献１参照）、リアルタイムに土壌に含まれる汚染物質の濃度や温度等の監視データを遠隔地にて取得するシステムが知られている（特許文献２参照）。また、他の監視技術は、土壌浄化装置が有する機器のＯＮ／ＯＦＦ操作を遠隔で制御する方法が知られている（特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００２－２２９６４０号公報

【文献】特表２００４－５２２５６１号公報

【文献】特開２００３－８８８４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の原位置浄化装置は、それぞれの処理対象領域における浄化方法に応じて構築されている。そのため、処理対象領域に応じて原位置浄化装置を構築しなければならず、設置にかかるコスト及び管理にかかるコストが増加するという課題がある。

【0006】

本発明は、浄化方法が異なる複数の処理対象領域を一元的に管理することができる土壌浄化システム及び管理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、複数の処理対象領域における地盤を浄化する土壌浄化システムであって、前記複数の処理対象領域に設けられた複数の土壌浄化装置と、各前記土壌浄化装置から取得した稼働状態を示す検出値に基づいて、各前記土壌浄化装置を制御するための制御情報を各前記土壌浄化装置に対応する浄化方法に応じて生成し、前記制御情報に基づいて各前記土壌浄化装置を個別に制御する管理装置と、を備えることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、複数の土壌浄化装置を遠隔により一元的に管理、制御することができる。本発明によれば、複数の土壌浄化装置の種類が異なっていても、各土壌浄化装置に対応する浄化方法に応じた制御情報を生成することで、各土壌浄化装置を個別に管理、制御することができる。

【0009】

また、本発明の一態様は、前記管理装置は、各前記土壌浄化装置に設定された制御形式に関する情報に基づいて、各前記土壌浄化装置に応じた前記制御情報を生成してもよい。

【0010】

本発明によれば、予め設定された制御形式に関する情報を利用して各土壌浄化装置に応じた制御情報を生成することで、異なる形式の複数の土壌浄化装置を個別に管理、制御することができる。

【0011】

また、本発明の一態様は、前記管理装置は、前記検出値に基づいて各前記処理対象領域における各前記地盤の浄化状態を表示する表示部を備える。

【0012】

本発明によれば、表示部を介して複数の処理対象領域の状態を一元的に把握することができる。

【0013】

本発明の一態様は、複数の処理対象領域における地盤を浄化する土壌浄化システムを管理する管理装置であって、前記複数の処理対象領域に設けられた複数の土壌浄化装置から取得した稼働状態を示す検出値に基づいて、各前記土壌浄化装置を制御するための制御情報を各前記土壌浄化装置に対応する浄化方法に応じて生成し、前記制御情報に基づいて各前記土壌浄化装置を個別に制御する制御部を備える、ことを特徴とする。

【0014】

本発明によれば、複数の土壌浄化装置を遠隔により一元的に管理、制御する管理装置を提供することができる。本発明によれば、複数の土壌浄化装置の種類が異なっていても、各土壌浄化装置に対応する浄化方法に応じた制御情報を生成する管理装置により、各土壌浄化装置を個別に管理、制御することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、浄化方法が異なる複数の処理対象領域を一元的に管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る土壌浄化システムの構成を示す図である。

【図2】土壌浄化システムの構成を示すブロック図である。

【図3】管理装置に表示される設定画像の一例を示す図である。

【図4】管理装置に表示される設定画像の一例を示す図である。

【図5】管理装置に表示される設定画像の一例を示す図である。

【図6】管理装置に表示される設定画像の一例を示す図である。

【図7】管理装置に表示される管理画像の一例を示す図である。

【図8】管理装置に表示される管理画像の一例を示す図である。

【図9】管理装置に表示される管理画像の一例を示す図である。

【図10】管理装置に表示される管理画像の一例を示す図である。

【図11】管理装置に表示される管理画像の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る土壌浄化システム及び管理装置の実施形態について説明する。土壌浄化システムは、複数の処理対象領域における地盤の浄化の管理、制御を行う。

【0018】

図１及び図２に示されるように、土壌浄化システム１は、複数の土壌浄化装置２と、複数の土壌浄化装置２を管理する管理装置１０とを備える。複数の土壌浄化装置２は、土壌や地下水に汚染物質が含まれる複数の処理対象領域にそれぞれ設けられている。複数の土壌浄化装置２と管理装置１０とは、ネットワークＷにより接続されている。

【0019】

土壌浄化装置２は、例えば、処理対象領域の土壌や地下水に含まれる汚染物質の種類や汚染状態に応じた処理方法を用いて浄化処理を行う。土壌浄化装置２は、例えば、生物処理、化学処理、熱処理、土壌ガス吸引、地下水揚水処理などの処理方法に応じた機器により構成されている。土壌浄化装置２は、例えば、処理対象領域の土壌や地下水を浄化する浄化機器３と、浄化に関する監視用データを検出する検出部４と、制御に関する情報を送受信し浄化機器３を駆動する駆動部５とを備える。

【0020】

浄化機器３は、例えば、処理対象領域の土壌の浄化方法に応じてヒータ、ポンプ、ブロワー、インバーター、バルブ等の制御対象となる浄化用の機器を備える。浄化機器３は、それぞれ、デジタル信号またはアナログ信号により制御される。

【0021】

検出部４は、浄化機器３の状態を検出するセンサや、処理対象領域における土壌や地下水の状態を検出する各種センサを備える。検出部４は、例えば、水位、流量、濃度、温度、等の浄化機器３の制御に必要な計測を行う。検出部４は、デジタル信号またはアナログ信号を用いて検出データを出力する。

【0022】

駆動部５は、例えば、管理装置１０から受信した制御信号に基づいて浄化機器３を駆動する。駆動部５は、ＰＬＣ，シーケンサ等の制御回路を備え、受信した制御信号に基づいて浄化機器３に制御量に応じた駆動用電力を電源装置（不図示）から供給する。駆動部５は、制御信号に基づいて浄化機器３の種類に応じて浄化機器３を駆動するためのアナログやデジタルの制御信号を生成する。

【0023】

駆動部５は、管理装置１０から遠隔操作される。駆動部５は、初期設定時に検出部４から検出される検出データの内容に応じて検出データを数値データに変換する。駆動部５は、また、検出部４から出力された検出データを集約し、数値データを含む検出値に変換し管理装置１０に送信する。

【0024】

管理装置１０は、各土壌浄化装置２から取得した稼働状態を検出値に基づいて、各土壌浄化装置２を制御するための制御情報を各土壌浄化装置に対応する浄化方法に応じて生成する。管理装置１０は、制御情報に基づいて各土壌浄化装置２を個別に制御する。管理装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータ等により構成される情報処理端末である。管理装置１０は、１つ以上設けられていてもよい。管理装置１０は、ネットワークＷを介して複数の箇所に設けられていてもよい。

【0025】

管理装置１０は、例えば土壌浄化装置２を制御する制御部１２と、制御に関するプログラムやデータが記憶された記憶部１４と、土壌浄化装置２の制御に関する操作を受け付ける操作部１６と、土壌浄化装置２の稼働状態を表示する表示部１８とを備える。

【0026】

記憶部１４は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、フラッシュメモリなどの記憶媒体によって実現される。操作部１６は、土壌浄化装置２に関する初期設定における情報の入力を受け付ける、キーボード、マウス等の入力装置である。操作部１６は、表示部１８がタッチパネル形式のディスプレイ装置により構成されている場合、表示部１８と一体のものであってもよい。

【0027】

表示部１８は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置である。表示部１８は、パーソナルコンピュータ、タブレット型端末、スマートフォン等により別体に構成されていてもよい。

【0028】

制御部１２は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサが、記憶部１４に記憶されたプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、これらの構成要素の機能のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵ等のハードウェア（回路部：circuitryを含む）によって実現されていてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されていてもよい。プログラムは、予めＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。

【0029】

制御部１２は、各土壌浄化装置２が有する浄化機器３に応じた制御情報を生成する。制御部１２は、各土壌浄化装置２に設定された制御形式に関する情報に基づいて、各土壌浄化装置２に応じた制御情報を生成する。制御部１２は、後述のように操作部１６からの入力操作に基づいて、浄化機器３に関する情報を取得する。制御部１２は、操作部１６からの入力操作に基づいて、個々の浄化機器３の種類、駆動部５において制御されるデジタル、アナログ等の信号形式、電流値、電圧値、入力値に対応する演算後の表示値や警報を発する閾値等を設定する。

【0030】

制御部１２は、設定値を参照し、検出値に基づいて浄化機器３に応じた制御情報を生成し、ネットワークＷを介して駆動部５を制御し、複数の土壌浄化装置２が有する個々の浄化機器３を個別に制御する。制御部１２は、検出値に基づいて所定の閾値に基づいて土壌浄化装置２対して所定の制御を行う。制御部１２は、検出値に基づいて各処理対象領域における各地盤の浄化状態を示す画像を生成し表示部１８に表示させる。

【0031】

図３に示されるように、制御部１２は、システムを稼働させる前の初期設定時において浄化機器３及び検出部４における各センサに関する情報を入力するための設定用の設定画像Ｍ１を生成し表示部１８に表示させる。設定画像Ｍ１は、例えば、ネットワークＷを介して表示されるウェブサイトの表示画像である（以下に示す設定画像も同様である）。設定画像Ｍ１には、例えば、浄化機器３及び検出部４における各センサに付与される識別番号（デバイスＮｏ．）、浄化機器３及び検出部４における各センサの名称（デバイス名称）、表示用の浄化機器３の略称（デバイス略称）の入力欄が形成されている。操作者は、操作部１６から設定値を入力する。設定画像Ｍ１には、例えば、入出力される信号の種類の入力欄が形成されている。

【0032】

入出力信号（Ｉ／Ｏ）は、例えば、デジタル入力及びデジタル出力（ＤＩ／ＤＯ）、ＤＩＯ（Digital Ｉ／Ｏ）、アナログ入力及びアナログ出力（ＡＩ／ＡＯ）、その他の信号である。この他、設定画像Ｍ１には、インタフェースの電圧、電流値の範囲、最大値、最小値、入力値に対応する演算後の表示値、警報を発する閾値、座標等の各種データの入力欄が形成されている。設定画像Ｍ１における入力欄に応じて操作部１６から設定値が入力される。制御部１２は、入力された設定値に基づいて、浄化機器３に対応する制御信号を生成する。

【0033】

図４に示されるように、制御部１２は、運転管理中に表示部１８に表示する設定画像Ｍ２を生成する。設定画像Ｍ２において、検出部４から検出された検出値が表示される他、表示される検出値に対し、浄化機器３の配置関係を元となるデバイスの位置として直感的に特定するための配置画像（ＰＤＦまたはＤＸＦ）をシステムに取り込む機能が備わっている。

【0034】

図５に示されるように、設定画像Ｍ２において、土壌浄化装置２毎に検出値がリアルタイムで表示される。設定画像Ｍ２により、土壌浄化装置２の稼働状況が容易に把握される。また、設定画像Ｍ２には、必要に応じて警報の有無や機器の稼働状況、検出値の変動推移を示すグラフや監視カメラの画像に切り替えるボタンの画像が表示されてもよい。

【0035】

図６に示されるように、制御部１２は、土壌浄化装置２の運転管理中に表示部１８に表示する各浄化機器３の設定値の変更やオン／オフの制御を行うための設定画像Ｍ３を生成する。設定画像Ｍ３には、土壌浄化装置２の名称、土壌浄化装置２が有する浄化機器３の設定値の変更やオン／オフの制御を行う入力欄やボタンが表示されている。

【0036】

図７に示されるように、管理者は、管理画像Ｋ１に基づいて、管理対象領域毎にログインし、ウェブサイト上において処理対象領域毎に地盤を浄化する土壌浄化装置２を管理、制御することができる。図８及び図９に示されるように、管理者は、管理画像Ｋ２，Ｋ３に基づいて、土壌浄化装置２の各浄化機器３の稼働状態をモニタすることができる。図１０に示されるように、管理者は、管理画像Ｋ４に基づいて、土壌浄化装置２の各浄化機器３をカメラ監視することができる。図１１に示されるように、管理者は、管理画像Ｋ５に基づいて、土壌浄化装置２に発生した警報を監視することができる。

【0037】

管理装置１０によれば、複数の処理対象領域に設けられた複数の土壌浄化装置２から取得した検出値に基づいて、各土壌浄化装置２置に対応する浄化方法に応じた制御情報を生成し、制御情報に基づいて各土壌浄化装置２を個別に制御することができる。

【0038】

上述したように、土壌浄化システム１によれば、浄化方法が異なる複数の処理対象領域を一元的に管理することができる。土壌浄化システム１によれば、従来の監視・制御システムが異常検知やメンテナンスを主目的として開発されているのに比して、汎用性を有し、異なる浄化方法を有する複数の土壌浄化装置２を制御することができる。土壌浄化システム１によれば、管理装置１０を既存の原位置浄化で使用されている土壌浄化装置２に容易に組み込むことができる。土壌浄化システム１によれば、現在稼働中の原位置浄化の管理を行っているネットワークＷ上のウェブサイトに適用することができる。

【0039】

土壌浄化システム１によれば、汎用性を有し、例えば地下水揚水や土壌ガス吸引等を行う異なる原位置浄化方法により稼働している複数の土壌浄化装置２を同一のシステム上において同時に監視・制御することができる。土壌浄化システム１によれば、複数の原位置浄化技術を稼働させる管理用のウェブサイトに適用することができる。各土壌浄化装置２の稼働状態は、一般ユーザにネットワークＷを介して公開されてもよい。

【0040】

土壌浄化システム１によれば、遠隔操作により、リアルタイムで複数の土壌浄化装置２の浄化状況を把握することができる。土壌浄化システム１によれば、浄化解析・診断ツールや機械学習装置との連携により、予測値を得ることにより設定変更を容易することができる。土壌浄化システム１によれば、複数の土壌浄化装置２を遠隔監視、制御することができ、管理コストを低減すると共に、浄化にかかる工期を短縮することができる。

【0041】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、土壌浄化システムは、土壌浄化装置だけでなく他の処理施設、プラント、工場等の管理、制御に適用してもよい。

【符号の説明】

【0042】

１ 土壌浄化システム
２ 土壌浄化装置
３ 浄化機器
４ 検出部
５ 駆動部
１０ 管理装置
１２ 制御部
１４ 記憶部
１６ 操作部
１８ 表示部
Ｋ１－Ｋ４ 管理画像
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ 設定画像

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】