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公開番号2024082654
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-20
出願番号2022196633
出願日2022-12-08
発明の名称情報処理装置、脱水機、含水率推定方法、および含水率推定プログラム
出願人株式会社クボタ
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類C02F 11/125 20190101AFI20240613BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】推定モデルを更新しなくても、脱水ケーキの含水率の推定の精度を維持する。
【解決手段】情報処理装置(1)は、実運転期間における脱水機の運転に関する測定データを取得する取得部(101)と、推定モデル(112)を用いて、測定データの測定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の推定値を推定する推定部(102)と、オフセット値を用いて推定値を補正する補正部(104)とを備える。推定モデル(112)は、実運転期間と運転条件が異なる運転期間における測定データを説明変数とし、測定時点における含水率の実測値を目的変数として学習された推定モデルである。オフセット値は、過去の所定期間内の実運転期間における測定データから推定された含水率の推定値と、測定時点における含水率の実測値との差である。
【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加えら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脱水機の運転に関する測定データを取得する取得部と、
前記脱水機の実運転期間と運転条件が異なる運転期間において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の実測値を目的変数として学習された推定モデルを用いて、前記実運転期間において前記取得部が取得した測定データの測定時点における前記含水率の推定値を推定する推定部と、
オフセット値を用いて前記推定値を補正する補正部とを備え、
前記オフセット値は、過去の所定期間内の前記実運転期間において前記取得部が取得した測定データを用いて前記推定部が推定した前記含水率の推定値である過去推定値と、当該測定データの測定時点における前記含水率の実測値である過去実測値との差である、情報処理装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記オフセット値は、前記過去推定値と前記過去実測値との組毎の前記差の各々の平均値である、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
所定時間が経過する毎に前記オフセット値を更新する更新部をさらに備え、
前記更新部は、前記所定期間の終点を更新時点としたときの、前記過去推定値と前記過去実測値との差を、新たな前記オフセット値とする、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記脱水機はスクリュープレス型脱水機であり、
前記測定データは、前記脱水機の運転時間、前記脱水機のスクリューの回転速度、前記スクリューの駆動電流値またはトルク値、前記脱水機の排出部に設けられ前記液体を圧搾する背圧板による背圧、および、前記背圧板と前記排出部との開度、の少なくともいずれかである、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記推定部および前記補正部は、前記取得部が新たな前記測定データを取得する毎に、前記推定および前記補正をそれぞれ実行する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項６】
予測モデルを用いて、前記取得部が取得した前記測定データから、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予測部をさらに備え、
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ける前記含水率について、前記推定モデルを用いて推定され、前記オフセット値を用いて補正された推定値を目的変数として学習された予測モデルである、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の情報処理装置を備える脱水機。
【請求項８】
１または複数の情報処理装置により実行される含水率推定方法であって、
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加えら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脱水機の運転に関する測定データを取得する取得ステップと、
前記脱水機の実運転期間と運転条件が異なる運転期間において前記取得ステップにて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の実測値を目的変数として学習された推定モデルを用いて、前記実運転期間において前記取得ステップにて取得した測定データの測定時点におけ
る前記含水率の推定値を推定する推定ステップと、
オフセット値を用いて前記推定値を補正する補正ステップとを含み、
前記オフセット値は、過去の所定期間における前記実運転期間において前記取得ステップにて取得した測定データを用いて前記推定ステップにて推定した前記含水率の推定値である過去推定値と、当該測定データの測定時点における前記含水率の実測値である過去実測値との差である、
含水率推定方法。
【請求項９】
請求項１に記載の情報処理装置としてコンピュータを機能させるための含水率推定プログラムであって、前記取得部、前記推定部、および前記補正部としてコンピュータを機能させるための含水率推定プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、浮遊固形物を含む液体を脱水機で脱水することにより得られる脱水ケーキの含水率を推定する技術に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【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により得られる脱水ケーキの含水率を所定の範囲内で維持することが重要である。しかし、脱水機の運転条件を一定にして脱水処理した場合には、供給される汚泥の性状が一定しない等の原因によって脱水ケーキの含水率は変動するため、脱水ケーキの含水率を所定の範囲内で維持することは容易ではない。
【０００３】
このため、脱水ケーキの含水率を推定する技術の開発が従来から進められている。現在の含水率をリアルタイムに推定できれば、各種制御により含水率を所定の範囲内で維持することが可能になる。例えば、下記の特許文献１には、遠心式の脱水機に供給される汚泥の量や、当該脱水機の遠心効果に関する値等の複数のパラメータを用いて含水率推定モデルを生成し、含水率を推定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１１４５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、上記汚泥処理に関する装置は、多種多様な運転条件で試運転されて、最適な運転条件を決定する。この試運転期間において、上記多種多様な運転条件において測定された上記複数のパラメータの多種多様な測定値を教師データとして上記含水率推定モデルが生成される。
【０００６】
その後、決定された運転条件に基づいて上記装置は実運転される。この実運転期間において、上記複数のパラメータの直近の測定値を教師データとして上記含水率推定モデルを更新しなければ、上記含水率推定モデルによる推定の精度が低下する。
【０００７】
本発明の一態様は、推定モデルを更新しなくても、脱水ケーキの含水率の推定の精度を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情報処理装置は、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加えら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脱水機の運転に関する測定データを取得する取得部と、前記脱水機の実運転期間と運転条件が異なる運転期間において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の実測値を目的変数として学習された推定モデルを用いて、前記実運転期間において前記取得部が取得した測定データの測定時点における前記含水率の推定値を推定する推定部と、オフセット値を用いて前記推定値を補正する補正部とを備え、前記オフセット値は、過去の所定期間内の前記実運転期間において前記取得部が取得した測定データを用いて前記推定部が推定した前記含水率の推定値である過去推定値と、当該測定データの
測定時点における前記含水率の実測値である過去実測値との差である。
【０００９】
また、本発明の他の態様に係る含水率予測方法は、１または複数の情報処理装置により実行される含水率推定方法であって、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加えら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脱水機の運転に関する測定データを取得する取得ステップと、前記脱水機の実運転期間と運転条件が異なる運転期間において前記取得ステップにて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の実測値を目的変数として学習された推定モデルを用いて、前記実運転期間において前記取得ステップにて取得した測定データの測定時点における前記含水率の推定値を推定する推定ステップと、オフセット値を用いて前記推定値を補正する補正ステップとを含み、前記オフセット値は、過去の所定期間における前記実運転期間において前記取得ステップにて取得した測定データを用いて前記推定ステップにて推定した前記含水率の推定値である過去推定値と、当該測定データの測定時点における前記含水率の実測値である過去実測値との差である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、推定モデルを更新しなくても、脱水ケーキの含水率の推定の精度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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