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公開番号2024171161
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-11
出願番号2023088082
出願日2023-05-29
発明の名称排水の処理における異常を検出するためのシステムおよびそのシステムにおいて実行される方法およびプログラム
出願人株式会社Nocnum
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C02F 3/34 20230101AFI20241204BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】排水の処理における異常を検出するためのシステムを提供すること。
【解決手段】本発明のシステムは、時間の経過に伴って、複数回、排水内のpH値を特定する手段と、排水内の特定された複数のpH値の推移に基づいて、排水内のアンモニウムイオンが亜硝酸イオンに変化する反応に異常が発生しているか否かを判定する手段と、反応に異常が発生していると判定される場合に、反応に異常が発生している旨の警告を提示する手段とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
排水の処理における異常を検出するためのシステムであって、前記システムは、
時間の経過に伴って、複数回、前記排水内のｐＨ値を特定する手段と、
前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移に基づいて、前記排水内のアンモニウムイオンが亜硝酸イオンに変化する反応に異常が発生しているか否かを判定する手段と、
前記反応に異常が発生していると判定される場合に、前記反応に異常が発生している旨の警告を提示する手段と
を備える、システム。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記反応に異常が発生しているか否かを判定する手段は、
前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移が所定の推移を示すか否かを判定する手段と、
前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移が前記所定の推移を示す場合に、前記反応に異常が発生していると判定する手段と
を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移が前記所定の推移を示すか否かを判定する手段は、
前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移から、所定の時間毎のｐＨ値を特定する手段と、
各ｐＨ値について、前記ｐＨ値の近傍の他のｐＨ値と前記ｐＨ値との相加平均値を算出することによって、前記所定の時間毎のｐＨ値に対応する前記所定の時間毎の相加平均値を特定する手段と、
前記所定の時間毎の相加平均値を離散値から連続値に変換し、前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数を生成する手段と、
前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数の極小が存在するか否かを判定する手段と、
前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数の極小が存在する場合に、前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移が前記所定の推移を示すと判定する手段と
を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数の極小が存在するか否かを判定する手段は、
前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数を微分する手段と、
前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数の導関数に対して求根アルゴリズムを適用し、解が存在するか否かを判定する手段と、
前記解が存在する場合に、前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数の極小が存在すると判定する手段と
を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記所定の時間毎の相加平均値は、時刻ｔ－Ｎから時刻ｔまでの相加平均値であり、Ｎは、ｔ未満の正の値であり、
前記システムは、
前記解が存在しない場合に、時刻ｔ－Ｎより前のある時刻ｓのｐＨ値を特定し、前記時刻ｓのｐＨ値の近傍の他のｐＨ値と前記時刻ｓのｐＨ値との相加平均値を算出することによって、時刻ｓの相加平均値を特定する手段と、
（前記時刻ｔの相加平均値）－（前記時刻ｓの相加平均値）をΔＸとして算出する手段と、
前記ΔＸが正の値であるか否かを判定する手段と
をさらに備え、
前記ΔＸが正の値ではないと判定される場合に、前記反応に異常が発生していないと判定される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記システムは、
前記ΔＸが正の値であると判定される場合に、時刻ｓから時刻ｔ－Ｎまでの所定の時間毎のｐＨ値に対応する相加平均値の算出と、前記時刻ｔの相加平均値と前記時刻ｓから時刻ｔ－Ｎまでの所定の時間毎のｐＨ値に対応する相加平均値との差分の算出とを行うことによって、時刻ｓから時刻ｔまでの相加平均値の推移が上昇傾向であるか否かを判定する手段
をさらに備え、
前記反応に異常が発生しているか否かを判定する手段は、時刻ｔ－Ｎから時刻ｔまでの相加平均値の推移が上昇傾向であると判定される場合に、前記反応に異常が発生していると判定する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記排水内のｐＨ値を特定する手段は、前記排水内のｐＨ値、アンモニウムイオン濃度、亜硝酸イオン濃度のうちの少なくとも１つを測定する手段を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
排水の処理における異常を検出するためのシステムにおいて実行される方法であって、前記システムは、プロセッサ部を備え、
前記方法は、
前記プロセッサ部が、時間の経過に伴って、複数回、前記排水内のｐＨ値を特定することと、
前記プロセッサ部が、前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移に基づいて、前記排水内のアンモニウムイオンが亜硝酸イオンに変化する反応に異常が発生しているか否かを判定することと、
前記プロセッサ部が、前記反応に異常が発生していると判定される場合に、前記反応に異常が発生している旨の警告を提示することと
を含む、方法。
【請求項９】
排水の処理における異常を検出するためのシステムにおいて実行されるプログラムであって、前記システムは、プロセッサ部を備え、
前記プログラムは、前記プロセッサ部によって実行されると、
時間の経過に伴って、複数回、前記排水内のｐＨ値を特定することと、
前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移に基づいて、前記排水内のアンモニウムイオンが亜硝酸イオンに変化する反応に異常が発生しているか否かを判定することと、
前記反応に異常が発生していると判定される場合に、前記反応に異常が発生している旨の警告を提示することと
を少なくとも実行することを前記プロセッサ部に行わせる、プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水の処理における異常を検出するためのシステムおよびそのシステムにおいて実行される方法およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、硝化脱窒反応を用いた排水処理が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開第２００９－０２２８６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、硝化脱窒反応に異常が発生しているか否かを、排水の汚泥濃度分布およびｐＨ値などに基づいて判定する手法が、開示されている。しかしながら、排水の汚泥濃度分布を測定するための装置は、余分にコストがかかり、設置スペースも必要となる。
【０００５】
本発明は、排水内のｐＨ値のみに基づいて排水の処理における異常を検出することを可能にするシステムおよびそのシステムにおいて実行される方法およびプログラム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】
【０００６】
本発明の１つの局面において、本発明のシステムは、排水の処理における異常を検出するためのシステムであり、前記システムは、時間の経過に伴って、複数回、前記排水内のｐＨ値を特定する手段と、前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移に基づいて、前記排水内のアンモニウムイオンが亜硝酸イオンに変化する反応に異常が発生しているか否かを判定する手段と、前記反応に異常が発生していると判定される場合に、前記反応に異常が発生している旨の警告を提示する手段とを備える。
【０００７】
本発明の１つの実施形態では、前記反応に異常が発生しているか否かを判定する手段は、前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移が所定の推移を示すか否かを判定する手段と、前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移が前記所定の推移を示す場合に、前記反応に異常が発生していると判定する手段とを備えていてもよい。
【０００８】
本発明の１つの実施形態では、前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移が前記所定の推移を示すか否かを判定する手段は、前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移から、所定の時間毎のｐＨ値を特定する手段と、各ｐＨ値について、前記ｐＨ値の近傍の他のｐＨ値と前記ｐＨ値との相加平均値を算出することによって、前記所定の時間毎のｐＨ値に対応する前記所定の時間毎の相加平均値を特定する手段と、前記所定の時間毎の相加平均値を離散値から連続値に変換し、前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数を生成する手段と、前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数の極小が存在するか否かを判定する手段と、前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数の極小が存在する場合に、前記排水内の前記特定された複数のｐＨ値の推移が前記所定の推移を示すと判定する手段とを含んでいてもよい。
【０００９】
本発明の１つの実施形態では、前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数の極小が存在するか否かを判定する手段は、前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数を微分する手段と、前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数の導関数に対して求根アルゴリズムを適用し、解が存在するか否かを判定する手段と、前記解が存在する場合に、前記所定の時間毎の相加平均値の連続関数の極小が存在すると判定する手段とを含んでいてもよい。
【００１０】
本発明の１つの実施形態では、前記所定の時間毎の相加平均値は、時刻ｔ－Ｎから時刻ｔまでの相加平均値であり、Ｎは、ｔ未満の正の値であり、前記システムは、前記解が存在しない場合に、時刻ｔ－Ｎより前のある時刻ｓのｐＨ値を特定し、前記時刻ｓのｐＨ値の近傍の他のｐＨ値と前記時刻ｓのｐＨ値との相加平均値を算出することによって、時刻ｓの相加平均値を特定する手段と、（前記時刻ｔの相加平均値）－（前記時刻ｓの相加平均値）をΔＸとして算出する手段と、前記ΔＸが正の値であるか否かを判定する手段とをさらに備え得、前記ΔＸが正の値ではないと判定される場合に、前記反応に異常が発生していないと判定されてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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