集水器、水循环系统、控制装置、控制方法和控制程序与流程

本发明涉及集水器(wateraggregator)、水循环系统、控制装置、控制方法和控制程序。

背景技术：

由于近来的气候变动，有些地域频繁遭受暴雨侵害，另一方面也有些地域连续多年干旱，水资源逐年贵重。特别是工业用水，与农业用水相比，其优先度低，因此预想会越来越贵重，价格增高。因此，在工业用方面，据认为与其购买净水，不如花费一定程度的成本进行水的再利用的情况增多。

在专利文献1中公开了一种循环水利用系统，其具有：净化装置，其将在循环流路中流动的包含排出水的循环水经过两个以上的水质等级进行阶段性净化；和供给装置，其将通过各少量水需求体从两个以上的水质等级的循环水中选择的水质等级的循环水供给至各少量水需求体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-107464号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在专利文献1所公开的循环水利用系统中，使循环水经过两个以上的水质等级进行阶段性净化的净化装置是必须的。

但是，在工厂等利用水的设施中所要求的水质根据用途而不同。存在像半导体的制造或医药品的制造中所用的超纯水那样要求高水质的情况，也存在像冷却用途的水那样不要求高水质的情况。在某些设施或工序排出的水能够直接用于其他设施或工序的情况下，导入净化装置会造成损失。

另外，水质并不能够简单地分成等级。在某些设施或工序中，存在挥发性的有机化合物的浓度成为水质的指标的情况，但在其他设施或工序中，存在金属化合物的浓度成为水质的指标或者ph值成为水质的指标的情况。由此，除非根据所要求的水质的指标对水进行净化，不然导入净化装置也会造成损失。

本发明的目的在于促进水的有效利用。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式的集水器具备：

一个以上的第1贮水槽，用于贮存从利用水的两个以上的设施中的一个以上的设施排出的水；

一个以上的第2贮水槽，用于贮存供给至上述两个以上的设施中的至少一个设施的水；

送水机构，用于从上述一个以上的第1贮水槽向上述一个以上的第2贮水槽输送水；

检査装置，对上述一个以上的第1贮水槽的水质进行检査；和

控制装置，基于上述检査装置的检査结果，对贮存在上述一个以上的第1贮水槽的水是否符合在上述一个以上的第2贮水槽中设定的水质基准进行判定，指示上述送水机构从贮存有符合一个水质基准的水的第1贮水槽向设定有该一个水质基准的第2贮水槽输送水。

发明效果

在本发明中，基于水质的检査结果判定从某些设施排出的水是否可以供给至相同的设施或其他设施。因此，能够避免不需要的净化装置和不需要的净化工序的引入，能够促进水的有效利用。

附图说明

图1是示出实施方式1的水循环系统的构成的图。

图2是示出实施方式1的集水器和设施的构成的框图。

图3是示出实施方式1的集水器的控制装置的构成的框图。

图4是示出实施方式1的设施的控制装置的动作的流程图。

图5是示出实施方式1的集水器的控制装置的动作的流程图。

图6是示出实施方式1的设施的控制装置的动作的流程图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，各图中，在相同或相当的部分标记相同符号。在实施方式的说明中，对于相同或相当的部分，适当省略或简化说明。

实施方式1.

使用图1至图6，对本实施方式进行说明。

***构成的说明***

参照图1，对本实施方式的水循环系统100的构成进行说明。

水循环系统100可以建设在任意的场所或地域，在本实施方式中，建设在一个工业区内。需要说明的是，水循环系统100也可以跨越两个以上的工业区进行建设。

水循环系统100具有集水器110和利用水的两个以上的设施120。

作为具体例，各个设施120为工业区内的工厂。设施120的数量可以为任意的数量，在本实施方式中为8个。需要说明的是，设施120也可以不必是同一工业区内的工厂。

在各个设施120中利用的水通过集水器110对相同的设施120或其他设施120进行供给或排水。

集水器110通过第1配管131、第2配管132和第3配管133而与各个设施120连接。第1配管131是用于将能够再利用的水从各个设施120输送至集水器110的配管。第2配管132是集水器110协调的水质的配管、即是用于将能够再利用的水从集水器110输送至各个设施120的配管。第3配管133是用于将无法再利用的污水从各个设施120输送至集水器110的配管。经由第3配管133输送的水的排水处理在集水器110中进行。需要说明的是，配管的种类和数量可以适当变更。

各个设施120通过第4配管134与未图示的公共的上水管连接。第4配管134是用于将上水从外部输送至各个设施120的配管。需要说明的是，各个设施120不限于与公共的上水管连接，只要与上水相同或其以上的水质的水供给源连接即可。

参照图2，对本实施方式的集水器110和各个设施120的构成进行说明。

各个设施120的构成是共通的，因此在图2中仅示出一个设施120的构成。

如上所述，在工厂中所要求的水质根据用途而不同。存在像半导体的制造或医药品的制造中所用的超纯水那样要求高水质的情况，也存在像冷却用途的水那样不要求高水质的情况。

另外，水质的指标根据工厂或工序也不同。存在挥发性的有机化合物的浓度成为水质的指标的情况、金属化合物的浓度成为水质的指标的情况、ph值成为水质的指标的情况等。

因此，在某个工厂的某个工序中利用后的工业用水是足以在其他工厂的某个工序中利用的水质这种情况并不少。在某个工厂的某个工序中利用后的工业用水以较小的成本进行净化则达到足以在其他工厂的某个工序中利用的水质这种情况也不少。

集水器110对引取的水的水质基准进行定义，并且对作为用户的设施120提示水的购买价格和销售价格。在本实施方式中，定义了一个水质基准，但也可以定义两个以上的水质基准。

在作为工厂的设施120与集水器110之间，进行满足所定义的水质基准的工业用水的授受。

设施120具备清洗装置121、净化装置122、设备123、第4贮水槽124、第5贮水槽125、排出机构126、和控制装置127。

清洗装置121是利用经由第4配管134从外部供给的工业上水实施工厂中的制造工艺中的一个工序即清洗工序的装置。

净化装置122是将在清洗装置121中利用后的水除害，将满足在集水器110中所定义的水质基准的水输送至第4贮水槽124、将剩余的污染水输送至第5贮水槽125的装置。

设备123是利用经由第2配管132从集水器110供给的水实施与清洗工序不同的工序的装置、机器或它们的组合。

第4贮水槽124是用于贮存某个水质的水的贮水槽。第4贮水槽124的数量在本实施方式中为一个，但可以为两个以上。特别是，在集水器110中定义了两个以上的水质基准的情况下，可以在设施120中具备相互对应不同的水质基准的两个以上的第4贮水槽124。

第5贮水槽125是用于贮存水质比贮存在第4贮水槽124的水差的水的贮水槽。第5贮水槽125的数量在本实施方式中为一个，但可以为两个以上。

在本实施方式中，清洗装置121大量消耗水，但水质没有那么差。因此，作为净化装置122，可以使用低成本的装置。需要说明的是，在水经过清洗工序也能够满足在集水器110中定义的水质基准的情况下，可以省略净化装置122，将在清洗装置121中利用后的水直接输送至第4贮水槽124。在水循环系统100中，可以混合存在具备净化装置122的设施120和不具备净化装置122的设施120。即，各个设施120的构成可以不是共通的。

排出机构126是排出水的装置、机器或它们的组合。作为具体例，排出机构126是阀、泵或它们的组合。

控制装置127是对清洗装置121、净化装置122、设备123和排出机构126进行控制的计算机。

集水器110具备第1贮水槽111、第2贮水槽112、第3贮水槽113、送水机构114、检査装置115、排出机构116、和控制装置117。

第1贮水槽111是用于贮存从一个以上的设施120排出的水的贮水槽。第1贮水槽111可以以一对一的方式与设施120对应，也可以以一对多的方式与设施120对应。任一情况下，在第1贮水槽111中均贮存从对应的设施120排出的水。第1贮水槽111的数量在本实施方式中为一个，但期望为两个以上。期望第1贮水槽111按照每个设施120各设置至少一个。

第2贮水槽112是用于贮存供给至至少一个设施120的水的贮水槽。对于第2贮水槽112，设定有水质基准。该水质基准相当于在集水器110中所定义的水质基准。第2贮水槽112的数量在本实施方式中为一个，但可以为两个以上。特别是，在定义了两个以上的水质基准的情况下，在集水器110中具备设定的水质基准相互不同的两个以上的第2贮水槽112。

第3贮水槽113是用于贮存不符合在第2贮水槽112中设定的水质基准的水的贮水槽。第3贮水槽113的数量在本实施方式中为一个，但可以为两个以上。

送水机构114是用于从第1贮水槽111向第2贮水槽112或第3贮水槽113输送水的装置、机器或它们的组合。作为具体例，送水机构114是阀、泵或它们的组合。

检査装置115是对第1贮水槽111的水质进行检査的装置。

排出机构116是将水排出的装置、机器或它们的组合。作为具体例，排出机构116是阀、泵或它们的组合。

贮存在设施120的第4贮水槽124的水通过设施120的排出机构126经由第1配管131输送至集水器110，贮存在第1贮水槽111。

贮存在第1贮水槽111的水的水质通过检査装置115进行核对。若满足所定义的水质基准，则贮存在第1贮水槽111的水通过送水机构114输送至第2贮水槽112。另一方面，若不满足所定义的水质基准，则贮存在第1贮水槽111的水通过送水机构114作为污染水输送至第3贮水槽113。贮存在第2贮水槽112的水通过排出机构116经由第2配管132输送至设施120，在该设施120的设备123中被利用。该水并不是在清洗工序中利用那样的高水质，因此可以低价格购买。另一方面，贮存在第3贮水槽113的水被废弃。

贮存在设施120的第5贮水槽125的水通过设施120的排出机构126经由第3配管133输送至集水器110，贮存在第3贮水槽113。如上所述，贮存在第3贮水槽113的水被废弃。

控制装置117是对送水机构114、检査装置115和排出机构116进行控制的计算机。

参照图3对控制装置117的构成进行说明。

控制装置117具备处理器201，并且具备存储器202、输入装置203、显示器204、通信装置205之类的其他硬件。处理器201经由信号线与其他硬件连接，对这些其他硬件进行控制。

控制装置117具备通信部210、判定部220和控制部230作为功能要素。通信部210、判定部220、控制部230之类的“部”的功能通过软件实现。

处理器201是进行处理的ic。“ic”是integratedcircuit(集成电路)的缩写。作为具体例，处理器201是cpu。“cpu”是centralprocessingunit(中央处理器)的缩写。

作为具体例，存储器202是闪存或ram。“ram”是randomaccessmemory(随机存取存储器)的缩写。

作为具体例，输入装置203是鼠标、键盘或触控面板。

作为具体例，显示器204是lcd。“lcd”是liquidcrystaldisplay(液晶显示器)的缩写。

通信装置205包含接收数据的接收器和发送数据的发射器。作为具体例，通信装置205是通信芯片或nic。“nic”是networkinterfacecard(网络接口卡)的缩写。

在存储器202中存储有实现“部”的功能的程序。该程序被处理器201读入而通过处理器201执行。在存储器202中还存储有os。“os”是operatingsystem(操作系统)的缩写。处理器201一边执行os，一边执行实现“部”的功能的程序。需要说明的是，实现“部”的功能的程序的一部分或全部可以组装至os。

实现“部”的功能的程序和os可以存储于辅助存储装置。作为具体例，辅助存储装置是闪存或hdd。“hdd”是harddiskdrive(硬盘驱动器)的缩写。存储于辅助存储装置的程序和os载入存储器202而通过处理器201执行。

控制装置117可以具备代替处理器201的两个以上的处理器。这些两个以上的处理器分担执行实现“部”的功能的程序。各个处理器是按照与处理器201相同的方式进行处理的ic。

表示“部”的处理的结果的信息、数据、信号值和变量值存储于存储器202、辅助存储装置、或处理器201内的寄存器或高速缓冲存储器。

实现“部”的功能的程序可以存储于磁盘、光盘之类的便携式记录介质。

***动作的说明***

参照图4至图6，对本实施方式的集水器110的控制装置117和各个设施120的控制装置127的动作进行说明。

图4示出在某个设施120中利用清洗装置121实施清洗工序时的控制装置127的动作。

在步骤s11中，控制装置127从清洗装置121接受表示实施了清洗工序的信息。控制装置127根据接收的信息，指示净化装置122将在清洗装置121中利用后的水除害。

在步骤s12中，控制装置127指示净化装置122预先将达到通过集水器110示出的水质基准的水输送至第4贮水槽124，将剩余的污染水输送至第5贮水槽125。需要说明的是，在定义了两个以上的水质基准而在设施120中具备相互对应不同的水质基准的两个以上的第4贮水槽124的情况下，控制装置127指示净化装置122将达到各个水质基准的水分配至对应的第4贮水槽124。

在步骤s13中，控制装置127指示排出机构126将贮存在第4贮水槽124的水输送至集水器110。

图5示出在集水器110中由某个设施120购买水时的控制装置117的动作。控制装置117的动作相当于本实施方式的控制方法。控制装置117的动作相当于本实施方式的控制程序的处理过程。

在步骤s21中，控制装置117的控制部230进行用于以预先设定的价格购买水的交易处理。

在步骤s22中，控制装置117的控制部230指示检査装置115对第1贮水槽111的水质进行检査。

在步骤s23中，控制装置117的通信部210使用通信装置205接收检査装置115的检査结果。

在步骤s24中，控制装置117的判定部220基于通过通信部210接收的检査结果，对贮存在第1贮水槽111的水是否符合在第2贮水槽112中设定的水质基准进行判定。水质基准作为对于挥发性的有机化合物的浓度、金属化合物的浓度、ph值之类的各种指标中的至少一个指标指定阈值范围的水质廓线存储于存储器202。由此，判定部220访问存储器202并将检査装置115的检査结果与该水质廓线进行对照，从而对贮存在第1贮水槽111的水是否符合水质基准进行判定。若符合，则进行步骤s25的处理，若不符合，则进行步骤s26的处理。需要说明的是，定义了两个以上的水质基准的情况下，按照每个水质基准将各个水质廓线存储于存储器202。并且，判定部220将检査装置115的检査结果与各个水质廓线进行对照，从而对贮存在第1贮水槽111的水符合哪个水质基准进行判定。即，判定部220将两个以上的第2贮水槽112分别作为对象贮水槽，对贮存在第1贮水槽111的水是否符合在对象贮水槽中设定的水质基准进行判定。

在步骤s25中，控制装置117的控制部230指示送水机构114从通过判定部220判定为贮存有符合在第2贮水槽112中设定的水质基准的水的第1贮水槽111向第2贮水槽112输送水。即，控制部230指示送水机构114从贮存有符合一个水质基准的水的第1贮水槽111向设定有该一个水质基准的第2贮水槽112输送水。需要说明的是，定义了两个以上的水质基准的情况下，控制部230指示送水机构114按照每个水质基准从通过判定部220判定为贮存有符合水质基准的水的第1贮水槽111向设定有该水质基准的第2贮水槽112输送水。即，控制部230将两个以上的第2贮水槽112分别作为对象贮水槽，指示送水机构114从贮存有符合在对象贮水槽中设定的水质基准的水的第1贮水槽111向对象贮水槽输送水。表示水质基准与第2贮水槽112的对应关系的信息与上述的水质廓线一起存储于存储器202，通过控制部230进行适当参考。

在步骤s26中，控制部230指示送水机构114从通过判定部220判定为贮存有不符合在第2贮水槽112中设定的水质基准的水的第1贮水槽111向第3贮水槽113输送水。输送至第3贮水槽113的水根据需要通过之后的适当处理废弃掉。需要说明的是，定义了两个以上的水质基准的情况下，控制部230指示送水机构114从通过判定部220判定为贮存有不符合任一水质基准的水的第1贮水槽111向第3贮水槽113输送水。

在步骤s27中，控制部230指示排出机构116将贮存在第2贮水槽112的水输送至销售地设施120。

图6是示出在某个设施120中从集水器110购买水时的控制装置127的动作。

在步骤s31中，控制装置127对集水器110所示的水质基准对于利用设备123实施的工序而言是否充分进行判断。若充分，则进行步骤s32的处理。

在步骤s32中，控制装置127请求集水器110输送水，进行用于以适当低价格购买水的交易处理。需要说明的是，定义了两个以上的水质基准而在两个以上的工序中分别要求不同的水质基准的情况下，可以根据水质基准以不同的价格购买水。水的价格可以根据与其他设施120的竞拍来决定。

在步骤s33中，控制装置127指示设备123利用从集水器110输送的水实施所需的工序。

***实施方式的效果的说明***

在本实施方式中，基于水质的检査结果，对从某个设施120排出的水是否可以供给至相同的设施120或其他设施120进行判定。因此，能够避免不需要的净化装置和不需要的净化工序的引入，能够促进水的有效利用。

根据本实施方式，能够循环利用而节约贵重的工业用水。

根据本实施方式，在多个工厂相邻的工业区中，这些多个工厂能够将满足一个以上的水质基准的水销售给集水器110，另外，这些多个工厂可以从集水器110以低价购入满足一个以上的水质基准的水。

***其他构成***

水的价格可以根据需要决定，也可以根据需要水的工厂之间的竞拍决定。

满足某个水质基准的水的需要较少的情况下，可以变更该水质基准，也可以变更水质的指标。

也可以根据需要追加、变更或删除水质基准。

作为变形例，集水器110的控制装置117可以从外部接收表示由一个以上的设施120要求的水质基准的需求信息，并基于需求信息调整在一个以上的第2贮水槽112中设定的水质基准。具体而言，控制装置117的通信部210可以从一个以上的设施120的控制装置127接收需求信息，控制装置117的判定部220按照使存储于存储器202的水质廓线与由需求信息示出的水质基准一致的方式进行更新。

控制装置117可以接收表示由一个以上的设施120要求的水质基准的信息作为需求信息，除此以外可以接收表示由该一个以上的设施120要求的水量的信息作为需求信息。具体而言，控制装置117的通信部210可以从一个以上的设施120的控制装置127接收需求信息。该情况下，控制装置117的判定部220可以根据由需求信息示出的水量，调整在一个以上的第2贮水槽112中设定的水质基准。作为具体例，将某个设施120的某个工序作为“工序x”，将其他工序或其他设施120的某个工序作为“工序y”。在工序x中要求的水质基准比在工序y中要求的水质基准宽松，且在工序x中要求的水量与在工序y中要求的水量相比大幅减少。该情况下，判定部220可以将与在工序x中要求的水质基准对应的水质廓线与在工序y中要求的水质基准对应的水质廓线进行整合。即，判定部220可以将与在工序y中要求的、更严格的水质基准对应的水质廓线挪用至在工序x中要求的水质基准的判定。

进一步，控制装置117可以基于需求信息设定贮存在一个以上的第2贮水槽112的水的价格，将表示所设定的价格的供给信息发送给外部。具体而言，控制装置117的判定部220可以根据由需求信息示出的水量，调整符合由需求信息示出的水质基准的水的价格，控制装置117的通信部210将表示调整后的价格的供给信息发送给两个以上的设施120的控制装置127。

或者，为了在两个以上的设施120之间实施的竞拍，控制装置117可以生成表示在一个以上的第2贮水槽112中设定的水质基准和该一个以上的第2贮水槽112的水量的供给信息，将该供给信息发送给外部。具体而言，控制装置117的判定部220可以由存储于存储器202的水质廓线及其他信息生成供给信息，控制装置117的通信部210将该供给信息发送给两个以上的设施120的控制装置127。

在本实施方式中，“部”的功能通过软件实现，作为变形例，“部”的功能可以通过软件与硬件的组合实现。即，可以是“部”的功能的一部分通过专用的电子电路实现，剩余的部分通过软件实现。

作为具体例，专用的电子电路是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并列程序化的处理器、逻辑ic、ga、fpga或asic。“ga”是gatearray(门阵列)的缩写。“fpga”是field-programmablegatearray(现场可编程门阵列)的缩写。“asic”是applicationspecificintegratedcircuit(专用集成电路)的缩写。

将处理器201、存储器202和专用的电子电路统称为“处理电路”。即，无论“部”的功能通过软件实现、还是通过软件与硬件的组合实现，“部”的功能均通过处理电路实现。

也可以将“部”替换成“工序”、“过程”或“处理”。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但可以部分地实施该实施方式。作为具体例，可以仅采用该实施方式的控制装置117的功能要素中的一部分的功能要素。需要说明的是，本发明并不限于该实施方式，可以根据需要进行各种变更。

符号说明

100水循环系统、110集水器、111第1贮水槽、112第2贮水槽、113第3贮水槽、114送水机构、115检査装置、116排出机构、117控制装置、120设施、121清洗装置、122净化装置、123设备、124第4贮水槽、125第5贮水槽、126排出机构、127控制装置、131第1配管、132第2配管、133第3配管、134第4配管、201处理器、202存储器、203输入装置、204显示器、205通信装置、210通信部、220判定部、230控制部。