专利名称：水处理设施的管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及净水设施、再生水制造设施等水处理设施的管理系统，尤其涉及评价设备机器的故障导致的与水质或水量对应的危险性，并根据该危险性对各机器的维护检修方法及检修频度的设定进行援助的管理系统。
背景技术：
近几年，要求供给安全、放心的饮用水，在净水厂中高品质水的稳定供给变得日益重要。再有，净水膜的技术开发进行开展，即使在大规模的处理厂中也取代以往的凝结沉淀工艺，而开始导入管理容易的膜处理。另一方面，作为近年来与缺水对应用的技术，污水再生水的利用也在开展中，制定了按照用途分类的水质基准。
作为用于提高饮用水或再生水的安全、放心的水质管理，除了使运行条件最佳化以外，用于防止机器的故障所导致的水质恶化或供给水量下降的充分的机器管理也是重要的。特别是，由于在净水膜处理中水质或水量取决于机器的恶化或管理状态的程度高，故机器管理非常重要。
提出一种设定各种成套设备中的机器的维修频度或内容的方法。关于各种产品的维护诊断，公知以下方法将已被出厂到规定出厂目的地的机器作为母集团，根据机器的识别信息、故障发生时间信息等设备保全信息，进行母集团中的可靠性分析，以进行机器的维修时期的评价(例如参照专利文献1)。
再有，在原子力设备中，公知以下方法利用故障造成的影响程度与发生概率，对机器的维护检修方法和时期的设定进行援助(例如参照专利文献2)。在该方法中，利用用过去的取得数据构筑成的模型，进行任意的状态量预测及概率分布的评价。
在此，在专利文献1所描述的方法中，针对设定后形式的机器或零件进行维修时期的设定，能够提高产品的可靠性。但是，在水道水质管理中，在想优先维修对水质或水量影响大的机器的情况下，在专利文献1的方法中存在无法得到用于决定维修对象的机器的优先顺序的问题。
另一方面，在专利文献2中，能够利用影响度与发生概率来设定优先顺序。但是，专利文献2涉及的是原子力设备，在作为本申请发明的水处理中，由于原水水质的变动或能连续监视的项目的制约，精度高的模型计算是困难的。再有，影响度需要采取考虑了多个水质管理项目的方法。进而，在水道中，需要根据原水的水质变动或设备的更新，定期地改善水质管理体制，但并未言及持续的运用方法。
专利文献1特开2005-327201号公报专利文献2特开2004-240642号公报发明内容本发明的目的在于提供一种水处理设施的管理系统，其中由于可以供给通过利用了膜的水处理而稳定了水质及水量的自来水或再生水，故可以持续地实施对膜处理设施的设备机器的维护检修频度设定进行的援助。
(1)为了达到上述目的，本发明是一种水处理设施的管理系统，其对利用膜来处理原水的净水膜处理设施的维持管理进行援助，其中包括破损检测机构，其监视膜组件有无破损；差压检测机构，其监视膜间差压；净水过程数据库，其存储与所述破损检测机构及差压检测机构的测量相关的信息；管理基准数据库，其存储所述破损检测机构及差压检测机构的测量项目的管理基准值；改善措施数据库，其存储与所述破损检测机构及差压检测机构的测量值超过所述管理基准数据库所存储的管理基准值的范围时进行提示的措施相关的信息；诊断机构，其利用所述破损检测机构及差压检测机构的测量值、和所述管理基准数据库所存储的管理基准值，对膜处理设施的运转状态异常进行诊断；和危险优先数评价机构，其利用所述诊断机构的诊断结果及所述管理基准数据库的信息，计算设备机器的危险优先数。
根据该构成，可以定量化设备机器的故障发生相关的风险，可以供给通过利用膜的水处理而稳定了水质及水量的自来水或再生水。
(2)在上述(1)中，优选还包括维护检修数据库，其存储与设备机器的维护检修有关的信息；和维护检修频度设定机构，其利用所述维护检修数据库所存储的信息，根据危险优先数的变化量来控制设备机器的维护检修的频度。
根据该构成，根据设备机器的故障发生相关的风险，可以构筑适当的维护检修体制。
(3)在上述(2)中，优先还包括传感器，其以膜处理原水及/或膜处理水为对象，进行混浊度、有机物、色度、残留氯、粒子数中的至少一个的水质测量，所述诊断机构、所述危险优先数评价机构、维护检修频度设定机构也利用所述传感器的测量值，分别进行所述诊断、危险优先数评价及维护检修频度设定。
根据该构成，由于可以在膜处理设备的诊断中利用水质的测量结果，所以故障的检测变得容易。
(4)在上述(2)中，优选还具备传感器，其对向膜组件供给膜处理原水、逆洗水、清洗用空气、药液的泵中的至少一个泵的流量进行测量，所述诊断机构、所述危险优先数评价机构、维护检修频度设定机构也利用所述传感器的测量值，分别进行所述诊断、危险优先数评价及维护检修频度设定。
根据该构成，进行膜处理所需的泵的故障检测变得容易。
(5)在上述(1)中，优选还包括评价机构，其利用在用制造出的水时的水质风险及水量风险，对影响度进行评价，利用该影响度来评价危险优先数。
根据该构成，可以将对风险高的水质项目的影响大的设备机器选定为更重要的管理对象。
(6)在上述(1)中，优选经由网络连接多个水处理设施，还具备评价机构，其利用所连接的水处理厂中的设备机器的维护相关的信息，评价设备机器的故障发生概率，并利用该故障发生概率来评价危险优先数。
根据该构成，可以提高与设备机器的故障有关的风险的精度，可以选定更适当的管理对象。
(7)在上述(1)中，优选将污水处理水作为原水，将通过膜处理来制造再生水的设备作为对象。
根据本发明，可以持续地实施对膜处理设施的设备机器的维护检修频度设定进行的援助，可以供给通过利用膜的水处理而稳定了水质及水量的自来水或再生水。
图1是表示利用本发明第一实施方式涉及的管理系统的水处理设施系统的构成的框图；图2是表示本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的构成的框图；图3是用于对提供本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的管理基准数据库所存储的基准值的项目进行选定的FTA的说明图；图4是本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的维护检修数据库所存储的基于人手的输入信息的说明图；图5是表示本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的诊断机构的处理内容的流程图；图6是表示本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的危险优先数评价机构的处理内容的流程图；图7是由本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的危险优先数评价机构算出的危险优先数的说明图；图8是表示本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的维护检修频度设定机构的处理内容的流程图；图9是本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的维护检修频度设定机构的维护检修频度的增减的说明图；图10是表示利用本发明第二实施方式涉及的管理系统的水处理设施系统的构成的框图；图11是用于对提供本发明第二实施方式涉及的管理系统的管理基准数据库所存储的基准值的项目进行设定的FTA的说明图；图12是表示利用本发明第三实施方式涉及的管理系统的水处理设施系统的构成的框图。
图中100、100a～100e-水道设施，100B-再生水制造设施，110-原水槽，120-膜组件，130-膜过滤水槽，140-氯注入机，150-排水处理槽，160-最初沉淀池，165-生物处理槽，170-最终沉淀池，175-臭氧处理槽，180-臭氧注入机，185-污泥处理设备，200、200A、200B-管理服务器，300-终端，210-CPU，220-存储器，220A-数据收集机构，220B-危险优先数评价机构，220C-维护检修频度设定机构，220D-诊断机构，220E-检索机构，230-数据输入输出终端，240-净水过程数据库，250-管理基准数据库，260-改善措施数据库，270-维护检修数据库，280-跟踪性数据库(traceability database)，290-网络接口(IF)，WA1-原水，WA2-自来水，WA3-流入水，WA4-再生水。
具体实施例方式
以下，利用图1～图9，对本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的构成及动作进行说明。
首先利用图1，对采用本实施方式涉及的管理系统的水处理设施系统的构成进行说明。
图1是表示采用本发明第一实施方式涉及的管理系统的水处理设施的系统的构成的框图。
本实施方式的水处理系统由膜处理设施100、管理服务器200、终端300和网络NW构成。在此，作为膜处理设施100，作为一例而示出了膜处理的净水工艺的情况。
膜处理设施100将从河川、水坝、地下水等水源取得的原水WA1经过原水槽110、膜组件120、膜过滤水槽130后作为自来水WA2，提供给需要的家庭。
通过泵P1将原水WA1送到原水槽110。在原水槽110中通过传感器S1测量水质、流量、水温等。
接着，通过泵P2将原水送往膜组件120。在膜组件120中，利用由有机或无机材料做成的膜对原水进行过滤。通常的净水处理所采用的膜，是孔径为0.01～10μm左右的MF膜或截留分子量350～1000Da左右的NF膜，根据膜的种类除去混浊物质、有机物、胶质等。传感器S2测量膜组件120的流量。膜间差压计S10测定膜组件120的差压。膜破裂检测装置S20通过测量膜过滤水混浊度，而检测膜组件120的破损。
膜组件120在经过一定的过滤时间后或差压超过规定值的情况下，利用从膜过滤水槽130通过泵P3供给的水进行逆洗。逆洗水被送到排水处理槽150。逆洗水中包含有混浊物质、有机物、锰等污垢物质高的浓度。在排水处理槽150中，将这些物质进行浓缩，作为净水污泥D排出。另一方面，将杂质浓度较低的清水返回原水槽110。
用膜组件120过滤后的水贮存于膜过滤水槽130内。在膜过滤水槽130中，为了消毒，按照残留氯浓度为规定值的方式从氯注入机140注入氯剂。传感器S3测量进行了膜处理及消毒处理的水的水质。在此，所谓水质数据是指混浊度、TOC(全部有机碳量)、残留氯等。
管理服务器200例如由个人计算机等计算机或计算机上的软件构成，经由网络NW进行过程数据(process data)或水质数据的接收，还从终端300取入与日常检修结果相关的信息。作为管理服务器200取入的过程数据，有传感器S1测量到的流量、水温等、传感器S2测量到的膜组件120的流量、膜间差压计S10测出的膜组件120的差压、膜破裂检测装置S20测量到的膜组件120的破损信息。再有，作为水质数据，有传感器S1测量到的水质或传感器S3测量到的水质。进而，进行利用所输入的数据与管理基准的诊断、以及输出基于诊断结果的运行管理方法的动作。还有，管理服务器200进行与机器的故障相关的风险评价及评价维护检修频度的动作。关于管理服务器200的详细构成，将利用图2在后面叙述。
终端300用可以连接于网络NW的个人计算机或便携式终端访问管理服务器200，用于膜处理设施100的检修结果的输入或接受管理服务器200的信息提供。
接着，利用图2对本实施方式涉及的水处理设施的管理系统的构成进行说明。
图2是表示本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的构成的框图。
本实施方式涉及的水处理设施的管理系统被构筑于管理服务器200之中。管理服务器200具备CPU210、存储器220、数据输入输出终端230、净水过程数据库240、管理基准数据库250、改善措施数据库260、维护检修数据库270、跟踪性数据库280和网络接口(IF)290。
存储器220中存储了作为数据收集机构220A、危险优先数评价机构220B、维护检修频度设定机构220C、诊断机构220D及检索机构220E而起作用的程序，CPU210执行该程序而实现各种功能。
网络接口290与连接于网络NW的终端300及膜处理设施100的机器进行信息通信，结果在各种数据库中储存从网络NW送来的信息、或执行存储于存储器220的程序组而生成的信息、从终端300和数据输入输出终端230设定/输入的信息。
净水过程数据库240中储存经由网络NW发送的过程数据。再有，储存通过人手从终端300与数据输入输出终端230设定/输入的和膜处理设施100有关的过程数据或水质试验数据。
管理基准数据库250中储存通过人手从终端300或数据输入输出终端230设定/输入的数据。作为所储存的数据，储存用于诊断机器状态的水道设施的工艺测量、水质测量及维护检修结果的基准值。
在此，利用图3对提供本实施方式涉及的水处理设施的管理系统的管理基准数据库250所存储的基准值的项目进行说明。
图3是用于对提供本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的管理基准数据库所存储的基准值的项目进行选定的FTA(故障树列分析)的说明图。
例如在发生了“膜过滤水混浊度急剧上升”的现象的情况下，作为其原因考虑“膜过滤水混浊度计的异常”或“膜组件的异常”。进而，作为“膜过滤水混浊度计的异常”的原因，考虑“混浊度计的故障”、“采样部的异常”。再有，作为“膜组件的异常”的原因，考虑“膜的破裂”、“密封不良”、“连接头(connector)破损”。这样执行FTA，在图3的例子中，例如作为提供基准值的项目，在管理基准数据库250中储存“混浊度计的故障”、“采样部的异常”、“膜的破裂”、“密封不良”、“连接头破损”。
在图2中，管理基准数据库250中储存和自来水所包含的对需要家庭造成危害的原因物质有关的风险。作为提供风险的项目，在本实施例中，在摄取了水的情况下，设为与可能对需要家庭造成健康危害的物质有关的项目以及可能成为利用水的基础上的阻碍原因的物质有关的项目。
在为水道的情况下，作为危害健康的原因物质，除了水道的水质基准中的砷、镉、汞、铅等金属或氰化合物或三氯乙烯等有害物质以外，还有隐孢子虫(cryptosporidium)等。另一方面，作为利用上的阻碍，有异臭味或着色。作为臭气的原因物质，有土臭味素或氯胺，作为着色的原因物质，有锰或有机物。
风险例如根据发生频度与严重程度的积来计算。作为发生频度，可以利用特定地点的对象物质浓度超过基准值的次数。再有，作为严重程度，可以根据人的健康危害程度或水源利用障碍发生的范围(人口)等来设定。
再有，在图2所示的改善措施数据库280中，在由诊断机构220B诊断为机器的状态异常的情况下，将向终端300及数据输入输出终端230提示的改善措施的内容与各机器的诊断项目建立联系并进行存储。这些输出或提示内容的数据通过人手而从终端300或数据输入输出终端230进行设定/输入。
进而，维护检修数据库270中储存膜处理设施100中的维护检修对象的机器、项目、频度、日期时间及结果。还有，维护检修数据库270中储存用于危险优先数评价机构220B的基于人手的输入信息和评价结果及维护检修频度设定机构220C的设定结果。
在此，利用图4对本实施方式涉及的水处理设施的管理系统的维护检修数据库270所存储的基于人手的输入信息进行说明。
图4是本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的维护检修数据库所存储的基于人手的输入信息的说明图。
作为基于人手的输入信息，例如如图4所示，由机器的故障模式、原因、故障所影响的水质、水量的项目及其影响度、检测度以及发生概率的初始设定值。
在此，影响度是指机器的故障对供水龙头中的各水质项目的恶化造成的影响的程度。例如可以设定为以下的3个阶段。
“影响度5”除去性能大幅度恶化，超出允许值；“影响度3”除去性能恶化，根据原水水质等条件的不同超出允许值；“影响度1”影响小，未超出允许值。
而且，影响度*作为k×∑(影响度0)×(水质风险)而被计算。在此，k为系数，以(1/∑(水质风险))给出。例如，在图4的最上一行的例子中，“影响度0”分别是“混浊度＝5”、“有机物＝5”、“臭气＝1”、“色度＝3”、“大肠杆菌＝1”，“水质风险”分别为“混浊度＝20”、“有机物＝20”、“臭气＝15”、“色度＝15”、“大肠杆菌＝20”，因此影响度*可以作为(1/(20+20+15+15+20))×(5×20+5×20+1×15+3×15+1×20)而计算为“3.1”。
再有，检测度是表示检测机器发生故障的机构或发生机会为何种程度的数据。例如可以设定为以下的5个阶段。
“检测度5”不能检测(要分解检修)；“检测度4”虽然根据伴随于故障发生的现象能够进行检测，但检测率低；“检测度3”根据伴随于故障发生的现象，能够精度优良地进行检测；“检测度2”虽然用连续监视机器能进行检测，但检测率低；“检测度1”能用连续监视机器精度优良地进行检测。
在图4的例子中，将与膜组件的空心纱断裂有关的影响度设为混浊度的情况5。另一方面，虽然可以根据处理水混浊度的变化来识别膜组件的异常，但由于将原因特定为空心纱的断裂是比较困难的，故将检测度设为2。
图2所示的数据收集机构220A收集经由网络接口290而得到的膜处理设施100的过程数据，存储到净水过程数据库220中。
危险优先数评价机构220B涉及机器的故障或运转不正常，利用齐发生频度、影响度、检测度及关联的水质项目的风险来评价危险优先数。此时，发生频度可以利用存储于维护检修数据库270的机器的故障信息、或存储于跟踪性数据库280的诊断机构220D的诊断结果、或者管理者输入的初始设定值来进行计算。利用图6，在后面叙述危险优先数评价机构220B的具体动作。
维护检修频度设定机构220C通过危险优先数与检测度的组合、以及过去评价的同一机器相关的危险优先数与检测度的比较，从而设定机器的维护检修方法及维护检修频度。关于维护检修频度设定机构220C的具体动作，利用图8在后面叙述。
诊断机构220D利用净水过程数据库220、管理基准数据库250、维护检修数据库270，对水质数据、过程数据、维护检修数据和各基准值进行比较，诊断机器的运转不正常，将诊断结果输出到数据终端300及数据输入输出终端230。进而，根据改善措施数据库260的数据，输出超出基准值时的改善措施。关于诊断机构220D的具体动作，利用图5在后面叙述。其中，作为诊断方法，除了与基准值进行比较的方法以外，也可以采取利用模糊性(fuzzy)或神经元网络(neural network)等的方法。
跟踪性数据库280中存储诊断机构220D中的输出信息。
检索机构220E检索跟踪性数据库280所存储的信息中的满足从终端300或数据输入输出终端230输入的条件的信息，并向终端提示。
接着，利用图5，对本实施方式涉及的水处理设施的管理系统的诊断机构220D的处理内容进行说明。
图5是表示本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的诊断机构的处理内容的流程图。
诊断机构220D在定期地或者重新输入或者更新水质数据、过程数据或维护检修数据的时刻执行图5所示的处理内容。
在步骤S101中，诊断机构220D确认管理基准数据库250中作为对象的与测量或检修有关的基准值的有无。在没有发现基准值的情况下，管理者实施图3所示的FTA，登录管理基准数据库250。在有基准值的情况下，在步骤S102中，从管理基准数据库250取得基准值。
接着，在步骤S103中，从净水过程数据库220及维护检修数据库270取得关联的数据。而且，在步骤S104中，对取得的基准值的范围和数据进行比较，判断有无机器的运转不正常。在判断有机器的运转不正常的情况下，根据存储于管理基准数据库250的FTA分析结果，取得成为原因的项目，并且从改善措施数据库260取得对应的改善措施。
接下来，在步骤S106中，在向终端300及数据输入输出终端230输出诊断结果的同时，将诊断结果及改善措施的内容记录在跟踪性数据库280中。在实施改善措施且原因明确的情况下，将最终的原因从终端300或数据输入输出终端230存储到跟踪性数据库280。
在此，以膜破裂检测装置(过滤水混浊度测量)为例，对诊断机构220D的处理进行说明。
若已经进行了图3所示的分析，且设定有过滤水混浊度的基准值，则在步骤S102中，取得混浊度的基准值。接着，在步骤S103中取得过滤水混浊度的测量值，在步骤S104中对这些值进行比较。在超出基准值的情况下，从管理基准数据库250取得作为发生原因的混浊度计的异常或膜破裂等项目。作为与这些项目对应的改善措施，从改善措施数据库260取得混浊度计的检修、膜的修补或更换等。向终端300提示最后取得的发生原因与改善措施的内容，并记录在跟踪性数据库280中。
接着，利用图6及图7，对本实施方式涉及的水处理设施的管理系统的危险优先数评价机构220B的处理内容进行说明。
图6是表示本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的危险优先数评价机构的处理内容的流程图。图7是由本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的危险优先数评价机构算出的危险优先数的说明图。
危险优先数评价机构220B定期地或在导入了新设备的情况下执行图6所示的处理内容。
在步骤S201中，作为与对象机器的故障相关的信息，危险优先数评价机构220B从跟踪性数据库280及维护检修数据库270取得发生日期时间与故障内容。
接着，在步骤S202中，删除所输入的信息中的重复部分，对维护后的经过日数所对应的对象机器的故障发生的概率分布进行评价。此时，作为概率密度函数可以使用威布尔分布等。在故障发生件数低、不能利用数据进行概率分布计算的情况下，从维护检修数据库270取得初始设定值。然后，计算定期的维护检修实施间隔中的故障的发生率。
接着，在步骤S203中，针对与对象机器的故障关联的水质项目或与水量有关的全部项目，从管理基准DB250取得风险，在步骤S204中从维护检修数据库270取得影响度与检测度。在数据库中没有这些数据的情况下，实施并输入故障模式影响分析。
接下来，在步骤S205中，根据故障发生概率、影响度、风险、检测度的积和，通过下式计算危险优先数。
(危险优先数)＝(故障发生概率)×(检测度)×k×∑{(影响度0)i×(风险)i}＝(故障发生概率)×(检测度)×(影响度*)在此，i表示关联的水质项目或水量相关的项目，合计全部关联的项目的影响度与风险的积，反映为危险优先数。
最后，在步骤S206中，将算出的数据存储到维护检修数据库270中。此处的危险优先数的算式可以直接利用各参数的数值进行计算，但也可以乘以用于进行与各参数的绝对值或范围对应的修正的系数。
图7表示维护检修数据库270所存储的危险优先数的一例。图7的最上行的情况下，利用图4所示的故障发生概率、影响度、风险、检测度，计算“危险优先数＝0.2×10-2”，并存储到维护检修数据库270中。
在本实施方式中，如上所述，计算危险优先数并存储到维护检修数据库270中。危险优先数的数值越大，危险的程度就越大，因此利用该危险优先数，能够设定优先顺序。而且，也可以用于膜处理设施的设备机器的维护检修。
接着，利用图8及图9，对本实施方式涉及的水处理设施的管理系统的维护检修频度设定机构220C的处理内容进行说明。
图8是表示本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的维护检修频度设定机构的处理内容的流程图。图9是本发明第一实施方式涉及的水处理设施的管理系统的维护检修频度设定机构的维护检修频度增减的说明图。
图8所示的处理由维护检修频度设定机构220C定期或在导入了新设备的情况下执行。
在步骤S301中，维护检修频度设定机构220C从维护检修数据库270取得与对象机器相关的危险优先数及检测度的信息中最新的值及上次评价过的值。
接着，在步骤S302中，针对各项目求取差分。在步骤S303中，从危险优先数大的项目开始，按照顺序依据图8的矩阵求取维护检修频度的增减。
图8是对维护检修频度设定机构220C的维护检修频度的增减进行说明的附图，例如若步骤S302中求得的危险优先数与检测度的各差分均呈增加趋势，例如增加20％以上，则强化维护检修体制或频度。再有，在检测度的差分的变化量小的情况下，例如虽然为±20％的变化，但在危险优先数的差分大于该值的情况下也同样进行强化。
在为本实施例设定的检测度的情况下，根据该值可以从以下的内容中选择维护检修体制的强化或频度的强化方向。在检测度从1向2变化时，研讨有效的连续测量器的导入，或者增加诊断规则的参数并进行高度化。在检测度从2向3变化时，与从1向2变化时相同，研讨有效的连续测量器的导入，或增加诊断规则的参数并进行高度化。在检测度从3向4变化时，研讨伴随于故障发生的现象的检测率提高方法，或者执行时间计划保全的强化或由预防保全进行的对应。作为伴随于故障发生的现象的检测率提高方法，例如研讨在由于振动而产生故障的情况下可以提高振动的检测率的方法(提高传感器的灵敏度或导入其他传感器)。作为时间计划保全的强化，例如用危险优先数的函数((检修频度)＝k×(危险优先数))来计算检修频度。在检测度从4向5变化时，通过时间计划保全的强化或预防保全来对应。
最后，在步骤S304中，将评价结果向终端300及数据输入输出终端230输出的同时，存储到维护检修数据库270中。
在本实施方式中，如上所述，通过根据危险优先数与检测度的各差分来增减维护检修频度，从而能够定期地改善水质管理体制，能够持续地运用。
在本实施方式中，测量混浊度、有机物、色度、残留氯、粒子数等的水质，也可以利用该测量值，由诊断机构、危险优先数评价机构、维护检修频度设定机构分别进行诊断、危险优先数评价及维护检修频度设定。
再有，用测定向膜组件供给膜处理原水、逆洗水、清洗用空气、药液的泵的流量的传感器进行测定，也可以利用该传感器的测量值，由诊断机构、危险优先数评价机构、维护检修频度设定机构分别进行诊断、危险优先数评价及维护检修频度设定。
另外，在以上的说明中虽然针对机器的运转不正常的诊断进行了叙述，但也可以在管理基准数据库250中记录用于确认水质或药注等的工艺测量在适当范围内的基准值，同样进行诊断和显示，并提示改善措施数据库260所存储的改善措施的信息。
再有，虽然以机器为单位进行了实施例的说明，但也可以更详细地以零件为单位进行运转不正常发生的评价或检修频度的设定。此时，将图3所示的FTA进行到零件等级为止，特定成为运转不正常的原因的零件，并以零件为单位预先注册在维护检修数据库270内。
还有，取代使用制造出的水之际的水质风险，也可以利用水量风险来评价影响度，利用该影响度来评价危险优先数。
如以上所说明的，在本实施方式中，根据危险优先数，在膜处理设施的设备机器的维护检修中设定优先顺序，能够进行维护。再有，通过根据危险优先数与检测度的各差分来增减维护检修频度，从而能够定期地改善水质管理体制，能够持续地运用。因此，可以持续地实施对膜处理设施的设备机器的维护检修频度设定进行的援助，能够提供通过利用膜的水处理而稳定了水质及水量的自来水或再生水。
接着，利用图10及图11，对本发明第二实施方式涉及的水处理设施的管理系统的构成及动作进行说明。
图10是表示采用本发明第二实施方式涉及的管理系统的水处理设施系统的构成的框图。图11是用于对提供本发明第二实施方式涉及的管理系统的管理基准数据库所存储的基准值的项目进行设定的FTA的说明图。其中与图1相同的标记表示相同的部分。
由于膜处理设施多为规模比较小的设施，故机器数少，若根据单个膜处理设施中的故障数据来评价机器的故障发生概率，则有精度变差的可能。因此，在本实施方式中，采取根据多个膜处理设施的故障数据来评价机器的故障发生概率的方法。
如图10所示，本实施方式的水处理设施系统由多个膜处理设施100a、100b、100c、100d、100e、管理服务器200A、终端300和网络NW构成。在此，作为膜处理设施100a～100e，以基于膜处理及粒状活性炭处理的净水工艺的情况为例进行说明。
膜处理设施100a～膜处理设施100e为除了河川、水坝、地下水等水源以外，还以从其他净水厂供给的水作为原水，尤其提供饮料水的设备。为了确保面向饮料水的品质，采取对原水的一部分或全部进行活性炭处理后进行膜处理，并蓄积于饮料水用的贮存槽内的构成。此时，采取以下构成，即用传感器监视处理水水质，根据监视结果来调整阀，从而可以控制向活性炭处理槽的流量分配。作为用传感器监视的项目，有和饮料水的好喝度有关联的有机物、臭气等。
管理服务器200A及终端300为与图1～图9所示的同样的构成，经由膜处理设施100a～100e与网络NW而相连。以下针对管理服务器200A的动作中的和图1～图9中所说明的内容不同之处进行说明。
关于管理服务器200A的诊断机构220D的处理内容，对以本实施例的自来水设施为对象的情况进行说明。
在此，图11表示用于对提供管理基准数据库250所存储的基准值的项目的中的、与活性炭相关的项目进行设定的FTA的一例。在基于活性炭的作为处理对象的有机物的在处理水中的浓度上升的情况下，考虑活性炭的吸附量的饱和、控制机器或阀的故障、传感器的故障，可以将活性炭的使用时间与有机物浓度的积、或阀的开度等作为基准值设定项目。
诊断机构220D利用管理基准数据库250所存储的基准值进行诊断，并将改善措施输出到终端300。
接着，针对危险优先数设定机构220B的处理内容，对以本实施例的自来水设施为对象的情况进行说明。
在图6的步骤S201中，从跟踪性数据库280及维护检修数据库270取得与对象机器的故障相关的信息。此时，取得与网络相连的多个净水厂中的同样的设备机器相关的全部故障信息，并以此为基础进行以后的处理。作为同样的设备机器，除了同型号的机种以外，选择式样类似的机器或零件。
通过进行这种处理，从而即使在单个净水厂中故障发生率的精度差的情况下，也可以通过利用多个净水厂的数据来提高故障发生率的精度。
再有，由于以提供饮料水为目的，故用于影响度计算的水质风险涉及好喝条件即臭气、有机物、残留氯浓度等，再有关于成为水利阻碍等的原因的色度等，将水质风险设定得较大。例如，在第一实施方式中，虽然将臭气与色度的水质风险设为15，但在本实施例中，将这些项目的水质风险设为20后进行评价。由此，活性炭处理涉及的机器的危险优先数上升，从而在维护检修频度评价机构220C中，在高位提示与这些机器相关的评价。
在本实施例中，采取针对与所选择的设备机器的故障相关的信息全部进行相同处理的构成，但也可以根据使用环境或制造商等设定一定的加权，评价用加权进行了修正的故障发生率。
如以上所说明的，根据本实施方式，可以持续地实施对膜处理设施的设备机器的维护检修频度设定进行的援助，能提供通过利用膜的水处理而稳定了水质及水量的自来水或再生水。
再有，通过根据多个膜处理设施的故障数据来评价机器的故障发生率，从而可以提高其精度。
接着，利用图12，对本发明第三实施方式涉及的水处理设施的管理系统的构成及动作进行说明。
图12是表示采用了本发明第三实施方式涉及的管理系统的水处理设施系统的构成的框图。其中，与图1相同的标记表示相同的部分。
本实施方式的水处理设施系统由再生水制造设施100B、管理服务器200B、终端300和网络NW构成。在此，作为再生水制造设施100B，作为一例表示基于活性污泥的生物处理、膜处理及基于臭氧处理的工艺的情况。
再生水制造设施100B通过最初沉淀池160、生物处理槽165、最终沉淀池170、膜组件120及臭氧处理槽175来处理污水流入水WA3，然后作为再生水WA4提供给需要的家庭。
在最初沉淀池160中，通过重力沉降来分离流入水WA3所含的比较大的固态物质。用生物处理槽165的活性污泥处理上部澄清的水。在此，根据槽的氧气浓度的调整或循环方法除去有机物、氮、磷。接着，在最终沉淀池170中通过重力沉降分离处理后的水所含的活性污泥。进而，用膜组件120除去水中的粒子后，从臭氧注入机180向臭氧处理槽175供给臭氧，进行有机物的分解或消毒。用污泥处理设备185对由最初沉淀池160或最终沉淀池170分离出的污泥15的一部分进行处理，进行填埋等最终处理。
在该工艺过程中，除了膜间差压计10、破裂检测装置S20以外，还设置了传感器S31、S32、S33、S34，测量工艺过程的各阶段中的工艺、水质数据。在此，所谓水质数据是指有机物、NH3-N、NOx-N等。作为膜破裂检测装置S20，可以采用混浊度计。
关于危险优先数的计算中所采用的发生概率或检测度，与上述的实施例同样。另一方面，在影响度的评价中，需要考虑膜的破裂所造成的混浊度成分或一部分有机物的泄漏对后段的臭氧处理的影响。由于臭氧具有高的氧化电位，故与有机物的反应性高，由于膜破裂所造成的有机物或混浊度的泄漏，臭氧的消耗量增加。由此，臭氧处理的目的之一的消毒效果下降。因此，作为膜破裂的影响，与大肠杆菌等微生物的风险相关联。因此，危险优先数高，需要进一步充实膜组件或破裂检测装置的维护检修体制。
再有，管理服务器200B若采取在图2的构成要素的基础上还具备设备管理数据库的管理系统的构成，则如下所述，对设施变更的对应变得容易。该设备管理数据库除了存储与现有的设备机器相关的名称、型号、与运行期间有关的信息以外，还存储改良、更新、扩展等计划中所含的设备机器相关的信息。而且，将管理者指定的设备机器作为对象，执行危险优先数评价机构220B及维护检修频度设定机构220C。
作为一例，对生物处理槽165的处理工艺过程从标准活性污泥法变更为A2O法的情况进行叙述。在标准活性污泥法中，以除去污水中的有机物为目的，基本上不除去磷或氮。而在A2O中法中，通过生物处理槽内的循环和、厌气槽、好气槽、无氧槽的形成，从而可以除去氮或磷。因此，在A2O法中，在循环泵或充气装置的危险优先数评价中，将NH3-N、NOx-N的影响度设定得较高，在再生水制造中，作为更重要的机器，构筑维护管理体制。
作为其他例子，对在传感器S35中新导入有机物传感器的情况进行叙述。由于生物处理槽中的有机物的处理性受到流入水量的影响，故在没有有机物传感器的情况下，传感器S31中的流量测定(流量计)需要将用于危险优先数计算的影响度设定得较大。但是，通过导入有机物传感器，从而可以更准确地把握流入臭氧处理槽175的有机物量，能够反映到臭氧注入机180的控制上。因此，通过将流入水的流量计的影响度设定得低，将有机物传感器的影响度设定得高，从而可以构筑传感器导入后的维护检修体制。
通过对存储于设备管理数据库的计划阶段的设备机器执行这些评价，从而实现在实际的运行时可以无遗漏的适当的维护检修体制。
如以上所说明的，根据本实施方式，可以持续地实施对膜处理设施的设备机器的维护检修频度设定进行的援助，可以供给通过利用了膜的水处理而稳定了水质及水量的自来水或再生水。
再有，即使在再生水制造设施中，也可以采取适当的维护检修体制。
权利要求
1.一种水处理设施的管理系统，其用于对利用膜来处理原水的净水膜处理设施的维持管理进行援助，包括破损检测机构，其监视膜组件有无破损；差压检测机构，其监视膜间差压；净水过程数据库，其存储与所述破损检测机构及差压检测机构的测量相关的信息；管理基准数据库，其存储所述破损检测机构及差压检测机构的测量项目的管理基准值；改善措施数据库，其存储与所述破损检测机构及差压检测机构的测量值超过所述管理基准数据库中存储的管理基准值的范围时进行提示的措施相关的信息；诊断机构，其利用所述破损检测机构及差压检测机构的测量值、和所述管理基准数据库中存储的管理基准值，对膜处理设施的运转状态异常进行诊断；和危险优先数评价机构，其利用所述诊断机构的诊断结果及所述管理基准数据库的信息，计算设备机器的危险优先数。
2.根据权利要求1所述的水处理设施的管理系统，其特征在于，还包括维护检修数据库，其存储与设备机器的维护检修有关的信息；和维护检修频度设定机构，其利用所述维护检修数据库中存储的信息，根据危险优先数的变化量来控制设备机器的维护检修的频度。
3.根据权利要求2所述的水处理设施的管理系统，其特征在于，还包括传感器，其以膜处理原水及/或膜处理水为对象，进行混浊度、有机物、色度、残留氯、粒子数中的至少一个的水质测量，所述诊断机构、所述危险优先数评价机构、维护检修频度设定机构也利用所述传感器的测量值，分别进行所述诊断、危险优先数评价及维护检修频度设定。
4.根据权利要求2所述的水处理设施的管理系统，其特征在于，还具备传感器，其对向膜组件供给膜处理原水、逆洗水、清洗用空气、药液的泵中的至少一个泵的流量进行测量，所述诊断机构、所述危险优先数评价机构、维护检修频度设定机构也利用所述传感器的测量值，分别进行所述诊断、危险优先数评价及维护检修频度设定。
5.根据权利要求1所述的水处理设施的管理系统，其特征在于，还包括评价机构，其利用在用制造出的水时的水质风险及水量风险，对影响度进行评价，利用该影响度来评价危险优先数。
6.根据权利要求1所述的水处理设施的管理系统，其特征在于，经由网络连接多个水处理设施，还具备评价机构，其利用所连接的水处理厂中的设备机器的维护相关的信息，评价设备机器的故障发生概率，并利用该故障发生概率来评价危险优先数。
7.根据权利要求1所述的水处理设施的管理系统，其特征在于，将污水处理水作为原水，将通过膜处理来制造再生水的设备作为对象。
全文摘要
本发明提供一种水处理设施的管理系统，其中诊断机构(220D)利用破裂检测装置(S20)及膜间差压计(S10)的测量值和管理基准数据库(250)所存储的管理基准值，诊断膜处理设施的运转状态的异常。危险优先数评价机构(220B)利用诊断机构(220D)的诊断结果及管理基准数据库(250)的信息，计算设备机器的危险优先数。由于可以供给通过利用膜的水处理而稳定了水质及水量的自来水或再生水，故可以持续地实施对膜处理设施的设备机器的维护检修频度设定进行的援助。
文档编号G06Q50/00GK101088923SQ20071010815
公开日2007年12月19日 申请日期2007年5月30日 优先权日2006年6月12日
发明者横井浩人, 圆佛伊智朗, 原直树 申请人:株式会社日立制作所