JP2015230303A - 廃水診断システム、廃水診断装置及び廃水診断データ処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】微生物相の種類、形態、数量及び生物処理方策などの情報データを即時に端末装置に送信する廃水診断システムを提供する。【解決手段】端末装置、クラウドデータ処理センターを備え、水体の診断に用いられる廃水診断システムであって、端末装置は、診断対象とする水体から採集された水サンプルの微生物相の顕微画像映像データに基づいて、水体情報信号に生成し、クラウドデータ処理センターに送信することができ、クラウドデータ処理センターは、水体情報信号を受信し、微生物相の情報データと、微生物相データベースとの分析対比により、微生物に相応する生物処理方策を選定すると共に、生物処理方策を端末装置に送信することができる。【選択図】図２

Description

本発明は廃水診断システム、廃水診断装置及び廃水診断データ処理方法に関する。特に、クラウドを介して、顕微画像映像分析の利用により微生物相を判断する廃水診断システム、廃水診断装置及び廃水診断データ処理方法に関する。

近年、急激な人口増加や経済発展、地球温暖化の影響などにより、水不足、水質悪化、洪水、渇水、干ばつなど、水をめぐる問題が深刻化し、かつ多様化している。このため、水循環の視点から、水を資源として一層有効に利用するにはさらなる努力が必要とされる。例えば、雨水、海水、河水、湖水、川水、地下水、農業、工業、発電、生活の排水、廃水などの水環境（以下、「水体」と称する。）について、利水・治水・処理技術により水の有効的活用、循環使用、再利用を目標達成することが可能である。

従来、水体に対する処理技術において、生物処理方法は概して嫌気性生物処理方法及び好気性生物処理方法の二種類の処理方法に分けられる。一般に、嫌気性生物処理方法は高濃度廃水の処理に使われ、好気性生物処理方法は中低濃度廃水の処理に使われる。その中、好気性生物処理方法においては、例えば、活性汚泥法、接触酸化法、オキシデーションディッチシステム（ＯＤ法）、人工湿地、生態系法などと呼ばれる多種の生物処理プロセスがある。一般的に、各プロセスのそれぞれの適用条件に照らして、例えば、川、湖、溜池、廃水などの処理対象に対し、処理場のサイズ、処理設備の多少、コスト、処理効率などの条件を考慮する上で、最適の生物処理プロセスを選定することができる。

また、水体悪化などの問題点を招来する原因は、それに存在する微生物相の変化により由来することが多い。このような問題点を解決するために、一般的に、水体改善を手段として、生物処理方法を利用する廃水処理システムが採用されている。生物処理方法において、水質が良好である場合の微生物相は、水質が悪化する場合の微生物と相違しているため、水質が微生物相に依存している。これで、水中の微生物相を観察することにより、微生物相の変化を把握すれば、水質の良否を総合的に判断することができると共に、水質悪化の問題点を改善するための諸処理条件をそれぞれ設定することも可能になる。

従来、通常の顕微鏡により水中の微生物相を観察するのが一般的である。そして、水中の微生物相の種類、数量、形態などを判断、確認し、生物処理方法の操作条件を調整することにより、水体の改善や回復という目的を果たすことが可能である。

しかし、水中の微生物相には様々な微生物が存在するため、上記の顕微撮影、微生物相の判断確認、操作条件の再選定などを人工的に作業することが困難になるだけでなく、作業時間も長くなる。例えば、観察者は、通常、まず、水サンプルを顕微撮像し、人工的に微生物相参照表と対照することにより、顕微撮像した微生物相において優勢である微生物の種類、形態や数量を判断し、最後に、人工的に微生物と生物処理法の操作条件との関係表から、適用される生物処理方法の操作条件を判断し選定するため、操作作業は非常に複雑である。

また、このような複雑な操作作業では、廃水処理システムに急劇な異常が生じた場合、速やかにその異常を改善することにより、当該廃水処理システムの運転を正常な状態に維持することが困難であった。

上記の課題に鑑み、鋭意検討した結果、端末装置又はクラウドプロセッシングなどでの情報データ演算技術を利用することにより、前記問題点を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明によれば、端末装置を介して、微生物相の顕微画像映像をクラウドデータ処理センターに伝送し、クラウド演算処理または端末装置のプロセッシングによる分析対比の結果、例えば、微生物相の種類、形態、数量及び生物処理方策などの情報データを即時に端末装置に送信する廃水診断システム、廃水診断装置及び廃水診断データ処理方法を提供するころができる。

本出願の一つの実施態様においては、本発明の廃水診断システムは、端末装置とクラウドデータ処理センターを備え、前記端末装置は、診断対象である水サンプルにおける微生物相の顕微画像映像データに基づいて、水体情報信号を生成してクラウドデータ処理センターに伝送することができる。前記クラウドデータ処理センターは、微生物相情報データと、微生物相データベースとの分析対比により、前記水体に適用される生物処理方策を選定すると共に、前記生物処理方策を端末装置に伝送することができる。

本発明の他の実施態様においては、本発明の廃水診断装置は、撮像ユニットと、メモリモジュールと、情報データ処理モジュールと、表示モジュールとを備える。前記撮像ユニットは、診断対象である水サンプルにおける微生物相の顕微画像映像データを撮像することができる。メモリモジュールは、微生物相データベースと生物処理方策を格納することができる。前記情報データ処理モジュールは、撮像ユニットとメモリモジュールとを接続しており、顕微画像映像データを水体情報信号に圧縮し、メモリモジュールに格納した微生物相データベースとの検索対比により、水体情報信号に相応する生物処理方策を選定することに用いられる。前記表示モジュールは情報データ処理モジュールと接続しており、前記顕微画像映像及び／又は前記生物処理方策を表示することができる。

本発明の他の実施態様において、本発明の廃水診断データ端末処理方法は端末装置で実行するものであってもよい。例えば、一例として、端末装置により、下記ステップを含むプロセスに基づいて、廃水診断データを処理する方法が挙げられる。まず、端末装置により、診断対象である水サンプルにおける微生物相の顕微画像映像データに基づいて、水体情報信号に生成する。そして、端末装置により、前記水体情報信号をクラウドデータ処理センターに伝送する。引き続いて、クラウドデータ処理センターから転送した生物処理方策は、端末装置により受信される。

本発明の他の実施態様において、本発明の廃水診断データ遠隔処理方法は、クラウドデータ処理センターにより実行するものであってもよい。例えば、一例として、クラウドデータ処理センターにより、下記ステップを含むプロセスに基づいて、廃水診断データを処理する方法が挙げられる。まず、クラウドデータ処理センターが、端末装置からの水体情報信号、例えば、微生物相画像映像データを受信する。次に、クラウドデータ処理センターにより、前記水体情報信号（例えば、微生物相画像映像データ）について、情報データベースとの分析対比を実行し、また、前記分析対比の結果に基づいて、その微生物に相応する生物処理情報、例えば、生物処理方策を端末装置に伝送する。

上記内容を総合すると、本発明の廃水診断システムにおいては、微生物相の画像映像に対して、クラウド演算技術で分析対比を演算することにより、優勢である微生物相を判明することができる。また、その優勢微生物相に基づいて、水体に適用される生物処理方策を選定することができる。更に、微生物相の種類、形態、数量及び生物処理方策などの情報を端末装置に伝送して表示することができる。

このようにすれば、異常のある水体が廃水処理システムの外部に排出した場合、本発明の廃水診断システムによると、運営者、操作者、管理者などの関係者に対し、速やかに異常原因及び改善対策を提供することができる。また、迅速に異常状態を解除し、廃水処理システムの正常運転を回復することができる。

本発明の特定事項及び技術内容に対しては、下記の本発明の詳細説明及び図面を参照すれば、一層理解することができるが、本発明はこの限りではなく、特許請求の範囲及び本明細書に記載の事項を逸脱しない限りは種々の態様が可能である。

図１は、本発明の実施形態における廃水診断システムを示す概略図である。 図２は、本発明の実施形態における廃水診断システムの各部機能を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施形態における微生物相の顕微鏡撮像図である。 図４は、本発明の実施形態における廃水診断データ端末処理方法のフローチャートを示す図である。 図５は、本発明の実施形態における廃水診断データ遠隔処理方法のフローチャートを示す図である。

以下、廃水診断システムについて、図１を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態における廃水診断システムを示す概略図である。廃水診断システム１は、クラウド演算処理技術に関する。具体的に言えれば、本発明の廃水診断システム１では、クラウドでの分析、対比、演算機能及びデータ管理機能を利用することにより、廃水処理システムに異常が発生した場合、当業者が速やかに異常原因を把握することができ、また、その異常を解除することが可能な廃水処理方策を選定することができる。従って、異常原因の把握や対応解決方策の決定について、本発明の廃水診断システムは、従来の人工的な方式に比べて、人力、時間、コストをより低減することができるため、従来の問題点を解決することができる。

廃水診断システム１は、端末装置１０とクラウドデータ処理センター１４を備える。その中で、前記端末装置１０と、クラウドデータ処理センター１４は、インターネット（Internet）１２を通じて互いに接続することができ、また、インターネット１２を介して相互にデータを通信することができる。前記インターネット１２はＴＣＰ／ＩＰプロトコルを使うことができる。ただし、このインターネット（Internet）１２に限られず、本発明においては、無線方式または有線方式を問わず、前記端末装置１０及び前記クラウドデータ処理センター１４との間にデータ通信させるネットであればよい。例えば、ローカルエリアネットワーク（Local Area Network；ＬＡＮ）、無線ＬＡＮ（Wireless LAN；ＷＬＡＮ）、公衆電話交換回線網（Public Switching Telephone Network；ＰＳＴＮ）、ワイヤレスネットワーク（Wireless Network）などが挙げられる。

端末装置１０は、診断対象である水サンプル１３における微生物相Ｍ１の顕微画像映像データＤ１を取得することができ、また、顕微画像映像データＤ１に基づいて水体情報信号Ｄ２を生成することができる。前記水サンプル１３は、一般に、各種の廃水処理システムから取得されるが、この限りではない。例えば、観察員は、活性汚泥法の廃水処理システムにおける曝気槽の出水口に近い所での適量の水を、水サンプル１３として、スプーン又は水収集器で、採集することができる。

前記端末装置１０は、撮像ユニット１０２と端末演算ユニット１０４を備える。前記撮像ユニット１０２は、端末演算ユニット１０４と接続しており、前記撮像ユニット１０２は前記顕微画像映像データＤ１を前記端末演算ユニット１０４に伝送し、前記端末演算ユニット１０４は、前記撮像ユニット１０２に対して機能的制御を行うことができる。機能的制御は、例えば、倍率拡大、撮像距離、撮像角度なの機能を調整や制御することである。前記撮像ユニット１０２に対する機能的制御は、自体にあるノブなどの調整部材により達成することができる。

前記端末装置１０は、個体となっている手持ち整合装置、例えば、ポータブル廃水診断装置を使用することができ、また、二つ以上の個体装置を組み合わせたものや、連結したものでもよく、例えば、撮像顕微鏡及びノートブックからなるセットを使用することができる。つまり、顕微撮像機能、演算機能及び通信機能を有する個体装置または連結装置であれば、本発明の範囲に入るものである。

図１に示すように、撮像ユニット１０２は、プレパラート１５上の水サンプル１３に対して顕微撮像を行うことができる。撮像ユニット１０２に対し、適当に機能調整することにより、前記水サンプル１３における微生物相Ｍ１を顕微観察することができる。撮像ユニット１０２は、撮像機能の実行により、微生物相Ｍ１を撮像し、顕微画像映像データＤ１を対応させて生成することができる。撮像ユニット１０２による顕微画像映像データＤ１が端末演算ユニット１０４に伝送された後、微生物相Ｍ１の画像が端末演算ユニット１０４に表示され、また、端末演算ユニット１０４は、顕微画像映像データＤ１に対して圧縮演算を行うことにより、水体情報信号Ｄ２を生成する。

端末演算ユニット１０４は、インターネット１２を通じて水体情報信号Ｄ２を遠距離にあるクラウドデータ処理センター１４に送信する。クラウドデータ処理センター１４は、水体情報信号Ｄ２に対して分析演算を行うことにより、さらに水サンプル１３における各種の微生物相Ｍ１の諸微生物の形態と数量を判明する。微生物としては、例えば、鞭虫、釣鐘虫が挙げられる。クラウドデータ処理センター１４は、前記微生物相Ｍ１における微生物の種類、数量に基づいて、水サンプル１３における優勢微生物相を判断して、優勢微生物相に基づき検索演算を行うことにより、その微生物に相応する生物処理方策Ｄ３を抽出する。前記生物処理方策Ｄ３としては、例えば、廃水の処理に係わる生物処理方策が挙げられる。

クラウドデータ処理センター１４は、インターネット１２を通じて前記生物処理方策Ｄ３を端末装置１０に伝送することができる。そして、端末装置１０により、水サンプル１３における各種の微生物相Ｍ１の諸微生物の種類、形態及び数量などの関連データ、及び廃水処理に係わる生物処理方策をそれぞれ表示することができる。

以下、生物処理方策について、表１を参照しながら説明する。表１は、バイオフィルム処理法に関する微生物相及び生物処理方策の対応関係を示す対照表である。表１によると、水サンプル１３における優勢微生物は、それぞれゾウリムシ（Paramecium caudatum属）、コルピディウム（Colpidium属）、コルポーダ（Colpoda属）、動物性鞭毛虫、ボド（Bodo属）、及びオイコモナス（Oicomonas属）である場合、処理方策は、「前処理効率を上げ、負荷を低減すること」、「逆洗操作を行うこと」、及び「接触曝気槽である場合に、曝気量を増やすこと」とする。

以下、廃水診断システムにおける諸ユニットの機能について、図２を参照しながら説明する。図２は本発明の実施形態における廃水診断システムの機能を示すブロック図である。本実施形態に使用される端末装置１０において、撮像装置１０２は、顕微鏡１０２０、撮像素子１０２２及び画像映像信号ＡＤ変換器１０２４を含む。前記顕微鏡１０２０は、診断対象物を所定の観察倍率で拡大できる機能を持っており、これを以て、顕微状態でも診断対象物を拡大に観察することができる。本実施例において、診断対象物としては、例えば、水サンプルに存在する微生物相が挙げられる。また、本発明の顕微観察装置としては、従来、微生物相の顕微観察に用いられる装置であればよい。しかし、この限りではなく、微生物を顕微観察できる装置のいずれも、本発明の範囲に入るものに該当する。

以下、微生物相の形態について、図３を参照しながら説明する。図３は本発明の実施形態における顕微鏡の観察撮影で得た微生物相の画像映像である。図３に示すように、顕微鏡１０２０での観察撮影で得た微生物相Ｍ１においては、少なくともゾウリムシＡ及びツリガネムシＢなどの２種類の微生物を含んでいる。

撮像素子１０２２は、前記顕微鏡１０２０と接続されており、顕微鏡１０２０により拡大された微生物相の画像映像の撮像に用いられる。本実施形態において、撮像素子１０２２としては、例えば、ＣＣＤ撮像素子（Charge-coupled Device；ＣＣＤ）又はＣＭＯＳ撮像素子（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor；ＣＭＯＳ）の撮像素子を使用することができる。ただし、本発明は、この二種類の撮像素子限定されるものではなく、撮像素子１０２２として顕微鏡１０２０により拡大された微生物相を撮像できるものであれば、いずれも本発明の範囲に入るものに該当する。

画像映像信号ＡＤ変換器１０２４は、撮像素子１０２２で撮像して得た微生物相のアナログ画像映像信号をデジタル画像映像信号に変換することができる。また、撮像素子１０２２が直接にデジタル画像映像を生成することを実現させるためには、画像映像信号ＡＤ変換器１０２４を撮像素子１０２２に統合したものでもよい。このような撮像素子１０２２は、デジタル撮像素子の一種と言える。そのため、画像映像信号ＡＤ変換器１０２４は、任意に撮像素子１０２２と構造的に統合したり、分離したりすることができる。

このようにして、撮像ユニット１０２中の顕微鏡１０２０を適当に調整すると、水サンプル１３における微生物相Ｍ１を顕微拡大することが可能になる。撮像素子１０２２は、拡大された微生物相Ｍ１を撮像することができ、また、対応するデジタル顕微画像映像データＤ１を生成することができる。

以下、端末演算ユニットについて、図２を参照しながら説明する。本実施形態に使用される端末装置１０において、端末演算ユニット１０４は、情報データ処理モジュール１０４２及び通信モジュール１０４６を備える。また、前記情報データ処理モジュール１０４２は、前記撮像ユニット１０２及び前記通信モジュール１０４６との間に接続されている。前記情報データ処理モジュール１０４２は、デジタル化した顕微画像映像データＤ１を撮像ユニット１０２から取得して、それを圧縮することで、水体情報信号Ｄ２を生成することができ、また、その水体情報信号D２を通信モジュール１０４６に伝送することができる。通信モジュール１０４６は、インターネット１２を通じて水体情報信号Ｄ２をクラウドデータ処理センター１４に送信することができ、インターネット１２を通じてクラウドデータ処理センター１４から送信した生物処理方策Ｄ３を受信することができる。

通信モジュール１０４６は、様々のデータ通信技術に適用され、例えば、グロバール移動通信システム（Global System for Mobile Communications；ＧＳＭ（登録商標））、第三世代移動通信（3rd-Generation；３Ｇ）、高速パケット通信（High Speed Packet data Access；ＨＳＰＡ）、ロング・ターム・エボリューション（Long Term Evolution；ＬＴＥ）、世界標準マイクロ波通信（Worldwide Interoperability for Microwave Access；ＷｉＭａｘ）などのデータ通信技術に適用することができる。ただし、本発明は、前記データ通信技術に限定されるものではなく、ネットワーク１２又はクラウドデータ処理センターによりデータを伝送通信する通信モジュールであれば、いずれも本発明の範囲に入るものである。

以下、情報データ処理モジュールについて、図２を参照しながら説明する。端末演算ユニット１０４における情報データ処理モジュール１０４２は、更にメモリモジュール１０４４、表示モジュール１０４０と水体水質条件の入力モジュール１０４８を備える。メモリモジュール１０４４は、データを保存することができる。表示モジュール１０４０は、微生物相Ｍ１の顕微画像映像と、クラウドデータ処理センター１４による生物処理方策Ｄ３を表示することができる。水体水質条件の入力モジュール１０４８は、制御コマンドＳ１を情報データ処理モジュール１０４２に伝送することができる。情報データ処理モジュール１０４２は、制御コマンドＳ１に基づく、撮像ユニット１０２を駆動して倍率拡大、撮像距離、撮像角度などの機能を調整操作することができる。

また、水体水質条件の入力モジュール１０４８は、さらに水体水質条件の設定値Ｓ２を情報データ処理モジュール１０４２に伝送することができる。水体水質条件の設定値Ｓ２は、汚泥沈殿指数（ＳＶ３０）、溶存酸素量（ＤＯ）、水素イオン指数（ＰＨ）、電気伝導度（ＥＣ）、完全溶解固体物質（ＴＤＳ）、塩度（Ｓａｌｔ）、酸化還元電位（ＯＲＰ）、水の色度、酸性、アルカリ性、硬度、濁度、金属イオン濃度、リン含有量、窒素含有量、硫含有量、塩素含有量、汚泥色、汚泥返送比（汚泥量／廃水量）及びその組み合わせからなる群から選択した少なくとも一種に係わる水体水質条件の設定値を含む。これらの水体条件の設定値に係わるデータは、一般的に、従来の廃水処理によく使用される周知技術で、現場測定手段により取得できるものであるので、ここではその説明を省略する。

情報データ処理モジュール１０４２は、さらに前記水体水質条件の設定値Ｓ２と、撮像ユニット１０２により取得されたデジタル化顕微画像映像データＤ１とを統合して、水体情報信号Ｄ２’に圧縮することができ、さらにそれを通信モジュール１０４６に伝送することができる。通信モジュール１０４６は、インターネット１２を通じて、水体情報信号Ｄ２’をクラウドデータ処理センター１４に伝送することができ、また、インターネット１２を通じてクラウドデータ処理センター１４により回送された生物処理方策Ｄ３’を受信することができる。

以下、クラウドデータ処理センターについて、図２を参照しながら説明する。クラウドデータ処理センター１４はサーバー１４０及びデータベース１４２を備える。前記サーバー１４０は、前記データベース１４２と互いに接続しており、前記データベース１４２は、微生物相メニュー１４２０と生物処理対策メニュー１４２２を保存することができる。

前記サーバー１４０は、インターネット１２を経由し端末装置１０により転送された水体情報信号Ｄ２、Ｄ２’を受信することができ、また水体情報信号Ｄ２、Ｄ２’に基づく、前記データベース１４２に予め保存した微生物相メニュー１４２０との検索対比により、前記データベース１４２の生物処理対策メニュー１４２２から、それに相応する生物処理方策Ｄ３、Ｄ３’を取得することができる。また、前記微生物相メニュー１４２０は、表１の示すように、各種の微生物相のデータ、例えば、微生物相の輪郭特徴などの情報データを含んでいる。生物処理対策メニュー１４２２は、予め各種の優勢微生物に相応する生物処理方策の情報データを含んでいる（表１を参照）。

さらに、サーバー１４０は内蔵オペレーティングシステムを実行することで、水体情報信号Ｄ２、Ｄ２’と、データベース１４２に保存している微生物相メニュー１４２０との分析演算、特に微生物相の形態と数量の分析演算により、水体情報信号Ｄ２、Ｄ２’における代表的優勢微生物相の形態、数量などを判明することができる。そして、前記サーバー１４０は、優勢微生物相の形態と、微生物相メニュー１４２０に予め保存している微生物相データとの検索対比により、優勢微生物相における代表的微生物の種類を判明することができる。また、前記サーバー１４０は、優勢微生物相における前記微生物の種類に基づいて、更に生物処理対策メニュー１４２２を検索演算することにより、それに相応する生物処理方策Ｄ３、Ｄ３’を選定することができる。なお、サーバー１４０は、インターネット１２を通じて生物処理方策Ｄ３、Ｄ３’を端末装置１０に伝送することができ、また、端末装置１０に生物処理方策Ｄ３、Ｄ３’の内容を表示することができる。

また、端末装置１０としては、ポータブル廃水診断装置でもよく、例えば、携帯電話、タブレッド、ノートブックなどが挙げられる。これにより、廃水処理システムの異常が発生した場合には、観察者又は操作者などが廃水現場で、ポータブル廃水診断装置の分析、対比演算の結果により、関係者に対して、迅速に異常原因の判断及びそれに相応する廃水処理方策の選定を行うことができ、また速やかに廃水処理システムの正常動作を回復することができる。従って、本発明によれば、従来の人工方式における多大なる人力及び作業時間の長期化という欠点は、有効的に改善される。

端末装置１０は、図２に示すように、廃水診断装置として使用できるように、例えば、撮像ユニット１０２、メモリモジュール１０４４、情報データ処理モジュール１０４２と表示モジュール１０４０により構成することができる。前記撮像ユニット１０２は、顕微鏡１０２０、撮像素子１０２２と画像映像信号ＡＤ変換器１０２４を備え、水サンプル１３における微生物相Ｍ１の顕微画像映像データＤ１の取得に用いられるものである。なお、これらについては、既に説明を行っているため、ここでは説明を省略する。前記メモリモジュール１０４４は、微生物相データベースと生物処理方策データベースを保存することができる。具体的に言えば、前記メモリモジュール１０４４は、例えば、微生物相メニューを含んでいる各種の微生物相データベース、及び各種の優勢微生物に相応する生物処理対策メニューを含んでいる生物処理方策データベースを保存することができる。

情報データ処理モジュール１０４２は、撮像ユニット１０２とメモリモジュール１０４４に接続されており、顕微画像映像データＤ１を水体情報信号Ｄ２に圧縮することができ、また水体情報信号Ｄ２に基づいて、前記メモリモジュール１０４４における微生物相データベースとの検索対比により、メモリモジュール１０４４から転送された水体情報信号Ｄ２に相応する生物処理方策を選定することができる。なお、これらについては、既に説明を行っているため、ここでは説明を省略する。また、表示モジュール１０４０は、情報データ処理モジュール１０４２と接続しており、顕微画像映像及び生物処理方策を表示することができる。

図２に示すように、端末装置１０は、さらに水体水質条件の入力モジュール１０４８を備えており、それを廃水診断装置として構成することができる。水体水質条件の入力モジュール１０４８は情報データ処理モジュール１０４２に接続されており、水体水質条件の設定値を情報データ処理モジュール１０４２に提供することができる。情報データ処理モジュール１０４２は、水体水質条件の設定値と顕微画像映像データベースＤ１とを統合して水体情報信号Ｄ２に圧縮することができる。なお、これらについては、既に説明を行っているため、ここでは説明を省略する。

以下、データ端末処理方法について、図１、図２、及び図４を参照して説明する。図４は本発明の実施形態における廃水診断データ端末処理方法を示すフローチャート図である。本発明のデータ端末処理方法は、端末装置１０で実行することができる。その方法は下記通りである。

まず、端末装置１０は、水サンプル１３における微生物相Ｍ１の顕微画像映像データＤ１を取得する（Ｓ１００）。そして、端末装置１０は、データ転換により、顕微画像映像データＤ１における微生物相Ｍ１のアナログ画像映像信号をデジタル画像映像信号に転換する（Ｓ１０２）。続いて、端末装置１０は、画像映像圧縮プロセシングにより、顕微画像映像データＤ１に基づいて水体情報信号Ｄ２を生成する（Ｓ１０４）。また、端末装置１０は、水体水質条件の設定値Ｓ２と顕微画像映像データＤ１とを統合演算する上、さらに水体情報信号Ｄ２’を生成する（Ｓ１０５）。続いて、端末装置１０は、水体情報信号Ｄ２、Ｄ２’をクラウドデータ処理センター１４に伝送する（Ｓ１０６）。そして、端末装置１０は、クラウドデータベース処理センター１４から転送された生物処理方策Ｄ３を受信し（Ｓ１０８）、さらに前記生物処理方策Ｄ３の内容を表示する（Ｓ１１０）。

以下、データ遠隔処理方法について、図１、図２、及び図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施形態における廃水診断データ遠隔処理方法を示すフローチャートである。本発明のデータ遠隔処理方法は、クラウドデータベース処理センター１４で実行することができる。その方法説明は下記通りである。

まず、クラウドデータ処理センター１４は、端末装置１０により転送された水体情報信号Ｄ２を受信することができる（Ｓ２００）。そして、クラウドデータ処理センター１４は、水体情報信号Ｄ２に基づく画像映像分析演算により、微生物相との分析対比を行うことで、水体情報信号Ｄ２における代表的微生物相Ｍ１の形態と数量を判明する（Ｓ２０２）。そして、クラウドデータ処理センター１４は、対比演算を行うことにより、水体情報信号Ｄ２における代表的微生物相の形態を、予め保存してある微生物相データと対比する（Ｓ２０４）。そして、クラウドデータ処理センター１４は、対比ステップ（Ｓ２０４）にて得られた結果に基づいて、それに相応する生物処理方策Ｄ３を選定して（Ｓ２０６）、生物処理方策Ｄ３を端末装置１０に伝送する（Ｓ２０８）。

即ち、本発明の実施形態における廃水診断システム１は、異常のある水サンプルを分析や対比するクラウド演算技術により、前記水サンプルにおける優勢微生物相の種類を確認することができ、さらにクラウド検索演算技術により、前記水体に適用される生物処理方策を選定することができる。

このように、本発明の実施形態における廃水診断システム１では、クラウドによる分析、対比演算、及びデータ管理により、廃水処理システムの異常が発生した場合に、迅速に異常原因の判断を行うことができ、更に、それに相応する水体処理方策の選定をすることができる。また、速やかに廃水処理システムの動作を正常に回復することができる。従って、本発明によれば、従来の人工方式における多大なる人力及び作業時間の長期化という欠点は、有効的に改善される。

以上、本発明を具体的な実施形態に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想の範囲内において、変形や改良が可能であることは明白であろう。本発明の単純な変形や変更は、いずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

１ 廃水診断システム
１０ 端末装置
１０２ 撮像ユニット
１０２０ 顕微鏡
１０２２ 撮像素子
１０２４ 画像映像信号ＡＤ変換器
１０４ 端末演算ユニット
１０４０ 表示モジュール
１０４２ 情報データ処理モジュール
１０４４ メモリモジュール
１０４６ 通信モジュール
１０４８ 水体水質条件の入力モジュール
１２ インターネット（Internet）
１３ 水サンプル
Ｍ１ 微生物相
１４ クラウドデータ処理センター
１４０ サーバー
１４２ データベース
１４２０ 微生物相メニュー
１４２２ 生物処理対策メニュー
１５ プレパラート
Ｄ１ 顕微画像映像データ
Ｄ２、Ｄ２’ 水体情報信号
Ｄ３、Ｄ３’ 生物処理方策
Ｓ１ 制御コマンド
Ｓ２ 水体水質条件の設定値
Ｓ１００〜Ｓ１０８ ステップ
Ｓ２００〜Ｓ２０８ ステップ

Claims (28)

1. 端末装置、クラウドデータ処理センターを備え、水体の診断に用いられるシステムであって、
   前記端末装置は、診断対象とする水体から採集された水サンプルの微生物相の顕微画像映像データに基づいて、水体情報信号に生成し、前記クラウドデータ処理センターに送信することができ、
   前記クラウドデータ処理センターは、前記水体情報信号を受信し、前記微生物相の情報データと、微生物相データベースとの分析対比により、前記微生物に相応する生物処理方策を選定すると共に、前記生物処理方策を前記端末装置に送信することができることを特徴とする廃水診断システム。
2. 前記端末装置は、前記微生物相の顕微画像映像データを取り得る撮像ユニットと、前記撮像ユニットと連結しており、前記微生物相の顕微画像映像データを微生物相情報データに圧縮する端末演算ユニットとを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の廃水診断システム。
3. 前記撮像ユニットは、前記水サンプルにおける微生物相を所定の観察倍率で拡大する顕微鏡と、前記顕微鏡に連結され、拡大した前記微生物相の画像映像を撮像する撮像素子とを更に備える請求項２に記載の廃水診断システム。
4. 前記撮像素子は、ＣＣＤ撮像素子（Charge-coupled Device：ＣＣＤ）又はＣＭＯＳ撮像素子（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor：ＣＭＯＳ）であることを特徴とする請求項３に記載の廃水診断システム。
5. 前記撮像ユニットは、前記微生物相のアナログ画像映像信号をデジタル画像映像信号に転換する画像映像信号ＡＤ変換器を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の廃水診断システム。
6. 前記端末演算ユニットは、
   前記撮像ユニットに連結され、前記微生物相の顕微画像映像データを水体情報信号に圧縮する情報データ処理モジュールと、
   前記情報データ処理モジュールと連結しており、前記水体情報信号を前記クラウドデータ処理センターに伝送する通信モジュールと
   を備えることを特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の廃水診断システム。
7. 前記端末演算ユニットは、前記情報データ処理モジュールに連結され、データを保存するメモリモジュールを更に備えることを特徴とする請求項６に記載の廃水診断システム。
8. 前記端末演算ユニットは、前記情報データ処理モジュールに連結され、前記顕微画像映像及び／又は前記生物処理方策を表示する表示モジュールを更に備えることを特徴とする請求項６に記載の廃水診断システム。
9. 前記端末演算ユニットは、前記情報データ処理モジュールに連結され、水体水質条件の設定値を前記情報データ処理モジュールに提供する水体水質条件の入力モジュールを更に備えることを特徴とする請求項６に記載の廃水診断システム。
10. 前記水体水質条件は、汚泥沈殿指数（ＳＶ３０）、溶存酸素量（ＤＯ）、水素イオン指数（ＰＨ）、電気伝導度（ＥＣ）、完全溶解固体物質（ＴＤＳ）、塩度（Ｓａｌｔ）、酸化還元電位（ＯＲＰ）、水の色度、酸性、アルカリ性、硬度、濁度、金属イオン濃度、リン含有量、窒素含有量、硫含有量、塩素含有量、汚泥色、汚泥返送比（汚泥量／廃水量）及びその組み合わせからなる群より選択した少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項９に記載の廃水診断システム。
11. 前記情報データ処理モジュールは、廃水条件の設定値と、前記微生物相の顕微画像映像データを統合して、水体情報信号に圧縮することを特徴とする請求項９に記載の廃水診断システム。
12. 前記クラウドデータ処理センターは、インターネットを介して前記端末演算ユニットに接続されていることを特徴とする請求項２に記載の廃水診断システム。
13. 前記クラウドデータ処理センターは、データベースと、サーバーとを備えており、前記サーバーは、前記データベースに接続し、前記水体情報信号に基づく、前記データベースにおける既存の微生物相データベースとの検索／対比により、前記データベースから、前記水体情報信号に相応する生物処理方策を選定することを特徴とする請求項２に記載の廃水診断システム。
14. 前記データベースは、各種の微生物相データを含む微生物相メニュー、及び優勢である各種の微生物に相応する、各種の廃水処理対策を含む廃水処理対策メニューを予め保存したデータベースであることを特徴とする請求項１３に記載の廃水診断システム。
15. 廃水診断データを端末装置で処理する廃水診断データ端末処理方法であって、
    診断用水サンプルから微生物相の顕微画像映像データを取得するステップと、
    前記微生物相の顕微画像映像データを水体情報信号に転換して、前記水体情報信号をクラウドデータ処理センターに伝送するステップと、
    前記クラウドデータ処理センターにより得られた、前記微生物相の顕微画像映像データに相応する生物処理方策を受信するステップと、
    を含むことを特徴とする廃水診断データ端末処理方法。
16. 前記端末装置で、前記微生物相の顕微画像映像データを前記水体情報信号に圧縮する画像映像データ圧縮ステップを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の廃水診断データ端末処理方法。
17. 前記端末装置で、前記微生物相のアナログ画像映像信号をデジタル画像映像信号に転換する画像映像信号ＡＤ転換ステップを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の廃水診断データ端末処理方法。
18. 前記端末装置で、水体水質条件の設定値と前記微生物相の顕微画像映像データを統合して前記水体情報信号に圧縮する廃水特性統合ステップを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の廃水診断データ端末処理方法。
19. 前記端末装置で、前記生物処理方策を表示する廃水処理対策表示ステップを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の廃水診断データ端末処理方法。
20. 廃水診断データをクラウドデータ処理センターで遠隔処理する廃水診断データ遠隔処理方法であって、
    端末装置からの水体情報信号を受信するステップと、微生物相の分析対比により、前記水体情報信号に相応する生物処理方策を選定するステップ、及び選定された前記生物処理方策を前記端末装置に伝送するステップを含むことを特徴とする廃水診断データ遠隔処理方法。
21. 前記クラウドデータ処理センターで、前記水体情報信号による前記微生物相の形態と数量を分析演算するステップを更に含むことを特徴とする請求項２０に記載の廃水診断データ遠隔処理方法。
22. 前記クラウドデータ処理センターで、前記水体情報信号による前記微生物相の形態を、既存の微生物相データベースと検索／対比する検索対比ステップを更に含むことを特徴とする請求項２１に記載の廃水診断データ遠隔処理方法。
23. 前記クラウドデータ処理センターで、前記検索対比ステップにより得られた結果に基づいて、前記水体情報信号に相応する生物処理方策を選定するステップを更に含むことを特徴とする請求項２２に記載の廃水診断データ遠隔処理方法。
24. 撮像ユニットと、メモリモジュールと、情報データ処理モジュールと、表示モジュールとを備える水体の診断に用いられる装置であって、
    前記撮像ユニットは、水サンプルにおける微生物相の顕微画像映像データを取得することができ、前記メモリモジュールは、微生物相データベースと生物処理対策データベースを保存しており、前記情報データ処理モジュールは、前記撮像ユニット及び前記メモリモジュールに接続されており、前記微生物相の顕微画像映像データを水体情報信号に圧縮すると共に、前記水体情報信号に基づく、前記メモリモジュールにおける前記微生物相データベースを検索／対比することにより、前記水体に適用される生物処理方策を前記メモリモジュールから選定することができ、前記表示モジュールは、前記情報データ処理モジュールに接続されており、前記微生物相の顕微画像映像及び／または前記生物処理方策を表示することができることを特徴とする廃水診断装置。
25. 前記撮像ユニットは、水サンプルにおける微生物相を所定の観察倍率で拡大できる顕微鏡と、前記顕微鏡に接続され、拡大した前記微生物相を撮像する撮像素子を備えることを特徴とする請求項２４に記載の廃水診断装置。
26. 前記撮像ユニットは、前記微生物相のアナログ画像映像信号をデジタル画像映像信号に転換する画像映像信号ＡＤ変換器を更に備えることを特徴とする請求項２５に記載の廃水診断装置。
27. 水体水質条件の設定値を前記情報データ処理モジュールに提供する水体水質条件の入力モジュールを更に備えることを特徴とする請求項２４に記載の廃水診断装置。
28. 前記情報データ処理モジュールは、前記水体水質条件の設定値と前記顕微画像映像データを統合して前記水体情報信号に圧縮することを特徴とする請求項２７記載の廃水診断装置。