(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラにおいて使用される薬品に含まれる化学物質の該ボイラからの排出量を管理する化学物質管理システムであって、
前記ボイラの仕様を登録した設備データベースと、
前記ボイラで使用される薬品に含まれる化学物質の組成を薬品種別毎に登録した薬品データベースと、
前記ボイラの水系に注入された薬品の種別とその使用量を入力するデータ入力装置と、
このデータ入力装置から入力された薬品の種別とその使用量に応じて、前記設備データベースに登録された前記ボイラの仕様および前記薬品データベースに登録された薬品に含まれる化学物質の組成に従って、設備仕様に応じて予め設定された該化学薬品の移動収支に基づく演算式を用いて前記ボイラから排出される化学物質の量を計算する演算手段と
を具備したことを特徴とする化学物質管理システム。
【請求項２】
前記データ入力装置は、ボイラに組み込まれたセンシング手段を介して該ボイラの水系に注入された薬品の使用量を検出するものである請求項１に記載の化学物質管理システム。
【請求項３】
前記演算手段は、ボイラの水系に注入された薬品中の汚染物質源となる化学物質、或いは汚染物質源となる可能性のある化学物質の、水系、土壌、および大気への各排出量をそれぞれ計算するものである請求項１に記載の化学物質管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理設備で使用される各種の薬品から外部に排出される化学物質であって、汚染物質源となる、或いは汚染物質源となる可能性のある化学物質の排出量を管理するに好適な化学物質管理システムに関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
各種工場やビルディングには、空調設備に組み込まれる冷却水系やボイラー水系等の水処理設備が数多く設けられる。このような水処理設備においては、ポンプやボイラ等の運転状況を管理することのみならず、循環水系における処理水の水質を管理したり、更には処理水中に生じるスライムやスケールを除去する為の処理薬品（薬剤）を適宜注入する等の保守が必要である。
【０００３】
ところでこの種の薬品（薬剤）の中には、ＰＲＴＲ（Pollutant Release and Transfer Register）法により規定された汚染物質源となる、或いは汚染物質源となる可能性のある化学物質を含むものがある。このような化学物質を含む薬品を使用した場合には、水系、土壌、および大気に排出される上記化学薬品の量を管理することが必要であり、更には、例えばその排出量が年間１トン以上である場合には、これを主務大臣（都道府県知事）に報告することが義務付けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら薬品に含まれる化学物質の組成とその組成比は、薬品の種別によって異なる。従って薬品に含まれる上述したＰＲＴＲの対象となる化学物質の量も、薬品の種別によって異なる。また複数の水処理設備においてそれぞれ使用される薬品の使用量が同じであっても、上記各水処理設備からそれぞれ排出される化学物質の量は、各水処理設備における処理水量や処理温度等の設備仕様によって異なる。これ故、水処理設備において使用される薬品の使用量をモニタするだけでは、該水処理設備からその外部環境（水系、土壌、大気）に排出される化学薬品の量を管理することができないと言う問題がある。
【０００５】
ちなみに水処理設備から排出される化学薬品の量を管理する場合には、水処理設備で使用する薬品の種別毎に上記ＰＲＴＲの対象となる化学物質の組成割合を調べ、薬品の使用量に応じて水処理設備で使用された化学薬品の量を求めることが必要である。また当該水処理設備における当該化学薬品の使用形態や、薬品に含まれる化学薬品の水処理設備における反応・分解のメカニズム等を調べ、未反応のまま外部に排出される化学物質の割合を求めることが必要である。具体的には水処理設備において化学薬品が反応・分解する割合、化学薬品が配管系等に付着・消耗する割合、化学薬品が未反応のまま排水として水系に排出される割合、エアブロー等によって大気に放出される割合、更には残滓等として土壌に排出される割合をそれぞれ求めることが必要である。
【０００６】
しかしながらこのようにして水処理設備から排出される化学物質の量を管理するには多大な労力と、水処理設備および薬品に関する知識を必要とする。しかも水処理設備における化学薬品の反応・分解量（割合）は、その処理（反応）温度や圧力等の設備環境によって変化するので、設備環境を考慮しながら水処理設備から排出される化学薬品の量を求める為の作業負担が非常に大きい。これ故、報告書を作成することも非常に困難となっている。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ボイラにおいて使用される薬品に含まれる、ＰＲＴＲの対象となる化学物質の該水処理設備からの排出量を、そのボイラにおける薬品の使用量に応じて簡易に求めることのできる化学物質管理システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係る化学物質管理システムは、ボイラにおいて使用される薬品に含まれる化学物質の該水処理設備からの排出量を管理するに好適なものであって、
前記ボイラの構成とその設備仕様を登録した設備データベースを備えると共に、前記ボイラで使用される薬品に含まれる化学物質の組成を薬品種別毎に登録した薬品データベースを備え、
前記ボイラの水系に注入された薬品の種別とその使用量をデータ入力装置を介して入力したとき、このデータ入力装置から入力された薬品の種別とその使用量に応じて、前記設備データベースに登録された前記ボイラの仕様および前記薬品データベースに登録された薬品に含まれる化学物質の組成に従って、設備仕様に応じて予め設定された該化学薬品の移動収支に基づく演算式に従って前記ボイラから排出される化学物質の量を計算する演算手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】
尚、前記データ入力装置は、ボイラに組み込まれたセンシング手段を介して該ボイラの水系に注入された薬品の使用量を検出するものであっても良い。
また前記演算手段は、ボイラの水系に注入された薬品中の汚染物質源となる化学物質、或いは汚染物質源となる可能性のある化学物質の、水系、土壌、および大気への各排出量を、前記設備データベースから求められる設備仕様に応じて予め設定された該化学薬品の移動収支に基づく演算式に従ってそれぞれ計算するものとして実現される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る化学物質管理システムについて、水処理設備において使用される薬品（水処理薬剤）に含まれる化学物質の該水処理設備からの排出量を管理するシステムを例に説明する。
図１はこの実施形態に係る化学物質管理システムの概略構成図であり、例えばコンピュータシステムを主体として構築される。このシステムは、客先毎に設けられた複数の水処理設備の構成とその設備仕様を登録した設備データベース（ＤＢ）１を備えると共に、種々の水処理設備において使用される各種の薬品（水処理薬剤）の組成とその組成比（成分量）を、その種別毎に登録した薬品データベース２とを備える。そして管理対象とする水処理設備にて使用された薬品（水処理薬剤）の種別とその使用量をデータ入力装置３を介して入力し、排出量計算部４にて前記各データベース１,２を参照しながら、上記水処理設備から排出される化学薬品の排出量を算出するように構成される。ちなみに薬品に含まれる化学物質であって、水系や土壌、大気への排出量の管理を必要とする化学物質は、ＰＲＴＲ法により規定された汚染物質源となる化学物質からなる。
【００１１】
また管理対象とする水処理設備は、各種工場やビルディングに設けられる空調設備に組み込まれる冷却水系やボイラー水系等の比較的小規模な設備や、更には浄水施設や水処理プラント、排水処理設備等の大規模設備からなる。そして本発明に係る化学物質管理システムは、上述した水処理設備毎に個別に組み込まれたり、或いはテレメータリングシステム等を利用して複数の水処理設備を集中管理する管理センタに組み込まれる。
【００１２】
尚、前記データ入力装置３は、水処理設備に注入される薬品量をフローメータ等のセンシング手段を用いて検出し、その検出値（薬品の使用量）を自動的に入力するものであっても良く、水処理設備の運用管理者による薬品使用量のモニタリング結果に応じてキーボード端末を操作する等してマニュアル入力するものであっても良い。
【００１３】
さて前記排出量計算部４は、データ入力装置３を介して入力された薬品の種別とその使用量に応じて前記薬品データベース２を参照し、当該薬品に含まれる化学物質の量を求める化学物質量計算機能５を備える。具体的にはこの化学物質量計算機能５は、データ入力装置３を介して入力された薬品の種別に応じて薬品データベース２を検索し、その薬品に含まれる前述したＰＲＴＲにより規定された化学物質（ＰＲＴＲ該当化学物質）の組成比（成分量）を求めて、前述した薬品の使用量から水処理設備に投入された上記ＰＲＴＲ該当化学物質の量を求める機能を備える。
【００１４】
また前記排出量計算部４は、前記設備データベース１を参照して、管理対象とする水処理設備の構成とその設備仕様を求め、当該水処理設備における前記ＰＲＴＲ該当化学物質の水系、土壌、および大気への排出割合をそれぞれ求める排出割合計算機能６を備えている。この排出割合計算機能６は、水処理設備の仕様に応じて該水処理設備において前記ＰＲＴＲ該当化学薬品が反応・分解する割合、ＰＲＴＲ該当化学薬品がその配管系等に付着する等して消耗する割合、更にはＰＲＴＲ該当化学薬品が未反応のまま排水として水系に排出される割合、エアブロー等によって大気に放出される割合、更には残滓等として土壌に排出される割合をそれぞれ求める機能を備えたものである。
【００１５】
特にこの排出割合計算機能６においては、設備データベース１に登録されている水処理設備の仕様に応じて薬品が注入される対象装置、例えばボイラ等として特定し、そのボイラの製造会社名とその型式から当該ボイラの処理仕様を求めている。そしてこの処理仕様に応じて前記ＰＲＴＲ該当化学物質の排出・移動割合を、予め設定されている演算式に基づいて算出するものとなっている。
【００１６】
具体的には薬品（水処理薬剤）に含まれるＰＲＴＲ該当化学物質としてシクロヘキシルアミンがボイラ水系に注入（薬注）される場合には、このシクロヘキシルアミンのボイラにおける移動収支に基づく演算式に従って、例えば図２に示すように、ボイラから大気に放散（排出）される上記化学物質の割合をα％、ボイラから排水として水系に排出される前記化学物質の割合をβ％、ボイラ内で上記化学物質が反応・分解する割合を０％、そしてボイラから残滓として土壌に排出される前記化学物質の割合を０％として求めている。
【００１７】
尚、ここでは、例えば
▲１▼  シクロヘキシルアミンの熱分解反応はない。
▲２▼  給水系統に脱気器がない。
▲３▼  ブローラインにフラッシュタンクおよび廃水処理装置がない
との条件の下で大気に放散（排出）される上記化学物質の割合（α％）、およびボイラから排水として水系に排出される前記化学物質の割合（β％）が求められる。
【００１８】
またこのとき、ボイラ内においてはその配管系へのシクロヘキシルアミンの付着が生じないものと看做すことで、ボイラにおけるシクロヘキシルアミンの付着・消耗の割合は０％として求められる。この結果、ボイラから残滓として排出される物質にシクロヘキシルアミンが含まれることがないので、土壌に排出されるシクロヘキシルアミンの割合が０％として求められる。
【００１９】
一方、前記ボイラ内において反応することがなかった未反応のシクロヘキシルアミンは、蒸気（復水）と排水（ブロー水）とに分配されて排出されるものとすると、大気中に放散されるシクロヘキシルアミンの割合（α％）は、そのブロー率をＢ％としたとき、例えば
α ＝ Ａ／(Ａ＋Ｂ) ×１００              …(１)
として計算される。そして排水として排出されるシクロヘキシルアミンの割合（β）％は、例えば
β ＝ Ｂ／(Ａ＋Ｂ) ×１００              …(２)
として計算される。但し、上式(１),（２）中のＡは復水の回収率をφ（０＜φ＜１）、シクロヘキシルアミンの揮発度をρとしたとき、
Ａ＝｛１００× (１−φ) −Ｂ｝・ρ
として与えられる係数（排水率）である。
【００２０】
このようにして前記排出割合計算機能６にて、水処理設備（例えばボイラ）におけるＰＲＴＲ該当化学物質（例えばシクロヘキシルアミン）の水系、土壌、大気への排出割合を求めたならば、排出量計算部４は、前述した如く薬品データベース２から求めたＰＲＴＲ該当化学物質の組成比（成分量）に応じて算出される使用薬品中のＰＲＴＲ該当化学物質の使用量から、排水としてその水系に排出されるＰＲＴＲ該当化学物質の量（排出量）７ａ、土壌に排出されるＰＲＴＲ該当化学物質の量（排出量）７ｂ、および大気に放散されるＰＲＴＲ該当化学物質の量（排出量）７ｃをそれぞれ算出する。そしてこれらの算出した各排出量７ａ,７ｂ,７ｃを所定のデータベース（図示せず）に登録し、水処理設備から排出されるＰＲＴＲ該当化学物質の管理を行うものとなっている。
【００２１】
尚、データベースに登録されたＰＲＴＲ該当化学物質の量（排出量）７ａ,７ｂ,７ｃは、化学物質の種別毎に所定の期間に亘って集計される。そしてその排出量が届け出義務のある量を超える場合には、例えばＰＲＴＲ提出書類の作成コマンドに従って、所定書式の提出書類にプリントアウトされる。従って水処理設備の運転管理者としては、使用した薬品（水処理薬剤）の種別に応じてその成分等を調べたり、また水処理設備の使用に応じたＰＲＴＲ該当化学物質の反応・分解メカニズムを知らなくても、薬品（水処理薬剤）の使用量をデータ入力するだけで簡易にＰＲＴＲ該当化学物質の排出量に関する管理を行い、またＰＲＴＲ提出書類を自動的に作成することができる。従ってその管理・作業負担を大幅に軽減することができる。
【００２２】
ところで上述した化学物質管理システムについては、例えば図３に示す如く構築された水処理設備管理システムに組み込むに好適である。この水処理設備管理システムは、複数の客先にそれぞれ設けられた水処理設備１１の各部の動作状態等を、該水処理設備１１に設けたセンシング部１２にて検出し、そのセンシングデータを所定の通信回線を介して管理センタ１３に通知する如く構成される。また水処理設備１１から定期的に採取された処理水については、図示しない分析センタにて水質分析し、その水質分析結果１４を前記管理センタ１０にて収集するように構成される。
【００２３】
そして管理センタ１３においては、各水処理設備１１からそれぞれ通知されるセンシングデータ、および分析センタから報告される水質分析結果を収集し、各水処理設備１１毎にその収集データを集計すると共に、これらのデータに従って各水処理設備１１の稼働（運転）状態をそれぞれ分析するものとなっている。ちなみに収集したデータの分析は、該管理センタ１３が備えた顧客データベース（ＤＢ）１５および技術データベース１６を参照しながら実行される。
【００２４】
顧客データベース１５は、各水処理設備１１毎にその設備仕様、具体的にはその水処理設備を構築したシステム構成図（系統図）、該設備を構成するポンプやボイラ、軟水器等からなる各種水処理機器の機器仕様、およびその製造会社名と型名、更には各水処理機器の設置箇所等を登録したものであり、前述した設備データベース１に相当するものである。また技術データベース１６は、各水処理設備１１において用いられるスケール除去剤等の薬剤に関する情報や、各種水処理機器に関する一般的な技術情報等を登録したものであり、前述した薬品データベース２を包含したものである。
【００２５】
このようなデータベース１５,１６を参照することで、前記管理センタ１３は前述した各水処理設備１１からそれぞれ収集したセンシングデータに従って、各データがそれぞれ意味する内容を解析し、各水処理設備１１における固有な運転仕様（運用形態）に応じて、その運転状態をそれぞれ分析している。そしてその運転状況に問題（不具合）があるような場合には、その不具合に起因する異常事態の発生を防止する上での対応策を求めている。
【００２６】
そして管理センタ１３は上述した設備状態監視手段（監視機能）にて求められた各水処理設備１１の稼働状態を示す集計・分析データを、その水処理設備１１を設けた客先毎に個別に提示するべく、例えば所定のメディアを介してアクセスされる情報提示画面、いわゆるインターネットにおけるホームページを利用してその管理報告や、各種技術情報の提供を行うものとなっている。
【００２７】
特にこの設備管理システムにおいては、前述した水処理設備１１を設けた客先（顧客）毎に専用に設定したホームページとして、客先側の使い勝手に立脚したマイページ１７として作成している。このマイページ１７は、そのマイページ１７が専用に設定された客先側からだけアクセス可能なもので、任意の一般ユーザからアクセス可能なホームページとは別個に設けられる。そしてこのマイページ１７を介して前述した設備状態監視手段にて求めた水処理設備１１の稼働状態を示す集計・分析データを提示することで、客先からのマイページ１７のアクセスに応じて当該客先が備える水処理設備１１の稼働状態を示す集計・分析データを、その客先に対して速やかに提示するものとなっている。
【００２８】
また管理センタ１３は、このマイページ１７を介して前記技術データベース１６に蓄積されている各種の技術情報を提示したり、マイページ１７を介して客先からの問い合わせや、薬剤等の消耗品の納入依頼（発注）を直接的に受信する等のサービス機能も有している。このようなマイページ１７を介するサービス機能を用いることで、水処理設備１を設けた客先と管理センタ１３との間で直接的な情報交換を実行し、これによって各水処理設備１の円滑な運用を効果的にサポートするものとなっている。
【００２９】
このようにして水処理設備１１の稼働状態を管理する管理センタ１３に、前述した化学物質管理システムを組み込めば、管理センタ１３において水処理設備１１のＰＲＴＲ管理も実行することが可能となるので、水処理設備１１側での作業負担を大幅に軽減することが可能となる。従って複数の水処理設備１１のそれぞれに対して、管理センタ１３側からその運用を効果的に支援することが可能となる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【００３０】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば前述した計算式は、水処理設備を構築する各種の設備機器仕様に応じて予め設定すれば良いものであり、これらの計算式を含めてその設備仕様情報として前述した設備データベース１に登録しておけば良い。またＰＲＴＲ該当化学物質の排出量計算は、その種別毎に行われることは言うまでもない。更には複数種の薬品（水処理薬剤）を併用する場合には、その薬品毎にＰＲＴＲ該当化学物質の排出量計算を実行することは勿論のことである。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ボイラの水系に注入される薬品に含まれるＰＲＴＲ該当化学物質の、該ボイラからの排出量を、上記薬品の使用量に基づいて簡易に求めることができるので、その管理の容易化を図ると共に、ＰＲＴＲ提出書類の作成の容易化を図ることができる。特に使用した薬品の種別とその使用量とをデータ入力するだけで良く、ボイラにおけるＰＲＴＲ該当化学物質の反応・分解メカニズム等の高度な専門的知識を必要としないので、その運用管理負担の大幅な軽減を図り得る等の実用上多大なる効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る化学物質管理システムの概略構成図。
【図２】図１に示す化学物質管理システムにおけるＰＲＴＲ該当化学物質の排出割合計算の処理概念を示す図。
【図３】図１に示す化学物質管理システムを組み込むに好適な水処理設備管理システムの概略構成を示す図。
【符号の説明】
１  設備データベース
２  薬品データベース
３  データ入力装置
４  排出量計算部
５  化学物質量計算機能
６  排出割合計算機能
【図１】
0004143800.tif 000002
【図２】
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【図３】
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