水処理施設における維持管理の改善策
現代社会において、水は日常生活や産業活動に欠かせない重要な資源です。
飲料水の供給、廃水処理、さらには産業用水の再利用などを担う水処理施設は、
環境保全や持続可能な社会の実現に向けた基盤としても重要です。
このような水処理施設が稼働し続けるためには、
現場の設備の適切な維持管理が重要です。
しかし、水処理施設は高度経済成長期に建設された設備も多く、
老朽化が進んでいたり、古いメーターなどが設置されていることもあり、
現場作業員の負担が増加しています。
本記事では、水処理施設において直面している課題や、それらの対策について解説します。
＜目次＞
■水処理施設について
■水処理施設が抱えている課題
■水処理施設の維持管理における改善策
■効果的な水処理施設の維持管理のポイント
■維持管理システムを導入する際の注意点
■施設管理をサポートするサービスe-Platchのご紹介
■まとめ
■水処理施設について
水処理施設は、私たちの日常生活や産業活動を支える重要なインフラの一部です。
水処理施設は「上水処理場」、「下水処理場」「中継ポンプ場」で基本的に構成されており、
現在、日本の水は市町村が管理運営する公共インフラの位置づけとなっています。
また、上下水道システムは、都市部や地方における安全な飲料水の供給、
工場や農業地帯での効率的な水利用、
さらには廃水の適切な処理と環境保全に不可欠な役割を果たしています。
特に近年は、人口減少に伴う作業負荷の低減に向けた取り組みなど、
効率的かつ持続可能な施設の運転維持管理も要求されています。
これらの水処理施設の維持管理に関しては、
行政が実施する場合と外部業者に委託する場合がありますが、
いずれの場合においても効率化が求められている一方で、
水処理施設の安定稼働を目指すにあたっては
高度な専門知識や熟練の知見を活かした継続的なメンテナンスも必要とされているため、
限られたリソースをどのように有効活用するかが重要です。
■水処理施設が設備の維持管理に関して抱えている課題
限られたリソースの有効活用をはじめとして、
水処理業界は設備の維持管理に関して様々な課題に直面しています。
①設備管理の負担増加
水処理施設のインフラは全般的に高度経済成長の頃に施工された物が多いため、
古い設備の維持管理作業は負担の大きな原因となっています。
加えて、これらの設備が広大な敷地内に点在している場合は、
更なる作業負荷がかかってしまいます。
②人材不足・担い手の不足
現場作業を担う作業者の高齢化は進んでいますが、
企業の定年引上げなどを背景に、新たな人材を雇用することも難しくなっており、
業界全体として少ない人材を取り合う構図となっています。
そのため、限られた人材で多くの設備を管理する必要があり、作業負担が増しています。
③異常発見の遅れ
少ない人材で定期的な手動測定や目視点検を行っているケースも多く、
設備の異常や問題を事前に発見するのが困難です。
そのため、トラブルが深刻化する前に適切な対応ができず、
結果的に修理費用の増加につながることもあります。
一方でこういった課題を解決するためのサービス導入を検討する場合も、
現場の古い機器自体を取り換えたり、工事を伴う改修を実施することが難しいため、
それらの既設の機器を有効活用しながら改善を検討する必要があります。
特に水処理施設においては、丸形の圧力計など、
一般的に遠隔監視が難しい計測器も多く存在しており、改善を阻む課題となります。
このように、人手不足や現場の環境を理由に
改善がなかなか進まないという状況があります。
■水処理施設の維持管理における改善策
仮に遠隔監視を実現することが出来れば、前述したような課題の多くを解決可能です。
遠隔監視の導入により、次のようなメリットが期待できます。
①効率的な点検作業の実現
データを遠隔監視することにより、人が現場に行く回数が減り、
業務効率化を実現することが可能です。
また、現場の作業は危険を伴う場合や、身体的な負荷を伴う場合もありますが、
自動でデータの収集を実現することが出来れば、
作業者の安全を確保することも可能です。
②異常の早期発見と傾向監視
自動でデータを収集することが出来れば、
異常発生時にはアラート発報で早期発見が可能になります。
また、定期的なデータを収集することにより、異常の予兆も実現可能です
③傾向監視
データの収集頻度が向上することで、傾向監視に繋げることができます。
例えば、流量データを活用してポンプの運転効率を最適化したり、
圧力データからフィルタの劣化を予測できます。
このような傾向監視を実現することができれば、
水処理施設における古い設備寿命を延伸することも可能です。
水処理施設の現場には様々な課題が存在していますが、
遠隔監視の導入に成功すれば、現場のデータを自動で収集することできるため、
様々な導入効果を実現することが可能です。
■効果的な水処理施設の維持管理のポイント
効果的な水処理施設の維持管理を実現する為には、以下のポイントを考慮することが大切です。
〇予防保全の実施
予防保全を重視し、故障が発生する前に問題を解決します。設備のライフサイクルを考慮した長期的な保全計画の策定が重要です。
〇モニタリングシステムの導入
水質や流量、圧力などの重要な情報をリアルタイムで監視するシステムを導入します。データを活用して異常を早期に検知し、迅速に対応できる体制を整えます。
〇スタッフの教育とトレーニング
スタッフに対してシステムの操作方法等について定期的にトレーニングを行います。緊急時の対応手順や安全管理についても教育を徹底することが大切です。
以上のようなポイントを踏まえ、維持管理を行うことが重要です。
■維持管理システムを導入する際の注意点
なお、水処理施設の維持管理システムを導入する際には、以下の注意点を考慮することが重要です。
〇ニーズの明確化
施設の規模や処理能力、特定の水質基準など、具体的なニーズを明確にすることが重要です。これにより、最適なシステムを選定できます。
〇操作性とユーザーインターフェース
システムが使いやすく、現場のスタッフが簡単に操作できることが重要です。トレーニングの必要性も考慮しましょう。
〇システムの柔軟性
将来的な施設の拡張にも対応できるよう、システムの柔軟性を事前に確認することが重要です。
これらの点を考慮し、適切な維持管理システムを選定することで、効率的かつ安定的な運用を実現することができます。
■施設管理をサポートするサービスe-Platchのご紹介
TOPPANが提供するe-Platchは、計測器の見える化を実現し、
様々な施設の遠隔監視をサポートするサービスです。
水処理施設においては、外部からの運転制御が必要な計測器や機器は
有線で中央監視に繋がっているケースが大半を占めているものの、
圧力計などの一部設備に関しては遠隔で管理することが難しい状況にあります。
これらの圧力計は遠隔監視が難しいとされていましたが、e-Platchであれば対応可能です。
ここでは水処理施設における業務改善をサポートするe-Platchの特徴を紹介します。
①簡単に後付けで導入可能
既存の設備に容易に取り付けられる設計なため、新しい設備への取り換えや、
既存設備に改修、変化を加えることなく導入が可能です。
前述した取り残されがちな出力を持たない圧力計などの丸形のアナログメーターに関しても、
針の角度を読み取る磁気センサーの活用によって遠隔監視を実現します。
②広範囲カバー可能な専用ネットワーク
水処理施設は広大な面積となっているケースも多く、
こういった場合、Wi-Fiなどの無線ネットワークで全敷地をカバーするのが困難です。
また、水処理施設の中には、地下に敷設されている設備を伴うケースも多く、
このような場所においては、携帯回線が届かない場所がある場合もあります。
水処理施設において直面しがちな通信の課題に関しても、
計測器のセンシングに特化した見通し10kmの通信が可能な専用回線の活用によって、
解決することが出来ます。
③使いやすいウェブアプリケーション
e-Platchは計測器の遠隔監視に特化したアプリケーションを実装しているため、
誰でも、どこからでも簡単に計測器の状態について確認することが可能です。
また、中央監視システムなどを導入している場合は、
それらのシステムへのデータ連携も可能なため、
従来使用していたシステムを有効活用しながら、
現場でしか確認できなかったデータを遠隔監視することが出来ます。
■まとめ
今回は水処理施設における管理維持やメンテナンスにおける課題と、
それらの解決策についてご紹介させていただきました。
水処理施設は社会的な重要なインフラであるため、
多くの設備の遠隔監視や効率的な稼働を実現しているものの、
圧力計などの古い設備に関しては人の点検作業に依存しているケースもあります。
e-Platchは、このようなアナログメーターの見える化に関しても
既存設備に改修などの変化を加えることなく実現可能です。
水処理施設における管理維持やメンテナンスの効率化でお悩みの方は
TOPPANまでご連絡ください。
2025.03.04
