水質測定機器

IoT機器

導入しやすい、早期発見のためのIoT水質監視システム

見逃せない工場排水の異常

  • コスト削減
  • 自動化
  • 省人化
  • 可視化
  • 業務効率化・生産性向上
  • モニタリング
  • 設備監視
  • IoT
  • 水質保全
  • 点検・メンテナンスの軽減
  • 工場・倉庫
  • 水処理施設
  • 海・河川・貯水池・ダム

IoT水質監視システムとは、センサーとクラウド技術を連携させ、工場の排水や取水の状態を24時間遠隔で監視する仕組みです。
国内で毎日1.6件以上発生している水質事故※1に対し、オプテックスの濁度計を活用することで、人手による巡回コストを削減しながら、工場排水の異常を早期に把握し、賠償リスクの低減に貢献します。


※1:国土交通省HP 令和6年全国一級河川の水質現況(令和6年7月4日発表)より

一秒を争う工場排水処理の異常検知

工場排水処理における異常検知とは、取水から処理、放流に至る各工程の水質をリアルタイムで測定し、通常状態からの逸脱を早期に検出することで、排水基準の超過や汚染事故を未然に防ぐための判定機能です。
国内では水質事故が日常的に発生しており、水質センサーによる24時間監視体制の構築は、賠償リスクの低減や企業の社会的信頼の維持に直結する対策といえます。


処理が不十分な水が工場から放流される、あるいはその恐れがある場合には、迅速に異常を検知し、正確な情報に基づいて適切な対応を取ることが求められます。

分析結果の取得に時間を要する設備や運用では、対応が遅れるリスクを排除しきれません。

そのため、水質の変化傾向をリアルタイムで把握する重要性が高まっています。

しかし従来の手法では、水質監視ポイントの増設や管理者の増員に伴うコストが課題となり、現実的な対策を講じることが難しい状況でした。

工場から河川へ排水される様子
図1:適切な排水管理が求められる工場の放流口

コストパフォーマンスを追求したオプテックスの濁度計

オプテックスの濁度計は、独自の赤外線センシング技術により、水質管理DXにおける「データ収集」を支える基盤機器です。
当社のIoT無線技術やクラウドサービスと連携することで、従来は高コストになりがちだった多地点での遠隔監視体制を低コストで構築でき、水質異常の早期発見と事故リスク低減に向けた初動対応を迅速化できます。


水質管理のデジタル化において、現場での「継続的な測定」は大きな障壁でした。
オプテックスの濁度計は、以下の3つの特長により、手動測定から自動管理へのスムーズな移行を支援する基盤製品です。

  • 多地点監視を容易にするコンパクト設計
    手のひらサイズの投げ込み式センサーのため、大規模な工事を伴わずに設置箇所を増やせます。
    これにより、工場内の工程ごとにきめ細かなデジタル化が可能です。
  • 保守工数を削減する高い耐久性
    過酷な排水環境下でも安定して稼働する設計により、メンテナンス頻度を低減します。
    人手不足が深刻な現場でも、少人数での自動監視を可能にします。
  • データの信頼性を守る自動洗浄機能
    定期的に測定面を清掃する自動ワイパー機能を内蔵し、汚れの付着を抑制。安定したデータ取得を実現します。
ワイパーで汚れを除去した検知窓
図2:ワイパーで窓の汚れを除去。中央の丸い部分が測定面

濁度計による工場排水の最適管理

工場における濁度計の設置ポイントと監視システム構成図
図3:濁度計を活用した水質監視・制御システムの全体像

濁度計による工場排水の最適管理とは、工場の取水から放流に至る各工程に濁度計を設置し、濁度の変動を常時リアルタイムで監視・制御する仕組みです。
オプテックスのIoT技術を導入することで、異常検知の迅速化と排水処理の自動化が可能となり、水質事故に伴う賠償リスクの最小化と管理コストの削減を同時に実現します。

主要な9つの活用シーンと導入効果

  1. 工場用水の取水監視
    取水時の濁度を常時監視し、急激な水質変化による設備トラブルや工程内への汚濁流入を未然に防止できます。
  2. 製造ラインごとの濁度監視
    排水処理に異常が発生した際の原因箇所を容易に特定できます。
    一次処理施設を監視することで、最終処理施設の運転を安定化させます。
  3. 冷却塔の濁度監視
    薬品洗浄後の濁度濃度に応じて、ブロー水量の調節やろ過装置の稼働を自動制御し、水資源の効率的な利用を促進します。
  4. 雨水ピットのバルブ制御
    高濃度の初期雨水のみを処理施設に送り、規定値以下の場合は河川放流する切り替え制御により、処理設備の負荷を軽減します。
  5. 工程外排水のトータル管理
    製造工程だけではなく、浄化槽や付帯設備からの排水も一括監視。工場全体の排水管理DX(デジタルトランスフォーメーション)を推進します。
  6. 凝集剤投入の最適化
    排水の正確な濃度を把握することで、適量の薬剤投入を実現。安定した水質確保と薬剤コストの削減を両立します。
  7. 汚泥界面の段階的把握
    沈殿槽内の汚泥界面を監視します。二〜三段階の深さにセンサーを分散して設置することで、界面の上昇を段階的に把握。
    汚泥の引き抜き工程を最適化し、処理水の品質低下を未然に防ぎます。
  8. 汚泥の越流監視
    汚泥の流出(キャリーオーバー)を検知し、排水の停止や処理原水への返送を迅速に行うことで、深刻な水質事故を未然に防ぎます。
  9. 放流水の最終監視
    河川に放流する処理水の品質を最終確認します。
    法令遵守の徹底と、周辺環境および社会的信頼の維持に寄与します。

トータルな水質監視をIoTで遠隔監視

IoTを活用したトータル水質監視とは、濁度以外にSS(浮遊懸濁物質)、DO(溶存酸素)、pHなどの多項目をセンサーで自動計測し、クラウド上で一元管理するソリューションです。
IoT無線通信により遠隔地からリアルタイムで監視可能な体制を低コストで構築でき、工場排水管理のDX(デジタルトランスフォーメーション)を強力に推進します。


オプテックスのWATER itデータマネジメントサービスは、現場の多様なニーズに応えるため、幅広い測定機器をラインアップしています。
収集した水質データは工場内にとどまらず、インターネットを介して離れた場所からも常時モニタリングが可能です。

  • シームレスなデータ連携:専用ゲートウェイに接続するだけで、測定データはクラウドサーバーへ自動送信されます。
  • 運用コストの最適化:シンプルなシステム構成により、導入および運用にかかるコストを最小限に抑えつつ、複数拠点の水質状況を統合的に監視できます。
  • 監視領域の拡大:従来は巡回や監視が困難だった遠隔地や複数の放流口も、24時間の遠隔監視体制に組み込むことが可能です。
IoT技術を用いた複数拠点の水質一元監視システム図
図4:IoT無線通信を活用した水質監視ネットワークの全体像

水質管理をDX化する「WATER it データマネジメントサービス」

製品の導入検討や詳細な技術仕様については、以下の特別サイトよりご確認ください。

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よくあるご質問

濁度とは何ですか? SSとの違いは?

濁度とは、水中に含まれる微細な粒子による「濁りの程度」を示す指標です。
一方、SS(Suspended Solids:浮遊懸濁物質)は、水中に溶解せず浮遊している粒子の総量を質量(mg/L)で表します。
濁度が視覚と対応する濁りの程度を測定するのに対し、SSは浮遊物質を質量として測定する点に、定義上の違いがあります。


濁度の測定基準には、JIS(日本産業規格)等で規定された以下の標準液が用いられます。
使用する基準によって測定結果が異なるため、用途に応じた選定が必要です。

  • ポリスチレン濁度標準:上水道の測定などで広く用いられ、単位は「度」で表記します。
  • カオリン濁度標準:精製水1L中に1mgのカオリンが含まれる状態を1度とし、単位は「mg/L」です。
  • ホルマジン濁度標準:JISに規定されたホルマジン溶液を基準とし、単位は「ホルマジン度(NTU/FNU)」となります。
濁度とSSには相関性があるのですか?

濁度とSSは測定原理が異なるため厳密には別物ですが、多くの現場において高い相関性が認められます。
一般的に濁度の数値が上昇すればSSの数値も比例して高くなる傾向があるため、リアルタイム監視が容易な濁度計をSSの代替指標として運用するケースが非常に多くなっています。

水質測定以外に、薬剤の残量管理などにも使用できますか?

アナログ4-20mA出力信号を保有する機器であれば、オプテックスのIoT無線ユニット(Gateway)を接続することで薬剤残量の監視も可能です。
水質データと合わせて一元管理することで、薬剤投入量の最適化や補充タイミングの自動化など、現場管理の効率化を支援します。

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