JP4746385B2

JP4746385B2 - 水処理プラントに適用する凝集剤注入制御装置

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Publication number: JP4746385B2
Application number: JP2005255234A
Authority: JP
Inventors: 勝也横川; 卓毛受; 清一村山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2025-09-02
Also published as: JP2007061800A

Description

本発明は、例えば浄水場などの水処理プラントに適用し、凝集剤注入の制御を行なうための凝集剤注入制御装置に関する。

一般的に、浄水場などの水処理プラントでは、原水に含まれる懸濁浮遊物などを沈降除去するためのプロセスがある。このプロセスには、除去効率を高めるために、凝集剤と称する薬剤を注入して、フロックを形成して沈降速度を上げる凝集プロセス操作が含まれている。

凝集プロセス操作では、原水の水質（濁度、ＰＨ、水温など）に基づいた適正な凝集剤の注入率（即ち、注入量）を算出して制御するフィードフォワード制御方式が採用されている。この場合、注入率を演算するためのパラメータを同定する処理が必要となる。

先行技術としては、原水の水質及び現時点の凝集剤注入率から、ニューラルネットワーク方式を利用して、将来の処理水質を予測し、目標水質と予測した処理水質との偏差を演算して、偏差が所定の範囲内に収まるようにニューラルネットワークの再学習を実行することで、パラメータを自動調整する装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開平１１−２３３５１号公報

前述の先行技術などにより、適切な凝集剤注入率を演算する凝集プロセス操作が可能である。しかしながら、水質変化(取水系統の変更)や設備条件の変化があった場合には、その都度、注入率を演算するためのパラメータの設定値を調整する必要がある。このパラメータの調整は、多くの作業時間を要するだけでなく、制御技術やプラントノウハウに精通している必要があるため、困難な作業である。

そこで、本発明の目的は、凝集剤注入率の演算に必要なパラメータの調整を自動的に実行できるようして、原水の水質に基づいた適切な凝集剤注入制御を効率に行なうことができる凝集剤注入制御装置を提供することにある。

本発明によれば、例えば浄水場などの水処理プラントにおいて、凝集剤注入率の演算に必要なパラメータの調整を自動的に実行できることにより、原水の水質に基づいた適切な凝集剤注入制御を効率に行なうことができる凝集剤注入制御装置を提供できる。

本発明の観点に従った凝集剤注入制御装置は、水処理プラントの凝集剤注入設備を制御する凝集剤注入制御装置において、前記水処理プラントで処理される原水濁度を計測する濁度計測手段と、凝集剤注入設備から凝集剤が注入されたときの実績値データとして、当該凝集剤の注入率データ及び前記濁度計測手段により計測された原水濁度の計測値データを蓄積するデータ記憶手段と、前記濁度計測手段により計測される原水濁度及び前記データ記憶手段に記憶された前記実績値データに基づいて、前記原水濁度の適正値に従って前記凝集剤の注入率を算出するための適正なパラメータを同定する最適パラメータ設定手段と、前記最適パラメータ設定手段により設定されたパラメータを使用して、前記凝集剤の注入率を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された前記凝集剤の注入率に基づいて、前記凝集剤注入設備からの凝集剤の注入を制御する手段とを具備し、前記最適パラメータ設定手段は、前記原水濁度の適正値に基づいて既定のパラメータが適当であるか否かを判定し、当該判定結果が不適当である場合には、パラメータ修正要求を出力するパラメータ修正可否判定手段と、前記パラメータ修正可否判定手段からのパラメータ修正要求に応じて、前記データ記憶手段から前記原水濁度が前記適正値以下となる前記実績値データを抽出する適正データ選定手段と、前記適正データ選定手段により選定された前記実績値データに基づいて、修正用パラメータを算出するパラメータ同定手段とを備えた構成である。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に関する浄水場（水処理プラント）１及び凝集剤注入制御装置２０の構成を示す図である。

浄水場１では、着水井３、活性炭接触池４、混和池５、フロック形成池６、及び沈殿池７が設けられて、取水プロセス、凝集剤注入プロセス、フロック形成プロセス、沈殿ろ過プロセスなどの複数の浄水プロセスが行なわれる。

取水プロセスでは、例えば、複数の取水源Ａ系〜Ｄ系から原水が取水されて、それぞれ配管を通じて着水井３に流入される。各取水源Ａ系〜Ｄ系からの原水は、それぞれの配管に設けられた流量計２ａ〜２ｄにより測定されている。流量計２ａ〜２ｄからの取水流量データは、プラントデータとして凝集剤注入制御装置２０に含まれるデータ計測部２１に送られる。

着水井３に取水された原水は、活性炭接触池４での活性炭吸着プロセスにより、消臭などの処理がなされる。活性炭接触池４では、サンプリングポンプ４ａにより原水サンプルが取り出されて、水温計８、濁度計９、ＰＨ計１０により原水の水温、濁度、ＰＨが測定される。これらの測定値は、プラントデータとしてデータ計測部２１に送られる。

活性炭接触池４からは、配管を通じて混和池５に流入される。配管に設けられた流量計１１により測定された流入流量データは、プラントデータとしてデータ計測部２１に送られる。混和池５では、凝集剤注入設備１３から凝集剤が注入される凝集剤注入プロセスが実行される。この凝集剤注入設備１３は注入量制御部１４を介して、後述するように、凝集剤注入制御装置２０により制御される。

混和池５で凝集剤が注入された原水は、フロック形成池６に送られる。フロック形成池６では、原水中に含まれる濁質がフロック化されるフロック形成プロセスがなされる。さらに、沈殿池７では、沈殿ろ過プロセスにより、原水の濁質除去が行なわれる。

沈殿池７の出口では、サンプリングポンプ７ａにより原水サンプルが取り出されて、沈殿池出口濁度計１２により、沈殿池出口の原水濁度が測定される。この沈殿池出口の原水濁度の測定値データは、プラントデータとしてデータ記憶部２２に蓄積される。

ここで、凝集剤注入制御装置２０は、当該沈殿池出口の原水濁度の測定値が適正値（目標値）となるように、処理すべき原水に適正な凝集剤の注入制御を実行する。なお、凝集剤としては、例えばポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）や、硫酸アルミニウム（硫酸ばんど）等が広く用いられている。

（凝集剤注入制御装置の構成）
凝集剤注入制御装置２０は、データ計測部２１、データ記憶部２２、最適パラメータ導出部２３、凝集剤注入率演算部２４、水温補正部２５、上下限リミット補正部２６、沈殿池出口の原水濁度の適正値を入力するための入力部２７、及びジャーテスト結果の入力部２８を有する。凝集剤注入制御装置２０は具体的には、コンピュータシステム及びソフトウェアをメイン要素として構成されている。

データ計測部２１は、凝集剤注入率や原水濁度などのプロセス状態量を示すプラントデータ（計測値データ）を収集して処理する。データ記憶部２２は、データ計測部２１から出力される各計測値データ（プラントデータ）をプロセス状態量の実績値として蓄積する。また、データ記憶部２２は、沈殿池出口濁度計１２により測定された沈殿池出口濁度の測定値データ、及び入力部２８から入力されたジャーテスト結果（凝集剤注入率）を記憶する。即ち、データ記憶部２２は、凝集剤注入率や各計測値データを含む実績値データを蓄積する。

ジャーテストとは、オペレータなどがサンプリングした原水濁度の測定結果に対する実際の凝集剤注入率を測定し、適正な凝集剤注入率を求めるためのテストである。データ記憶部２２は、オペレータの操作により入力部２８から入力されたジャーテスト結果（図７を参照）を記憶する。

凝集剤注入率演算部２４は、後述するように、最適パラメータ導出部２３により設定されるパラメータを使用して、原水に適正な凝集剤の注入制御を実行するための凝集剤注入率を算出する。

水温補正部２５は、データ計測部２１からの水温計測値データに基づいて、凝集剤注入率演算部２４に対して算出された凝集剤の注入率を補正するための補正値を出力する。また、上下限リミット補正部２６は、凝集剤注入率演算部２４により算出された凝集剤注入率に対して、予め設定されている基準許容範囲に基づいて、上限及び下限を超える値を補正する。即ち、上下限リミット補正部２６は、凝集剤注入率演算部２４により算出された注入率に基づいて凝集剤注入設備１３から出力される注入量が許容範囲内であるか否かを判定し、当該判定結果が許容範囲外の場合に演算部２４の演算出力を許容範囲内になるように修正する。

最適パラメータ導出部２３は、パラメータ修正可否判定部２３０と、適正データ選定部２３１と、パラメータ同定部２３２とを有する。パラメータ修正可否判定部２３０は、入力部２７から入力された沈殿池出口の原水濁度の適正値に基づいて、現在のパラメータ及び凝集剤注入率が適当か否かを判定する。パラメータ修正可否判定部２３０は、不適当と判断した場合には、パラメータ修正要求を適正データ選定部２３１に出力する。

適正データ選定部２３１は、パラメータ修正可否判定部２３０からパラメータ修正要求があった場合に、データ記憶部２２に蓄積されている実績値データの中から、ＰＨや水温などが異常な値でなく、かつ、沈殿池出口の原水濁度が適正値以下の実績値データのみを抽出する。

パラメータ同定部２３２は、適正データ選定部２３１から抽出された実績値データに基づいて、後述する調整パラメータａ，ｂ，ｎを同定（または修正）する。また、パラメータ同定部２３２は、適正データ選定部２３１から抽出された実績値データに含まれる凝集剤注入率から、水温補正部２５により出力される補正値を除いた凝集剤注入率を使用してパラメータを同定する。

（凝集剤注入制御装置の動作）
凝集剤注入制御装置２０は、混和池５での凝集剤注入プロセスの実行時に、凝集剤注入設備１３から供給される凝集剤の注入率（注入量）を制御する。浄水場では、処理された浄水の濁質に影響を及ぼす要素(外乱)としては、原水濁度や水温、原水ＰＨ、混和池５（攪拌池）での攪拌強度、沈殿池の状態などに応じて、適切な凝集剤を注入する必要がある。

ここで、凝集剤注入設備１３から凝集剤の注入が行なわれたことによる影響（効果）が、沈殿池出口の原水濁度の計測値（濁度計１２の出力）に現れるまでには、処理流量によっても異なるが一般的には、３〜４時間程度かかる。このため、沈殿池出口の原水濁度の計測値に基づいて凝集剤注入率を演算するフィードバック制御方式では、適切な凝集剤注入を実施することはできない。従って、凝集剤注入制御装置２０は、原水の水質に関する各計測値（原水濁度、水温、原水ＰＨ）から注入すべき凝集剤の注入率を演算して、適切な凝集剤の注入制御をフィードフォワード制御で実行する。

なお、当該フィードフォワード制御では、制御対象は、凝集剤注入プロセス（凝集剤注入点(混和池５)から沈殿池７の出口）である。制御入力は凝集剤注入率であり、制御出力は沈殿池出口の濁度（濁度計１２の測定値）である。外乱としては、原水濁度、水温、原水ＰＨなどである。

（凝集剤注入率の演算処理）
凝集剤注入制御装置２０では、凝集剤注入率演算部２４は、下記式（１）に示すような一般的な演算式により、原水濁度に基づいた適切な凝集剤注入率を導出する。

凝集剤注入制御装置２０は、当該調整パラメータａ，ｂ，ｎを適切に設定することにより、原水の濁度を適正値にするための凝集剤注入の制御を行なう。調整パラメータａ，ｂ，ｎは、最適パラメータ導出部２３により同定されて、凝集剤注入率演算部２４に設定される。

以下、図３のフローチャートを参照して、最適パラメータ導出部２３のパラメータ同定処理の手順を説明する。

まず、パラメータ修正可否判定部２３０は、現在の凝集剤注入率演算部２４でのパラメータ及び凝集剤注入率が適当か否かを判定する（ステップＳ１）。パラメータ修正可否判定部２３０は、不適当と判断した場合には、適正データ選定部２３１にパラメータ修正要求を出力する（ステップＳ１のＮＯ）。

パラメータ修正可否判定部２３０は、具体的判定方法として、現時点における濁度計１２から出力される沈殿池出口の原水濁度の計測値と、入力部２７から入力された沈殿池出口の原水濁度の適正値とを比較し、当該適正値の方が小さい場合にパラメータ修正要求を出力する。

適正データ選定部２３１は、パラメータ修正可否判定部２３０からパラメータ修正要求があると、データ記憶部２２に蓄積されている実績値データの中から、原水ＰＨや水温などが異常な値でなく、かつ、沈殿池出口の原水濁度が適正値以下の実績データのみを抽出する（ステップＳ２）。

ここで、適正データ選定部２３１は、データ記憶部２２から、指定された条件（ＰＨや天候・季節などの条件)に合致する実績値データのみを抽出することも可能である。また、適正データ選定部２３１は、原水濁度の計測点（９）から沈殿池出口の濁度計測点（１２）までの処理水の滞留時間を考慮して、データ記憶部２２から、その滞留時間分だけデータを時間的に移動させた実績値データを抽出することも可能である。さらに、適正データ選定部２３１は、複数の取水系統Ａ系〜Ｄ系の取水割合の値に基づいて、データ記憶部２２から適正な実績値データを選定することが可能である。またさらに、適正データ選定部２３１は、データ記憶部２２からジャーテスト結果が妥当である実績値データを抽出することも可能である。

パラメータ同定部２３２は、適正データ選定部２３１から抽出された実績値データに基づいて、調整パラメータａ，ｂ，ｎを同定する（ステップＳ３）。具体的方法としては、下記のような最小二乗法を適用した方法がある。

即ち、対象である前記式（１）に示すモデル式の対数をとると、下記式（２）に示すような式に変形できる。

適正データ選定部２３１は、抽出された実績値のＰ，Ｔｂに基づいて、二乗誤差が最小になるようパラメータａ，ｂ，ｎを決定する（ステップＳ４のＹＥＳ，Ｓ５）。

ここでは、仮に未知パラメータｂが定数である場合のパラメータ同定方法について述べる。「ｙi＝log(Al₂O₃-b)」、「A＝log a、xi＝log Tb」とすると、下記式（３）として表現できる。

よって、評価規範である二乗誤差Ｊは、下記式（４）により算出できる。

これは２次形式であるので、未知パラメータθに関して微分して０とおくことにより、最小二乗誤差を計算できる。

これを展開すると、下記式（６）となる。

さらに計算を進めると、下記式（７）に示すような結果を得る。

したがって、未知パラメータｂを固定すると、演算式が線形になるため、最小二乗法によって未知パラメータａ，ｎを一意に求解可能である。パラメータｂも同時に調整する場合には、パラメータｂを適当な範囲で変化させ、Ｊの値が最小となる時のａ，ｂ，ｎをパラメータとして出力する。

凝集剤注入率演算部２４は、パラメータ同定部２３２からの出力であるパラメータ（ａ，ｂ，ｎ）と原水濁度の値に基づいて、適正な沈殿池出口の原水濁度となるよう注入すべき凝集剤注入率を前記式（１）式により演算する。

注入量制御部１４は、凝集剤注入率演算部２４により算出された凝集剤注入率に基づいて、凝集剤注入設備１３からの凝集剤注入量を制御する。即ち、凝集剤注入設備１３は、凝集剤注入率演算部２４により算出された凝集剤注入率になるように、混和池５の流入流量を加味して適切な凝集剤を注入する。

但し、一般的に、凝集剤注入設備１３は凝集剤注入可能な範囲が定められているため、前述したように、上下限リミット補正部２６は凝集剤注入設備１３で注入可能な範囲内であるかを確認し、範囲外であった場合は、範囲内になるよう修正する。具体的には、凝集剤注入設備１３の最大及び最小の注入量が決まっている場合が多いため、その範囲外の注入量となった場合、例えば、最大注入量を超えた場合は最大注入量で注入するよう補正を行う。

また、原水水温が低い場合、凝集効率が低下することが知られている。パラメータ同定部２３２は、前述の水温補正部２５により、原水水温に応じて凝集剤注入率の演算式が変化する場合には、データ計測部２１により計測される原水の水温データと凝集剤注入率演算部２４からの出力に基づいて、凝集剤注入率の実績値データから水温補正分を除いてからパラメータ同定を行うことも可能である。以下、式（８）〜（１０）を参照して具体的に説明する。

即ち、パラメータ同定部２３２は、例えば、下記式（８）に示すような水温補正F(t)がある場合、ある原水水温のデータのみを抽出して、下記式（９）のように変形を行った後に、前記式（２）以降の手順に従ってパラメータ同定を行う。

ここで、F(t)の関数形は、下記式（１０）に示すように、様々のものがある。図２はその関数の一例を示す。

ここで、前記式（８）は、原水水温ｔがＴmin（例えば、５℃）未満の場合には、原水濁度に対する凝集剤注入率の基本項をＦ（ｔ）倍して注入率を増加させる事を示している。また、原水水温ｔがＴmin（たとえば、５℃）以上の場合には、Ｔmid（たとえば、２０℃）を中心として、原水水温が、Ｔmidよりも低い場合には、水温の低い割合でＦmidとＦmaxの間のある値（１以上の値）倍する事で凝集剤注入率目標値を増加させる。また、原水水温が、Ｔmidよりも高い場合には、水温の高い割合でＦmidとＦminの間のある値（１以下の値）倍して、凝集剤注入率目標値を減少させる事を示している。これにより、水温の影響が少ない安定した凝集剤注入制御を行なうことができる。

以上本実施形態によれば、原水の水質変化（濁質変化）や設備条件の変化に応じて、凝集剤注入率を算出するための適切なパラメータを自動的に調整することが可能となる。従って、凝集剤注入率の演算結果に基づいて、凝集剤注入設備１３の凝集剤注入制御（フィードフォワード制御）を常に適切に行なうことができると共に、パラメータ調整に要する作業工数の削減を実現できる。これにより、結果として、原水水質の変化や季節変動による凝集状態の変化をリアルタイムに捉えて、常に適切な凝集剤注入制御を実現することが可能となる。

［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態に関する浄水場（水処理プラント）１及び凝集剤注入制御装置２０の構成を示す図である。

本実施形態では、最適パラメータ導出部２３は、パラメータ妥当性判定部２３３を含む構成である。なお、他の構成は、図１に示すものと同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。

パラメータ妥当性判定部２３３は、パラメータ同定部２３２からの出力であるパラメータが適当であるか否かを判断する。この判断結果が適当な場合には、パラメータ同定部２３２から出力されるパラメータは、そのまま凝集剤注入率演算部２４に出力される。一方、判断結果が不適当な場合には、パラメータ妥当性判定部２３３は、適正データ選定部２３１に対して再度の実績値データの抽出要求を出力する。

以下、図５のフローチャートを参照して、本実施形態の最適パラメータ導出部２３の手順を説明する。

まず、パラメータ修正可否判定部２３０は、現在の凝集剤注入率演算部２４でのパラメータ及び凝集剤注入率が適当か否かを判定する（ステップＳ１１）。パラメータ修正可否判定部２３０は、不適当と判断した場合には、適正データ選定部２３１にパラメータ修正要求を出力する（ステップＳ１１のＮＯ）。適正データ選定部２３１は、パラメータ修正可否判定部２３０からパラメータ修正要求があると、データ記憶部２２に蓄積されている実績値データの中から、原水ＰＨや水温などが異常な値でなく、かつ、沈殿池出口の原水濁度が適正値以下の実績データのみを抽出する（ステップＳ１２）。

パラメータ同定部２３２は、適正データ選定部２３１から抽出された実績値データに基づいて、調整パラメータａ，ｂ，ｎを同定する（ステップＳ１３）。適正データ選定部２３１は、抽出された実績値のＰ，Ｔｂに基づいて、二乗誤差が最小になるようパラメータａ，ｂ，ｎを決定する（ステップＳ１４のＹＥＳ，Ｓ１５，Ｓ１６のＹＥＳ）。

パラメータ妥当性判定部２３３は、決定された修正後のパラメータａ，ｂ，ｎが妥当か否かを判定する（ステップＳ１７）。判定結果が適当な場合には、パラメータ同定部２３２から出力されるパラメータは、そのまま凝集剤注入率演算部２４に出力される（ステップＳ１７のＹＥＳ）。一方、判断結果が不適当な場合には、パラメータ妥当性判定部２３３は、適正データ選定部２３１に対して再度の実績値データの抽出要求を出力する（ステップＳ１７のＮＯ）。

適正データ選定部２３１は、前回のデータ抽出条件とは異なる条件で、データ記憶部２２から実績値データを抽出し、パラメータ同定部２３２に出力する。パラメータ妥当性判定部２３３は、修正前及び修正後の各パラメータを用いた場合の前記式（１）による演算結果の誤差を比較し、修正後の方が高精度であれば、そのパラメータは適当であると判断する。この場合、精度とは、演算結果である凝集剤注入率の上昇率を意味し、この上昇率が高いほど高精度となる。

なお、パラメータ妥当性判定部２３３は、判定結果が不適当である場合は、パラメータ修正前及び修正後の各パラメータ、及び不適当であると判断した理由を、例えばディスプレイを備えた出力装置（図示せず）に出力する。これにより、オペレータは、出力装置に出力された不適当であると判断した理由に基づいて、パラメータを修正するか否かを決定することができる。この場合、パラメータ同定部２３２ではなく、オペレータが入力装置（図示せず）から修正用パラメータを凝集剤注入率演算部２４に設定してもよい。

以上のように本実施形態によれば、パラメータ修正後のパラメータの妥当性を判断することにより、より適切な凝集剤注入制御を実現することができる。

［第３の実施形態］
図６は、第３の実施形態に関する浄水場（水処理プラント）１及び凝集剤注入制御装置２０の構成を示す図である。

本実施形態では、凝集剤注入制御装置２０は、オペレータに対して原水の凝集状態を提示するための表示部２９を含む構成である。なお、他の構成は、図４に示すものと同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態の表示部２９は、入力部２８から入力されるジャーテスト結果に基づいて、現在の凝集剤注入率が過少注入なのか過剰注入なのかを判断するために、例えば図７に示すように、前記現在の凝集剤注入率と前記原水濁度の計測結果の関係を表示する。即ち、表示部２９は、オペレータに対して、現在の凝集剤注入率と原水の凝集状態を提示することができる。ジャーテストとは、前述したように、オペレータなどがサンプリングした原水濁度の測定結果に対する実際の凝集剤注入率を測定し、適正な凝集剤注入率を求めるためのテストである。

ここで、ジャーテストでは、採水した処理水に注入する凝集剤注入率をある範囲内で適当に変化させ、どの注入率が適切かを判断するためのオペレータによるテストである。この場合、凝集剤注入率が少ないために原水濁質が高くなるだけでなく、注入率が多すぎても原水濁質が高くなることが確認されている。したがって、本実施形態の表示部２９が、図７に示すように、ジャーテストの結果から現在の注入率が反応のどの位置にいるのかを例えばグラフ表示することにより、オペレータは、現在の凝集剤注入率が過少注入なのか過剰注入なのかを判断することができる。

以上要するに本実施形態であれば、ジャーテストの結果から、現在の凝集剤注入率に対する原水の凝集状況を把握することができる。

なお、前述の第１から第３の実施形態において、最適パラメータ導出部２３のパラメータ同定処理は、コンピュータシステムにより実現される場合について説明したが、これに限ることなく、通信回線を介して接続されるサーバにより実現される構成でもよい。具体的には、例えばインターネット経由で、ＡＳＰ（Application Service Provider）から動的に作成されたＨＴＭＬにより、プロセスモデル同定演算により得られたパラメータが提供される構成である。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に関する凝集剤注入制御装置の構成を示す図。本実施形態に関する水温補正関数の一例を示す図。本実施形態に関するパラメータ同定処理の手順を説明するためのフローチャート。第２の実施形態に関する凝集剤注入制御装置の構成を示す図。第２の実施形態に関するパラメータ同定処理の手順を説明するためのフローチャート。第３の実施形態に関する凝集剤注入制御装置の構成を示す図。第３の実施形態に関するジャーテスト結果を示す図。

符号の説明

１…浄水場、１３…凝集剤注入設備、２０…凝集剤注入制御装置、２１…データ計測部、
２２…データ計測部、２２…データ記憶部、２３…最適パラメータ導出部、
２４…凝集剤注入率演算部、２５…水温補正部、２６…上下限リミット補正部、
２７，２８…入力部、２９…表示部、２３０…パラメータ修正可否判定部、
２３１…適正データ選定部、２３２…パラメータ同定部、
２３３…パラメータ妥当性判定部。

Claims

水処理プラントの凝集剤注入設備を制御する凝集剤注入制御装置において、
前記水処理プラントで処理される原水濁度を計測する濁度計測手段と、
凝集剤注入設備から凝集剤が注入されたときの実績値データとして、当該凝集剤の注入率データ及び前記濁度計測手段により計測された原水濁度の計測値データを蓄積するデータ記憶手段と、
前記濁度計測手段により計測される原水濁度及び前記データ記憶手段に記憶された前記実績値データに基づいて、前記原水濁度の適正値に従って前記凝集剤の注入率を算出するための適正なパラメータを同定する最適パラメータ設定手段と、
前記最適パラメータ設定手段により設定されたパラメータを使用して、前記凝集剤の注入率を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された前記凝集剤の注入率に基づいて、前記凝集剤注入設備からの凝集剤の注入を制御する手段とを具備し、
前記最適パラメータ設定手段は、
前記原水濁度の適正値に基づいて既定のパラメータが適当であるか否かを判定し、当該判定結果が不適当である場合には、パラメータ修正要求を出力するパラメータ修正可否判定手段と、
前記パラメータ修正可否判定手段からのパラメータ修正要求に応じて、前記データ記憶手段から前記原水濁度が前記適正値以下となる前記実績値データを抽出する適正データ選定手段と、
前記適正データ選定手段により選定された前記実績値データに基づいて、修正用パラメータを算出するパラメータ同定手段と
を含むことを特徴とする凝集剤注入制御装置。
前記適正データ選定手段は、指定されたＰＨ、天候、季節の条件に合致する前記実績値データを抽出することを特徴とする請求項１に記載の凝集剤注入制御装置。
前記適正データ選定手段は、前記水処理プラントにおいて前記原水濁度の計測点から沈殿池出口の濁度計測点までの処理水の滞留時間を考慮して、その滞留時間分だけ前記実績値データを時間的に移動させた実績値データを抽出することを特徴とする請求項１に記載の凝集剤注入制御装置。
前記水処理プラントに含まれる沈殿池出口に設けられた出口濁度計測手段と、
前記沈殿池出口の原水濁度の適正値を入力するための入力手段とを有し、
前記データ記憶手段は、前記出口濁度計測手段により計測された前記沈殿池出口の原水濁度の計測値データを記憶し、
前記最適パラメータ設定手段は、前記データ記憶手段により記憶された前記沈殿池出口の原水濁度の計測値データに基づいて前記パラメータを算出し、
前記演算手段は、前記入力手段により入力される前記沈殿池出口の原水濁度の適正値及び前記パラメータに基づいて、前記凝集剤の注入率を算出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の凝集剤注入制御装置。
前記演算手段により算出された前記凝集剤の注入率に基づいて前記凝集剤注入設備から出力される注入量が許容範囲内であるか否かを判定し、当該判定結果が許容範囲外の場合に前記演算手段の演算出力を許容範囲内になるように修正する上下限リミット補正手段を有することを特徴とする請求項１に記載の凝集剤注入制御装置。
前記水処理プラントで処理される原水の水温を計測する水温計測手段と、
前記水温計測手段により計測された水温データに基づいて、前記演算手段により算出される前記凝集剤の注入率を補正するための補正値を出力する水温補正手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の凝集剤注入制御装置。
前記最適パラメータ設定手段は、
前記実績値データに含まれる前記凝集剤の注入率から前記水温補正手段により出力される補正値を除いた前記注入率を使用して前記パラメータを同定するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の凝集剤注入制御装置。
前記最適パラメータ設定手段は、
前記パラメータ同定手段からの出力であるパラメータが適当であるかを判断し、当該禁断結果が不適当な場合は、前記適正データ選定手段に対して再度の前記実績値データの抽出要求を出力するパラメータ妥当性判定手段を含み、
前記適正データ選定手段は、前回のデータ抽出条件とはことなる条件で前記データ記憶手段から前記実績値データを抽出し、その結果を前記パラメータ同定手段へ出力することを特徴とする請求項１に記載の凝集剤注入制御装置。
前記パラメータ妥当性判定手段は、
前記パラメータ同定手段からの出力であるパラメータが不適当である場合は、パラメータ修正前及び修正後の各パラメータ、及び不適当であると判断した理由を出力する手段を含むことを特徴とする請求項８に記載の凝集剤注入制御装置。
ジャーテストの結果に基づいて、現在の凝集剤注入率が過少注入または過剰注入であるかを判断するために、前記現在の凝集剤注入率と前記原水濁度の計測結果の関係を表示する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の凝集剤注入制御装置。
前記水処理プラントは複数の取水系統を有し、
前記適正データ選定手段は、前記各取水系統の取水割合の値に基づいて、前記データ記憶手段から適正な実績値データを選定することを特徴とする請求項１に記載の凝集剤注入制御装置。
ジャーテストの結果を前記データ記憶手段に記憶させる入力手段を有し、
前記適正データ選定手段は、前記データ記憶手段から前記ジャーテストの結果が妥当である実績値データを抽出し、前記パラメータ同定手段に出力することを特徴とする請求項１に記載の凝集剤注入制御装置。