図面 (/)

技術 膜ろ過処理装置の運転支援装置

出願人 株式会社日立製作所
発明者 井出康一郎陰山晃治渡辺昭二武本剛
出願日 2007年6月19日 (11年4ヶ月経過) 出願番号 2007-160842
公開日 2009年1月8日 (9年9ヶ月経過) 公開番号 2009-000580
状態 拒絶査定
技術分野 半透膜を用いた分離 凝集又は沈殿
主要キーワード 抵抗定数 上昇比率 減少比率 装置スペック 運転条件情報 電力量料金単価 グラフィックパネル 予測時期
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年1月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (12)

課題

膜ろ過処理装置運転制御のための処理費用を低減できる運転支援装置を提供する。

解決手段

インタフェイスを介して入力される、原水をろ過する膜ろ過処理装置の膜間差圧とろ過流量を含む膜ろ過処理装置の現状運転情報と、配水池水位情報と、予め与えられる計画水量情報から求められるろ過時の膜間差圧の過去からの上昇比率又はろ過流量の過去からの減少比率、前記計画水量情報に基づき、消費電力の大きい洗浄工程を電力料金の低い夜間に、消費電力の小さいろ過工程を電力料金の高い昼間に運用した時の、少なくともろ過時間を含んだ膜ろ過処理装置の推奨運転量と、少なくとも洗浄時間を含んだ洗浄処理装置の推奨運転量を算出する算出手段を備えた。

概要

背景

水をろ過して浄化するろ過工程で濁質や有機物から成る湿潤ケークにより、膜ろ過処理装置の膜に目詰まりが発生し、膜間差圧が上昇するため、ろ過水量が低下する。膜間差圧を低下させてろ過流量を回復するために、逆洗工程でろ過水を逆流させ、膜に付着したケークを除去する。原水が浄化される過程で、このろ過工程と逆洗工程が繰り返される。逆洗を実施しても膜間差圧が所定の値まで戻らない場合には薬品洗浄を実施し、薬品洗浄を実施しても膜間差圧が所定の値まで戻らない場合には膜モジュール交換する。ろ過時間と逆洗時間はタイマーで設定されることが多く、ろ過時間は30〜90分程度、逆洗時間は15〜30秒程度が多く見られる値である。

表流水を原水とした浄水場では、膜ろ過処理装置の前段に濁質除去のための前処理装置が備えられることが多い。前処理として代表的な凝集沈澱処理では、凝集剤を原水に注入して濁質や有機物を沈殿除去する。この処理によって後段の膜ろ過処理装置にかかる水質負荷を低減できるため、膜ろ過処理装置の目詰まり抑制や動力費低減の効果が期待できる。

浄水場における原水をろ過する膜ろ過処理装置のろ過処理にかかる消費電力は、凝集沈殿ろ過処理装置におけるろ過処理に比べて大きく、多量の電力消費する。そのため、電力量を抑えることが不可欠であり、近年、〔特許文献1〕に記載のように、総合処理費膜ろ過処理費の合計が最適になるように、ろ過工程で消費電力の最も大きい加圧ポンプの消費電力と洗浄工程で消費電力の最も大きい逆洗ポンプの消費電力の和によるろ過工程と逆洗工程から構成される1サイクルでの消費電力量を費用換算し、これを小さくするようにろ加圧ポンプ運転時間t1と逆洗ポンプ運転時間t2を最適化する最適解探索アルゴリズムを備えたシステムがある。

また、膜ろ過処理装置と前処理装置の凝集剤注入量制御に関する従来の技術として、〔特許文献2〕に記載のように、凝集剤注入量を原水の色度濁度の値に基づいて制御することで、膜の目詰まりを抑制可能とするものがある。

特開2006−21093号公報
特開平8−229554号公報

概要

膜ろ過処理装置の運転制御のための処理費用を低減できる運転支援装置を提供する。インタフェイスを介して入力される、原水をろ過する膜ろ過処理装置の膜間差圧とろ過流量を含む膜ろ過処理装置の現状運転情報と、配水池水位情報と、予め与えられる計画水量情報から求められるろ過時の膜間差圧の過去からの上昇比率又はろ過流量の過去からの減少比率、前記計画水量情報に基づき、消費電力の大きい洗浄工程を電力料金の低い夜間に、消費電力の小さいろ過工程を電力料金の高い昼間に運用した時の、少なくともろ過時間を含んだ膜ろ過処理装置の推奨運転量と、少なくとも洗浄時間を含んだ洗浄処理装置の推奨運転量を算出する算出手段を備えた。

目的

本発明の目的は、膜ろ過処理装置の運転制御のための処理費用を低減できる運転支援装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

インタフェイスを介して入力される、原水をろ過する膜ろ過処理装置膜間差圧とろ過流量を含む膜ろ過処理装置の現状運転情報と、配水池水位情報と、予め与えられる計画水量情報から求められるろ過時の膜間差圧の過去からの上昇比率又はろ過流量の過去からの減少比率、前記計画水量情報に基づき、消費電力の大きい洗浄工程を電力料金の低い夜間に、消費電力の小さいろ過工程を電力料金の高い昼間に運用した時の、少なくともろ過時間を含んだ膜ろ過処理装置の推奨運転量と、少なくとも洗浄時間を含んだ洗浄処理装置の推奨運転量を算出する算出手段を備えた膜ろ過処理装置の運転支援装置

請求項2

インタフェイスを介して入力される、原水をろ過する膜ろ過処理装置の膜間差圧とろ過流量を含む膜ろ過処理装置の現状運転情報と、配水池の水位情報と、予め与えられる計画水量情報から求められるろ過時の膜間差圧の過去からの上昇比率又はろ過流量の過去からの減少比率、前記計画水量情報に基づき、少なくともろ過時間を含んだ膜ろ過処理装置の推奨運転量と、少なくとも洗浄時間を含んだ洗浄処理装置の推奨運転量、膜ろ過処理装置の推奨運転量のときの膜ろ過処理装置の運転費用である膜ろ過処理費情報と、前記洗浄処理装置の推奨運転量のときの洗浄処理装置の運転費用である洗浄処理費情報を計算する算出手段と、算出手段で算出された前記膜ろ過処理費情報と洗浄処理費と膜ろ過処理装置の推奨運転量と洗浄処理装置の推奨運転量を画面に表示する表示装置と、を備えた膜ろ過処理装置の運転支援装置。

請求項3

ろ過処理装置からの現状運転情報と、予め与えられる計画水量情報と、水池から取り込む配水池水位情報を入力するためのインタフェイスと、該インタフェイスを介して入力された前記各情報から、膜ろ過処理によるろ過流量予測情報と、膜洗浄処理による洗浄流量予測情報と、膜ろ過処理費予測情報と、洗浄処理予測情報を算出し、洗浄工程に比べ消費電力の低いろ過工程は夜間より契約電力の高い昼間に優先的に行われ、洗浄工程は夜間に行われるとしたときの過去5日の日平均配水量により予測配水量を計算し、全流量ろ過を対象としたルースモデルを用いて、ろ過時の膜間差圧に対する単位時間あたりのろ過流量を計算し、該ろ過流量により加圧ポンプ消費されるろ過電力を求め、逆洗時の逆洗ポンプの消費電力を算出し、ろ過工程と洗浄工程からなるサイクルの必要な電力量を算出する算出手段を備えた膜ろ過処理装置の運転支援装置。

請求項4

前記算出手段は、昼間と夜間の契約電力料金の切り替わり時刻配水予測値と配水実測値乖離度の検出、配水池水位異常によるろ過工程、又は洗浄工程の緊急切換時の状態を計算するものであって、電力料金を評価指標としたろ過時間、逆洗時間等の最適解探索アルゴリズム具備している請求項3に記載の膜ろ過処理装置の運転支援装置。

請求項5

原水の濁度あるいは紫外線吸光度を含む膜ろ過処理装置の流入原水水質情報と、予め与えられる計画水量情報と、予め与えられる膜の抵抗係数とろ過係数を入力するためのインタフェイスと、該インタフェイスを介して入力された前記原水の濁度あるいは前記紫外線吸光度と、前記計画水量情報とに基づいて、前記濁度あるいは前記紫外線吸光度の関数で求まるケーク比率に基づき、ろ過時間を少なくとも含む膜ろ過処理装置の推奨運転量と、洗浄時間を少なくとも含む洗浄処理装置の推奨運転量を計算し、前記膜ろ過処理装置の推奨運転量のときの膜ろ過処理費情報と、前記洗浄処理装置の推奨運転量のときの洗浄処理費とを計算する算出手段と、前記膜ろ過処理費情報と洗浄処理費及び前記膜ろ過処理装置の推奨運転操作量を表示する表示装置と、を備えたろ過処理装置の運転支援装置。

請求項6

前記インタフェイスは、少なくとも薬品洗浄コストあるいは膜モジュール交換コストのいずれかを含んだ膜ろ過処理装置のメンテナンス情報を入力するものであって、前記算出手段が、少なくとも計画水量情報と膜ろ過処理装置のメンテナンス情報に基づき、ろ過時間を少なくとも含む膜ろ過処理装置の推奨運転量と洗浄時間を少なくとも含む洗浄処理装置の推奨運転量を算出するものである請求項1又は2に記載の膜ろ過処理装置の運転支援装置。

請求項7

前記膜ろ過処理装置の前段に濁度を除去する性能を有する前処理装置を備えるものであって、前記インタフェイスが、流入原水水質の情報を入力するものであって、前処理装置の運転条件を設定する前処理装置の運転条件設定手段と、前記算出手段が、前記計画水量情報と前記前処理装置の流入原水水質情報と、前記前処理装置の運転条件情報に基づき、前処理装置出口の水質と前処理装置による前処理費とを計算するものであって、該算出手段により算出された前処理費と前記膜ろ過処理費の合計が最適値であるか判断し、最適値で無い場合には少なくとも前処理装置運転条件設定手段へ運転条件の設定を変更する運転条件設定変更信号を出力する総合処理費判断手段と、前記前処理費と前記膜ろ過処理費の合計が最適値であった場合に前記前処理装置の運転操作量情報を表示する請求項1又は2に記載の膜ろ過処理装置の運転支援装置。

請求項8

前記膜ろ過処理装置の前段に凝集沈殿処理装置を備えたものであって、前記インタフェイスが、凝集沈殿処理装置への流入原水水質の情報を入力するものであって、前記算出手段が、前記凝集沈殿処理装置の運転条件を設定する凝集沈殿処理装置の運転条件設定手段と、前記計画水量情報と、前記凝集沈澱処理装置の流入原水水質情報と前記凝集沈殿処理装置の運転条件情報に基づき、凝集沈澱処理装置出口の水質と凝集沈澱処理装置による処理費とを計算し、前記凝集沈殿処理装置の運転条件設定手段へ運転条件の設定を変更する凝集沈殿処理運転条件の設定変更信号を出力する総合処理費判断手段とを供え、前記総合処理費判断手段で凝集沈殿処理装置の処理費と膜ろ過処理費の合計が最適値であった場合に凝集沈殿処理装置の運転操作量情報を画面に表示する請求項1又は2に記載の膜ろ過処理装置の運転支援装置。

技術分野

0001

本発明は、原水に含まれる濁質や病原虫などの分離除去のために設置される浄水場向け膜ろ過処理装置運転支援装置に関する。

背景技術

0002

水をろ過して浄化するろ過工程で濁質や有機物から成る湿潤ケークにより、膜ろ過処理装置の膜に目詰まりが発生し、膜間差圧が上昇するため、ろ過水量が低下する。膜間差圧を低下させてろ過流量を回復するために、逆洗工程でろ過水を逆流させ、膜に付着したケークを除去する。原水が浄化される過程で、このろ過工程と逆洗工程が繰り返される。逆洗を実施しても膜間差圧が所定の値まで戻らない場合には薬品洗浄を実施し、薬品洗浄を実施しても膜間差圧が所定の値まで戻らない場合には膜モジュール交換する。ろ過時間と逆洗時間はタイマーで設定されることが多く、ろ過時間は30〜90分程度、逆洗時間は15〜30秒程度が多く見られる値である。

0003

表流水を原水とした浄水場では、膜ろ過処理装置の前段に濁質除去のための前処理装置が備えられることが多い。前処理として代表的な凝集沈澱処理では、凝集剤を原水に注入して濁質や有機物を沈殿除去する。この処理によって後段の膜ろ過処理装置にかかる水質負荷を低減できるため、膜ろ過処理装置の目詰まり抑制や動力費低減の効果が期待できる。

0004

浄水場における原水をろ過する膜ろ過処理装置のろ過処理にかかる消費電力は、凝集沈殿ろ過処理装置におけるろ過処理に比べて大きく、多量の電力消費する。そのため、電力量を抑えることが不可欠であり、近年、〔特許文献1〕に記載のように、総合処理費膜ろ過処理費の合計が最適になるように、ろ過工程で消費電力の最も大きい加圧ポンプの消費電力と洗浄工程で消費電力の最も大きい逆洗ポンプの消費電力の和によるろ過工程と逆洗工程から構成される1サイクルでの消費電力量を費用換算し、これを小さくするようにろ加圧ポンプ運転時間t1と逆洗ポンプ運転時間t2を最適化する最適解探索アルゴリズムを備えたシステムがある。

0005

また、膜ろ過処理装置と前処理装置の凝集剤注入量制御に関する従来の技術として、〔特許文献2〕に記載のように、凝集剤注入量を原水の色度濁度の値に基づいて制御することで、膜の目詰まりを抑制可能とするものがある。

0006

特開2006−21093号公報
特開平8−229554号公報

発明が解決しようとする課題

0007

〔特許文献1〕に記載の技術では、膜ろ過装置によるろ過処理にかかる消費電力を低減するため、時刻季節による違いも加味し、ろ過工程と洗浄工程で構成される1サイクルでの消費電力量を小さくしようとしていた。しかし、〔特許文献1〕に記載の技術は、1サイクルごとの消費電力量に注目しているので数サイクルでの消費電力量の最適化を図るには不十分であった。

0008

本発明の目的は、膜ろ過処理装置の運転制御のための処理費用を低減できる運転支援装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

上記目的を達成するために、本発明の膜ろ過処理装置の運転支援装置は、インタフェイスを介して入力される、原水をろ過する膜ろ過処理装置の膜間差圧とろ過流量を含む膜ろ過処理装置の現状運転情報と、配水池水位情報と、予め与えられる計画水量情報から求められるろ過時の膜間差圧の過去からの上昇比率又はろ過流量の過去からの減少比率、前記計画水量情報に基づき、消費電力の大きい洗浄工程を電力料金の低い夜間に、消費電力の小さいろ過工程を電力料金の高い昼間に運用した時の、少なくともろ過時間を含んだ膜ろ過処理装置の推奨運転量と、少なくとも洗浄時間を含んだ洗浄処理装置の推奨運転量を算出する算出手段を備えたものである。

0010

また、インタフェイスを介して入力される、原水をろ過する膜ろ過処理装置の膜間差圧とろ過流量を含む膜ろ過処理装置の現状運転情報と、配水池の水位情報と、予め与えられる計画水量情報から求められるろ過時の膜間差圧の過去からの上昇比率又はろ過流量の過去からの減少比率、前記計画水量情報に基づき、少なくともろ過時間を含んだ膜ろ過処理装置の推奨運転量と、少なくとも洗浄時間を含んだ洗浄処理装置の推奨運転量、膜ろ過処理装置の推奨運転量のときの膜ろ過処理装置の運転費用である膜ろ過処理費情報と、前記洗浄処理装置の推奨運転量のときの洗浄処理装置の運転費用である洗浄処理費情報を計算する算出手段と、算出手段で算出された前記膜ろ過処理費情報と洗浄処理費と膜ろ過処理装置の推奨運転量と洗浄処理装置の推奨運転量を画面に表示する表示装置と、を備えたものである。

発明の効果

0011

本発明によれば、膜ろ過処理を有する浄水場における水運用を一日単位で管理し、消費電力の低いろ過工程をろ過流量を水需要予測に併せ決定し、それを電力料金の高い昼間に行い、配水池の水位レベルを夜間に備え高くしておくことにより、消費電力の高い洗浄工程を電力料金の低い夜間に行い昼間の膜ろ過運転時に備え、昼間に溜めた浄水配水し、一日単位での膜ろ過処理に使用する消費電力を小さくすることが可能である。

発明を実施するための最良の形態

0012

本発明の各実施例について図面を用いて説明する。

0013

図1は、本発明の実施例1である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。

0014

図1に示すように、現状の運転情報のインタフェイス12は、膜ろ過処理装置10及び配水池監視装置14と接続され、膜ろ過処理装置10からは、少なくとも膜間差圧とろ過流量を含んだ膜ろ過処理装置の現状運転情報11が、配水池監視装置14からは、少なくとも配水池水位を含んだ配水池情報13がインタフェイス12に入力される。

0015

インタフェイス12は、計算機あるいは監視制御盤に備えられたキーボード電気回路で実現され、インタフェイス12に入力される情報は、測定器等の電気的な回路での測定値、あるいは操作員が膜ろ過処理装置10と配水池監視装置14の測定値を読み取って入力した情報である。

0016

インタフェイス12は、膜ろ過処理費の低減運転操作量の算出手段17と接続され、インタフェイス12を経由した膜ろ過処理装置の運転情報11と配水池情報13は、電子化された情報として、算出手段17に入力される。ここで、電子化された膜ろ過処理装置の現状運転情報11と配水池情報13の他に、過去の運転実績情報を使用することも可能である。

0017

膜ろ過処理費の低減運転操作量の算出手段17には、計画水量情報のインタフェイス15が接続され、インタフェイス15から電子化された計画水量情報16が入力される。インタフェイス15への情報の与え方は、自動的に計算機から情報が与えられる形態と、操作員など人が値を入力する形態のいずれも可能である。

0018

算出手段17には、表示装置21が接続され、入力された膜ろ過処理装置の現状運転情報11と配水池現状情報13と計画水量情報16を用いて、算出手段17が、洗浄流量予測情報18とろ過流量予測情報19と膜ろ過処理装置の推奨運転操作量20を計算し、これらの運転を支援する情報を表示装置21に表示する。

0019

算出手段17では、以下の計算が行われる。全流量ろ過を対象とする一般的なルースのろ過モデルは数1,数2で与えられる。

0020

0021

0022

ここで、Vfは:ろ過開始後のろ液総量、Aは:膜面積、Kは:抵抗係数、Pfは:ろ過時の膜間差圧、cは:単位ろ過液量に対するケーク比率、μは:水の粘性係数、V0は:ろ過定数である。

0023

数1の中で、膜面積Aは、膜モジュールの仕様として既知であり、ろ過時の膜間差圧Pfは、膜ろ過処理装置の現状運転情報11として与えられる。ろ過開始後のろ液総量Vfは、現状運転情報11として与えられるろ過流量の積算値であり、水の粘性係数μは、物理定数として与えられる。

0024

抵抗係数kと単位ろ液量に対するケーク比率c及びろ過定数V0を現状運転情報11の値から同定する。同定には少なくとも異なった2時刻の膜間差圧、あるいはろ過流量の変化が分かればよい。

0025

浄水場では一般的に定流量ろ過が適用されることが多く、ろ過流量が一定であるように制御されるため、膜間差圧の過去からの上昇傾向あるいは上昇比率を同定に使する。一般産業向けの上水プラントでは定圧ろ過も適用されることがあるが、その場合にはろ過圧力が一定であるように制御されるため、ろ過流量の過去からの減少傾向あるいは減少比率を同定で使する。

0026

数1,数2で示すろ過モデルを用いることで、ろ過時の膜間差圧Pfに対する単位時間当たりのろ過流量dVf/dtを計算できる。ろ過に必要な加圧ポンプの動力は、吐出圧力Pfpとろ過流量dVf/dtの積に比例する。配管揚程差など膜間差圧以外のろ過時圧力損失をPf'とすると、ろ過用の加圧ポンプで消費される電力Wfは数3で与えられる。

0027

0028

ここで、k2 は比例定数である。

0029

次に、数1から逆洗モデルを数4,数5のように仮定する。

0030

0031

0032

ここで、Vbは逆洗開始後の逆洗水総量、k3 は逆洗時抵抗係数、Pbは逆洗時の膜間差圧、Vfsumは逆洗開始直前のろ液総量である。

0033

逆洗時に逆洗ポンプで消費される電力Wbは数6で与えられる。

0034

0035

ここで、k4 は比例定数、Pbpは逆洗ポンプの吐出圧力、Pb&aposは:配管や揚程差など膜間差圧以外の逆洗時圧力損失である。

0036

上述のように、基本的に夜間のtb時間に消費電力の大きい逆洗工程を行い、昼間のtf時間に消費電力の小さいろ過工程を行うので一日単位での実ろ過流量は数7となる。

0037

0038

ここで、膜ろ過処理の現状運転情報11と配水池情報13から、ろ過工程と逆洗工程を切り換えを行う緊急切替時のろ過工程時間をtv、逆洗工程時間をtuとしている。また、数7で示す流量を得るために消費される電力量は数8となる。

0039

0040

従って、膜ろ過水の単位量を作るために必要な昼間電力量U1 と夜間電力量U2 は数9,数10で示される。

0041

0042

0043

電力量U1,U2を費用に換算するため、電力量料金単価を乗ずる。昼間と夜間で電力料金単価が異なる季節別時間帯別電気契約を電力会社と結んでいる場合には、時刻や季節による違いも加味し、膜ろ過水の単位量を得るために必要な電力量料金Coを数11で求める。

0044

0045

ここで、g1(t)は昼間電力料金単価、g2(t)は夜間電力料金単価である。

0046

経済性の面から、通常は、ろ過工程を昼間、逆線工程を夜間行う。本実施例では、浄水場の運用として過去のデータから配水量予測し、昼間に配水池へろ過水を予測水位まで上がるように供給する必要がある。

0047

しかし、目づまりなどによる膜間差圧異常の現状運転情報11や予測量乖離した配水池水位情報13により切替運転を可能とする。その際のろ過時間tv,逆洗時間tuを電力量料金Coを評価指標として最適化する最適探索アルゴリズムを算出手段17に備える。

0048

探索アルゴリズムには総当り法,遺伝アルゴリズム非線形計画法最急勾配法などの数学的手段を使っても良いし、予め設定した複数の運転パターンから最適な1つを選択する方法でも良い。

0049

本実施例では、ルースのろ過モデルに基づき、少なくともろ過時間tf,tvと逆洗時間tb,tuを適正化する一例を示したが、このアルゴリズムに限定されるものfではない。

0050

過去の実績運転データを用いて同様の指標、すなわち膜ろ過水の単位量を得るための費用を算出し、そのデータを基にろ過時間tf,tvと逆洗時間tb,tuを最適化する最適解探索アルゴリズムを算出手段17に備える。

0051

このようにして求めた洗浄流量予測情報18,ろ過流量予測情報19及び膜ろ過処理装置の推奨運転操作量20は表示装置21に表示される。

0052

操作員は表示装置を見て膜ろ過処理装置10の運転条件のうち、ろ過時間,逆洗時間の設定値を調整する。

0053

膜ろ過処理装置の推奨運転操作量20には、膜ろ過水の単位量を得るための費用を最小化する情報の他、それ以外の候補や現状の操作量も比較できる画面であればなお良い。また、洗浄流量予測情報18とろ過流量予測情報19も画面に表示する。これらの情報には、少なくとも膜ろ過水の単位量を作るために必要な電力量料金、あるいは計画水量を膜ろ過した際に必要な費用が含まれる。

0054

本実施例では計算結果の表示による運転支援について説明したが、上述の計算で求めたろ過時間tf,tvと逆洗時間tb,tuの適正値に基づいて膜ろ過処理装置11を自動運転するようにしても良い。

0055

図2に表示装置の画面例を示す。表示装置21には運転操作量の一例として、ろ過流量,ろ過時間,逆洗時間,処理コスト費の現状と推奨値が示されている。表示装置は、PC,計装盤,グラフィックパネル情報携帯端末携帯電話のいずれでも良い。

0056

このように、実施例1によれば、膜ろ過処理装置10の現状運転情報に基づき、ろ過水単位量を製造するために必要な動力費を最小化できる膜ろ過処理装置10の推奨運転条件を計算し、操作員に提示することが可能となる。

0057

本発明の実施例2を図3により説明する。図3は、原水水質情報に基づいた計算を実施し、適正に運転支援するための膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。

0058

本実施例では、実施例1と異なり、算出手段17の入力情報の1つは膜ろ過処理装置の現状運転情報11ではなく、膜ろ過処理の原水水質情報のインタフェイス23を介した膜ろ過処理の原水水質情報22である。計画水量情報のインタフェイス15,膜ろ過処理費の低減運転操作量の算出手段17,表示装置21および入出力情報については実施例1と同じであり、同じ機能を有する。

0059

実施例1では、膜ろ過処理装置現状運転情報11を用いてルースのろ過モデルのパラメータを同定したが、本実施例では数1で示したルースのろ過モデルのパラメータのうち、「単位ろ液量に対して得られるケークの体積c」を原水水質の情報に基づいて求める。

0060

ケークの体積cの値は、原水の濁度,有機物,溶解性Mn濃度と関係がある。最も単純なケークの体積cは、例えば原水の濁度をTu0 として数12で求められる。

0061

0062

あるいは、膜ろ過水の濁度をTufとすると数13で求められ、数13の方がより正確である。

0063

0064

紫外線吸光度E260で計測した有機物濃度指標や溶解性Mn濃度との相関関係使い、同様にケークの体積cの値を推算しても良い。これ以外の水質項目水温,pHなどによってもケークの体積cの値が異なることもあるが、その場合には係数k5を同定することで対応可能である。

0065

数1におけるこれ以外のパラメータである抵抗係数kとろ過定数V0は、論理的には原水水質に依存しないため、膜ろ過処理装置10の運転開始時あるいは膜モジュール交換時に決定することができる。これらの値は膜パラメータのインタフェイス24から膜ろ過処理費の低減運転操作量の算出手段17に与えられる。この結果、数1の右辺の定数と係数が全て与えられることになり、dVf/dtの値は、ろ過時の膜間差圧Pfとろ過開始後のろ液総量Vfの関数として計算できる。同様にして、数2から数11までを計算することができる。

0066

経済性の面から、電力量料金Coの値は小さいことが望ましい。数9,数10からも分かるように、電力量料金Coはろ過時間tf,tv、逆洗時間tb,tu、ろ過用ポンプの吐出圧力Pfp,逆洗用ポンプの吐出圧力Pbpにより値が変動する。これらの項目の中で、ろ過時間tf,tvと逆洗時間tb,tuは装置スペックなどによる制約が少ないため、運転操作量として変更しやすい項目である。

0067

そこで、電力量料金Coを評価指標として、少なくともろ過時間tf,tvと逆洗時間tb,tuを最適化する最適解探索アルゴリズムを算出手段17に備える。

0068

探索アルゴリズムには総当り法,遺伝アルゴリズム,非線形計画法,最急勾配法などの数学的手段を使っても良いし、予め設定した複数の運転パターンから最適な1つを選択する手段でも良い。ただし、数7で示した実ろ過水量が計画水量情報16を満足することが前提条件となる。

0069

電力量料金Coの値を最小化できるように求められた操作量が本実施例で述べる膜ろ過処理装置の推奨運転操作量であり、そのときの電力量料金Coが膜ろ過処理費情報に相当する。

0070

本実施例ではルースのろ過モデルに基づき、ろ過時間tf,tvと逆洗時間tb,tuを適正化する一例を示したが、このアルゴリズムに限定されない。過去の実績運転データを用いて同様の指標、すなわち膜ろ過水の単位量を得るための費用を算出し、そのデータを基にろ過時間tf,tvと逆洗時間tb,tuを適正化するアルゴリズムを用いても良い。

0071

このようにして求めた膜ろ過処理装置の推奨運転操作量情報20は、表示装置21に表示される。操作員はそれを見て膜ろ過処理装置10の運転条件のうち、ろ過時間,逆洗時間の設定値を調整する。

0072

膜ろ過処理装置の推奨運転操作量情報20には、膜ろ過水の単位量を得るための費用を最小化する情報は少なくとも含まれるが、それ以外の候補や現状の操作量も比較できる画面であればなお良い。また、洗浄流量予測情報18とろ過流量予測情報19も画面に表示する。これらの情報には、少なくとも膜ろ過水の単位量を作るために必要な電力量料金、あるいは計画水量を膜ろ過した際に必要な費用が含まれる。

0073

なお、実施例1と同様に、上述した計算で求めたろ過時間tf,tvと逆洗時間tb,tuの適正値に基づいて膜ろ過処理装置10を自動運転しても良い。

0074

実施例2によれば、原水の水質情報に基づき、ろ過水単位量を製造するために必要な動力費を最小化できる膜ろ過処理装置10の推奨運転条件を操作員に提示することが可能となる。

0075

本発明の実施例3を図4により説明する。図4は本実施例の現状運転情報及び原水水質情報に基づいた膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。

0076

本実施例では、実施例1で述べた膜ろ過処理装置の現状運転情報11と実施例2で述べた膜ろ過処理原水水質情報22を併用して、「抵抗係数k」「ろ過定数V0 」「単位ろ液量に対して得られるケークの体積c」を同定する。同定に用いる情報が増加することで、パラメータの推定精度を向上することができる。

0077

同定には、例えば、異なる2時刻の膜間差圧とろ過流量の値から求めた「単位ろ液量に対して得られるケークの体積c」と濁度あるいは紫外線吸光度の関数に基づき求めた「単位ろ液量に対して得られるケークの体積c」の値の平均値、あるいは案分した値を使用する方法がある。

0078

また、濁度あるいは紫外線吸光度から求めた「単位ろ液量に対して得られるケークの体積c」の値を固定値とし、異なる2時刻の膜間差圧とろ過流量の値から「抵抗係数k」と「ろ過定数V0 」の同定値を得ることが可能となる。

0079

これらの値を用いて数1から数11までを計算する。算出手段17に備えた最適解探索アルゴリズムを用いることで、電力量料金Coの値を最小化するろ過時間tf,tvと逆洗時間tb,tuを計算することができる。ただし、数7で示した実ろ過水量が計画水量情報16を満足することが前提条件となる。電力量料金Coの値を最小化するように求められた操作量は、本実施例で述べる膜ろ過処理装置の推奨運転操作量に相当する。

0080

実施例3によれば、現実をより正確に模擬した膜ろ過処理装置推奨運転操作量20及び洗浄流量予測情報18とろ過流量予測情報19を出力することができる。

0081

本発明の実施例4を図5により説明する。図5は、現状運転情報,原水水質情報およびメンテナンス情報に基づいた運転支援するための膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。

0082

膜ろ過処理にかかる経費は動力費の他に、膜の薬品洗浄で発生する薬品洗浄コストがある。また、長期的には膜モジュールの交換作業が発生し、膜モジュールの交換作業にもコストがかかる。本実施例は、これらの薬品洗浄コストと膜モジュール交換コストを含んだ膜ろ過処理装置のメンテナンス情報41を考慮して、コストを最小となるような運転操作量を操作員に提示するものである。

0083

膜ろ過処理装置のメンテナンス情報41は、回線経由データベースなどから自動的に入力される、あるいは操作員が膜ろ過処理装置のインタフェイス40を介して入力するようにしても良い。ここで、想定している膜ろ過処理装置のメンテナンス情報41の例としては、(1)薬品洗浄頻度:xヶ月に1回、(2)薬品洗浄コスト:xxx万円/回、(3)膜モジュール交換時期:x年経過後、(4)膜モジュール交換コスト:xxx万円/回などがある。

0084

膜ろ過水の単位量を得るために必要な電力量料金Coに加えて、薬品洗浄コストと膜モジュール交換コストを考慮した運転維持管理コストCo_totalは数14で示される。

0085

0086

ここで、Co_chemは薬品洗浄コスト、Tchemは薬品洗浄間隔、Co_chgは膜モジュール交換コスト、Tchgは膜モジュール交換間隔である。

0087

薬品洗浄間隔と膜モジュール交換間隔が一定である場合には、膜ろ過処理費情報として数14で示す運転維持管理コストCo_totalを表示装置21に出力する。

0088

この運転維持管理コストCo_totalを評価指標としたろ過時間tf及び逆洗時間tbの最適解探索アルゴリズムを膜ろ過処理費の低減運転操作量の算出手段17に備える。探索アルゴリズムには総当り法,遺伝アルゴリズム,非線形計画法,最急勾配法などの数学的手段を使っても良いし、予め設定した複数の運転パターンから最適な1つを選択する手段でも良い。ただし、数7で示した実ろ過水量が計画水量情報16を満足することが前提条件となる。本実施例で述べる膜ろ過処理装置推奨運転操作量は運転維持管理コストCo_totalの値を最小化できるように求められた操作量に相当する。

0089

このように、実施例4では動力費に加えて膜モジュール交換コストと薬品洗浄コストを考慮した膜ろ過処理費の情報を操作員に提示することが可能となる。

0090

本発明の実施例5を図6により説明する。図6は、現状運転情報,原水水質情報及びメンテナンス情報に基づいた計算により、膜ろ過処理装置の運転を支援するとともに、薬品洗浄時期を表示する膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。

0091

本実施例は、薬品洗浄間隔が一定に定められていない場合に、薬品洗浄時期の予測手段50により、逆洗工程終了直後の膜間差圧の時間的変化モデル化した連続関数、膜ろ過処理装置における膜の薬品洗浄終了直後の膜間差圧の時間的変化をモデル化した連続関数を用いて、膜ろ過処理装置における膜の薬品洗浄予測時期を予測して出力する。また、薬品洗浄コストを含めて膜ろ過装置の運転操作量を適正化する。

0092

想定している膜ろ過処理装置のメンテナンス情報41の例としては、(1)薬品洗浄時期:逆洗工程直後の膜間差圧が所定の値以上となった場合、(2)薬品購入廃液処理コスト:xxx万円/回などがある。

0093

逆洗直後の膜間差圧に基づいて薬品洗浄を実施する場合には、逆洗直後の膜間差圧ができるだけ上昇しないようにろ過および逆洗運転を実施することで薬品洗浄頻度を低減でき、薬品洗浄コストを抑制することが可能となる。

0094

逆洗直後の膜間差圧ができるだけ上昇しないような運転は、「逆洗直後の膜間差圧予測モデル」を構築し、そのモデルを用いた予測計算に従うことで実現できる。この「逆洗直後の膜間差圧予測モデル」の例を以下に述べる。

0095

図7は、逆洗直後のろ過流量モデルの説明図である。図7(1)は、定量ろ過を実施している膜ろ過処理装置の膜間差圧の変化を模式的に示したものである。ろ過工程では、ろ過時間経過に従って膜間差圧が上昇するが、逆洗工程を経ると膜面に付着したケークが除去されるため膜間差圧は一旦減少する。この逆洗直後の膜間差圧が次のろ過工程の初期値となり、再度ろ過時間経過に伴って膜間差圧は上昇する。

0096

しかし、逆洗を実施しても、膜表面あるいは細孔には少しずつ付着物蓄積する。この影響で、ばらつきはあるが、逆洗直後の膜間差圧は徐々に上昇する。一般的には、この逆洗直後の膜間差圧が設定値以上になると薬品洗浄を実施するが、設定値が全体のコストから考えて最適である保証はない。

0097

逆洗直後の膜間差圧は、時間的には図7(2)に示すように離散値となる。この離散値を数式として模擬できるような関数があれば、将来の「逆洗直後の膜間差圧」を予測できるため、将来を予め見越して、一日単位でのろ過工程と逆洗工程の分離化された時間においてある膜間差圧の設定値以上時に全体のコストを最小にできるようなろ過時間,逆洗時間の切替えを行うことができる。また、薬品洗浄の予測時期も出力することが可能となる。

0098

「逆洗直後の膜間差圧」を予測するための連続関数の模式図を図7(3)に示す。逆洗工程で除去できない蓄積物が徐々に膜面に蓄積する現象は、ろ過工程時にケークが膜面に蓄積するメカニズム相似している。そこで、例えば数1で示したルースのろ過モデルと同型方程式を仮定したモデルを数15,数16で構築する。

0099

0100

0101

ここで、Vfbは逆洗直後のろ過流量、Aは膜面積、k7 は抵抗係数、Pfbは逆洗直後の膜間差圧、c&aposは単位ろ液量に対する強付着性ケーク比率、μは水の粘性係数、Vfsumは前回薬品洗浄後のろ液総量、V0 はろ過定数である。

0102

数15,数16の「抵抗定数k7」,「ろ過定数V0」,「単位ろ液量に対する強付着性ケーク比率c&apos」は、膜ろ過処理装置の現状運転情報11、膜ろ過処理原水水質情報22のうちの少なくとも1つを用いて同定できる。結果として、数15は、逆洗後のろ過流量,膜間差圧,ろ液総量の関係を示す関数となる。従って、「逆洗直後の膜間差圧」を予測計算でき、逆洗直後の膜間差圧が所定の値に達するまでの時間Tchemも求めることができる。

0103

以上の計算アルゴリズムは、薬品洗浄時期の予測手段50および算出手段17を介して操作員に提示される。

0104

逆洗工程で除去できない強付着性ケークの存在によって、逆洗直後の膜間差圧の値が変わるため、その後のろ過時の現象を模擬した数1の「ろ過抵抗係数k」あるいは「ろ過定数V0 」の値もその都度変わることになる。数15で算出した「逆洗直後の膜間差圧」の予測値に基づけば、「ろ過抵抗係数k」あるいは「ろ過定数V0 」を推算できる。

0105

例えば、「逆洗直後の膜間差圧」の予測値が前回の1.01 倍であったとする。簡単のため、これを全て数1の「ろ過抵抗係数k」に転嫁すると、kの値が1.01 倍になったとみなせる。この割合は逆洗工程でも同等で、逆洗工程を記述する数4の「逆洗時抵抗係数k3」の値も1.01倍になるとみなせる。この係数の値を用いて計算することにより、膜ろ過水の単位量を得るために必要な電力量料金Coが算出できる。これに加えて、薬品洗浄コストを考慮した運転維持管理コストCo_pow_chemは数17で求まる。

0106

0107

運転維持管理コストCo_pow_chemの値は、ろ過時間tfおよび逆洗時間tbによって値が変動するが、経済性の面から、この値は小さいことが望ましい。

0108

そこで、ろ過時間tf,tvおよび逆洗時間tb,tuの最適解探索アルゴリズムを算出手段17に備える。探索アルゴリズムには総当り法,遺伝子アルゴリズム,非線形計画法,最急勾配法などの数学的手段を使っても良いし、予め設定した複数の運転パターンから最適な1つを選択する手段でも良い。ただし、数7で示される実ろ過水量が計画水量情報16を満足することが必要である。

0109

このように、実施例5によれば、薬品洗浄コストと動力費を総合的に考慮した最適な運転条件、及び薬品洗浄の予測時期を操作員に提示することが可能となる。

0110

本発明の実施例6を図8により説明する。図8は、現状運転情報,原水水質情報およびメンテナンス情報に基づいた計算により、膜ろ過処理装置の運転を支援するとともに、薬品洗浄時期と膜交換時期を表示する膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。

0111

本実施例では、膜ろ過処理装置において膜モジュール交換間隔が一定に定められていない場合に、膜交換時期の予測手段60により次の交換時期を予測して表示し、膜モジュール交換コストを含めて膜ろ過処理装置の運転操作量を適正化する。

0112

想定している膜ろ過処理装置メンテナンス情報41の例は、(1)膜モジュール交換時期:薬品洗浄直後の膜間差圧が所定の値以上となった場合、(2)膜モジュール交換コスト:xxx万円/回などである。

0113

薬品洗浄直後の膜間差圧に基づいて膜モジュールを交換する場合には、薬品洗浄直後の膜間差圧ができるだけ上昇しないようにする運転は、「薬品洗浄直後の膜間差圧予測モデル」を構築し、そのモデルを用いた予測計算を用いることで実現できる。この「薬品洗浄直後の膜間差圧予測モデル」の例を以下に述べる。

0114

図9は、薬品洗浄直後のろ過流量モデルの説明図である。図9(1)は、薬品洗浄後の膜間差圧の時間的変化を模式的に示したものである。ろ過工程と逆洗工程を繰り返して膜ろ過処理装置を運転していると、運転時間に伴い膜間差圧が上昇するが、薬品洗浄工程を経ると膜面に付着したケークが除去されるため膜間差圧は一旦減少する。

0115

この薬品洗浄直後の膜間差圧が次のろ過工程の初期値となり、再度ろ過時間経過に伴って膜間差圧は上昇する。

0116

しかし、薬品洗浄を実施しても、膜表面あるいは細孔には少しずつ付着物が蓄積する影響で、ばらつきはあるが、薬品洗浄直後の膜間差圧は徐々に上昇する。一般的には、この薬品洗浄直後の膜間差圧が設定値以上になると膜の交換を実施するが、設定値が全体のコストから考えて最適な値となっている保証は無い。

0117

薬品洗浄直後の膜間差圧は、時間的には図9(1)に示すように離散値となる。この離散値を数式として模擬できるような連続関数があれば、将来の「薬品洗浄直後の膜間差圧」を予測できるため、将来を見越して、全体のコストが最小となるようなろ過時間、逆洗時間を計算により求めることができる。また、膜モジュール交換の予測時期も出力することが可能となる。

0118

「薬品洗浄直後の膜間差圧」を予測するための連続関数の模式図を図9(2)に示す。薬品洗浄工程で除去できない蓄積物が徐々に膜面に蓄積する現象は、ろ過工程時にケークが膜面に蓄積するメカニズムと相似している。そこで、例えば数1で示したルースのろ過モデルと同型の方程式を仮定したモデルを数18,数19で構築する。

0119

0120

0121

ここで、Vf_chemは薬品洗浄直後のろ過流量、Aは膜面積、k8 は抵抗係数、Pf_chemは薬品洗浄直後の膜間差圧、c''は単位ろ液量に対する耐薬品性ケーク比率、μは水の粘性係数、Vf_totalは膜モジュール使用開始後のろ液総量、V0 はろ過定数である。

0122

数18,数19の「抵抗係数k8」,「ろ過定数V0」,「単位ろ液量に対する耐薬品性ケーク比率c''」は、膜ろ過処理装置の現状運転情報11,膜ろ過処理原水水質情報22の少なくとも1つを用いて同定できる。「薬品洗浄直後の膜間差圧の値が変わるため、その後の逆洗直後の膜間差圧」予測計算が実現でき、薬品洗浄直後の膜間差圧がある定められた値に達するまでの時間Tchgも求めることができる。

0123

以上の計算アルゴリズムは、膜交換時期の予測手段60および算出手段17に備えられる。求められた膜交換予測時期情報61は、表示装置21を介して操作員に提示される。

0124

薬品洗浄で除去できない耐薬品性ケークの存在によって、薬品洗浄後の膜間差圧の値が変わるため、その後の逆洗直後の膜間差圧を記述する数14の「抵抗係数k7 」あるいは「ろ過定数V0 」の値を推算できる。

0125

「薬品洗浄直後の膜間差圧」の予測値に基づけば、数14の「抵抗係数k7 」の値を推算できる。例えば、「薬品洗浄直後の膜間差圧」の予測値が前回の1.01倍であったとする。簡単のためこれを全て数14の「抵抗係数k7」に転嫁するとk7の値が前回の1.01倍になったとみなせる。この係数の値を用いて計算することで、膜ろ過水の単位量を得るために必要な電力量料金Coが算出できる。これに加えて、薬品洗浄コストと膜モジュール交換コストを考慮した運転維持管理コストCo_totalは、数20で示される。

0126

0127

ここで、Co_chemは薬品洗浄コスト、Tchemは薬品洗浄頻度、Co_chgは膜モジュール交換コスト、Tchg:膜モジュール交換頻度である。

0128

運転維持管理コストCo_totalの値は、ろ過時間tf,tvおよび逆洗時間tb,tuの設定値によって変動するが、経済性の面から小さいことが望ましい。そこで、ろ過時間tf,tvおよび逆洗時間tb,tuの最適解探索アルゴリズムを算出手段17に備える。

0129

探索アルゴリズムには総当り法,遺伝子アルゴリズム,非線形計画法,最急勾配法などの数学的手段を使っても良いし、あらかじめ設定した複数の運転パターンから最適な1つを選択する手段でも良い。ただし、数7で示される実ろ過水量が計画水量情報16を満足することが前提条件となる。

0130

このように、本実施例によれば、膜モジュールの交換コスト,薬品洗浄コスト,動力費を総合的に考慮した最適な運転条件および膜モジュールの交換予測時期を操作員に提示することが可能となる。

0131

本発明の実施例7を図10により説明する。図10は、現状運転情報と前処理装置原水水質情報に基づいた計算により、膜ろ過処理装置とその前段の前処理装置の運転を支援する膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。

0132

膜ろ過処理装置10は、単独で用いられることもあるが、原水を河川など表流水から取水している浄水場の場合には、凝集処理,凝集沈澱処理,凝集沈殿ろ過処理,高速繊維ろ過処理など濁度を除去する性能を有する前処理装置81と組み合わせて用いられることが多い。

0133

濁質は、前処理装置81でも膜ろ過処理装置10でも除去できるため、前処理装置81で十分除去して膜ろ過処理装置10へ水質負荷を低減する方法や、前処理装置81で処理を軽減し、膜ろ過処理装置10に負荷をかける方法など運転方法選択肢がある。本実施例は、前処理装置81と膜ろ過処理装置10の負荷配分を適正化して、プラント全体の処理費用の合計が最小となるようにするものである。

0134

前処理装置81に流入する原水の水質情報は、前処理装置の原水水質情報のインタフェイス70を介し、電子化された前処理装置の原水水質情報71を前処理装置の水質,費用の算出手段76に入力する。

0135

原水の水質情報の具体例としては、濁度,水温,溶解性有機物濃度などがある。前処理装置の原水水質情報のインタフェイス70への水質情報の水質情報の与え方は、操作員が入力する場合と自動計測機器電子情報を入力する場合とがある。

0136

前処理装置の水質,費用の算出手段76で用いるアルゴリズムは、予め蓄積していたテーブルに基づいて計算するアルゴリズムでも良いし、物理化学現象をモデル化したシミュレータによる計算アルゴリズムでも良い。前処理装置の出口水質情報74は、膜ろ過処理装置10の原水水質情報と同じであり、膜ろ過処理水の原水水質情報のインタフェイス70に入力される。

0137

一方、前処理費情報75は総合処理費の判断手段77に与えられる。これに加えて膜ろ過処理費情報20も与えられた総合処理費の判断手段77は、前処理費情報75と膜ろ過処理費情報20の和が最小の費用であるかを判断する。そして和がより小さくなるように、少なくとも前処理装置81の運転条件を変更する内容の前処理装置の推奨運転操作量情報79を算出し、出力する。好ましくは、膜ろ過処理装置10の運転条件を変更する内容の膜ろ過処理装置の推奨運転操作量82を算出し、出力する。表示装置21には前処理装置の推奨運転操作量情報79と膜ろ過処理装置の推奨運転操作量情報82を表示する。

0138

このように、本実施例によれば、前処理と膜ろ過処理を総合的に把握し、浄水システム全体としての処理費用を最小化できるような前処理装置81および膜ろ過処理装置10の運転条件を求めることが可能となる。

0139

本発明の実施例8を図11により説明する。図11は、現状運転情報と凝集沈殿処理装置の原水水質情報に基づいた計算により、膜ろ過処理装置および前段の凝集沈殿処理装置の運転を支援する膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。

0140

膜ろ過処理装置10は単独で用いられることもあるが、原水を河川など表流水から取水している浄水場の場合には、既存の凝集沈殿処理装置と組み合わせて用いられることがある。本実施例は、凝集沈殿処理と膜ろ過処理の負荷配分を適正化して、処理費用の合計が最小となるようにするものである。

0141

凝集沈殿処理装置101に流入する原水の水質情報は、凝集沈殿処理装置の原水水質のインタフェイス90を介し、電子化された凝集沈澱処理装置の原水水質情報91を凝集沈殿処理装置の水質,費用の算出手段96に入力する。原水の水質情報の具体例としては、濁度,水温,溶解性有機物濃度などがある。凝集沈澱処理装置の原水水質情報のインタフェイス90への水質情報の与え方は、操作員が入力する場合と自動計測機器の電子情報を入力する場合がある。

0142

算出手段96には、計画水量情報のインタフェイス15から計画水量情報16が与えられ、算出手段96には、凝集沈殿処理装置の運転条件設定手段92から凝集沈殿処理装置の運転条件情報93が与えられる。算出手段96では、凝集沈殿処理装置の原水水質情報91および計画水量情報16および凝集沈殿処理装置の運転条件93に基づき、凝集沈殿処理装置の出口水質情報94と凝集沈殿処理費情報95が出力される。算出手段96のアルゴリズムは、予め蓄積していたテーブルに基づいて計算するアルゴリズムでも良いし、物理化学現象をモデル化したシミュレータによる計算アルゴリズムでも良い。凝集沈殿処理装置の出口水質情報94は、膜ろ過処理装置10の原水水質情報と同じであり、膜ろ過処理の水源水水質情報のインタフェイス23に与えられる。

0143

一方、凝集沈殿処理費情報95は総合処理費の判断手段77に与えられる。これに加えて、膜ろ過処理費情報20も与えられた総合処理費の判断手段77は、前処理費情報75と膜ろ過処理費情報20の和が最小の費用であるかを判断する。和がより小さくなるように、少なくとも前処理装置81の運転条件を変更する内容の前処理装置の推奨運転操作量情報79を算出し、出力する。好ましくは、膜ろ過処理装置10の運転条件を変更する内容の膜ろ過処理装置の推奨運転操作量82を表示する。

0144

このように、本実施例によれば、前処理と膜ろ過処理を総合的に把握し、浄水処理システム全体としての処理費用を最小化できるような前処理装置81および膜ろ過処理装置10の運転条件を求めることが可能となる。

0145

また、凝集沈澱処理費情報95に加えて膜ろ過処理費用20も与えられた総合処理費の判断手段77は、凝集沈殿処理費情報95と膜ろ過処理費情報20の和が最小の費用であるかを判断するようにしてもよい。そして和がより小さくなるように、少なくとも凝集沈殿処理装置101の運転条件を変更する内容の凝集沈殿処理装置の推奨運転操作量99を算出し、出力する。表示装置21には凝集沈殿処理装置の推奨運転操作量99と膜ろ過処理装置の推奨運転操作量82を表示する。

0146

このようにすることにより、凝集沈殿処理と膜ろ過処理を総合的に把握し、浄水処理システム全体としての処理費用を最小化できるような凝集沈殿処理装置101および膜ろ過処理装置10の運転条件を求めることが可能となる。

0147

以上説明したように、各実施例によれば、膜ろ過処理を有する浄水場における水運用を一日単位で管理し、消費電力の低いろ過工程をろ過流量を水需要予測に併せ決定し、それを電力料金の高い昼間に行い、配水池の水位レベルを夜間に備え高くしておくことにより、消費電力の高い洗浄工程を電力料金の低い夜間に行い昼間の膜ろ過運転時に備え、昼間に溜めた浄水を配水し、一日単位での膜ろ過処理に使用する消費電力を小さくすることが可能である。

0148

また、膜ろ過処理装置の運転制御のための処理費用を最大限、低減できる運転支援装置を実現できる。

0149

膜ろ過処理工程における消費電力を一日単位で考えるため、膜ろ過処理工程のろ過工程と洗浄工程の時間帯別運用を考えることで膜ろ過処理における消費電量を極力少なくすることができる。

図面の簡単な説明

0150

本発明の実施例1である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
膜ろ過処理装置の運転支援装置の画面出力例を示す平面図。
本発明の実施例2である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
本発明の実施例3である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
本発明の実施例4である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
本発明の実施例5である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
逆洗直後のろ過流量モデルの説明図。
本発明の実施例6である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
薬品洗浄直後のろ過流量モデルの説明図。
本発明の実施例7である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
本発明の実施例8である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。

符号の説明

0151

10膜ろ過処理装置
12,15,23,40,70,90インタフェイス
14配水池監視装置
17,76,96 算出手段
21表示装置
50,60予測手段
72,92運転条件設定手段
77 判断手段
81前処理装置
101 凝集沈殿処理装置

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

新着 最近 公開された関連が強い 技術

この 技術と関連性が強い 技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する挑戦したい社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ