JP2008055290A - Operation support system of water treatment plant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上下水道プラントなどの水処理プラントの運転支援システムに関する。 The present invention relates to an operation support system for a water treatment plant such as a water and sewage plant.
従来、例えば上水道プラントなどの浄水プラントでは、水源から導入した処理水を濾過(ろ過)する濾過池が設けられている。この濾過池は、濾過砂により処理水に含まれる不要成分を除去(ろ過)する設備である。 Conventionally, for example, in a water purification plant such as a water supply plant, a filtration pond for filtering (filtering) treated water introduced from a water source is provided. This filtration pond is equipment for removing (filtering) unnecessary components contained in the treated water with the filter sand.
ところで、濾過砂は、処理水中の浮遊物や不要成分を吸着、濾過するため、徐々に残留物が増大して目詰まりを起こし、処理水が流れにくくなる。このため、上水道プラントなどの運転支援システムでは、濾過池における濾過砂の目詰まりを監視し、濾過池の濾過処理能力を適切に判定する監視装置が必要である。 By the way, the filtration sand adsorbs and filters suspended matters and unnecessary components in the treated water, so that the residue gradually increases and clogs, and the treated water becomes difficult to flow. For this reason, in operation support systems, such as a waterworks plant, the monitoring apparatus which monitors the clogging of the filtration sand in a filtration pond and determines the filtration processing capacity of a filtration pond appropriately is required.
従来では、例えば電気製品の異常を監視し、異常が発生する当該異常情報を通知する機能を有する異常監視装置が提案されている(例えば、特許文献1〜3を参照)。
上水道プラントなどでは、濾過池における濾過砂の目詰まりや残留物を監視し、当該目詰まりや残留物の程度が、濾過池の濾過処理能力を超えているか否かを判定する機能を有する運転支援システムが必要である。 In waterworks plants, etc., operation support that has the function of monitoring clogged sand and residue in the filtration basin and determining whether the level of clogging or residue exceeds the filtration capacity of the filtration basin. A system is needed.
そこで、本発明の目的は、プラントの運転中に、濾過池における濾過砂の目詰まりや残留物の程度を監視し、濾過池の濾過処理能力を判定できる運転支援システムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an operation support system that can monitor the degree of filtration sand clogging and residue in the filtration basin and determine the filtration treatment capacity of the filtration basin during operation of the plant.
本発明の観点は、濾過池に設けられた濾過砂の目詰まりや残留物の程度を監視し、濾過池の濾過処理能力を判定する運転支援システムである。 An aspect of the present invention is an operation support system that monitors the degree of clogging and residue of filtration sand provided in a filtration basin and determines the filtration capacity of the filtration basin.
本発明の観点に従った水処理プラントに適用する運転支援システムは、水源からの水を濾過池に導入して濾過処理を含む水処理を実行する水処理プラントに適用する運転支援システムにおいて、前記濾過池の流入側の圧力と流出側の圧力の差である損失水頭値の変化の挙動を監視する監視手段と、前記監視手段による前記損失水頭値の変化に基づいて、前記濾過池の濾過処理能力を判定する判定手段とを備えた構成である。 An operation support system applied to a water treatment plant according to an aspect of the present invention is an operation support system applied to a water treatment plant that introduces water from a water source into a filtration pond and performs water treatment including filtration. Monitoring means for monitoring the behavior of the change in the loss head value, which is the difference between the pressure on the inflow side and the pressure on the outflow side of the filtration basin, and the filtration treatment of the filtration basin based on the change in the loss head value by the monitoring means It is the structure provided with the determination means which determines capability.
本発明によれば、プラントの運転中に、濾過池における濾過砂の目詰まりや残留物の程度を監視し、濾過池の濾過処理能力を判定できる運転支援システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the driving | operation assistance system which can monitor the filtration clogging capacity of a filtration pond can be provided by monitoring the degree of clogging of the filtration sand and the residue in a filtration pond during operation of a plant.
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
以下、図1から図7を参照して、第1の実施形態に関する水処理プラントの運転支援システムを説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, an operation support system for a water treatment plant according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
(水処理プラントの構成)
本実施形態は、水処理プラントとして、上水道プラントを説明する。図1は、上水道プラントの浄水プロセスを説明するための図である。なお、後述する他の実施形態においても、図1に示す上水道プラントを想定する。
(Configuration of water treatment plant)
This embodiment demonstrates a waterworks plant as a water treatment plant. FIG. 1 is a diagram for explaining a water purification process of a waterworks plant. In addition, also in other embodiment mentioned later, the waterworks plant shown in FIG. 1 is assumed.
上水道プラントは、水源(以下貯水池と表記する場合がある)として、例えばダム1または河川30から原水を導水する。貯水池1からの原水は、配管6を経由して着水井5に導水される。配管6には、流量計2及び流量調節弁3が設けられている。流量調節弁3は、アクチュエータ4の動作により弁が開閉して、通水の流量を調節する。なお、図1において、「X」は流量計などの各種センサを意味し、「M」はアクチュエータ又はモータなどの駆動部を意味する。
The water supply plant introduces raw water from, for example, the dam 1 or the
一方、河川30からの原水は、開閉弁31を有する沈砂池32に導水される。この沈砂池32にはスクリーン33が設けられて、導水された原水は濾過(ろ過)される。さらに、ポンプ井34から導水ポンプ35により、着水井5に導水される。ポンプ井34と着水井5を結合する配管には、流量調節弁36及び流量計37が設けられている。
On the other hand, raw water from the
着水井5に導水された水は、沈殿池11に送水される。沈殿池11の前段には、混和池9及びフロック形成池10が配置されている。着水井5と混和池9とを結合する配管には、流量計7及び流量調節弁8が設けられている。
The water introduced to the
一方、着水井5には、沈殿池11からの返流水が導水される。沈殿池11からの返流水は、流量調節弁38により通水を調節されて汚泥池39に送水される。さらに、返流水は、汚泥池39から排水池(汚水池)40に送水されて、この排水池40から返流ポンプ41により着水井5に返流される。汚泥池39では、汚泥は脱水されて処分される。着水井5と排水池40とを結合する配管には、流量調節弁42及び流量計43が設けられている。
On the other hand, the return water from the
次に、沈殿池11に導水された水は、濾過池(ろ過池)12で濾過された後に、洗浄水槽(浄水池)13に送水される。濾過池12と洗浄水槽13とを結合する配管には、流量調節弁50,52及び流量計51が設けられている。洗浄水槽13に導水された水の上面からは、表洗ポンプ46により、濾過池12に返流されている。この表洗ポンプ46と、濾過池12とを結合する配管には、流量調節弁47〜49が設けられている。
Next, the water guided to the
さらに、洗浄水槽13は、逆流ポンプ53により導水された水の一部が、濾過池12に返流される。逆流ポンプ53と、濾過池12とを結合する配管には、流量計54及び流量調節弁55,56が設けられている。濾過池12は、流量調節弁44を経由して、導水された水の一部が排水池40に返流される。また、逆流ポンプ53により、濾過池12に返流された水の一部は、流量調節弁45を経由して排水池40に返流される。
Further, in the
洗浄水槽13により浄水化された水は、送水ポンプ20により配管23を経由して、配水池16に送水される。配管23には、流量調節弁(または吐出弁)15,21及び流量計22が設けられている。配水池16は、水位を計測する水位計17や水質センサ18が設けられている。配水池16からの浄水は、流量調節弁19により制御されて配水される。一方、洗浄水槽13により浄水化された水は、配水ポンプ24により配管27を経由して配水される。配管27には、流量調節弁(または吐出弁)25及び流量計26が設けられている。
The water purified by the
このような上水道プラントの運転支援システムとして、コンピュータを主要素とするコントローラ100が設けられている。コントローラ100は、各種センサ群から計測信号を入力して流量、水位、汚泥量、水質等を検知すると共に、流量調節弁やポンプを制御する。
As such an operation support system for a water supply plant, a
(運転支援システム)
図2は、本実施形態に関する濾過プロセスを示す図である。
(Driving support system)
FIG. 2 is a diagram illustrating a filtration process according to the present embodiment.
濾過プロセスは、図2に示すように、処理水(ダムなどの水源から導入された水)が、沈殿池11から配水管110を介して濾過池12に導水されるプロセスである。濾過池12には、濾過砂122が配置されており、処理水は濾過池12の流入側から濾過砂122を通って流出側へ流れて、次の処理プロセスへと送られる構造になっている。
As shown in FIG. 2, the filtration process is a process in which treated water (water introduced from a water source such as a dam) is introduced from the
濾過プロセスでは、処理水は、濾過砂122を通過する過程で濾過され、次の処理プロセスへ配水管121を介して送られる。また、濾過池12には、濾過砂122の流入側の圧力と流出側の圧力の差を、濾過砂122の損失圧力として出力する損失水頭計123が設置されている。損失水頭計123は、濾過砂122の前後の差圧を計測し、当該計測値を運転支援システムのコントローラ100に出力する。
In the filtration process, the treated water is filtered while passing through the
このような濾過プロセスにおいて、処理水が濾過砂122を通過する過程で、濾過砂122は、処理水中の浮遊物や不要成分を吸着、濾過するため、浮遊物や不要成分が残存し、徐々に目詰まりを起こす。このため、処理水が流れにくくなり、濾過砂122の流入側と流出側の圧力差(差圧)が大きくなる。損失水頭計123は、当該差圧を計測する。
In such a filtration process, in the process in which the treated water passes through the filtered
コントローラ100は、損失水頭計6の計測値を監視することにより、濾過砂122の目詰まり程度、あるいは残存物を定量的に把握する。これにより、運転支援システムは、上水道プラントにおける濾過池12の適正な運用管理を行なうことが可能となる。
The
(洗浄プロセス及び濾過砂の判定)
図3は、本実施形態に関する洗浄プロセスを示す図である。
(Determination of cleaning process and filter sand)
FIG. 3 is a diagram showing a cleaning process according to the present embodiment.
洗浄プロセスでは、図3に示すように、濾過池12の濾過砂122の目詰まりや、残存物の除去を解消するために、濾過砂122の洗浄を行なう洗浄設備が使用される。この洗浄設備は、濾過池12の付帯設備として設置されている。
In the cleaning process, as shown in FIG. 3, a cleaning facility for cleaning the
洗浄プロセスは、濾過砂122の流入側の表面を洗浄する表洗プロセスと、逆洗プロセスとを組み合わせたものである。逆洗プロセスは、濾過砂122の流出側から圧力をかけて、通常の処理水の流れとは逆方向に洗浄水を通水することによって、濾過砂122の洗浄を行なうプロセスである。
The washing process is a combination of a surface washing process for washing the inflow side surface of the
表洗プロセスでは、洗浄水槽13からの洗浄水が、表洗ポンプ46で加圧されて、洗浄ノズル120により濾過池12の表面である濾過砂122の流入側に噴射される。一方、逆洗プロセスでは、洗浄水槽13からの洗浄水が、逆洗ポンプ53で加圧されて、吐出弁56を介して濾過池12の濾過砂122に供給される。即ち、逆洗プロセスでは、洗浄水が、濾過砂122の流出側から逆方向に供給される。この逆洗プロセスにより、濾過砂122の流入側に排出されたり、堆積した汚泥や不要成分が洗い流される。
In the surface washing process, the washing water from the
このとき、洗浄水が配水管121を経由して、次の処理プロセスに流れることを防ぐために、逆洗プロセス時には、流量調節弁50は閉じられている。また、通常の浄水処理中では、処理水が逆洗ポンプ53に逆流しないように、逆洗ポンプ53の吐出弁56は閉じられており、流量調節弁50は開いている。
At this time, in order to prevent the washing water from flowing to the next treatment process via the
表洗プロセスや逆洗プロセスにより、洗浄された濾過砂122に含まれた浮遊物などの汚泥は、排水管124を介して排水池40へ送水される。また、洗浄後の洗浄水も、排水管124を介して排水池40に送られる。
Sludge such as suspended matter contained in the filtered
図4は、損失水頭計6の計測値である損失水頭値の時間変化と、洗浄プロセスによる洗浄実行後の損失水頭値の変化を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a temporal change in the loss head value, which is a measurement value of the
コントローラ100は、損失水頭計6の計測値に基づいて損失水頭値が上限値に達すると、洗浄プロセスを実行させる。これにより、図4に示すように、損失水頭値が下がる。洗浄実行後に濾過処理が再開されると、濾過池12の損失水頭値は、時間と共に徐々に上昇する。再び、損失水頭値が上限値に達すると、コントローラ100は、再び濾過砂122の洗浄処理を実行させる。洗浄実行周期Tは一定ではなく、損失水頭値が上限値に達する間隔と同じになる。
When the loss water head value reaches the upper limit value based on the measurement value of the loss
図5は、濾過池12の洗浄回数と、洗浄実行周期Tとの関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the number of times the
図5に示すように、通常では、濾過池12の洗浄実行周期Tは、洗浄回数の増加に伴って徐々に短くなる。これは、洗浄処理の実行によって一時的に濾過砂122は清掃されるが、蓄積した汚損によって濾過砂122が詰まりやすくなっているため、損失水頭値が上限値に至る時間が短くなっていることを意味している。
As shown in FIG. 5, normally, the cleaning execution period T of the
即ち、洗浄プロセスによる洗浄効果が小さくなっていることを意味する。洗浄効果を復旧させるためには、濾過砂122を濾過池12から取り出して、蓄積した汚損を除去するなどのメンテナンスを行なう必要がある。しかし、それには多大な労力を要するため、必要に応じて適正に行なう必要がある。そこで、洗浄実行周期Tとその変化トレンドを監視することにより、コントローラ100は、濾過砂122の濾過処理能力(健全度)が判定できる。また、その判定結果によって、濾過砂を取り出してメンテナンスを実行するべきか、洗浄を実行するだけでよいかの判断ができる様になる。
That is, the cleaning effect by the cleaning process is reduced. In order to restore the cleaning effect, it is necessary to perform maintenance such as removing the
図6は、濾過池12の損失水頭値の時間変化を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the change over time in the loss head value of the
図6に示すように、洗浄処理の実行直後の損失水頭値は、濾過砂122での圧力損失が小さくなっているため、損失水頭の値も小さくなっている。洗浄処理の実行後に、濾過処理が再開されると、濾過砂122には処理水に浮遊する浮遊物が徐々に堆積するため、損失水頭値は時間と共に徐々に上昇する。
As shown in FIG. 6, the loss head value immediately after the execution of the cleaning process is small because the pressure loss in the
再び、損失水頭値が上限値に達すると、コントローラ100は、再び濾過砂122の洗浄処理を実行させる。損失水頭の時間変化は処理水量が一定であっても、線形には変化せず、典型的には、図6に示すように、徐々に上昇速度が速くなる傾向を持つ。よって、図中に示すように、時間間隔Δtの間に変化した損失水頭値Δpの比率から、単位時間当たりの損失水頭変化量(Δp/Δt)を算出することができる。
When the loss head value reaches the upper limit again, the
ここで、通常では、損失水頭変化量は徐々に大きくなるが、処理水質が急激に悪化して浮遊物の量が急激に増加すると、濾過砂122が閉塞し、損失水頭変化量が急激に大きくなる。このため、コントローラ100は、水質の悪化や濾過砂122の閉塞を、損失水頭変化量を監視することで検出する。
Here, normally, the loss head change amount gradually increases. However, when the quality of the treated water rapidly deteriorates and the amount of suspended solids increases rapidly, the
また、洗浄処理の実行後、特に逆洗プロセスの実行後に、濾過砂122が不均一になると、濾過処理が正常に行なわれず、損失水頭値が正常に上昇しない場合もあり、濾過池12の洗浄終了直後の損失水頭変化量を監視することで、濾過砂の不具合も検出することが可能となる。
In addition, if the
図7は、濾過池12の洗浄処理直後における損失水頭値の時間変化を示す図である。図中の実線は、洗浄処理の直後における損失水頭値の時間変化を示す。
FIG. 7 is a diagram showing a change over time in the loss head value immediately after the filtration treatment of the
図7中の一点鎖線で示すように、損失水頭値が徐々に上昇して上限値に達すると、コントローラ100は、濾過砂122の洗浄処理を実行させる。これにより、損失水頭値が下がる。ここで、洗浄処理により損失水頭値は減少するが、前回の洗浄直後の損失水頭値にはならず、幾分、大きい値となる。これは、洗浄処理によって濾過砂122に捕捉された浮遊物が完全に除去されずに、多少残留しているためで、その分、圧力損失が生じ、損失水頭値は完全には復旧しない。
As indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 7, when the loss head value gradually increases and reaches the upper limit value, the
洗浄処理の実行後に、濾過処理が再開されると、濾過池12の損失水頭値は、時間と共に徐々に上昇する。再び、損失水頭値が上限値に達すると、コントローラ100は、濾過砂122の洗浄処理を実行させる。この場合も、洗浄処理により損失水頭値は減少するが、前回の洗浄直後の損失水頭値にはならず、幾分、大きい値となる。よって、洗浄処理の直後における損失水頭値は、図7の実線で示すように、徐々に増加する。
When the filtration process is resumed after the cleaning process, the loss head value of the
以上のようにして、コントローラ100は、洗浄処理の直後における損失水頭値の変化傾向を監視することによって、濾過砂122に残留している浮遊物の量を把握することが可能となる。また、損失水頭値の復旧度合いが小さくなると、濾過池12の洗浄処理を短い周期で実行しなければならず、洗浄水や洗浄後の排水処理が多頻度で必要となる。すなわち、洗浄処理による効果が小さくなっていることを意味する。この場合には、濾過砂122を濾過池12から取り出して蓄積した汚損を除去するなどの多大な労力を要するメンテナンスを行なう必要があるが、洗浄処理の直後における損失水頭値の変化傾向を監視することによって、このメンテナンスを適正に行なうことが可能となる。
As described above, the
[第2の実施形態]
図8は、本実施形態に関する濾過プロセスを示す図である。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a diagram illustrating a filtration process according to the present embodiment.
濾過プロセスは、図8に示すように、処理水が、沈殿池11から配水管110を介して濾過池12に導水されるプロセスである。濾過池12には濾過砂122が配置されており、処理水は濾過池12の流入側から濾過砂122を通り、配水管121を介して次の処理プロセスへ送られる。
As shown in FIG. 8, the filtration process is a process in which treated water is introduced from the
配水管121には、流量計51が設置されている。流量計51は、配水管121を流れる処理水量を計測して、コントローラ100に出力する。流量計51の単位時間当たりの水量を、濾過池12の濾過砂122の断面積で除すると、濾過砂122を通過する処理水の速度を求めることができる。ここで、この処理水の速度を濾過速度と呼び、損失水頭値と同様に濾過池12の濾過処理能力(健全性)を判定する指標とすることができる。
A
図9は、濾過速度の時間変化と、洗浄処理の実行後における濾過速度の変化の関係を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a change in filtration rate with time and a change in filtration rate after the execution of the cleaning process.
濾過速度が下限値に達すると、コントローラ100は、濾過砂122の洗浄処理を実行させる。この洗浄処理の実行により、濾過速度が上昇する。洗浄処理の実行後に濾過処理が再開されると、濾過池12の濾過速度は時間と共に徐々に下降する。再び、濾過速度が下限値に達すると、コントローラ100は、濾過砂122の洗浄処理を実行させる。洗浄実行周期Tは一定ではなく、濾過速度が下限値に達する間隔と同じになる。
When the filtration speed reaches the lower limit value, the
図10は、濾過池12の濾過速度の時間変化を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the change over time of the filtration rate of the
図10に示すように、洗浄処理の実行直後における濾過速度は、濾過砂122での圧力損失が小さく、処理水が流れ易いため、大きくなっている。洗浄処理の実行後に、濾過処理が再開されると、濾過砂122には処理水に浮遊する浮遊物が徐々に堆積するため、濾過速度は時間と共に徐々に下降する。再び、濾過速度が下限値に達すると、コントローラ100は、濾過砂122の洗浄処理を実行させる。
As shown in FIG. 10, the filtration rate immediately after the execution of the cleaning treatment is large because the pressure loss in the
濾過速度の時間変化は線形に変化せず、典型的には、図10に示すように、徐々に下降速度が速くなる傾向を持つ。よって、図中に示すように、時間間隔Δtの間に変化した濾過速度Δsの比率から、単位時間当たりの濾過速度変化量(Δs/Δt)を算出することができる。 The time change of the filtration speed does not change linearly, and typically, as shown in FIG. Therefore, as shown in the figure, the amount of change in filtration rate per unit time (Δs / Δt) can be calculated from the ratio of the filtration rate Δs changed during the time interval Δt.
ここで、通常では、濾過速度の変化量は徐々に大きくなるが、処理水質が急激に悪化して浮遊物の量が急激に増加すると、濾過砂122が閉塞し、濾過速度の変化量が急激に大きくなる。このため、コントローラ100は、水質の悪化や濾過砂122の閉塞を、濾過速度の変化量を監視することで検出する。
Here, normally, the amount of change in the filtration rate is gradually increased. However, when the quality of the treated water is rapidly deteriorated and the amount of suspended matter is rapidly increased, the
また、洗浄処理の実行後、特に逆洗プロセスの実行後に、濾過砂122が不均一になると、濾過処理が正常に行なわれず、濾過速度が洗浄処理前より大きくなる場合もあり、濾過池12の洗浄終了直後の濾過速度を監視することで、濾過砂122の不具合も検出することが可能となる。
In addition, if the
図11は、濾過池122の洗浄処理直後における濾過速度の時間変化を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the change over time of the filtration rate immediately after the washing treatment of the
図中の実線は、洗浄処理の直後における濾過速度の時間変化を示す。図11中の一点鎖線で示すように、濾過速度が徐々に下降して下限値に達すると、コントローラ100は、濾過砂122の洗浄処理を実行させる。これにより、濾過速度が復旧する。ここで、洗浄処理により濾過速度は上昇するが、前回の洗浄直後の濾過速度にはならず、幾分、小さい値となる。これは、洗浄処理によって濾過砂122に捕捉された浮遊物が完全に除去されずに、多少残留しているためで、その分、圧力損失が生じ、濾過速度は完全には復旧しない。
The solid line in the figure shows the change over time in the filtration rate immediately after the cleaning treatment. As indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 11, when the filtration rate gradually decreases and reaches the lower limit value, the
洗浄処理の実行後に、濾過処理が再開されると、濾過池12の濾過速度は時間と共に徐々に下降する。再び、濾過速度が下限値に達すると、コントローラ100は、濾過砂122の洗浄処理を実行させる。この場合も、洗浄処理により濾過速度は上昇するが、前回の洗浄処理直後の濾過速度にはならず、幾分、小さい値となる。よって、洗浄直後の濾過速度は、図11の実線で示すように、徐々に減少する。
When the filtration process is resumed after the washing process is executed, the filtration rate of the
以上のようにして、コントローラ100は、洗浄処理の直後における濾過速度の変化傾向を監視することによって、濾過砂122に残留している浮遊物の量を把握することが可能となる。また、濾過速度の復旧度合いが小さくなると、濾過池12の洗浄処理を短い周期で実行しなければならず、洗浄水や洗浄後の排水処理が多頻度で必要となる。すなわち、洗浄処理による効果が小さくなっていることを意味する。この場合には、濾過砂122を濾過池12から取り出して蓄積した汚損を除去するなどの多大な労力を要するメンテナンスを行なう必要があるが、洗浄直後の濾過速度の変化傾向を監視することによって、このメンテナンスを適正に行なうことが可能となる。
As described above, the
[第3の実施形態]
図12は、洗浄水槽13の水位の時間変化を示す図である。
[Third Embodiment]
FIG. 12 is a diagram showing the time change of the water level in the
前述の洗浄プロセスでは、濾過砂122を洗浄するための洗浄水は、洗浄水槽13から供給される。図1に示すように、洗浄水槽13には洗浄水を供給するための配管が接続されており、この配管を介して、洗浄水槽9から一定速度で洗浄水が濾過池12に供給されている。
In the above-described cleaning process, cleaning water for cleaning the
図12に示すように、洗浄水槽13の水位は、一定速度で上昇する。濾過池12の濾過砂122を洗浄するためには、一定量の水量が必要である。図12中に記載する点線は、濾過池12が洗浄可能となる水量が確保される水位を示している。図12中の下段の点線は、濾過池12を一回洗浄できる水量が確保される水位を示す。図12中の上段の点線は、濾過池12を二回、または2つの濾過池12を同時に洗浄できる水量が確保される水位を示している。
As shown in FIG. 12, the water level of the
前述したように、濾過池12の損失水頭値が上限に達した場合、または、濾過速度が下限に達した場合、濾過池12(実際には濾過砂122)の洗浄を実行する必要がある。しかし、洗浄水槽13の水量が1池洗浄可能水位(下段の点線)に満たさない場合は、洗浄を実行することができない。そこで、コントローラ100は、洗浄処理の実行要求に対して、洗浄水槽13の必要水量が確保されていない旨のガイダンスを出力する。これにより、水量不足で、濾過池12の洗浄処理が不完全に実行されることを未然に防止することが可能となる。
As described above, when the loss head value of the
また、図12に示すように、時間間隔Δtの間に変化した水位Δhの比率から、単位時間当たりの水位増加速度(Δh/Δt)を算出し、洗浄水槽13の現在水位から洗浄処理が可能となる水位の差を水位増加速度で除することで、洗浄処理が可能となる時間を算出できる。コントローラ100は、この洗浄処理が可能となる待ち時間を、操作員にガイダンス出力することによって、濾過池12の洗浄処理の運転支援を行なうことができる。
Further, as shown in FIG. 12, the water level increase rate (Δh / Δt) per unit time is calculated from the ratio of the water level Δh changed during the time interval Δt, and the cleaning process can be performed from the current water level of the cleaning
[第4の実施形態]
図13は、図3に示す排水池40の水位の時間変化を示す図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 13 is a diagram showing the time change of the water level of the
図3に示すように、排水池40には、濾過池12の濾過砂122を洗浄した後の洗浄排水が、排水管124を介して流入する。また、図1に示すように、排水池40には、排水を処理するプロセスに排水を送る配管が接続されており、一定速度で排水が流出する構造となっている。
As shown in FIG. 3, the washing waste water after washing the
図13に示すように、排水管124より排水が排水池40に流入していない場合は、排水池40の水位は、一定速度で下降する。濾過池12の濾過砂122を洗浄するためには、一定量の水量が必要であり、この洗浄処理に伴う洗浄排水は一定量排出される。
As shown in FIG. 13, when the drainage does not flow into the
図13中に記載する点線は、濾過池12からの排水を、排水池40で受け入れられる水位を示している。この水位を下回る前に、濾過池12の洗浄処理が実行されると、排水池40が溢れてしまうため、洗浄処理を実行することができない。ここで、濾過池12の損失水頭値が上限に達した場合、または、濾過速度が下限に達した場合、濾過池12の洗浄処理を実行する必要がある。しかし、排水池40の水位が、図13の点線で示す1池洗浄可能水位を下回らない場合は、洗浄処理を実行することができない。
A dotted line shown in FIG. 13 indicates a water level at which the drainage from the
そこで、コントローラ100は、洗浄処理の実行要求に対して、排水池40での排水の受け入れ容量が確保されていない旨のガイダンスを出力する。これにより、排水容量不足で、濾過池12の洗浄処理に伴って、排水池40が溢れるような事態を未然に防止することが可能となる。
Therefore, the
また、図13に示すように、時間間隔Δtの間に変化した水位Δhの比率から、単位時間当たりの水位減少速度(Δh/Δt)を算出し、排水池40の現在水位から排水の受け入れが可能となる水位の差を水位減少速度で除することで、洗浄処理が可能となる時間を算出できる。コントローラ100は、この洗浄処理が可能となる待ち時間を、操作員にガイダンス出力することによって、濾過池12の洗浄処理の運転支援を行なうことができる。
Further, as shown in FIG. 13, the water level decrease rate (Δh / Δt) per unit time is calculated from the ratio of the water level Δh changed during the time interval Δt, and the drainage is accepted from the current water level of the
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。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…貯水池(ダム)、2,…流量計、3,15…流量調節弁、4,14…アクチュエータ
5…着水井、6,23,27…配管、9…混和池、10…フロック形成池、
11…沈殿池、12…濾過池、13…洗浄水槽(浄水池)、16…配水池、
17…水位計、30…貯水池(河川)、32…沈砂池、34…ポンプ井、
40…排水池(汚水池)、46…表洗ポンプ、50…流量調節弁、51…流量計、
53…逆洗ポンプ、56…吐出弁、100…コントローラ、110…配水管、
120…表洗ノズル、121…配管、122…濾過砂、123…損失水頭計、
124…排水管。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reservoir (dam), 2 ... Flow meter, 3, 15 ... Flow control valve, 4, 14 ...
DESCRIPTION OF
17 ... Water level gauge, 30 ... Reservoir (river), 32 ... Sedimentation basin, 34 ... Pump well,
40 ... Drainage basin (sewage pond), 46 ... Front wash pump, 50 ... Flow control valve, 51 ... Flow meter,
53 ... Backwash pump, 56 ... Discharge valve, 100 ... Controller, 110 ... Water pipe,
120 ...
124 ... Drain pipe.
Claims (14)
前記濾過池の流入側の圧力と流出側の圧力の差である損失水頭値の変化の挙動を監視する監視手段と、
前記監視手段により検知された前記損失水頭値の変化に基づいて、前記濾過池の濾過処理能力を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする運転支援システム。 In an operation support system applied to a water treatment plant that introduces water from a water source into a filtration pond and performs water treatment including filtration,
Monitoring means for monitoring the behavior of the change in the loss head value, which is the difference between the pressure on the inflow side and the pressure on the outflow side of the filtration basin;
A driving support system comprising: a determination unit that determines a filtration processing capacity of the filtration basin based on a change in the loss head value detected by the monitoring unit.
前記損失水頭値の変化に基づいて、前記濾過池に設けられた濾過砂の目詰まり程度又は残留物を定量的に検出し、当該検出結果に基づいて前記濾過砂の濾過処理能力を判定することを特徴とする請求項1に記載の運転支援システム。 The determination means includes
Quantitatively detecting the degree of clogging or residue of the filtration sand provided in the filtration basin based on the change in the loss head value, and determining the filtration treatment capacity of the filtration sand based on the detection result The driving support system according to claim 1.
前記損失水頭値の変化の挙動として、前記濾過池に設けられた濾過砂の洗浄終了後から、当該損失水頭値が予め設定した上限値に達するまでの期間の変化を監視することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の運転支援システム。 The monitoring means includes
As the behavior of the change of the loss head value, the change of the period until the loss head value reaches a preset upper limit value after the completion of the washing of the filter sand provided in the filtration pond is monitored. The driving support system according to any one of claims 1 and 2.
前記損失水頭値の変化の挙動として、前記濾過池の損失水頭値の単位時間当たりの変化量を監視することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の運転支援システム。 The monitoring means includes
The driving support system according to any one of claims 1 and 2, wherein a change amount per unit time of the loss head value of the filtration pond is monitored as a behavior of the change of the head loss value. .
前記損失水頭値の変化の挙動として、前記濾過池に設けられた濾過砂の洗浄終了直後の損失水頭値の変化傾向を監視することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の運転支援システム。 The monitoring means includes
The change tendency of the loss head value immediately after the end of washing of the filter sand provided in the filtration basin is monitored as the behavior of the change of the loss head value. The driving support system described in 1.
前記濾過池の単位時間当たりの濾過水量と前記濾過池の断面積とに基づいて算出される濾過速度の変化の挙動を監視する監視手段と、
前記監視手段により検知された前記濾過速度の変化に基づいて、前記濾過池の濾過処理能力を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする運転支援システム。 In an operation support system applied to a water treatment plant that introduces water from a water source into a filtration pond and performs water treatment including filtration,
Monitoring means for monitoring the behavior of the change in filtration rate calculated based on the amount of filtered water per unit time of the filtration basin and the cross-sectional area of the filtration basin;
A driving support system, comprising: a determination unit that determines a filtration processing capacity of the filtration basin based on a change in the filtration rate detected by the monitoring unit.
前記濾過速度の変化に基づいて、前記濾過池に設けられた濾過砂の目詰まり程度又は残留物を定量的に検出し、当該検出結果に基づいて前記濾過砂の濾過処理能力を判定することを特徴とする請求項6に記載の運転支援システム。 The determination means includes
Based on the change in the filtration speed, quantitatively detecting the degree of clogging or residue of the filtration sand provided in the filtration pond, and determining the filtration processing capacity of the filtration sand based on the detection result. The driving support system according to claim 6, wherein
前記濾過速度の変化の挙動として、前記濾過池に設けられた濾過砂の洗浄終了後から、濾過速度が予め設定した下限値に達するまでの期間の変化を監視することを特徴とする請求項6または請求項7のいずれか1項に記載の運転支援システム。 The monitoring means includes
The change in the filtration rate is monitored by monitoring a change in a period from when the filtration sand provided in the filtration pond is washed until the filtration rate reaches a preset lower limit value. Or the driving assistance system of any one of Claim 7.
前記濾過速度の変化の挙動として、前記濾過池の濾過速度の単位時間当たりの変化量を監視することを特徴とする請求項6または請求項7のいずれか1項に記載の運転支援システム。 The monitoring means includes
The driving support system according to claim 6, wherein a change amount per unit time of the filtration rate of the filtration pond is monitored as the behavior of the change in the filtration rate.
前記濾過速度の変化の挙動として、前記濾過池に設けられた濾過砂の洗浄終了直後の濾過速度の変化傾向を監視することを特徴とする請求項6または請求項7のいずれか1項に記載の運転支援システム。 The monitoring means includes
The change tendency of the filtration rate immediately after completion | finish of washing | cleaning of the filtration sand provided in the said filtration basin is monitored as a change behavior of the said filtration rate, Either of Claim 6 or Claim 7 characterized by the above-mentioned. Driving support system.
前記濾過池の流入側の圧力と流出側の圧力の差である損失水頭値の変化の挙動、あるいは前記濾過池の単位時間当たりの濾過水量と前記濾過池の断面積とに基づいて算出される濾過速度の変化の挙動を監視する監視手段と、
前記監視手段により検知された前記損失水頭値または前記濾過速度に基づいて、前記濾過池の洗浄処理を実行すべきときに、前記濾過池の洗浄処理に必要な洗浄水の水量が洗浄水槽に確保されているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記濾過池の洗浄処理が可能であるか否かを示すガイダンスを出力する洗浄支援手段と
を具備したことを特徴とする運転支援システム。 In an operation support system applied to a water treatment plant that introduces water from a water source into a filtration pond and performs water treatment including filtration,
It is calculated based on the behavior of the change in the loss head value, which is the difference between the pressure on the inflow side and the pressure on the outflow side of the filter basin, or the amount of filtered water per unit time of the filter basin and the cross-sectional area of the filter basin. Monitoring means for monitoring the behavior of changes in filtration rate;
Based on the head loss value or the filtration speed detected by the monitoring means, the amount of washing water necessary for the washing treatment of the filtration basin is secured in the washing water tank when the washing treatment of the filtration pond is to be executed. Determining means for determining whether or not
A driving support system comprising: a cleaning support unit that outputs guidance indicating whether or not the filtration basin can be cleaned based on a determination result of the determination unit.
前記洗浄水槽には必要な洗浄水の水量が確保されていない場合には、前記洗浄水槽の水量増加速度に基づいて洗浄処理が可能になるまでの待ち時間のガイダンスを出力することを特徴とする請求項11に記載の運転支援システム。 The cleaning support means includes
When the required amount of cleaning water is not secured in the cleaning water tank, guidance for waiting time until the cleaning process becomes possible is output based on the rate of increase in the water volume of the cleaning water tank. The driving support system according to claim 11.
前記洗浄支援手段は、前記排水池の容量が十分であるかを判定し、この判定結果に基づいて前記濾過池の洗浄処理が可能であるか否かを示すガイダンスを出力することを特徴とする請求項11または請求項12のいずれか1項に記載の運転支援システム。 In a water treatment plant having a drainage basin that receives the washing wastewater accompanying the washing treatment of the filtration pond,
The cleaning support means determines whether or not the capacity of the drainage pond is sufficient, and outputs guidance indicating whether or not the filtration basin can be cleaned based on the determination result. The driving support system according to any one of claims 11 and 12.
前記排水池の容量が不十分な場合には、前記排水池の水量減少速度から洗浄処理が可能になるまでの待ち時間のガイダンスを出力することを特徴とする請求項13に記載の運転支援システム。 The cleaning support means includes
The driving support system according to claim 13, wherein when the capacity of the drainage pond is insufficient, guidance for a waiting time until the cleaning process becomes possible is output from a rate of decrease in the amount of water in the drainage basin. .
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