JP3115101B2 - 液体中和装置 - Google Patents
液体中和装置Info
- Publication number
- JP3115101B2 JP3115101B2 JP04120438A JP12043892A JP3115101B2 JP 3115101 B2 JP3115101 B2 JP 3115101B2 JP 04120438 A JP04120438 A JP 04120438A JP 12043892 A JP12043892 A JP 12043892A JP 3115101 B2 JP3115101 B2 JP 3115101B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- liquid
- piping system
- neutralizing agent
- flow rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
体又はアルカリ性液体)を混合し中和する方式の液体中
和装置に係り、中和剤の注入量を演算若しくはファジイ
推論により制御する液体中和装置に関するものである。
ては、例えば特開昭56−60684号公報等がある。
この中和方法は、例えば一定流量の原液に対し適宜の流
量に調整された中和剤をラインミキサー等の混合器にお
いて瞬時に混合し、連続的な中和を行え、バッチ式の中
和装置のように大容量の混合槽が不要で、原液の貯槽は
小容量のタンクで済むといった長所を有している。
値をPH検出器により検出し、該混合器の流出液のpH
値が中和点(pH=7)となるように中和剤の配管系に
設けた流量調整弁を制御して行っており、この制御は一
般にPID制御方式を用いている。
の流量調整を行う場合、以下に述べる難しさが指摘され
ている。
で、pH値の変動は10のn乗のオーダの扱いを必要と
するような極めて敏感な制御系となる。
くなることから、目標値付近での制御の安定性が非常に
悪くなる。
ないため、pH値だけから単純に中和剤の注入量を決定
することは危険がある。
れるイオンの種類によって緩衝効果が異なるので、中和
に必要となる中和剤の注入量は一般に異なる。
常に一定とはいえない。
よってむだ時間は異なるが、一般には時定数に対してむ
だ時間が大きい。
れた目標値(通常はpH7)と処理液pHとの差(偏
差)から演算された量を制御量としているため、PID
制御単独では対応できない。したがって、ベテランの作
業者の手動操作による調整が大きなウエイトを占めてい
るのが現状である。
中和調整を適切に行える液体中和装置を提供することを
目的とする。
液体中和装置の具体的構成は、原液が通液される第1の
配管系と、該第1の配管系に対して中和剤を注入するた
めの第2の配管系と、該第1の配管系の中和剤注入点よ
りも下流側に配置された混合手段と、該混合手段で混合
された処理液のpH値を計測する処理液pH値計測手段
と、該中和剤の注入流量の調整を行う自動の中和剤流量
調整機構と、該処理液pH値計測手段からの各計測情報
に基づき該中和剤流量調整機構の薬液注入量を制御する
制御手段とを有し、該制御手段は、pH値と薬液注入量
との関係を表す複数の規範滴定カーブを有し、現在の処
理液pH値とこれら規範滴定カーブから、処理pH値に
対応する滴定カーブをファジィ推論により逐次演算する
滴定カーブ予測部と、該滴定カーブ予測部により求めた
滴定カーブと処理液pH値計測手段から計測値に基づき
次の目標とするpH値をファジィ推論し、該中和剤流量
調整機構の薬液注入量を決定する仮想目標発生手段とか
ら構成したことを特徴とする。
の変化に対し逐次滴定カーブを変更する処理、およびこ
の滴定カーブにより次のpH値の目標を決めて中和剤の
流量を設定する処理をファジィ推論により行う。
を示すブロック図である。
酸性液が貯えられている酸性液タンク、2は中和剤であ
るNaOH等のアルカリ性液が貯えられているアルカリ
性液タンク、3は中和処理のための原液が受け入れられ
る原液受入タンクである。
理配管系L3に注入する酸性液注入配管系、L2はアル
カリ性液タンク2内のアルカリ性液を原液処理配管系L
3に注入するアルカリ性液注入配管系、L3は原液受入
タンク3内の原液を中和処理のために通す原液処理配管
系である。
1、酸性液流量制御弁CV1等が設けられ、酸性液流量
制御弁CV1により流量が調整された酸性液が原液処理
配管系L3に注入される。またアルカリ性液注入配管系
L2には、注入ポンプP2、アルカリ性液流量制御弁C
V2等が設けられ、アルカリ性液流量制御弁CV2によ
り流量が調整されたアルカリ性液が原液処理配管系L3
に注入される。
3、原液のpH値を測定する原液用pH計4が設けら
れ、またこれら注入点よりも下流側には連続式混合器で
あるラインミキサー8が設けられ、さらにラインミキサ
ー8の後段に混合タンク9が設けられており、混合タン
ク9から排出された中和処理液のpH値を測定する処理
液用pH計5が設けられている。
る制御装置で、原液用pH計4、処理液pH計5のpH
値情報が入力され、酸性液流量制御弁CV1およびアル
カリ性液流量制御弁CV2の開度(%)制御信号を出力
する。
液かの判断を原液用pH計4からのpH情報に基づき判
断し、中和のために注入する中和剤の選択を行うpH判
断部と、該pH判断部にて選択された中和剤の注入流量
をpH計4、5等の情報等から決定する流量設定部とか
ら構成されている。
H計4により検出した原液のpHに基づき、原液が例え
ば酸性であると判断すると、原液に対して制御装置7で
設定された弁開度をアルカリ性液流量制御弁CV2に指
示し、原液と中和剤とがラインミキサー8と混合槽によ
り混合されて中和され、不図示の排水槽へ排出されるこ
とになる。
変化した場合、pH計4によって得られる原液のpHの
変化量がある値以上の場合、原液処理配管系L3の弁V
2を閉じ、リターン配管系L4の弁1を開弁して処理液
を原液受入タンク3に戻すようにしてもよい。
られる処理液のpH変化量がある値以上の場合、制御を
中断(ホールド)するようにすることもできる。
明する。
ィ予測器10、ファジィ仮想目標発生器11により構成
され、ファジィ推論によりpH値が7に収束してゆくよ
うに中和剤の注入量をファジィ制御する。
す中和処理の対象となるプラントの特性に合わせた4つ
の規範滴定カーブ(〜)が予め用意されており、図
3は横軸が中和剤の注入量(弁開度)、縦軸がpH値を
表している。なお図3は中和剤としてアルカリ性液を用
いたものであるが、酸性液の中和剤についても同様のも
のを用意している。
状況における過去の運転データをもとに作成された規範
滴定カーブ(〜)を用い滴定カーブを予測するもの
である。
イ推論は、種々の方法を用いることができ、本実施例で
は薬液を注入することにより得られたデータを挟む2本
の規範カーブとの距離から、IF THENルールの後
件部を構成する函数の係数(パラメータ)を決定するよ
うにしている。すなわち本例のプラントでは、既に上記
図3の説明で示したように、そのプラント特有の特性
(過去の運転データ等から得られる特性)から、pH値
をy軸としかつ薬液注入量をx軸としたときに、これら
のpH値と薬液注入量の相関関係は、pH値(y値)が
薬液注入量(x値)を変数とした函数(本例の場合は指
数函数)で表されて、上記の(〜)の各規範滴定カ
ーブはその函数の係数(パラメータ)を定めることで与
えられ、同様に、各規範滴定カーブの間に存在するであ
ろうさまざまな滴定カーブモデルも、上記函数の係数
(パラメータ)を決めることで与えらる。 しかし、上記
のように実際に得られたデータ(実測値)に基づいて決
める滴定カーブモデルの係数(パラメータ)を、該実測
値を挟む2本の滴定カーブとの間の単純な距離関係(比
例関係:図3中に示した例えばx座標an と交わる規範
滴定カーブ,のy座標bn',bn"間の距離をbn で
配分した距離p,qの比)だけで決めるのでは、当該滴
定カーブモデルの形状は、これを挟む規範滴定カーブの
いずれか一方の曲線形状に必要以上に影響され、予測と
実際のずれが大きくなってしまう。そこでファジイ推論
に基づく補間法によりこれを修正し、具体的には、上記
2本の規範滴定カーブのいずれに当該滴定カーブモデル
がより近似するのかという重み付け(本例の場合で言え
ば、距離が近い側の影響が大で、距離が遠い側の影響が
小さいというファジイ推論の常識的手法に基づく重み付
け)を行ってその係数(パラメータ)を定め、次の薬液
注入量の算出に用いる滴定カーブモデルを演算するよう
にしている。なお言うまでもないが、上記重み付けの与
え方は実験的、経験的に決めればよい。
は、ある時刻(t)での注入量u(t)と、これに対す
るプラントのpH値(pH計5からの検出値)pH
(t)から、プラントの滴定カーブモデルの関数f(u
(t))を逐次予想し、また予測した滴定カーブモデル
の逆関数f-1(pH(t))を求めるように動作する。
ではなく、時々刻々変化していること等から、この滴定
カーブモデルf0 に従って一義的に注入量を制御するこ
とは非常に危険である。
付近に収束させることを目的とするが、次の時刻におけ
る目標pH値を常に7に設定するのは、pH値が7付近
での滴定カーブは傾きが非常に大きい等の理由から、ハ
ンチングを招く虞があり危険である。
過毎)の注入量を微量にすると、中和点から遠く離れた
状況では、pH値が殆ど改善されないため効率が悪い。
デルfn を予測し、更新された滴定カーブモデルに従っ
て注入量を決定すればよいことになる。
がbn であるとすると、その座標を挟むの規範滴定カ
ーブとの規範滴定カーブとから滴定カーブモデルfn
を予測し、次いで(an+1 ,bn+1 )から滴定カーブモ
デルfn+1 、を予測し、さらに(an+2 ,bn+2 )から
滴定カーブモデルfn+2 を予測するという演算処理を逐
次行う。
「予測」であり実プラントにおける特性ではないから、
その間に当然誤差が生じることになる。
ためには、 ファジイ予測器10によって予測した滴
定カーブモデルが現在のプラントの状況をどの程度正確
に表現しているか、 現在のpH値が中和点からどの
くらい離れているか、を考慮する必要があり、ファジイ
仮想目標発生器11はこの点を加味して注入量を決定す
る。
トのpH値(pH計5の検出値)pH(t)と、ファジ
ィ予測器10によって予測された滴定カーブモデルのp
H値( ̄pH)との誤差( ̄e(t))とその変化分Δ
e(t)から、次の時刻の仮想目標pH値補正量であ
る、e* (t+1)を推論する。つまり、ファジィ予測
器10によって予測した滴定カーブモデルが現在のプラ
ントの状況をどの程度正確に表現しているのかをファジ
ィ推論する。
の場合と、pH(t)<7の場合に分けられる。
示す表1のP、N、Zは前件部のファジィ集合であり、
図7のように定められている。
H値{pH* (t+1) }は、 pH* (t+1) =pH(t)+e* (t+1) により与えられる。
* (t+1) }は、実プラントのpH値が7に近づくほど小
さく、また遠いほど大きくする必要があるため、pH7
からの偏差で重み付けを行っている。
pH値{pH* (t+1) }を滴定カーブモデルの逆関数に
代入し、f-1{pH* (t+1) }、の値を求め、この値を
次の時刻における注入量u(t+1) とし、流量制御弁CV
1又はCV2をこの注入量に相当する弁開度に制御す
る。
の試料水として、試料1と試料2により中和実験を行っ
た。
値を約2.5とし、試料2は実原液を純水で約10倍に
希釈してpH値を約2.5としたものを使用している。
で中和処理したときの制御状態を示す図で、縦軸はpH
値を百分率(%)で示し、横軸を時間としたものであ
り、目標値が50%とはpH値=7を表す。
2を従来のPID制御とオペレーターによる手動操作を
交えた方法で制御した状態を図6に示す。
本発明を用いれば、従来のようなハンチングは全く生ぜ
ず、短時間に目標値に達し、その後は安定した中和処理
が実現する。
測器10は予め設定した4つの規範滴定カーブを逐次用
いて滴定カーブモデルを作成しているが、制御動作中に
収集した滴定量データとpH値データを用い、回帰分析
により滴定カーブを作成し、このカーブを規範滴定カー
ブと入れ替えて逐次修正すれば、予測する滴定カーブモ
デルは対象とするプラントの実滴定カーブにより近似し
たものとなる。
性液とアルカリ性液の両方を用意しているが、原液が例
えば酸性とすれば、中和剤としてアルカリ性液のみ用意
することもでき、この場合、図1に示すようなリターン
配管系L4を設けておけば、原液が例えば酸性からアル
カリ性へ変化したのが一時的であれば、原液が元の酸性
に戻るまでリターンするようすれば良く、また原液ポン
プP3を停止し、中和処理を中止するようにしても良
い。
一義的に決まる滴定カーブによって中和剤の注入量を制
御するのではなく、時系列的に変化する原液の状態にで
きるだけ対応するように滴定カーブを決め、また次の目
標に従った薬液の注入流量調整を無理のないように決め
るため、ハンチングを起こすことなく適切に処理液のp
H値を7付近に維持することができる。
pH値を7付近までにすることができるという応答性の
点においても優れている。
性が優れているのみでなく、原液の性質変化に対する追
従性が優れているので、中和剤の消費量を少なくするこ
とができるばかりか、原液を一旦貯えてpH値を一定化
するためのタンクの小型化も図ることができる。
ロック図。
態を示す図。
態を示す図。
図。
Claims (6)
- 【請求項1】 原液が通液される第1の配管系と、該第
1の配管系に対して中和剤を注入するための第2の配管
系と、該第1の配管系の中和剤注入点よりも下流側に配
置された混合手段と、該混合手段で混合された処理液の
pH値を計測する処理液pH値計測手段と、該中和剤の
注入流量の調整を行う自動の中和剤流量調整機構と、該
処理液pH値計測手段からの各計測情報に基づき該中和
剤流量調整機構の注入量を制御する制御手段とを有し、 該制御手段は、原液pH値と薬液注入量との関係を表す
複数の規範滴定カーブを有し、現在の処理液pH値とこ
れら規範滴定カーブから、処理pH値に対応する滴定カ
ーブをファジィ推論により逐次演算する滴定カーブ予測
部と、該滴定カーブ予測部により求めた滴定カーブと処
理液pH値計測手段から計測値に基づき次の目標とする
pH値をファジィ推論し、該中和剤流量調整機構の薬液
注入量を決定する仮想目標発生手段とから構成したこと
を特徴とする液体中和装置。 - 【請求項2】 請求項1において、第2の配管系は酸性
液又はアルカリ性液のいずれかの中和剤を通液する1系
統の配管系であることを特徴とする液体中和装置。 - 【請求項3】 請求項1において、第2の配管系は酸性
液とアルカリ性液を通液する2系統の配管系であること
を特徴とする液体中和装置。 - 【請求項4】 請求項1又は3において、原液のpH値
を計測する原液pH値計測手段を有し、該原液pH値計
測手段の計測値により、制御手段は中和剤を酸性液とす
るかアルカリ性液とするかを判断し、対応する流量調整
機構を動作させることを特徴とする液体中和装置。 - 【請求項5】 請求項1、2、3又は4において、制御
手段は、所定時間内でのpH値の変化量が所定範囲を越
えた場合には制御を中断することを特徴とする液体中和
装置。 - 【請求項6】 請求項1、2、3、4又は5において、
制御手段は滴定カーブを回帰分析法により演算し、これ
を規範滴定カーブと入れ替える学習機能を有することを
特徴とする液体中和装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04120438A JP3115101B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 液体中和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04120438A JP3115101B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 液体中和装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05309376A JPH05309376A (ja) | 1993-11-22 |
JP3115101B2 true JP3115101B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=14786213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04120438A Expired - Lifetime JP3115101B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 液体中和装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3115101B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109856220A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-06-07 | 中南大学 | 一种pH值在线检测装置及其控制和校准预判方法 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6372505B1 (en) * | 1998-11-03 | 2002-04-16 | Mehler-Toledo Gmbh | Process and apparatus for titrating |
AU2001281373A1 (en) * | 2000-07-31 | 2002-02-13 | Kinetics Chempure Systems, Inc. | Method and apparatus for blending process materials |
JP5684185B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2015-03-11 | 中国電力株式会社 | 排水処理装置及び方法 |
JP6462359B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2019-01-30 | クボタ化水株式会社 | 亜硫酸ガス含有排ガスの脱硫方法および脱硫装置 |
JP6909661B2 (ja) * | 2017-07-19 | 2021-07-28 | 大成建設株式会社 | 浄化装置 |
-
1992
- 1992-05-13 JP JP04120438A patent/JP3115101B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109856220A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-06-07 | 中南大学 | 一种pH值在线检测装置及其控制和校准预判方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05309376A (ja) | 1993-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109879410B (zh) | 一种污水处理曝气控制系统 | |
MacGregor et al. | The exponentially weighted moving variance | |
EP1321836A1 (en) | Controller, temperature controller and heat processor using same | |
JP2632609B2 (ja) | 適応性調節用にpH滴定曲線を見積る方法 | |
US5696696A (en) | Apparatus and method for automatically achieving and maintaining congruent control in an industrial boiler | |
JP3115101B2 (ja) | 液体中和装置 | |
Tan et al. | Modeling and control of a pilot pH plant using genetic algorithm | |
US10274975B2 (en) | Method and apparatus for controlling acid concentration for pickling in cold rolling | |
EP0496877B1 (en) | Reactant concentration control method and apparatus for precipitation reactions | |
US5428527A (en) | Method and device for the consideration of varying volume and flow in the control of a continuous flow process | |
Ibrahim | Practical modelling and control implementation studies on a pH neutralization process pilot plant | |
EP0768589B1 (en) | Method for controlling phosphate bath constituents | |
CN110332685B (zh) | 用于控制加湿设备的方法、装置和空调室内机 | |
JP3352171B2 (ja) | 溶液の中和制御方法 | |
US20230106044A1 (en) | Apparatus for controlling flow rate and method of controlling flow rate | |
Thangavel et al. | Robust dual multi-stage nmpc using guaranteed parameter estimation | |
CA1223943A (en) | Method and installation enabling, on the one hand, the knowledge in advance at a given moment of the result to which a given developing chemical medium necessarily leads and, on the other hand, the regulation of this medium to arrive at a particular | |
JPH05317643A (ja) | 湿式排ガス脱硫装置の吸収液循環流量制御方法および装置 | |
JP7374931B2 (ja) | 燃料電池スタックの動作の安全性および/または信頼性を高める方法 | |
JP2020175346A (ja) | 残留塩素除去方法、残留塩素除去システムの制御装置及び残留塩素除去システム | |
CN116949452B (zh) | 一种铝蚀刻液的冰醋酸、硝酸及磷酸比率控制系统 | |
Takekawa et al. | An application of nonlinear model predictive control using C/GMRES method to a PH neutralization process | |
JPH07275882A (ja) | 下水処理制御装置 | |
CN115385432A (zh) | 一种污水除磷的方法及系统 | |
US11505474B2 (en) | System and method to improve control of conductivity, free residual chlorine, level, and pH in large cooling towers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080929 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080929 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110929 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120929 Year of fee payment: 12 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120929 Year of fee payment: 12 |