JP3413935B2 - 雨水滞水池の返流水制御装置 - Google Patents
雨水滞水池の返流水制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、下水プロセスにおける
雨水滞水池より処理場水処理設備（最初沈殿池）へ返流
する返流水制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】雨水排除は、降雨等における都市地域の
雨水を効率的に集水し、河川等に揚排水する事である。
近年の急激な市街地化に伴う浸透域の減少による雨水流
出量の増大と流出時間の短縮化、局地的集中豪雨の頻
発、地盤沈下の加速化などにより浸水被害が増加する傾
向であり、新たな都市災害として対策を迫られている。 【０００３】この対策として、雨水排水設備に加え、保
水・遊水機能の向上を図る雨水流出抑制対策が促進され
ており、流水被害の軽減と共に雨水放流の水質改善も目
的としている。 【０００４】代表的な雨水流出抑制対策用の施設として
雨水滞水池を設け、合流式下水道において初期降雨時の
高濁度雨水あるいは揚水設備でまかない切れない雨水を
一時的に貯留する目的で設けられる。 【０００５】雨水滞水池は、複数の沈殿池に雨水を貯留
する構造になっており、貯留された雨水中の無機物等を
重力沈降作用により除去し、次段の水処理設備における
処理水量の変動すなわち揚水設備よりの揚水量の変動に
応じて、返流水ポンプにより水処理設備の最初沈殿池へ
返流水として圧送する。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】その際、最適な返流を
行うには返流水制御が必要となるが、現在の技術では次
のような問題がある。 【０００７】（１）複数の沈殿池で構成される雨水滞水
池の貯留量や揚水量等を総合的に考慮した返流水制御が
行われていない。 【０００８】（２）返流タイミングの決定は、操作員に
依存しており操作員の負担となっている。 【０００９】（３）返流時間が固定的であり、かつ返流
流量が一定であるため、基本的に処理場の揚水設備より
の揚水状況の変化に対応できる柔軟な方式になっていな
い。このため、後段の処理工程に悪影響を与える可能性
があり、最適な返流水制御となっていない。 【００１０】（４）以上より、返流水ポンプの運転時間
が多くなり電力量が無駄に消費される可能性がある。 【００１１】本発明は、以上の課題にかんかみなされた
ものであり、雨水滞水池（沈殿池）の貯留量や揚水設備
よりの揚水量の考慮によりマクロ的に最適な返流水制御
装置を提供することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段と作用】下水道プロセスに
おける雨水を一時的に滞水池（沈殿池）に貯留し、沈殿
処理し処理後の雨水を処理場の水処理設備（最初沈殿
池）へ返流水ポンプにて返流水を圧送する返流水制御に
おいて、雨水滞水池の貯留量信号、揚水設備より水処理
設備へ揚水する揚水量信号、返流緊急度信号に基づき目
標の返流流量信号および返流期間を示す返流時間信号
を、また滞水池の水位信号，雨水の貯留時間信号，前記
揚水信号，返流時間帯を示す時刻信号に基づきポンプ起
動に係る返流タイミング信号を、夫々ファジイ推論して
求め、前期返流水ポンプを前期返流タイミング信号と返
流時間信号に基づき運転・停止し、前記返流流量信号と
実返流流量信号との偏差に基づき速度制御し返流水の流
量を制御する。 【００１３】 【実施例】本発明の一実施例を図１のシステム構成図，
図２のメンバーシップ関数，表１，表２のルールマトリ
ックスにより説明する。 【００１４】１は合流式の雨水流入ピットで、２は流入
ピット１より流入する雨水を貯留して無機物などを重力
沈降作用により除去する雨水滞水池の役割をなす沈殿池
であり、３は該沈殿池に設けられた水位計である。４は
洗浄水槽で、沈殿池２の沈降物を洗浄するための水を貯
えるものであり、５は該洗浄水を沈殿池２へ圧送するた
めのポンプである。 【００１５】６は、沈殿池２で処理された雨水を処理場
水処理設備（最初沈殿地）８へ圧送する返流ポンプであ
り、７は該返流水の流量を計測する流量計である。ま
た、１０は流量計であり、処理場揚水設備（雨水ポンプ
や汚水ポンプ）９より前記処理場水処理設備８へ送る雨
水や汚水の揚水量を計測する。 【００１６】１１は貯留量演算手段で、沈殿池２の水位
計３の出力である水位信号ＬＢと沈殿池面積より貯留量
を算出し貯留量信号ＬＡを出力する。 【００１７】１２は第１のファジイ推論手段であり、前
記貯留量信号ＬＡ，流量計１０の出力である揚水量信号
ＦＡおよび返流緊急度信号ＥＡを入力変数とし、ファジ
イ推論により返流水ポンプの運転時間を示す返流時間信
号ＴＡ，目標とする返流流量信号ＨＦを推論する。 【００１８】１３は、第２のファジイ推論手段であり、
前記水位信号ＬＢ，前記揚水量信号ＦＢ（＝ＦＡ），各
沈殿池が貯留している雨水の貯留時間信号ＴＢおよび返
流を実施する時間帯を示す時刻信号ＴＳを入力変数とし
ファジイ推論により返流水ポンプの起動に係る返流タイ
ミング信号ＣＬを出力する。 【００１９】１４は調節手段で、返流流量信号ＨＦと流
量計７の出力である実返流流量信号ＧＦとを入力し、そ
の偏差を比例・積分した出力を返流水ポンプ６へ送り速
度制御する。 【００２０】１５は制御手段であり、前記返流時間信号
ＴＡ，返流タイミング信号ＣＬを入力し返流水ポンプ６
の運転・停止を制御する。 【００２１】次に、その動作を説明する。 【００２２】雨水は流入ピット１を経て雨水滞水池の役
目をなす沈殿池２へ流れ込み貯留される。沈殿池２に設
けられた水位計３で検出された水位信号ＬＢは貯留量演
算手段１１へ入力され、沈殿池２の面積との演算により
貯流量が算出され、貯留量信号ＬＡが第１のファジイ推
論手段１２へ入力される。また、処理場揚水設備９より
処理場水処理設備８へ揚水される揚水量を流量計１０で
検出し、揚水量信号ＦＡとして前記第１のファジイ推論
手段１２へ入力する。また、操作員によって返流の緊急
さを示す返流緊急度信号ＥＡを設定し第１のファジイ推
論手段１２へ入力する。 【００２３】第１のファジイ推論手段１２では、前記入
力変数（現象項目）である貯留量信号ＬＡ，揚水量信号
ＦＡ，返流緊急度信号ＥＡおよび出力変数（原因項目）
である返流時間信号ＴＡ，返流流量信号ＨＦを図２に示
すようにＬ，Ｍ，Ｓの３段階のメンバーシップ関数とし
て定めると共に、推論のためのルールマトリックスを表
１のように規定する。このルールマトリックスに依るＩ
Ｆ〜ＴＨＥＮルールに基づいて返流時間信号ＴＡを返流
流量信号ＨＦを推論し、前者を制御手段１５へ、後者を
返流制御手段１４へ送出する。 【００２４】 【表１】 【００２５】一方、第２のファジイ推論手段１３には、
前記水位信号ＬＢと前記揚水量信号ＦＢ（＝ＦＡ）およ
び貯留時間信号ＴＢ，時刻信号ＴＳが入力される。この
第２のファジイ推論手段１３では、前記入力変数（現象
項目）である水位信号ＬＢ，揚水量信号ＦＢ，貯留時間
信号ＴＢ，時刻信号ＴＳおよび出力変数（原因項目）で
ある返流タイミング信号ＣＬを、図２に示すようにＬ，
Ｍ，Ｓの３段階のメンバーシップ関数として定めると共
に、推論のためのルールマトリックスを表２のように規
定する。このルールマトリックスに依るＩＦ〜ＴＨＥＮ
ルールに基づいて返流タイミング信号ＣＬを推論し、制
御手段１４へ送出する。 【００２６】 【表２】 【００２７】返流水ポンプ６は、制御手段１５よりの返
流タイミング信号ＣＬに基づく運転指令を受けて起動
し、調節手段１４よりの返流流量信号ＨＦと流量計７の
出力である実返流信号ＧＦとの偏差に基づく駆動指令
（速度指令）により可変速運転され、制御手段１５より
の返流時間信号ＴＡに基づく停止指令を受けて停止する
動作を行い返流水の流量調整を行う。 【００２８】 【発明の効果】本発明は、雨水滞水池の返流水制御にお
いて、滞水池の貯留量信号，揚水設備よりの揚水量信
号，返流緊急度信号に基づき返流流量信号，雨水の貯留
時間信号をファジイ推論すると共に、滞水池の水位信
号，揚水量信号，雨水の貯留時間信号，返流を実施する
時間帯を指示する時刻信号に基づき返流タイミング信号
を推論し、返流水ポンプの運転・停止および速度制御を
行い返流水の流用制御を行うので、マクロ的に最適な返
流水制御が可能となる。返流時間と返流時間が可変的で
あり揚水状況の変化に対応できるため後段の処理工程の
負荷変動を低減でき水質面での改善に寄与できる。ま
た、返流タイミングの決定が自動的となるため操作員の
負担が軽減される。 【００２９】返流水ポンプの運転時間が軽減され、電力
量の省エネが期待されると同時に、洗浄推量と洗浄ポン
プの電力量の省エネが可能である。更に、ファジイ推論
を用いるので柔軟なアルゴリズム構成となり、ルール変
更や修正が容易である。
雨水滞水池より処理場水処理設備（最初沈殿池）へ返流
する返流水制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】雨水排除は、降雨等における都市地域の
雨水を効率的に集水し、河川等に揚排水する事である。
近年の急激な市街地化に伴う浸透域の減少による雨水流
出量の増大と流出時間の短縮化、局地的集中豪雨の頻
発、地盤沈下の加速化などにより浸水被害が増加する傾
向であり、新たな都市災害として対策を迫られている。 【０００３】この対策として、雨水排水設備に加え、保
水・遊水機能の向上を図る雨水流出抑制対策が促進され
ており、流水被害の軽減と共に雨水放流の水質改善も目
的としている。 【０００４】代表的な雨水流出抑制対策用の施設として
雨水滞水池を設け、合流式下水道において初期降雨時の
高濁度雨水あるいは揚水設備でまかない切れない雨水を
一時的に貯留する目的で設けられる。 【０００５】雨水滞水池は、複数の沈殿池に雨水を貯留
する構造になっており、貯留された雨水中の無機物等を
重力沈降作用により除去し、次段の水処理設備における
処理水量の変動すなわち揚水設備よりの揚水量の変動に
応じて、返流水ポンプにより水処理設備の最初沈殿池へ
返流水として圧送する。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】その際、最適な返流を
行うには返流水制御が必要となるが、現在の技術では次
のような問題がある。 【０００７】（１）複数の沈殿池で構成される雨水滞水
池の貯留量や揚水量等を総合的に考慮した返流水制御が
行われていない。 【０００８】（２）返流タイミングの決定は、操作員に
依存しており操作員の負担となっている。 【０００９】（３）返流時間が固定的であり、かつ返流
流量が一定であるため、基本的に処理場の揚水設備より
の揚水状況の変化に対応できる柔軟な方式になっていな
い。このため、後段の処理工程に悪影響を与える可能性
があり、最適な返流水制御となっていない。 【００１０】（４）以上より、返流水ポンプの運転時間
が多くなり電力量が無駄に消費される可能性がある。 【００１１】本発明は、以上の課題にかんかみなされた
ものであり、雨水滞水池（沈殿池）の貯留量や揚水設備
よりの揚水量の考慮によりマクロ的に最適な返流水制御
装置を提供することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段と作用】下水道プロセスに
おける雨水を一時的に滞水池（沈殿池）に貯留し、沈殿
処理し処理後の雨水を処理場の水処理設備（最初沈殿
池）へ返流水ポンプにて返流水を圧送する返流水制御に
おいて、雨水滞水池の貯留量信号、揚水設備より水処理
設備へ揚水する揚水量信号、返流緊急度信号に基づき目
標の返流流量信号および返流期間を示す返流時間信号
を、また滞水池の水位信号，雨水の貯留時間信号，前記
揚水信号，返流時間帯を示す時刻信号に基づきポンプ起
動に係る返流タイミング信号を、夫々ファジイ推論して
求め、前期返流水ポンプを前期返流タイミング信号と返
流時間信号に基づき運転・停止し、前記返流流量信号と
実返流流量信号との偏差に基づき速度制御し返流水の流
量を制御する。 【００１３】 【実施例】本発明の一実施例を図１のシステム構成図，
図２のメンバーシップ関数，表１，表２のルールマトリ
ックスにより説明する。 【００１４】１は合流式の雨水流入ピットで、２は流入
ピット１より流入する雨水を貯留して無機物などを重力
沈降作用により除去する雨水滞水池の役割をなす沈殿池
であり、３は該沈殿池に設けられた水位計である。４は
洗浄水槽で、沈殿池２の沈降物を洗浄するための水を貯
えるものであり、５は該洗浄水を沈殿池２へ圧送するた
めのポンプである。 【００１５】６は、沈殿池２で処理された雨水を処理場
水処理設備（最初沈殿地）８へ圧送する返流ポンプであ
り、７は該返流水の流量を計測する流量計である。ま
た、１０は流量計であり、処理場揚水設備（雨水ポンプ
や汚水ポンプ）９より前記処理場水処理設備８へ送る雨
水や汚水の揚水量を計測する。 【００１６】１１は貯留量演算手段で、沈殿池２の水位
計３の出力である水位信号ＬＢと沈殿池面積より貯留量
を算出し貯留量信号ＬＡを出力する。 【００１７】１２は第１のファジイ推論手段であり、前
記貯留量信号ＬＡ，流量計１０の出力である揚水量信号
ＦＡおよび返流緊急度信号ＥＡを入力変数とし、ファジ
イ推論により返流水ポンプの運転時間を示す返流時間信
号ＴＡ，目標とする返流流量信号ＨＦを推論する。 【００１８】１３は、第２のファジイ推論手段であり、
前記水位信号ＬＢ，前記揚水量信号ＦＢ（＝ＦＡ），各
沈殿池が貯留している雨水の貯留時間信号ＴＢおよび返
流を実施する時間帯を示す時刻信号ＴＳを入力変数とし
ファジイ推論により返流水ポンプの起動に係る返流タイ
ミング信号ＣＬを出力する。 【００１９】１４は調節手段で、返流流量信号ＨＦと流
量計７の出力である実返流流量信号ＧＦとを入力し、そ
の偏差を比例・積分した出力を返流水ポンプ６へ送り速
度制御する。 【００２０】１５は制御手段であり、前記返流時間信号
ＴＡ，返流タイミング信号ＣＬを入力し返流水ポンプ６
の運転・停止を制御する。 【００２１】次に、その動作を説明する。 【００２２】雨水は流入ピット１を経て雨水滞水池の役
目をなす沈殿池２へ流れ込み貯留される。沈殿池２に設
けられた水位計３で検出された水位信号ＬＢは貯留量演
算手段１１へ入力され、沈殿池２の面積との演算により
貯流量が算出され、貯留量信号ＬＡが第１のファジイ推
論手段１２へ入力される。また、処理場揚水設備９より
処理場水処理設備８へ揚水される揚水量を流量計１０で
検出し、揚水量信号ＦＡとして前記第１のファジイ推論
手段１２へ入力する。また、操作員によって返流の緊急
さを示す返流緊急度信号ＥＡを設定し第１のファジイ推
論手段１２へ入力する。 【００２３】第１のファジイ推論手段１２では、前記入
力変数（現象項目）である貯留量信号ＬＡ，揚水量信号
ＦＡ，返流緊急度信号ＥＡおよび出力変数（原因項目）
である返流時間信号ＴＡ，返流流量信号ＨＦを図２に示
すようにＬ，Ｍ，Ｓの３段階のメンバーシップ関数とし
て定めると共に、推論のためのルールマトリックスを表
１のように規定する。このルールマトリックスに依るＩ
Ｆ〜ＴＨＥＮルールに基づいて返流時間信号ＴＡを返流
流量信号ＨＦを推論し、前者を制御手段１５へ、後者を
返流制御手段１４へ送出する。 【００２４】 【表１】 【００２５】一方、第２のファジイ推論手段１３には、
前記水位信号ＬＢと前記揚水量信号ＦＢ（＝ＦＡ）およ
び貯留時間信号ＴＢ，時刻信号ＴＳが入力される。この
第２のファジイ推論手段１３では、前記入力変数（現象
項目）である水位信号ＬＢ，揚水量信号ＦＢ，貯留時間
信号ＴＢ，時刻信号ＴＳおよび出力変数（原因項目）で
ある返流タイミング信号ＣＬを、図２に示すようにＬ，
Ｍ，Ｓの３段階のメンバーシップ関数として定めると共
に、推論のためのルールマトリックスを表２のように規
定する。このルールマトリックスに依るＩＦ〜ＴＨＥＮ
ルールに基づいて返流タイミング信号ＣＬを推論し、制
御手段１４へ送出する。 【００２６】 【表２】 【００２７】返流水ポンプ６は、制御手段１５よりの返
流タイミング信号ＣＬに基づく運転指令を受けて起動
し、調節手段１４よりの返流流量信号ＨＦと流量計７の
出力である実返流信号ＧＦとの偏差に基づく駆動指令
（速度指令）により可変速運転され、制御手段１５より
の返流時間信号ＴＡに基づく停止指令を受けて停止する
動作を行い返流水の流量調整を行う。 【００２８】 【発明の効果】本発明は、雨水滞水池の返流水制御にお
いて、滞水池の貯留量信号，揚水設備よりの揚水量信
号，返流緊急度信号に基づき返流流量信号，雨水の貯留
時間信号をファジイ推論すると共に、滞水池の水位信
号，揚水量信号，雨水の貯留時間信号，返流を実施する
時間帯を指示する時刻信号に基づき返流タイミング信号
を推論し、返流水ポンプの運転・停止および速度制御を
行い返流水の流用制御を行うので、マクロ的に最適な返
流水制御が可能となる。返流時間と返流時間が可変的で
あり揚水状況の変化に対応できるため後段の処理工程の
負荷変動を低減でき水質面での改善に寄与できる。ま
た、返流タイミングの決定が自動的となるため操作員の
負担が軽減される。 【００２９】返流水ポンプの運転時間が軽減され、電力
量の省エネが期待されると同時に、洗浄推量と洗浄ポン
プの電力量の省エネが可能である。更に、ファジイ推論
を用いるので柔軟なアルゴリズム構成となり、ルール変
更や修正が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のシステム構成図。
【図２】入力・出力変数のメンバーシップ関数。
【符号の説明】
２：沈殿池（１〜ｎケ）
３：水位計
６：返流水ポンプ
７，１０：流量計
８：処理場水処理設備
９：処理場揚水設備
１１：貯留量演算手段
１２：第１のファジイ推論手段
１３：第２のファジイ推論手段
１４：調節手段
１５：制御手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F04B 49/00 - 49/10
E02B 7/20
E03F 1/00
F04D 15/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 雨水を一時的に雨水滞水池（沈殿池）に
て沈殿処理し、沈殿処理した雨水を返送ポンプを介して
処理場の水処理設備（最初沈殿池）へ圧送すると共に、
処理場の揚水設備より流量計を介して前記水処理設備に
雨水，汚泥を送出し、前記返流ポンプにより返流水を制
御する返流水制御において、 前記沈殿池に設けられた水位計と、 この水位計により検出された水位信号を導入し、導入信
号と沈殿池面積とにより貯留量信号を算出する貯留量算
出手段と、 この貯留量信号と前記流量計により検出された揚水設備
よりの揚水量信号，及び前もって設定される返流緊急度
信号とを入力変数とし、目標とする返流流量信号および
返流期間を示す返流時間信号を出力変数としてファジイ
推論する第１のファジイ推論手段と、 前記水位計よりの水位信号と揚水量信号及び前もって設
定された雨水の貯留時間信号と返流時間帯を示す返流時
刻信号とを入力変数とし、前記返流ポンプの起動を示す
返流タイミング信号を出力変数としてファジイ推論する
第２のファジイ推論手段と、 前記返流タイミング信号と返流時間信号とを入力し、こ
れら各信号に基づき前記返流ポンプの運転・停止を指令
する制御手段と、 前記返流ポンプよりの流量を流量計にて検出し、検出さ
れた実返流流量信号と前記返流流量信号とを入力し、両
信号の偏差に基づき返流水ポンプの速度制御を実行する
調節手段とを備えたことを特徴とした雨水滞水池の返流
水制御装置 。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05240694A JP3413935B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 雨水滞水池の返流水制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05240694A JP3413935B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 雨水滞水池の返流水制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07259745A JPH07259745A (ja) | 1995-10-09 |
| JP3413935B2 true JP3413935B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=12913915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05240694A Expired - Fee Related JP3413935B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 雨水滞水池の返流水制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3413935B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104264771B (zh) * | 2014-09-29 | 2016-04-20 | 深圳市建设（集团）有限公司 | 一种城市内涝预前应急处置方法及内涝预前应急处置系统 |
| CN108415470B (zh) * | 2018-02-10 | 2022-03-01 | 北京世纪隆博科技有限责任公司 | 一种基于模糊系统的液位-流量非线性区域控制方法 |
| JP2020148078A (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 東芝Ｉｔコントロールシステム株式会社 | 雨水ポンプ制御装置 |
-
1994
- 1994-03-24 JP JP05240694A patent/JP3413935B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07259745A (ja) | 1995-10-09 |
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Legal Events
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