JP6250388B2

JP6250388B2 - Operating condition calculation device and water treatment system provided with the same

Info

Publication number: JP6250388B2
Application number: JP2013272889A
Authority: JP
Inventors: 航介柁山; 康二福本; 崇嗣安部; 洋士山本
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2017-12-20
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: JP2015127027A

Description

本発明は、下水処理設備等に設けられる、好気槽を含む生物反応槽を備えた水処理システムに関する。特に、上記水処理システムの運転条件を算出する技術に関する。 The present invention relates to a water treatment system provided with a biological reaction tank including an aerobic tank provided in a sewage treatment facility or the like. In particular, the present invention relates to a technique for calculating operating conditions of the water treatment system.

従来、生活排水などの下水の水処理システムの一つとして、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ：Membrane Bio-Reactor）で再生水を製造する水処理システムが知られている。例えば、特許文献１に記載の水処理システムは、原水（流入下水）を貯溜する原水槽と、原水中の汚濁物質を活性汚泥で生物処理する一連の生物反応槽と、原水と活性汚泥が混合した被処理液から汚泥を膜分離する膜分離槽と、濾過された処理水が流入する濾過水槽とを備えている。一連の生物反応槽には、嫌気槽、無酸素槽、及び曝気装置を備えた好気槽などが含まれている。これらの生物反応槽で、炭素系有機物、窒素含有化合物、リン含有化合物などの原水に含まれる汚濁物質の除去が行われる。 Conventionally, a water treatment system for producing reclaimed water by a membrane separation activated sludge method (MBR: Membrane Bio-Reactor) is known as one of sewage water treatment systems such as domestic wastewater. For example, the water treatment system described in Patent Document 1 is a mixture of a raw water tank that stores raw water (inflow sewage), a series of biological reaction tanks that biologically treat pollutants in raw water with activated sludge, and raw water and activated sludge. A membrane separation tank for separating sludge from the treated liquid and a filtered water tank into which filtered treated water flows. The series of biological reaction tanks includes an anaerobic tank, an oxygen-free tank, an aerobic tank equipped with an aeration apparatus, and the like. In these biological reaction tanks, contaminants contained in raw water such as carbon-based organic substances, nitrogen-containing compounds, and phosphorus-containing compounds are removed.

上記水処理システムの好気槽には、好気槽に微細気泡を供給するための曝気装置が備えられている。曝気装置は、好気槽底部で気泡を放出するノズルと、ノズルへ空気を圧送するブロワなどで構成されている。好気槽の底部へ供給された微細気泡により、好気槽の被処理液の溶存酸素が高められるとともに、被処理液が撹拌される。流入水の水質は時間に応じて変動するため、必要となる曝気装置の送風量についても時間に応じて刻々と変動する。そのため、好気槽内に設置された溶存酸素計により槽内の溶存酸素濃度を計測し、槽内の溶存酸素濃度が一定に保たれるように送風量をコントロールする溶存酸素一定制御が広く利用されている。最近では、より精度が高い好気槽アンモニア態窒素濃度一定制御する技術が提案されている。これは、好気槽に設置されたアンモニア計によりアンモニア態窒素濃度を常時計測し、槽内のアンモニア態窒素濃度が一定に保たれるように送風量を自動制御する技術である。 The aerobic tank of the water treatment system includes an aeration apparatus for supplying fine bubbles to the aerobic tank. The aeration apparatus includes a nozzle that discharges bubbles at the bottom of the aerobic tank and a blower that pumps air to the nozzle. The fine bubbles supplied to the bottom of the aerobic tank increase the dissolved oxygen in the liquid to be processed in the aerobic tank and stir the liquid to be processed. Since the quality of the influent water varies depending on the time, the required air volume of the aeration apparatus also varies every moment depending on the time. Therefore, the dissolved oxygen constant control that measures the dissolved oxygen concentration in the tank with the dissolved oxygen meter installed in the aerobic tank and controls the amount of blast so that the dissolved oxygen concentration in the tank is kept constant is widely used. Has been. Recently, a technique for controlling the concentration of ammonia nitrogen in the aerobic tank with higher accuracy has been proposed. This is a technique in which the ammonia nitrogen concentration is constantly measured by an ammonia meter installed in an aerobic tank, and the air flow rate is automatically controlled so that the ammonia nitrogen concentration in the tank is kept constant.

また、上記水処理システムの膜分離槽には、被処理液から汚泥を膜分離する分離膜が設けられている。このような膜分離槽には、一般に、分離膜を洗浄するためのスクラビング装置が備えられる。このスクラビング装置は、分離膜の下方で気泡を放出するノズルと、ノズルへ空気を圧送するブロワなどで構成されている。分離膜の下方に供給された気泡により、分離膜表面を通過する上昇流が形成され、さらに、分離膜に振動が与えられることにより、分離膜への汚泥の付着が防止されるとともに付着した汚泥が除去される。スクラビング装置のブロワは、通常、分離膜メーカーが推奨する送風量で定速運転される。 The membrane separation tank of the water treatment system is provided with a separation membrane that separates sludge from the liquid to be treated. Such a membrane separation tank is generally provided with a scrubbing device for cleaning the separation membrane. This scrubbing device includes a nozzle that discharges bubbles below the separation membrane, and a blower that pumps air to the nozzle. The bubbles supplied below the separation membrane form an upward flow that passes through the surface of the separation membrane, and vibration is applied to the separation membrane, thereby preventing the sludge from adhering to the separation membrane and adhering sludge. Is removed. The blower of the scrubbing device is usually operated at a constant speed with an air flow recommended by the separation membrane manufacturer.

特開２０１２−６６２３１号公報JP 2012-66231 A

上記曝気装置のブロワ及びスクラビング装置のブロワの稼働に必要なエネルギーは、水処理システムの運転エネルギーにおいて大きな割合を占めている。上記特許文献１では、曝気装置の稼働エネルギーの削減について検討されているが、スクラビング装置の稼働エネルギーについては未検討である。 The energy required for operating the blower of the aeration apparatus and the blower of the scrubbing apparatus occupies a large proportion of the operating energy of the water treatment system. In Patent Document 1 described above, reduction of the operating energy of the aeration apparatus has been studied, but the operating energy of the scrubbing apparatus has not been studied.

スクラビング装置は分離膜の洗浄を目的とするものであるが、スクラビング装置により膜分離槽の被処理液中へ供給される気泡により好気槽と同様に被処理液が曝気される。この曝気効果により、膜分離槽の被処理液のアンモニア態窒素濃度が幾分か減少するので、曝気装置のブロワの送風量は膜分離槽での曝気効果を考慮した値とすることが望ましい。例えば、曝気装置のブロワの送風量を増やした場合、好気槽から膜分離槽へ流入する被処理液のアンモニア態窒素濃度は低くなる。このような場合には、スクラビング装置のブロワ送風量を減らすことができる。一方で、スクラビング装置のブロワ送風量が減ると、分離膜の洗浄効果が低下するので、分離膜のメンテナンス間隔が短くなるという不都合が生じる。 The scrubbing device is intended to clean the separation membrane, but the liquid to be treated is aerated by the bubbles supplied into the liquid to be treated in the membrane separation tank by the scrubbing device as in the aerobic tank. Because of the aeration effect, the concentration of ammonia nitrogen in the liquid to be treated in the membrane separation tank is somewhat reduced. Therefore, it is desirable that the blower volume of the blower of the aeration apparatus be a value considering the aeration effect in the membrane separation tank. For example, when the blower volume of the blower of the aeration apparatus is increased, the ammonia nitrogen concentration of the liquid to be treated flowing from the aerobic tank to the membrane separation tank is lowered. In such a case, the blower blowing amount of the scrubbing device can be reduced. On the other hand, if the amount of blower blown by the scrubbing device is reduced, the cleaning effect of the separation membrane is reduced, which causes a disadvantage that the maintenance interval of the separation membrane is shortened.

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、膜分離活性法を用いた水処理システムにおいて、分離膜で濾過された処理水のアンモニア態窒素濃度と分離膜のメンテナンス間隔が所定の条件を満たし、且つ、システムに備えられるブロワの稼働エネルギーを極力小さくすることができる水処理システムの運転条件を求める技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and in a water treatment system using a membrane separation activation method, the ammonia nitrogen concentration of the treated water filtered through the separation membrane and the maintenance interval of the separation membrane satisfy predetermined conditions. And it aims at providing the technique which calculates | requires the operating condition of the water treatment system which can make the operating energy of the blower with which a system is equipped as small as possible.

本発明の一態様に係る運転条件演算装置は、
処理水アンモニア態窒素濃度閾値と分離膜メンテナンス間隔閾値の入力を受け付ける入力受付手段と、
好気槽アンモニア態窒素濃度及びスクラビング風量を含む状態値を設定する状態値設定手段と、
前記好気槽アンモニア態窒素濃度、前記スクラビング風量及びブロワ動力の関係を示すブロワ動力算出情報が記憶された第１の記憶手段と、
前記ブロワ動力算出情報を利用して、前記状態値に基づく前記ブロワ動力を算出するブロワ動力算出手段と、
前記好気槽アンモニア態窒素濃度、前記スクラビング風量及び処理水アンモニア態窒素濃度の関係を示す処理水アンモニア態窒素濃度算出情報が記憶された第２の記憶手段と、
前記処理水アンモニア態窒素濃度算出情報を利用して、前記状態値に基づく前記処理水アンモニア態窒素濃度を算出する処理水アンモニア態窒素濃度算出手段と、
前記好気槽アンモニア態窒素濃度、前記スクラビング風量及び分離膜メンテナンス間隔の関係を示す分離膜メンテナンス間隔算出情報が記憶された第３の記憶手段と、
前記分離膜メンテナンス間隔算出情報を参照して、前記状態値に基づく前記分離膜メンテナンス間隔を算出する分離膜メンテナンス間隔算出手段と、
前記ブロワ動力に正の第１係数を掛けて前記ブロワ動力を評価する第１項、前記処理水アンモニア態窒素濃度を評価する第２項、及び前記分離膜メンテナンス間隔を評価する第３項を含む評価関数を用いて、前記処理水アンモニア態窒素濃度が前記処理水アンモニア態窒素濃度閾値より大きいとき、及び、前記分離膜メンテナンス間隔が前記分離膜メンテナンス間隔閾値より小さいときの少なくとも一方で過大となるような評価値を算出する評価値算出手段と、
異なる複数の前記状態値に基づいて算出された複数の前記評価値の中から、最も小さい前記評価値と対応する前記状態値を最適運転条件とする最適運転条件算出手段とを、備えているものである。 An operating condition calculation device according to one aspect of the present invention is provided.
Input receiving means for receiving input of the treated water ammonia nitrogen concentration threshold and the separation membrane maintenance interval threshold;
A state value setting means for setting a state value including an aerobic tank ammonia nitrogen concentration and a scrubbing air volume;
A first storage means for storing blower power calculation information indicating the relationship between the aerobic tank ammonia nitrogen concentration, the scrubbing air volume, and the blower power;
By using the blower power calculation information, and blower power calculating means for calculating the blower power based on the state value,
A second storage means for storing treated water ammonia nitrogen concentration calculation information indicating a relationship between the aerobic tank ammonia nitrogen concentration, the scrubbing air volume and the treated water ammonia nitrogen concentration;
By using the treated water ammonia nitrogen concentration calculation information, the treated water ammonia nitrogen concentration calculating means for calculating said processed water ammonia nitrogen concentration based on the state value,
A third storage means for storing separation membrane maintenance interval calculation information indicating the relationship between the aerobic tank ammonia nitrogen concentration, the scrubbing air volume, and the separation membrane maintenance interval;
Referring to the separation membrane maintenance interval calculation information, a separation membrane maintenance interval calculating means for calculating said separation membrane maintenance intervals based on the state value,
A first term for evaluating the blower power by multiplying the blower power by a positive first coefficient; a second term for evaluating the concentration of ammonia nitrogen in the treated water; and a third term for evaluating the separation membrane maintenance interval. Using an evaluation function, at least one of the treatment water ammonia nitrogen concentration and the separation membrane maintenance interval is smaller than the treatment water ammonia nitrogen concentration threshold and the separation membrane maintenance interval threshold is excessive. Evaluation value calculating means for calculating such an evaluation value;
Optimal operating condition calculation means that uses, as an optimal operating condition, the state value corresponding to the smallest evaluation value among the plurality of evaluation values calculated based on the plurality of different state values. It is.

上記運転条件演算装置によれば、処理水アンモニア態窒素濃度が処理水アンモニア態窒素濃度閾値以下であり、分離膜メンテナンス間隔が分離膜メンテナンス間隔閾値以上であり、且つ、ブロワ動力がより小さくなるような最適運転条件が算出される。したがって、算出された最適運転条件に基づいてブロワ（曝気ブロワとスクラビングブロワ）が駆動されれば、分離膜で濾過された処理水のアンモニア態窒素濃度と分離膜のメンテナンス間隔が所定の条件を満たし、且つ、システムに備えられるブロワの稼働エネルギーを極力小さくすることができる。 According to the above operating condition computing device, the treated water ammonia nitrogen concentration is less than or equal to the treated water ammonia nitrogen concentration threshold, the separation membrane maintenance interval is greater than or equal to the separation membrane maintenance interval threshold, and the blower power is reduced. Optimal operating conditions are calculated. Therefore, if the blower (aeration blower and scrubbing blower) is driven based on the calculated optimum operating conditions, the ammonia nitrogen concentration of the treated water filtered by the separation membrane and the maintenance interval of the separation membrane satisfy the predetermined conditions. In addition, the operating energy of the blower provided in the system can be reduced as much as possible.

上記運転条件演算装置において、前記評価関数が、前記第１項と、前記処理水アンモニア態窒素濃度に第２係数を掛けた前記第２項と、第３係数を前記分離膜メンテナンス間隔で割った前記第３項との和として表わされ、
前記評価値算出手段が、前記処理水アンモニア態窒素濃度と前記処理水アンモニア態窒素濃度閾値とを比較し、前記処理水アンモニア態窒素濃度が前記処理水アンモニア態窒素濃度閾値より大きいときに、それ以外のときと比較して過大な前記第２係数を用い、
前記分離膜メンテナンス間隔と前記分離膜メンテナンス間隔閾値とを比較し、前記分離膜メンテナンス間隔が前記分離膜メンテナンス間隔閾値より小さいときに、それ以外のときと比較して過大な前記第３係数を用いて、前記評価値を算出するように構成されていてよい。 In the operating condition computing device, wherein the evaluation function is divided before Symbol a first term, a second term obtained by multiplying the second coefficient in the treated water ammonia nitrogen concentration, a third factor in the separation membrane maintenance intervals And is expressed as the sum of the third term,
The evaluation value calculating means compares the treated water ammonia nitrogen concentration with the treated water ammonia nitrogen concentration threshold, and when the treated water ammonia nitrogen concentration is greater than the treated water ammonia nitrogen concentration threshold, Using the second coefficient that is excessive compared to other times,
The separation membrane maintenance interval and the separation membrane maintenance interval threshold value are compared, and when the separation membrane maintenance interval is smaller than the separation membrane maintenance interval threshold value, the third coefficient that is excessive compared to the other cases is used. Te, have good be configured to calculate the evaluation values.

上記運転条件演算装置が、最適解探索アルゴリズムを用いて前記状態値を遷移させることにより、前記異なる複数の前記状態値を算出する状態値算出手段を更に備えていることがよい。 The operating condition calculation device may further include state value calculation means for calculating the plurality of different state values by causing the state value to transition using an optimal solution search algorithm.

上記運転条件演算装置によれば、好適な最適運転条件を算出するために適切な状態値を設定することができる。 According to the operating condition calculation device, it is possible to set an appropriate state value in order to calculate a suitable optimum operating condition.

本発明に係る水処理システムは、
被処理液の好気性処理が行われる好気槽と、
前記好気槽の前記被処理液中へエアを送る曝気ブロワと、
前記好気槽で処理された前記被処理液を濾過して処理水とする分離膜を有する膜分離槽と、
前記膜分離槽の被処理液中へ前記分離膜の下方からエアを送るスクラビングブロワと、
前記運転条件演算装置と、
前記運転条件演算装置から前記最適運転条件の出力を受け取る出力装置とを備えているものである。 The water treatment system according to the present invention is:
An aerobic tank in which the aerobic treatment of the liquid to be treated is performed;
An aeration blower for sending air into the liquid to be treated in the aerobic tank;
A membrane separation tank having a separation membrane for filtering the liquid to be treated treated in the aerobic tank to obtain treated water;
A scrubbing blower for sending air from below the separation membrane into the liquid to be treated in the membrane separation tank;
The operating condition calculation device;
And an output device for receiving an output of the optimum operating condition from the operating condition computing device.

上記水処理システムによれば、処理水アンモニア態窒素濃度が処理水アンモニア態窒素濃度閾値以下であり、分離膜メンテナンス間隔が分離膜メンテナンス間隔閾値以上であり、且つ、ブロワ動力がより小さくなるような水処理システムの運転条件が算出される。したがって、算出された運転条件に基づいて水処理システムが運転されれば、分離膜で濾過された処理水のアンモニア態窒素濃度と分離膜のメンテナンス間隔が所定の条件を満たし、且つ、システムに備えられるブロワの稼働エネルギーを極力小さくすることができる。 According to the water treatment system, the treatment water ammonia nitrogen concentration is less than or equal to the treatment water ammonia nitrogen concentration threshold, the separation membrane maintenance interval is greater than or equal to the separation membrane maintenance interval threshold, and the blower power is smaller. The operating conditions of the water treatment system are calculated. Therefore, if the water treatment system is operated based on the calculated operation condition, the ammonia nitrogen concentration of the treated water filtered by the separation membrane and the maintenance interval of the separation membrane satisfy the predetermined condition, and the system is prepared. The operating energy of the blower can be reduced as much as possible.

上記水処理システムにおいて、前記出力装置が、前記最適運転条件に基づいて前記曝気ブロワと前記スクラビングブロワの少なくとも一方の動作を制御する制御装置であってよい。 In the water treatment system, the output device may be a control device that controls the operation of at least one of the aeration blower and the scrubbing blower based on the optimum operation condition.

上記水処理システムによれば、運転条件演算装置で算出された最適運転条件を利用して、曝気ブロワとスクラビングブロワの少なくとも一方の動作が制御される。そして、曝気ブロワとスクラビングブロワの少なくとも一方の稼働エネルギーを、従来の定速運転と比較して、削減できる。 According to the water treatment system, the operation of at least one of the aeration blower and the scrubbing blower is controlled using the optimum operation condition calculated by the operation condition calculation device. In addition, the operating energy of at least one of the aeration blower and the scrubbing blower can be reduced as compared with the conventional constant speed operation.

上記水処理システムにおいて、前記出力装置が、前記最適運転条件を表示出力する表示装置と前記最適運転条件を印字出力する印字装置のうち少なくとも一方であってよい。 In the water treatment system, the output device may be at least one of a display device that displays and outputs the optimum operating condition and a printing device that prints and outputs the optimum operating condition.

上記水処理システムによれば、システムの管理者が、表示装置及び印字装置の少なくとも一方に出力された最適運転条件を知得し、この最適運転条件に基づいて水処理システムを運転させることができる。 According to the water treatment system, the system administrator can know the optimum operation condition output to at least one of the display device and the printing device, and can operate the water treatment system based on the optimum operation condition. .

本発明によれば、分離膜で濾過された処理水のアンモニア態窒素濃度と分離膜のメンテナンス間隔が所定の条件を満たし、且つ、システムに備えられるブロワの稼働エネルギーを極力小さくすることができる水処理システムの運転条件を求めることができる。 According to the present invention, water in which the concentration of ammonia nitrogen in the treated water filtered through the separation membrane and the maintenance interval of the separation membrane satisfy predetermined conditions, and the operating energy of the blower provided in the system can be minimized. The operating conditions of the processing system can be determined.

本発明の実施の形態に係る水処理システムの概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of a water treatment system concerning an embodiment of the invention. 水処理システムの制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure of a water treatment system. 運転条件演算装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of an operating condition calculating apparatus. 運転条件演算装置で行われる処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process performed with an operating condition calculating apparatus. 曝気風量−好気槽NH4濃度の関係を示す情報の一例である。It is an example of the information which shows the relationship between aeration air volume-aerobic tank NH4 density | concentration. ブロワの性能曲線の一例である。It is an example of the performance curve of a blower. 処理水NH4濃度−好気槽NH4濃度−スクラビング風量の関係を示す情報の一例である。It is an example of the information which shows the relationship of treated water NH4 density | concentration-aerobic tank NH4 density | concentration-scrubbing air volume. 膜メンテナンス間隔−好気槽NH4濃度−スクラビング風量の関係を示す情報の一例である。It is an example of the information which shows the relationship of a film | membrane maintenance interval-aerobic tank NH4 density | concentration-scrubbing air volume. 実施例１の演算の過程及び演算結果を示す表である。3 is a table showing the calculation process and calculation results of Example 1.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference symbols throughout the drawings, and redundant description thereof is omitted.

本発明の一実施形態に係る水処理システムは、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ：Membrane Bio-Reactor）を利用して下水を浄化するためのシステムである。図１に示されるように、水処理システム１０は、原水槽２と、嫌気槽３１、無酸素槽３２、好気槽３３及び膜分離槽３４から成る一連の生物反応槽３と、濾過水槽５７とを備えている。 A water treatment system according to an embodiment of the present invention is a system for purifying sewage using a membrane separation activated sludge method (MBR: Membrane Bio-Reactor). As shown in FIG. 1, the water treatment system 10 includes a raw water tank 2, a series of biological reaction tanks 3 including an anaerobic tank 31, an oxygen-free tank 32, an aerobic tank 33, and a membrane separation tank 34, and a filtered water tank 57. And.

原水槽２には、流入した下水が一時的に貯えられている。原水槽２の流出側は、配管５２によって一連の生物反応槽３の最も上流側に位置する嫌気槽３１の流入側と接続されている。配管５２には、原水槽２に貯えられた原水を嫌気槽３１へ圧送する供給ポンプ５１が設けられている。 The raw water tank 2 temporarily stores the inflowing sewage. The outflow side of the raw water tank 2 is connected to the inflow side of the anaerobic tank 31 located on the most upstream side of the series of biological reaction tanks 3 by a pipe 52. The pipe 52 is provided with a supply pump 51 that pumps the raw water stored in the raw water tank 2 to the anaerobic tank 31.

生物反応槽３は、上流側から嫌気槽３１、無酸素槽３２、好気槽３３及び膜分離槽３４の順に設けられている。本実施の形態において、嫌気槽３１、無酸素槽３２、好気槽３３及び膜分離槽３４は一つの反応槽を隔壁で仕切ることにより形成されているが、これらのうち少なくとも一つが独立した処理槽であってもよい。嫌気槽３１と無酸素槽３２、無酸素槽３２と好気槽３３、好気槽３３と膜分離槽３４は、それぞれ隔壁に形成された開口によって連通している。 The biological reaction tank 3 is provided in the order of an anaerobic tank 31, an oxygen-free tank 32, an aerobic tank 33, and a membrane separation tank 34 from the upstream side. In the present embodiment, the anaerobic tank 31, the oxygen-free tank 32, the aerobic tank 33, and the membrane separation tank 34 are formed by partitioning one reaction tank with a partition wall, but at least one of these is an independent process. It may be a tank. The anaerobic tank 31 and the oxygen-free tank 32, the oxygen-free tank 32 and the aerobic tank 33, and the aerobic tank 33 and the membrane separation tank 34 are communicated with each other through openings formed in the partition walls.

好気槽３３では、被処理液の好気的処理を行うために被処理液を曝気するための曝気装置９が設けられている。曝気装置９は、好気槽３３の底部に配置されたノズル９１と、ノズル９１へ空気を圧送する曝気ブロワ９２とを備えている。この曝気装置９により、好気槽３３の底部から被処理液に微細気泡（エア）が吹き込まれる。好気槽３３に吹き込まれた気泡の上昇により被処理液が攪拌されるとともに、被処理液が曝気されて被処理液の溶存酸素量が高められる。曝気ブロワ９２の送風量（以下、「曝気風量」という）は、制御装置４により制御される。 In the aerobic tank 33, an aeration apparatus 9 is provided to aerate the liquid to be processed in order to perform an aerobic treatment of the liquid to be processed. The aeration apparatus 9 includes a nozzle 91 disposed at the bottom of the aerobic tank 33 and an aeration blower 92 that pumps air to the nozzle 91. By this aeration apparatus 9, fine bubbles (air) are blown into the liquid to be treated from the bottom of the aerobic tank 33. The liquid to be treated is stirred by the rising of the bubbles blown into the aerobic tank 33, and the liquid to be treated is aerated to increase the amount of dissolved oxygen in the liquid to be treated. The air volume of the aeration blower 92 (hereinafter referred to as “aeration air volume”) is controlled by the control device 4.

膜分離槽３４には、被処理液から汚泥を分離する分離膜ユニット３５が設けられている。分離膜ユニット３５には多数の分離膜が備えられている。分離膜ユニット３５は、膜分離槽３４と濾過水槽５７とを接続する配管５６の始端部分に設けられている。配管５６には、処理水を圧送する排出ポンプ５５が設けられている。 The membrane separation tank 34 is provided with a separation membrane unit 35 for separating sludge from the liquid to be treated. The separation membrane unit 35 is provided with a large number of separation membranes. The separation membrane unit 35 is provided at a starting end portion of a pipe 56 that connects the membrane separation tank 34 and the filtered water tank 57. The piping 56 is provided with a discharge pump 55 that pumps the treated water.

また、膜分離槽３４には、分離膜ユニット３５を洗浄するためのスクラビング装置７が設けられている。スクラビング装置７は、分離膜ユニット３５の下方に配置されたノズル７１と、ノズル７１へ空気を圧送するスクラビングブロワ７２とを備えている。スクラビングブロワ７２からノズル７１へ圧送された空気は、ノズル７１から膜分離槽３４の液層中へ微細気泡（スクラビングエア）として放出される。この気泡が分離膜ユニット３５の膜表面近傍を上昇することで、分離膜ユニット３５の膜表面近傍に上昇流が発生し、さらに、分離膜ユニット３５に振動が与えられる。これにより、分離膜ユニット３５の膜表面に付着した汚泥が除去されるとともに、膜表面への汚泥の付着が抑制される。スクラビングブロワ７２の送風量（以下、「スクラビング風量」という）は、制御装置４により制御される。 The membrane separation tank 34 is provided with a scrubbing device 7 for cleaning the separation membrane unit 35. The scrubbing device 7 includes a nozzle 71 disposed below the separation membrane unit 35 and a scrubbing blower 72 that pumps air to the nozzle 71. The air pressure-fed from the scrubbing blower 72 to the nozzle 71 is discharged as fine bubbles (scrubbing air) from the nozzle 71 into the liquid layer of the membrane separation tank 34. As the bubbles rise near the membrane surface of the separation membrane unit 35, an upward flow is generated in the vicinity of the membrane surface of the separation membrane unit 35, and vibration is given to the separation membrane unit 35. Thereby, while the sludge adhering to the membrane surface of the separation membrane unit 35 is removed, the adhesion of the sludge to the membrane surface is suppressed. The air volume of the scrubbing blower 72 (hereinafter referred to as “scrubbing air volume”) is controlled by the control device 4.

原水槽２の流出側近傍には、原水槽２から一連の生物反応槽３へ流入する原水のアンモニア態窒素濃度（以下では、アンモニア態窒素濃度を「NH4濃度」と表示する）を計測する原水アンモニア計６１が設けられている。また、好気槽３３の流出側近傍には、好気槽３３から流出する被処理液のNH4濃度を計測する好気槽アンモニア計６２が設けられている。さらに、濾過水槽５７には、濾過水槽５７へ放流された処理水のNH4濃度を計測する処理水アンモニア計６３が設けられている。なお、処理水のアンモニア計６３については、無くても本発明には問題ない。 In the vicinity of the outflow side of the raw water tank 2, raw water for measuring the ammonia nitrogen concentration of raw water flowing from the raw water tank 2 into the series of biological reaction tanks 3 (hereinafter, the ammonia nitrogen concentration is indicated as “NH 4 concentration”). An ammonia meter 61 is provided. Further, an aerobic tank ammonia meter 62 for measuring the NH 4 concentration of the liquid to be processed flowing out from the aerobic tank 33 is provided in the vicinity of the outflow side of the aerobic tank 33. Further, the filtered water tank 57 is provided with a treated water ammonia meter 63 for measuring the NH 4 concentration of the treated water discharged to the filtered water tank 57. In addition, there is no problem in the present invention even if there is no ammonia meter 63 for the treated water.

図２は水処理システム１０の制御構成を示すブロック図である。水処理システム１０の運転は制御装置４により制御されている。制御装置４には、原水アンモニア計６１、好気槽アンモニア計６２、及び処理水アンモニア計６３が接続されている。制御装置４は、これらのアンモニア計６１，６２，６３の計測値に基づいて、供給ポンプ５１、排出ポンプ５５の動作を制御する。また、制御装置４は、後述する運転条件演算装置８の演算結果に基づいて曝気装置９の曝気ブロワ９２と、スクラビング装置７のスクラビングブロワ７２の動作を制御する。 FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration of the water treatment system 10. The operation of the water treatment system 10 is controlled by the control device 4. A raw water ammonia meter 61, an aerobic tank ammonia meter 62, and a treated water ammonia meter 63 are connected to the control device 4. The control device 4 controls the operations of the supply pump 51 and the discharge pump 55 based on the measured values of the ammonia meters 61, 62, and 63. Further, the control device 4 controls the operation of the aeration blower 92 of the aeration device 9 and the scrubbing blower 72 of the scrubbing device 7 based on the calculation result of the operation condition calculation device 8 described later.

ここで、上記構成の水処理システム１０による再生水製造プロセスについて説明する。再生水製造プロセスでは、原水に含まれる有機物、窒素（アンモニア態窒素（NH₄-N）と有機態窒素）、及びリン等の除去が行われる。 Here, the reclaimed water production process by the water treatment system 10 having the above configuration will be described. In the recycled water production process, organic substances, nitrogen (ammonia nitrogen (NH ₄ -N) and organic nitrogen), phosphorus, and the like contained in raw water are removed.

原水槽２に貯えられた原水は、供給ポンプ５１の稼働により配管５２を通じて嫌気槽３１へ送られる。嫌気槽３１に流入した原水は、活性汚泥と混ぜ合わされる。嫌気槽３１の活性汚泥中のリン蓄積細菌は、原水中の有機物を体内に取り込んで、体内に保持していたリン酸（PO₄）を放出する。嫌気槽３１の被処理液は、隔壁の開口を通じて無酸素槽３２へ流入する。 The raw water stored in the raw water tank 2 is sent to the anaerobic tank 31 through the pipe 52 by the operation of the supply pump 51. The raw water flowing into the anaerobic tank 31 is mixed with activated sludge. The phosphorus accumulating bacteria in the activated sludge in the anaerobic tank 31 take in organic substances in the raw water into the body and release phosphoric acid (PO ₄ ) held in the body. The liquid to be treated in the anaerobic tank 31 flows into the anoxic tank 32 through the opening of the partition wall.

無酸素槽３２では、嫌気槽３１から流入した被処理液と、好気槽３３から戻された窒素と酸素とが結びついた被処理液とが混ぜ合わされる。無酸素槽３２の脱窒細菌が窒素に付いた酸素を奪って呼吸することにより、窒素はガスとなって放出される。無酸素槽３２の被処理液は、隔壁の開口を通じて好気槽３３へ流入する。 In the anaerobic tank 32, the liquid to be processed flowing from the anaerobic tank 31 and the liquid to be processed in which nitrogen and oxygen returned from the aerobic tank 33 are combined are mixed. When the denitrifying bacteria in the anoxic tank 32 take the oxygen attached to the nitrogen and breathe, the nitrogen is released as a gas. The liquid to be treated in the anaerobic tank 32 flows into the aerobic tank 33 through the opening of the partition wall.

好気槽３３では、活性汚泥に含まれる従属栄養生物が酸素を取り込み、有機物を分解する。また、好気槽３３では、好気条件下でリンを過剰摂取するリン蓄積細菌が、嫌気槽３１で放出された以上のリン酸態のリンを取り込む。リンを蓄積した活性汚泥は余剰汚泥として、膜分離槽３４の底部から系外へ排出される。さらに、好気槽３３では、アンモニア態窒素が酸化されて亜硝酸態窒素（NO₂-N）、硝酸態窒素（NO₃-N）となる。好気槽３３の被処理液は、膜分離槽３４へ流入する。膜分離槽３４の被処理液は、分離膜ユニット３５で濾過されることにより浄化された処理水となって、配管５６を通じて濾過水槽５７へ圧送される。なお、濾過水槽５７に加えて又は代えて、処理水の使用設備へ処理水が送られてもよい。 In the aerobic tank 33, heterotrophic organisms contained in the activated sludge take in oxygen and decompose organic substances. Further, in the aerobic tank 33, phosphorus-accumulating bacteria that excessively ingest phosphorus under aerobic conditions take in more phosphoric phosphorus released in the anaerobic tank 31. The activated sludge accumulating phosphorus is discharged as extra sludge from the bottom of the membrane separation tank 34 to the outside of the system. Further, in the aerobic tank 33, ammonia nitrogen is oxidized to nitrite nitrogen (NO ₂ -N) and nitrate nitrogen (NO ₃ -N). The liquid to be treated in the aerobic tank 33 flows into the membrane separation tank 34. The liquid to be treated in the membrane separation tank 34 becomes treated water purified by being filtered by the separation membrane unit 35, and is pumped to the filtered water tank 57 through the pipe 56. In addition to or instead of the filtered water tank 57, the treated water may be sent to a facility for using treated water.

ここで、運転条件演算装置８について説明する。運転条件演算装置８は、処理水のNH4濃度が規制値以下であり、且つ、分離膜ユニット３５の分離膜のメンテナンス間隔が適切な範囲であることを計算条件として、運転エネルギーをより低く抑えることのできる水処理システム１０の最適運転条件を算出する装置である。水処理システム１０の最適運転条件には、曝気ブロワ９２とスクラビングブロワ７２のうち少なくとも一方の運転条件が含まれている。 Here, the operating condition calculation device 8 will be described. The operating condition calculation device 8 keeps the operating energy lower on the condition that the NH4 concentration of the treated water is less than the regulation value and the maintenance interval of the separation membrane of the separation membrane unit 35 is within an appropriate range. It is an apparatus which calculates the optimal operating condition of the water treatment system 10 which can perform. The optimum operating condition of the water treatment system 10 includes at least one of the aeration blower 92 and the scrubbing blower 72.

図３は運転条件演算装置８の概略構成を示すブロック図である。運転条件演算装置８は、演算装置８０、入力装置８１（入力受付手段）、記憶装置８２（記憶手段）、印字装置８３、及び表示装置８４などを備えている。 FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the operating condition calculation device 8. The operating condition calculation device 8 includes a calculation device 80, an input device 81 (input reception means), a storage device 82 (storage means), a printing device 83, a display device 84, and the like.

演算装置８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の他、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、Ｉ／Ｆ（Interface）、Ｉ／Ｏ（Input/output Port）等を有している（いずれも図示せず）。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。ＣＰＵが実行するプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の各種記憶媒体に保存されており、これらの記憶媒体からＲＯＭにインストールされる。ＲＡＭには、プログラム実行時に必要なデータが一時的に記憶される。Ｉ／Ｆは、外部装置（例えば、入力装置８１や記憶装置８２）とのデータ送受信を行う。Ｉ／Ｏは、各種センサの検出信号の入力／出力を行う。 The arithmetic unit 80 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an I / F (Interface), an I / O (Input / Output Port), and the like. (Neither shown). The ROM stores programs executed by the CPU, various fixed data, and the like. Programs executed by the CPU are stored in various storage media such as a flexible disk, a CD-ROM, and a memory card, and are installed in the ROM from these storage media. The RAM temporarily stores data necessary for program execution. The I / F performs data transmission / reception with an external device (for example, the input device 81 or the storage device 82). I / O inputs / outputs detection signals of various sensors.

演算装置８０には、入力装置８１が情報の入力が可能となるように接続されている。入力装置８１を通じて演算装置８０へ、１巡目好気槽NH4濃度、１巡目スクラビング風量、処理水NH4濃度閾値、及び膜メンテナンス間隔閾値などが入力される。なお、入力装置８１から演算装置８０へ入力される各種情報が、制御装置４から演算装置８０へ入力されてもよい。また、演算装置８０には、制御装置４、印字装置８３、及び表示装置８４などの出力装置が情報の出力が可能となるように接続されている。 An input device 81 is connected to the arithmetic device 80 so that information can be input. The first round aerobic tank NH 4 concentration, the first round scrubbing air volume, the treated water NH 4 concentration threshold, the membrane maintenance interval threshold, and the like are input to the computing device 80 through the input device 81. Various types of information input from the input device 81 to the arithmetic device 80 may be input from the control device 4 to the arithmetic device 80. Further, an output device such as the control device 4, the printing device 83, and the display device 84 is connected to the arithmetic device 80 so that information can be output.

さらに、演算装置８０には、記憶装置８２が情報の送受信が可能となるように接続されている。演算装置８０は、各種演算を行う際に、適宜記憶装置８２に記憶されている情報を読み出して使用することができる。記憶装置８２には、曝気ブロワ性能曲線、スクラビングブロワ性能曲線、曝気風量−好気槽NH4濃度関係情報、処理水NH4濃度−スクラビング風量関係情報、及び、膜メンテナンス間隔−好気槽NH4濃度−スクラビング風量関係情報などが記憶されている。なお、本実施形態では１つの記憶装置８２に上記各情報が記憶されるように示されているが、各情報が個別の記憶装置８２に記憶されていてもよい。また、記憶装置８２に記憶された各情報が、演算装置８０の内部メモリに記憶されていてもよい。 Further, a storage device 82 is connected to the arithmetic device 80 so that information can be transmitted and received. The computing device 80 can read and use information stored in the storage device 82 as appropriate when performing various computations. The storage device 82 includes an aeration blower performance curve, a scrubbing blower performance curve, aeration air volume-aerobic tank NH4 concentration relationship information, treated water NH4 concentration-scrubbing air volume relationship information, and membrane maintenance interval-aerobic tank NH4 concentration-scrubbing. Air volume related information and the like are stored. In the present embodiment, each information is shown to be stored in one storage device 82, but each information may be stored in an individual storage device 82. In addition, each piece of information stored in the storage device 82 may be stored in an internal memory of the arithmetic device 80.

上記構成の運転条件演算装置８は、状態値設定手段７３、ブロワ動力算出手段７４、処理水NH4濃度算出手段７５、膜メンテナンス間隔算出手段７６、評価値算出手段７７、最適運転条件算出手段７８、及び、状態値算出手段７９としての機能を有する。運転条件演算装置８は、演算装置８０でＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアとＣＰＵ等のハードウェアとが協働することにより、上記機能手段として機能し、後述する各処理を行うように構成されている。なお、運転条件演算装置８は単一のＣＰＵにより各処理を実行してもよいし、複数のＣＰＵの組み合わせにより各処理を実行してもよい。 The operating condition calculation device 8 having the above configuration includes a state value setting unit 73, a blower power calculation unit 74, a treated water NH4 concentration calculation unit 75, a membrane maintenance interval calculation unit 76, an evaluation value calculation unit 77, an optimum operation condition calculation unit 78, And it has a function as the state value calculation means 79. The operating condition calculation device 8 is configured to function as the above-described functional means by performing software such as a program stored in the ROM in the calculation device 80 and hardware such as a CPU, and to perform each process described later. Has been. The operating condition calculation device 8 may execute each process by a single CPU, or may execute each process by a combination of a plurality of CPUs.

続いて、上記構成の運転条件演算装置８の演算処理の流れを、具体的な数値例（実施例１）を挙げて説明する。図４は運転条件演算装置で行われる処理の流れを示すフローチャートである。図５は曝気風量−好気槽NH4濃度の関係を示す情報の一例であって、曝気風量を好気槽NH4濃度の関数として示したグラフである。このグラフの横軸は好気槽NH4濃度であり、縦軸は曝気風量である。図６はブロワの性能曲線の一例であって、ブロワへ供給される電力を風量の関数として示したグラフである。このグラフの横軸は風量を表し、縦軸は電力を表している。このグラフには曝気ブロワ９２のブロワ性能曲線とスクラビングブロワ７２の性能曲線とがプロットされている。図７は処理水NH4濃度−好気槽NH4濃度−スクラビング風量の関係を示す情報の一例であって、処理水NH4濃度を好気槽NH4濃度の関数として示したグラフである。このグラフの横軸は好気槽NH4濃度を表し、縦軸は処理水NH4濃度を表している。このグラフには、スクラビング風量がＢa，Ｂb，Ｂc（但し、Ｂa＜Ｂb＜Ｂc）の場合の処理水NH4濃度と好気槽NH4濃度の関係がそれぞれ示されている。図８は膜メンテナンス間隔−好気槽NH4濃度−スクラビング風量の関係を示す情報の一例であって、膜メンテナンス間隔を好気槽NH4濃度の関数として示したグラフである。このグラフの横軸は好気槽NH4濃度を表し、縦軸は膜メンテナンス間隔を表している。このグラフには、スクラビング風量がＢa，Ｂb，Ｂc（但し、Ｂa＜Ｂb＜Ｂc）の場合の膜メンテナンス間隔と好気槽NH4濃度の関係がそれぞれ示されている。図９は実施例１の演算の過程及び演算結果を示す表である。なお、運転条件演算装置８には、評価関数の算出回数Ｎが記憶されている。実施例１では、Ｎ＝３である。 Subsequently, the flow of calculation processing of the operation condition calculation device 8 having the above-described configuration will be described with a specific numerical example (Example 1). FIG. 4 is a flowchart showing the flow of processing performed by the operating condition calculation device. FIG. 5 is an example of information indicating the relationship between the aeration air volume and the aerobic tank NH4 concentration, and is a graph showing the aeration air volume as a function of the aerobic tank NH4 concentration. The horizontal axis of this graph is the aerobic tank NH4 concentration, and the vertical axis is the aeration air volume. FIG. 6 is an example of the performance curve of the blower, and is a graph showing the power supplied to the blower as a function of the air volume. The horizontal axis of this graph represents air volume, and the vertical axis represents power. In this graph, the blower performance curve of the aeration blower 92 and the performance curve of the scrubbing blower 72 are plotted. FIG. 7 is an example of information indicating the relationship between the treated water NH4 concentration-aerobic tank NH4 concentration-scrubbing air volume, and is a graph showing the treated water NH4 concentration as a function of the aerobic tank NH4 concentration. The horizontal axis of this graph represents the aerobic tank NH4 concentration, and the vertical axis represents the treated water NH4 concentration. This graph shows the relationship between the treated water NH4 concentration and the aerobic tank NH4 concentration when the scrubbing air volume is Ba, Bb, Bc (where Ba <Bb <Bc). FIG. 8 is an example of information showing the relationship between the membrane maintenance interval-aerobic tank NH4 concentration-scrubbing air volume, and is a graph showing the membrane maintenance interval as a function of the aerobic tank NH4 concentration. The horizontal axis of this graph represents the aerobic tank NH4 concentration, and the vertical axis represents the membrane maintenance interval. This graph shows the relationship between the membrane maintenance interval and the aerobic tank NH4 concentration when the scrubbing air volume is Ba, Bb, Bc (where Ba <Bb <Bc). FIG. 9 is a table showing calculation processes and calculation results of the first embodiment. The operating condition calculation device 8 stores the number N of evaluation function calculations. In Example 1, N = 3.

運転条件演算装置８は、初めに、１巡目の評価関数Ｊ₁を算出する。図４に示されるように、運転条件演算装置８は、まず、ｎ＝１に初期化し（ステップＳ１）、次に、計算条件を取得し（ステップＳ２）、続いて、１巡目の状態値を取得する（ステップＳ３）。 The operating condition calculation device 8 _first calculates the evaluation function J ₁ for the first round. As shown in FIG. 4, the operating condition calculation device 8 first initializes n = 1 (step S1), then acquires the calculation condition (step S2), and then the state value of the first round Is acquired (step S3).

ステップＳ２において、入力装置８１は処理水NH4濃度閾値と膜メンテナンス間隔閾値との入力を受け付け、運転条件演算装置８はこれらを計算条件として取得する。処理水NH4濃度閾値は、処理水のNH4濃度の上限値である。処理水NH4濃度閾値は、例えば、処理水のNH4濃度規制値とすることができる。膜メンテナンス間隔閾値は、膜メンテナンス間隔の下限値である。 In step S2, the input device 81 receives input of the treated water NH4 concentration threshold value and the membrane maintenance interval threshold value, and the operating condition calculation device 8 acquires these as calculation conditions. The treated water NH4 concentration threshold is an upper limit value of the treated water NH4 concentration. The treated water NH4 concentration threshold value can be, for example, the NH4 concentration regulation value of treated water. The membrane maintenance interval threshold is a lower limit value of the membrane maintenance interval.

ステップＳ３において、入力装置８１は１巡目の好気槽NH4濃度と１巡目のスクラビング風量との入力を受け付け、運転条件演算装置８はこれらを１巡目の状態値として取得する。１巡目の好気槽NH4濃度は任意に設定できる設定値である。但し、１巡目の好気槽NH4濃度として、好気槽アンモニア計６２の測定値や、初期設定値が用いられてもよい。１巡目の好気槽NH4濃度は、好気槽３３のNH4濃度として妥当な範囲から任意の値が採用される。また、１巡目のスクラビング風量は、任意に設定できる設定値である。１巡目のスクラビング風量は、スクラビング風量として妥当な範囲から任意の値が採用される。但し、１巡目のスクラビング風量として、スクラビングブロワ７２に設定された送風量の初期値や、演算中の暫定的なスクラビングブロワ７２の送風量が用いられてもよい。実施例１においては、１巡目の好気槽NH4濃度は5mg/Lであり、１巡目のスクラビング風量は771NL/minである（図９、参照）。 In step S3, the input device 81 accepts input of the aerobic tank NH4 concentration in the first round and the scrubbing air volume in the first round, and the operating condition calculation device 8 acquires these as state values for the first round. The aerobic tank NH4 concentration in the first round is a set value that can be arbitrarily set. However, the measured value of the aerobic tank ammonia meter 62 or an initial set value may be used as the aerobic tank NH4 concentration in the first round. The aerobic tank NH4 concentration in the first round is an arbitrary value from an appropriate range as the NH4 concentration in the aerobic tank 33. The scrubbing air volume in the first round is a set value that can be arbitrarily set. As the scrubbing air volume for the first round, an arbitrary value is adopted from a reasonable range as the scrubbing air volume. However, as the scrubbing air volume for the first round, the initial value of the air volume set in the scrubbing blower 72 or the provisional air volume of the scrubbing blower 72 being calculated may be used. In Example 1, the aerobic tank NH4 concentration in the first round is 5 mg / L, and the scrubbing air volume in the first round is 771 NL / min (see FIG. 9).

続いて、運転条件演算装置８は、１巡目の状態値を設定する（ステップＳ４）。ここで、状態値設定手段７３は、取得した１巡目の好気槽NH4濃度と１巡目のスクラビング風量とを１巡目の状態値として運転条件演算装置８に設定する。 Subsequently, the operating condition calculation device 8 sets a state value for the first round (step S4). Here, the state value setting means 73 sets the acquired first-round aerobic tank NH4 concentration and the first-round scrubbing airflow as the first-round state value in the operating condition calculation device 8.

運転条件演算装置８は、設定された１巡目の状態値に基づく１巡目のブロワ動力を算出する（ステップＳ５）。ブロワ動力は、曝気ブロワ９２の動力と、スクラビングブロワ７２の動力との和である。ここで、ブロワ動力算出手段７４は、例えば、図５に示されるような、曝気風量−好気槽NH4濃度関係情報と１巡目の好気槽NH4濃度に基づいて、１巡目の曝気風量を算出する演算を行う。なお、本実施形態に係る曝気風量−好気槽NH4濃度関係情報はグラフであるが、この情報は式又はテーブルとして記憶装置８２に記憶されていてもよい。 The operating condition calculation device 8 calculates the blower power for the first round based on the set state value for the first round (step S5). The blower power is the sum of the power of the aeration blower 92 and the power of the scrubbing blower 72. Here, the blower power calculation means 74, for example, as shown in FIG. 5, based on the aeration air volume-aerobic tank NH4 concentration relationship information and the first aerobic tank NH4 concentration, the aeration air volume of the first round. An operation for calculating is performed. In addition, although the aeration air volume-aerobic tank NH4 density | concentration relationship information which concerns on this embodiment is a graph, this information may be memorize | stored in the memory | storage device 82 as a type | formula or a table.

さらに、ブロワ動力算出手段７４は、図６に示されるような、曝気ブロワ９２の性能曲線と算出された１巡目の曝気風量とに基づいて、曝気ブロワ９２の動力を算出する。同様に、ブロワ動力算出手段７４は、スクラビングブロワ７２の性能曲線と１巡目のスクラビング風量とに基づいて、スクラビングブロワ７２の動力を算出する。そして、ブロワ動力算出手段７４は、算出された曝気ブロワ９２の動力とスクラビングブロワ７２の動力とを足し合わせて、ブロワ動力を算出する。なお、曝気風量−好気槽NH4濃度関係情報、曝気ブロワ９２の性能曲線、及び、スクラビングブロワ７２の性能曲線は、状態値も含んで、ブロワ動力を算出するためのブロワ算出情報に該当する。このようなブロワ動力算出情報を利用してブロワ動力を算出することによれば、複雑な演算を省くことができる。実施例１において、算出された１巡目のブロワ動力は1.950kWhである（図９、参照）。 Further, the blower power calculation means 74 calculates the power of the aeration blower 92 based on the performance curve of the aeration blower 92 and the calculated first aeration air volume as shown in FIG. Similarly, the blower power calculation means 74 calculates the power of the scrubbing blower 72 based on the performance curve of the scrubbing blower 72 and the scrubbing air volume in the first round. Then, the blower power calculating means 74 calculates the blower power by adding the calculated power of the aeration blower 92 and the power of the scrubbing blower 72 together. The aeration air volume-aerobic tank NH4 concentration relationship information, the performance curve of the aeration blower 92, and the performance curve of the scrubbing blower 72 correspond to blower calculation information for calculating blower power, including state values. By calculating the blower power using such blower power calculation information, complicated calculations can be omitted. In Example 1, the calculated blower power in the first round is 1.950 kWh (see FIG. 9).

また、運転条件演算装置８は、設定された１巡目の状態値に基づく１巡目の処理水NH4濃度を算出する（ステップＳ６）。ここで、処理水NH4濃度算出手段７５は、例えば、図７に示されるような、処理水NH4濃度−好気槽NH4濃度−スクラビング風量関係情報、即ち、処理水NH4濃度を算出するための処理水NH4濃度算出情報を記憶装置８２から読み出す。処理水NH4濃度算出手段７５は、処理水NH4濃度算出情報を利用して、１巡目の好気槽NH4濃度と１巡目のスクラビング風量とに基づいて、１巡目の処理水NH4濃度を算出する。なお、本実施形態に係る処理水NH4濃度算出情報はグラフであるが、この情報は式又はテーブルとして記憶装置８２に記憶されていてもよい。このように処理水NH4濃度算出情報を利用して処理水NH4濃度を算出することによれば、複雑な演算を省くことができる。実施例１において、算出された１巡目の処理水NH4濃度は1.0mg/Lである（図９、参照）。 Further, the operating condition calculation device 8 calculates the concentration of the treated water NH4 in the first round based on the set state value in the first round (step S6). Here, the treated water NH4 concentration calculating means 75, for example, as shown in FIG. 7, is a process for calculating treated water NH4 concentration-aerobic tank NH4 concentration-scrubbing air volume relationship information, that is, treated water NH4 concentration. The water NH 4 concentration calculation information is read from the storage device 82. The treated water NH4 concentration calculation means 75 uses the treated water NH4 concentration calculation information to calculate the treated water NH4 concentration for the first round based on the aerobic tank NH4 concentration for the first round and the scrubbing air volume for the first round. calculate. In addition, although the treated water NH4 concentration calculation information according to this embodiment is a graph, this information may be stored in the storage device 82 as an equation or a table. By calculating the treated water NH4 concentration using the treated water NH4 concentration calculation information in this way, complicated calculations can be omitted. In Example 1, the calculated concentration of treated water NH4 in the first round is 1.0 mg / L (see FIG. 9).

さらに、運転条件演算装置８は、設定された１巡目の状態値に基づく１巡目の膜メンテナンス間隔を算出する（ステップＳ７）。ここで、膜メンテナンス間隔算出手段７６は、例えば、図８に示されるような、膜メンテナンス間隔−好気槽NH4濃度−スクラビング風量関係情報、即ち、膜メンテナンス間隔を算出するための膜メンテナンス間隔算出情報を記憶装置８２から読み出す。そして、膜メンテナンス間隔算出手段７６は、膜メンテナンス間隔算出情報を利用して、１巡目の好気槽NH4濃度と１巡目のスクラビング風量とに基づいて、１巡目の膜メンテナンス間隔を算出する。なお、本実施形態に係る膜メンテナンス間隔算出情報はグラフであるが、この情報は式又はテーブルとして記憶装置８２に記憶されていてもよい。このように膜メンテナンス間隔算出情報を利用して膜メンテナンス間隔を算出することによれば、複雑な演算を省くことができる。実施例１において、算出された１巡目の膜メンテナンス間隔は47日である（図９、参照）。 Furthermore, the operating condition calculation device 8 calculates the first cycle membrane maintenance interval based on the set state value of the first cycle (step S7). Here, the membrane maintenance interval calculating means 76 calculates the membrane maintenance interval for calculating the membrane maintenance interval-aerobic tank NH4 concentration-scrubbing air volume relationship information as shown in FIG. 8, for example, the membrane maintenance interval. Information is read from the storage device 82. Then, the membrane maintenance interval calculation means 76 calculates the membrane maintenance interval of the first round based on the aerobic tank NH4 concentration of the first round and the scrubbing air volume of the first round using the membrane maintenance interval calculation information. To do. In addition, although the film | membrane maintenance space | interval calculation information which concerns on this embodiment is a graph, this information may be memorize | stored in the memory | storage device 82 as a type | formula or a table. Thus, by calculating the membrane maintenance interval using the membrane maintenance interval calculation information, it is possible to omit complicated calculations. In Example 1, the calculated membrane maintenance interval of the first round is 47 days (see FIG. 9).

上記ステップＳ５〜Ｓ７の順序は問わず、どのステップの演算を先に行っても構わない。また、曝気ブロワ性能曲線、スクラビングブロワ性能曲線、曝気風量−好気槽NH4濃度関係情報、処理水NH4濃度算出情報、及び、膜メンテナンス間隔算出情報は、シミュレーション結果に基づいて作成することもできるが、水処理システム１０で試験運転を行って得た実測値に基づいて作成してもよい。 Regardless of the order of the steps S5 to S7, the calculation of any step may be performed first. The aeration blower performance curve, scrubbing blower performance curve, aeration air volume-aerobic tank NH4 concentration relationship information, treated water NH4 concentration calculation information, and membrane maintenance interval calculation information can also be created based on simulation results. Alternatively, the water treatment system 10 may be created based on actual measurement values obtained by performing a test operation.

続いて、運転条件演算装置８は、評価関数Ｊ₁を算出する際に用いる第２係数ａと第３係数ｂとを決定する（ステップＳ８）。ここで、評価値算出手段７７は、１巡目の処理水NH4濃度と処理水NH4濃度閾値とを比較し、１巡目の処理水NH4濃度が処理水NH4濃度閾値以下であれば、第２係数ａ＝0. 1とする。また、１巡目の処理水NH4濃度が処理水NH4濃度閾値より大きければ、第２係数ａ＝10000とする。なお、第２係数ａは、0.1又は10000であるが、これら２値は上記に限定されるものではない。第２係数ａは、処理水NH4濃度が処理水NH4濃度閾値より大きいときに、それ以外のときと比較して過大（例えば、100〜100000倍）となる値であればよい。 Subsequently, the operating condition calculation device 8 determines the second coefficient a and the third coefficient b used when calculating the evaluation function J ₁ (step S8). Here, the evaluation value calculation means 77 compares the treated water NH4 concentration in the first round with the treated water NH4 concentration threshold, and if the treated water NH4 concentration in the first round is equal to or lower than the treated water NH4 concentration threshold, the second value is calculated. The coefficient a is set to 0.1. If the concentration of the treated water NH4 in the first round is larger than the treated water NH4 concentration threshold, the second coefficient a is set to 10000. The second coefficient a is 0.1 or 10000, but these two values are not limited to the above. The second coefficient a may be a value that is excessive (for example, 100 to 100,000 times) when the treated water NH4 concentration is larger than the treated water NH4 concentration threshold.

さらに、評価値算出手段７７は、１巡目の膜メンテナンス間隔と膜メンテナンス間隔閾値とを比較し、１巡目の膜メンテナンス間隔が膜メンテナンス間隔閾値以上であれば、第３係数ｂ＝0.1とする。また、１巡目の膜メンテナンス間隔が膜メンテナンス間隔閾値より小さければ、第３係数ｂ＝10000とする。なお、第３係数ｂは、0.1又は10000であるが、これら２値は上記に限定されるものではない。第３係数ｂは、膜メンテナンス間隔が分離膜メンテナンス間隔閾値より小さいときに、それ以外のときと比較して過大（例えば、100〜100000倍）となる値であればよい。 Further, the evaluation value calculation means 77 compares the film maintenance interval of the first round with the film maintenance interval threshold. If the film maintenance interval of the first round is equal to or greater than the film maintenance interval threshold, the third coefficient b = 0.1. To do. Also, if the first cycle of the membrane maintenance interval is smaller than the membrane maintenance interval threshold, the third coefficient b = 10000. The third coefficient b is 0.1 or 10000, but these two values are not limited to the above. The third coefficient b only needs to be a value that is excessive (for example, 100 to 100,000 times) when the membrane maintenance interval is smaller than the separation membrane maintenance interval threshold.

次に、運転条件演算装置８は、１巡目のブロワ動力、１巡目の処理水NH4濃度、１巡目の膜メンテナンス間隔、第２係数ａ、及び第３係数ｂを用いて、１巡目の評価値Ｊ₁を算出する（ステップＳ９）。ここで、評価値算出手段７７は次式１に示される評価関数を用いて、ｎ巡目の評価値Ｊ_nを算出する。係数ａ，ｂは、処理水NH4が処理水アンモニア態窒素濃度閾値より大きいとき、及び、膜メンテナンス間隔が膜メンテナンス間隔閾値より小さいときの少なくとも一方で過大となるような評価値Ｊ_nが算出されるように、評価関数を特徴づけている。 Next, the operating condition calculation unit 8 uses the blower power in the first round, the treated water NH4 concentration in the first round, the membrane maintenance interval in the first round, the second coefficient a, and the third coefficient b, for one round. It calculates an evaluation value J ₁ eye (step S9). Here, the evaluation value calculation means 77 calculates the evaluation value J _n of the n-th round using the evaluation function shown in the following equation 1. The coefficients a and b are calculated as evaluation values J _{n that} are excessive when at least one of the treatment water NH4 is larger than the treatment water ammonia nitrogen concentration threshold and the membrane maintenance interval is smaller than the membrane maintenance interval threshold. The evaluation function is characterized as follows.

（式１：評価関数）
Ｊ_n＝［第１係数ｋ×ｎ巡目ブロワ動力］＋［第２係数ａ×ｎ巡目処理水NH4濃度］＋［第３係数ｂ／ｎ巡目膜メンテナンス間隔］ (Formula 1: Evaluation function)
J _n = [first coefficient k × n cycle blower power] + [second coefficient a × n cycle treated water NH 4 concentration] + [third coefficient b / n cycle membrane maintenance interval]

上記評価関数の第１項はブロワ動力を評価する項であり、第２項は処理水NH4濃度を評価する項であり、第３項は膜メンテナンス間隔を評価する項である。第１係数ｋは、ブロワ動力値を重みづけする定数又は変数である。実施例１では、第１係数ｋ＝１とされ、１巡目の評価値Ｊ₁＝1×1.95＋0.1×1.0＋0.1/47＝2.052と算出される（図９、参照）。 The first term of the evaluation function is a term for evaluating the blower power, the second term is a term for evaluating the NH4 concentration of the treated water, and the third term is a term for evaluating the membrane maintenance interval. The first coefficient k is a constant or variable that weights the blower power value. In the first embodiment, the first coefficient k = 1 and the first round evaluation value J ₁ = 1 × 1.95 + 0.1 × 1.0 + 0.1 / 47 = 2.052 is calculated (see FIG. 9).

運転条件演算装置８は、前回までに算出された評価値の中から１つの評価値Ｊを選択し、評価値Jに対応する状態値を最適運転条件として選択する（ステップＳ１０）。ここで、最適運転条件算出手段７８は、算出された１巡目の評価値Ｊ₁と、前回までに算出された評価値とを比較して、値が小さい方を評価値Ｊとして選択する。１巡目の評価値Ｊ₁には、前回までに算出された評価値が存在しない。そこで、最適運転条件算出手段７８は、予め運転条件演算装置８に記憶された評価値Ｊの基準値と１巡目の評価値Ｊ₁とを比較するか、あるいは、無条件に１巡目の評価値Ｊ₁を評価値Ｊとして選択する。 The operation condition calculation device 8 selects one evaluation value J from the evaluation values calculated up to the previous time, and selects a state value corresponding to the evaluation value J as the optimum operation condition (step S10). Here, the optimum operating condition calculating means 78, the evaluation value J ₁ of the calculated first cycle is compared with the evaluation value calculated up to the previous time, it selects the smaller value as the evaluation value J. The evaluation value calculated up to the previous time does not exist in the evaluation value J ₁ of the first round. Therefore, the optimum operating condition calculation means 78 compares the reference value of the evaluation value J stored in advance in the operating condition arithmetic unit 8 with the evaluation value J ₁ of the first round, or unconditionally the first round. The evaluation value J ₁ is selected as the evaluation value J.

以上説明したステップＳ１〜ステップＳ１０の処理で、１巡目の評価値Ｊ₁の演算が終了する。運転条件演算装置８は、ｎ＝１≠Ｎであるので（ステップＳ１１でＮＯ）、ｎを１つ増やしてｎ＝ｎ＋１＝２として（ステップＳ１３）、遷移した状態値を算出する（ステップＳ１４）。 Or in the process of step S1~ step S10 described, operation of the first round of the evaluation value J ₁ is completed. Since n = 1 ≠ N (NO in step S11), the operating condition calculation device 8 increases n by 1 and sets n = n + 1 = 2 (step S13), and calculates the transition state value (step S14). .

ステップＳ１４において、状態値算出手段７９は、１巡目の状態値と異なる２巡目の状態値（２巡目の好気槽NH4濃度と２巡目のスクラビング風量）を算出する。２巡目の好気槽NH4濃度と２巡目のスクラビング風量は、最適解探索アルゴリズムを用いて、評価値Ｊの値が最小となるように算出される。最適解探索アルゴリズムとして、例えば、粒子群最適化法が用いられる。このように最適解探索アルゴリズムを用いて状態値が算出されることにより、より好適な状態値を得ることができる。実施例１において、算出された２巡目の好気槽NH4濃度は5mg/L、２巡目のスクラビング風量は617NL/minである（図９、参照）。 In step S14, the state value calculation means 79 calculates a second round state value (the second round aerobic tank NH4 concentration and the second round scrubbing air volume) different from the first round state value. The aerobic tank NH4 concentration in the second round and the scrubbing air volume in the second round are calculated using the optimal solution search algorithm so that the evaluation value J is minimized. For example, a particle swarm optimization method is used as the optimal solution search algorithm. Thus, a more suitable state value can be obtained by calculating a state value using the optimal solution search algorithm. In Example 1, the calculated aerobic tank NH4 concentration in the second round is 5 mg / L, and the scrubbing air volume in the second round is 617 NL / min (see FIG. 9).

運転条件演算装置８は、ステップＳ４に戻って、２巡目の演算を行う。ステップＳ４では、算出された２巡目の好気槽NH4濃度と２巡目のスクラビング風量とが２巡目の状態値として設定され、ステップＳ５からステップＳ９までの処理が繰り返される。実施例１において、算出された２巡目のブロワ動力は1.888kWh、２巡目の処理水NH4濃度は1.3mg/L、膜メンテナンス間隔は32日である。そして、算出された２巡目の評価値Ｊ₂は＝2.021である（図９、参照）。 The operating condition calculation device 8 returns to step S4 and performs the second round calculation. In step S4, the calculated second-round aerobic tank NH4 concentration and scrubbing air volume in the second round are set as state values for the second round, and the processing from step S5 to step S9 is repeated. In Example 1, the calculated blower power for the second round is 1.888 kWh, the treated water NH4 concentration for the second round is 1.3 mg / L, and the membrane maintenance interval is 32 days. The calculated evaluation value J ₂ for the second round is 2.021 (see FIG. 9).

２巡目のステップＳ１０において、最適運転条件算出手段７８は、算出された２巡目の評価値Ｊ₂と１巡目の評価値Ｊ₁とを比較して、値が小さい方を評価値Ｊとして選択し、評価値Jに対応する状態値を最適運転条件として選択する。実施例１においては、１巡目の評価値Ｊ₁＝2.052であり、２巡目の評価値Ｊ₂は＝2.021であるため、二巡目の評価値Ｊ₂が評価値Ｊとして選択される。 In step S10 in the second cycle, the optimum operation condition calculating means 78 compares the evaluation value of the calculated second cycle J ₂ and 1 round of the evaluation value J _1, evaluation values J a smaller value And the state value corresponding to the evaluation value J is selected as the optimum operating condition. In Example 1, an evaluation value J ₁ = 2.052 for 1 round, since the second round of the evaluation value J ₂ is = 2.021, the evaluation value J ₂ of second round is selected as the evaluation value J .

２巡目の演算が終了すると、運転条件演算装置８は、ｎ＝２≠Ｎであるため（ステップＳ１１でＮＯ）、ｎを１つ増やしてｎ＝ｎ＋１として（ステップＳ１３）、更に遷移した状態値を算出する（ステップＳ１４）。ここで、状態値算出手段７９は、１巡目及び２巡目の状態値と異なる３巡目の状態値（３巡目の好気槽NH4濃度と３巡目のスクラビング風量）を算出する。これにより、１巡目、２巡目、３巡目の各演算において、異なる状態値と対応する評価値Ｊ_nが算出されることとなる。実施例１において、算出された３巡目の好気槽NH4濃度は10mg/L、３巡目のスクラビング風量は617NL/minである（図９、参照）。 When the calculation of the second round is completed, since n = 2 ≠ N (NO in step S11), the operation condition calculation device 8 increases n by 1 and sets n = n + 1 (step S13), and further transitions A value is calculated (step S14). Here, the state value calculation means 79 calculates the state value of the third round (the aerobic tank NH4 concentration of the third round and the scrubbing air volume of the third round) different from the state values of the first and second rounds. Thus, first round, second round, in each operation of the 3 round, evaluation value J _n corresponding to different status value is to be calculated. In Example 1, the calculated aerobic tank NH4 concentration in the third round is 10 mg / L, and the scrubbing air volume in the third round is 617 NL / min (see FIG. 9).

運転条件演算装置８は、再びステップＳ４に戻って、算出された３巡目の好気槽NH4濃度と３巡目のスクラビング風量とを３巡目の状態値として設定し、ステップＳ５からステップＳ９までの処理を行う。実施例１において、算出された３巡目のブロワ動力は1.854kWh、３巡目の処理水NH4濃度は7.2mg/L、膜メンテナンス間隔は26日である。そして、算出された３巡目の評価値Ｊ₃は＝72386である（図９、参照）。 The operating condition calculation device 8 returns to step S4 again, sets the calculated third-round aerobic tank NH4 concentration and scrubbing air volume for the third round as state values for the third round, and from step S5 to step S9. Process up to. In Example 1, the calculated blower power in the third round is 1.854 kWh, the concentration of treated water NH4 in the third round is 7.2 mg / L, and the membrane maintenance interval is 26 days. The calculated evaluation value J ₃ for the third round is = 72386 (see FIG. 9).

３巡目のステップＳ１０において、最適運転条件算出手段７８は、算出された３巡目の評価値Ｊ₃とそれよりも前に算出された評価値Ｊとを比較して、値が小さい方を評価値Ｊとして選択し、評価値Jに対応する状態値を最適運転条件として選択する。実施例１においては、それまでの評価値Ｊ＝Ｊ₂は＝2.021であり３巡目の評価値Ｊ₃は＝72386であるため、それまでの評価値Ｊ＝Ｊ₂が評価値Ｊとして選択される（ステップＳ１０）。 In step S10 in 3 round, optimal operating condition calculating means 78, as compared with 3 round of evaluation value J _3, which is calculated and the evaluation value J calculated before it, a smaller value The evaluation value J is selected, and the state value corresponding to the evaluation value J is selected as the optimum operation condition. In Example 1, since the previous evaluation value J = J ₂ is 2.021 and the third evaluation value J ₃ is = 72386, the previous evaluation value J = J ₂ is selected as the evaluation value J. (Step S10).

３巡目の評価値の演算が終了すると、運転条件演算装置８は、ｎ＝３＝Ｎであるので（ステップＳ１１でＹＥＳ）、評価値の演算を終了して、最適運転条件を演算結果として制御装置４へ出力する（ステップＳ１２）。ここで、最適運転条件算出手段７８は、選択された評価値Ｊ（＝Ｊ₂）と対応する状態値に基づいて、最適運転条件に関する情報を生成し、最適運転条件に関する情報を出力する。この最適運転条件には、好気槽NH4濃度、スクラビングブロワ７２の運転条件を示すスクラビング風量、ブロワ動力予測値、処理水NH4濃度予測値、膜メンテナンス間隔予測値などが含まれている。さらに、最適運転条件に、曝気ブロワ９２の運転条件である曝気風量が含まれていてもよい。曝気風量は、曝気風量−好気槽NH4濃度関係情報と最適運転条件の好気槽NH4濃度とに基づいて算出することができる。 When the calculation of the evaluation value in the third round is completed, since the operation condition calculation device 8 is n = 3 = N (YES in step S11), the calculation of the evaluation value is ended and the optimum operation condition is set as the calculation result. It outputs to the control apparatus 4 (step S12). Here, the optimum operating condition calculation means 78 generates information relating to the optimum operating condition based on the state value corresponding to the selected evaluation value J (= J ₂ ), and outputs information relating to the optimum operating condition. The optimum operating conditions include an aerobic tank NH4 concentration, a scrubbing air volume indicating the operating conditions of the scrubbing blower 72, a blower power predicted value, a treated water NH4 concentration predicted value, a membrane maintenance interval predicted value, and the like. Further, the optimum operating condition may include the amount of aeration air that is the operation condition of the aeration blower 92. The aeration air volume can be calculated based on the aeration air volume-aerobic tank NH4 concentration relationship information and the aerobic tank NH4 concentration of the optimum operating condition.

最適運転条件の好気槽NH4濃度とスクラビング風量とは、選択された評価値Ｊを算出するために用いた状態値がそれぞれ採用される。最適運転条件のブロワ動力予測値、処理水NH4濃度予測値、及び膜メンテナンス間隔予測値は、選択された評価値Ｊを算出するときに算出されたブロワ動力、処理水NH4濃度、及び膜メンテナンス間隔がそれぞれ採用される。実施例１においては、選択された評価値Ｊは２巡目の評価値Ｊ₂であるので、好気槽NH4濃度が5mg/L、スクラビング風量が617NL/minと、ブロワ動力予測値が1.888kWh、処理水NH4濃度予測値が1.3mg/L、膜メンテナンス間隔予測値が32日である最適運転条件に関する情報が生成され、出力される。 The state value used to calculate the selected evaluation value J is adopted for the aerobic tank NH4 concentration and the scrubbing air volume under the optimum operating conditions. The predicted blower power, the treated water NH4 concentration predicted value, and the membrane maintenance interval predicted value under the optimum operating conditions are the blower power, treated water NH4 concentration, and membrane maintenance interval calculated when calculating the selected evaluation value J. Are adopted. In Example 1, since the selected evaluation value J is the evaluation value J ₂ of the second round, the aerobic tank NH4 concentration is 5 mg / L, the scrubbing air volume is 617 NL / min, and the predicted blower power is 1.888 kWh. Then, information on the optimum operating condition in which the predicted NH4 concentration of the treated water is 1.3 mg / L and the predicted value of the membrane maintenance interval is 32 days is generated and output.

最適運転条件に関する情報の出力を受けた制御装置４では、最適運転条件に基づいて水処理システム１０の制御が行われる。即ち、制御装置４は、最適運転条件のスクラビング風量に基づいて、スクラビングブロワ７２を動作させる。なお、最適運転条件に曝気風量が含まれる場合には、制御装置４は、最適運転条件の曝気風量に基づいて、曝気ブロワ９２を動作させる。但し、制御装置４が、予め記憶された曝気風量−好気槽NH4濃度関係情報と最適運転条件の好気槽NH4濃度とに基づいて曝気風量を算出し、算出された曝気風量に基づいて曝気ブロワ９２を動作させてもよい。 In the control device 4 that has received the output of information relating to the optimum operating conditions, the water treatment system 10 is controlled based on the optimum operating conditions. That is, the control device 4 operates the scrubbing blower 72 based on the scrubbing air volume in the optimum operating condition. When the aeration air volume is included in the optimum operation condition, the control device 4 operates the aeration blower 92 based on the aeration air volume in the optimum operation condition. However, the control device 4 calculates the aeration air volume based on the pre-stored aeration air volume-aerobic tank NH4 concentration relationship information and the aerobic tank NH4 concentration of the optimum operating condition, and aeration is performed based on the calculated aeration air volume. The blower 92 may be operated.

また、運転条件演算装置８は演算結果を印字装置８３と表示装置８４の少なくとも一方に出力してもよい（ステップＳ１２）。水処理システム１０の管理者は、印字装置８３や表示装置８４に出力された水処理システム１０の最適運転条件に基づいて、分離膜ユニット３５のメンテナンスを行う。また、水処理システム１０の管理者は、印字装置８３や表示装置８４に出力された水処理システム１０の最適運転条件に基づいて、スクラビングブロワ７２や曝気ブロワ９２の送風量を調整してもよい。 Further, the operating condition calculation device 8 may output the calculation result to at least one of the printing device 83 and the display device 84 (step S12). The administrator of the water treatment system 10 performs maintenance of the separation membrane unit 35 based on the optimum operation conditions of the water treatment system 10 output to the printing device 83 and the display device 84. Further, the administrator of the water treatment system 10 may adjust the blast volume of the scrubbing blower 72 and the aeration blower 92 based on the optimum operation condition of the water treatment system 10 output to the printing device 83 and the display device 84. .

以上に説明したように、本実施形態の水処理システム１０では、運転条件演算装置８により、処理水NH4濃度が処理水NH4濃度閾値以下であり、且つ、分離膜ユニット３５のメンテナンス間隔が膜メンテナンス間隔閾値以上であることを計算条件として、その算出条件のなかでブロワ動力（曝気ブロワ９２の動力とスクラビングブロワ７２の動力との和）がより小さくなるような水処理システム１０の最適運転条件が算出される。したがって、この最適運転条件に基づいて水処理システム１０が運転されれば、分離膜で濾過された処理水のアンモニア態窒素濃度と分離膜のメンテナンス間隔が所定の条件を満たし、且つ、システムに備えられるブロワの稼働エネルギーを極力小さくすることができる。 As described above, in the water treatment system 10 of this embodiment, the operating condition calculation device 8 causes the treated water NH4 concentration to be equal to or less than the treated water NH4 concentration threshold and the maintenance interval of the separation membrane unit 35 is membrane maintenance. Assuming that the interval is equal to or greater than the threshold value, the optimum operating condition of the water treatment system 10 is such that the blower power (the sum of the power of the aeration blower 92 and the power of the scrubbing blower 72) becomes smaller. Calculated. Therefore, if the water treatment system 10 is operated based on the optimum operating conditions, the ammonia nitrogen concentration of the treated water filtered by the separation membrane and the maintenance interval of the separation membrane satisfy predetermined conditions, and the system is prepared. The operating energy of the blower can be reduced as much as possible.

１０水処理システム
２原水槽
３生物反応槽
３１嫌気槽
３２無酸素槽
３３好気槽
３４膜分離槽
３５分離膜ユニット
４制御装置
７スクラビング装置
７１ノズル
７２スクラビングブロワ
８運転条件演算装置
８１入力装置
８２記憶装置
８３印字装置
８４表示装置
９曝気装置
９１ノズル
９２曝気ブロワ
７３状態値設定手段
７４ブロワ動力算出手段
７５処理水NH4濃度算出手段
７６膜メンテナンス間隔算出手段
７７評価値算出手段
７８最適運転条件算出手段
７９状態値算出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Water treatment system 2 Raw water tank 3 Biological reaction tank 31 Anaerobic tank 32 Anoxic tank 33 Anaerobic tank 34 Membrane separation tank 35 Separation membrane unit 4 Control device 7 Scrubbing device 71 Nozzle 72 Scrubbing blower 8 Operating condition calculation device 81 Input device 82 Storage device 83 Printing device 84 Display device 9 Aeration device 91 Nozzle 92 Aeration blower 73 State value setting means 74 Blower power calculation means 75 Treated water NH4 concentration calculation means 76 Membrane maintenance interval calculation means 77 Evaluation value calculation means 78 Optimal operating condition calculation means 79 State value calculation means

Claims

Input receiving means for receiving input of the treated water ammonia nitrogen concentration threshold and the separation membrane maintenance interval threshold;
A state value setting means for setting a state value including an aerobic tank ammonia nitrogen concentration and a scrubbing air volume;
A first storage means for storing blower power calculation information indicating the relationship between the aerobic tank ammonia nitrogen concentration, the scrubbing air volume, and the blower power;
By using the blower power calculation information, and blower power calculating means for calculating the blower power based on the state value,
A second storage means for storing treated water ammonia nitrogen concentration calculation information indicating a relationship between the aerobic tank ammonia nitrogen concentration, the scrubbing air volume and the treated water ammonia nitrogen concentration;
By using the treated water ammonia nitrogen concentration calculation information, the treated water ammonia nitrogen concentration calculating means for calculating said processed water ammonia nitrogen concentration based on the state value,
A third storage means for storing separation membrane maintenance interval calculation information indicating the relationship between the aerobic tank ammonia nitrogen concentration, the scrubbing air volume, and the separation membrane maintenance interval;
Referring to the separation membrane maintenance interval calculation information, a separation membrane maintenance interval calculating means for calculating said separation membrane maintenance intervals based on the state value,
A first term for evaluating the blower power by multiplying the blower power by a positive first coefficient; a second term for evaluating the concentration of ammonia nitrogen in the treated water; and a third term for evaluating the separation membrane maintenance interval. Using an evaluation function, at least one of the treatment water ammonia nitrogen concentration and the separation membrane maintenance interval is smaller than the treatment water ammonia nitrogen concentration threshold and the separation membrane maintenance interval threshold is excessive. Evaluation value calculating means for calculating such an evaluation value;
Among the plurality of evaluation values calculated based on a plurality of different state values, an optimal operation condition calculation means that uses the state value corresponding to the smallest evaluation value as the optimal operation condition,
Operating condition calculation device equipped.

The evaluation function, before Symbol a first term, a second term obtained by multiplying the second coefficient in the treated water ammonia nitrogen concentration, and the third term of the third coefficient divided by the separation membrane maintenance intervals Expressed as a sum,
The evaluation value calculation means compares the treated water ammonia nitrogen concentration with the treated water ammonia nitrogen concentration threshold, and when the treated water ammonia nitrogen concentration is greater than the treated water ammonia nitrogen concentration threshold, Using the second coefficient that is excessive compared to other times,
The separation membrane maintenance interval and the separation membrane maintenance interval threshold value are compared, and when the separation membrane maintenance interval is smaller than the separation membrane maintenance interval threshold value, the third coefficient that is excessive compared to the other cases is used. And calculating the evaluation value,
The operating condition calculation device according to claim 1.

The operating condition calculation device according to claim 1, further comprising state value calculation means for calculating the plurality of different state values by causing the state values to transition using an optimal solution search algorithm.

An aerobic tank in which the aerobic treatment of the liquid to be treated is performed;
An aeration blower for sending air into the liquid to be treated in the aerobic tank;
A membrane separation tank having a separation membrane for filtering the liquid to be treated treated in the aerobic tank to obtain treated water;
A scrubbing blower for sending air from below the separation membrane into the liquid to be treated in the membrane separation tank;
The operating condition calculation device according to any one of claims 1 to 3 ,
A water treatment system comprising: an output device that receives an output of the optimum operation condition from the operation condition calculation device.

The water treatment system according to claim 4 , wherein the output device is a control device that controls the operation of at least one of the aeration blower and the scrubbing blower based on the optimum operating condition.

The water treatment system according to claim 4 , wherein the output device is at least one of a display device that displays and outputs the optimum operation condition and a printing device that prints and outputs the optimum operation condition.