JP6848368B2 - Water treatment process design equipment, methods and programs - Google Patents

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Description

本発明は、複数の水処理ユニットで構成される水処理プロセスの設計装置、方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a water treatment process design apparatus, method and program composed of a plurality of water treatment units.

複数の水処理ユニットで構成される水処理プロセスをコンピュータ上で設計する水処理プロセスシミュレータが知られている(例えば非特許文献1参照)。水処理プロセスシミュレータを用いることで、水処理プロセスの物質収支および熱収支を計算し、水処理ユニットの設計計算を自動で行うことができる。 A water treatment process simulator for designing a water treatment process composed of a plurality of water treatment units on a computer is known (see, for example, Non-Patent Document 1). By using the water treatment process simulator, the mass balance and heat balance of the water treatment process can be calculated, and the design calculation of the water treatment unit can be performed automatically.

従来の水処理プロセスシミュレータでは、1つのファイルに1つの水処理フローを描画し、その水処理フローの設計計算およびコスト計算を行っていた。複数の水処理プロセスの候補がある場合、複数のファイルを順番に開き、同じ入力値をファイルごとに設定する必要があり、コスト比較のための作業が煩雑であった。 In the conventional water treatment process simulator, one water treatment flow is drawn in one file, and the design calculation and cost calculation of the water treatment flow are performed. When there are multiple water treatment process candidates, it is necessary to open multiple files in order and set the same input value for each file, which complicates the work for cost comparison.

また、コスト計算結果を比較するため1つずつファイルを開き、コスト計算結果を表計算ソフトのセルにコピー&ペーストしてグラフを作成するという作業を手動で行っており、手間がかかっていた。 In addition, in order to compare the cost calculation results, the files are opened one by one, and the cost calculation results are manually copied and pasted into the cells of the spreadsheet software to create a graph, which is troublesome.

特許文献1に記載の水処理システムの構築支援装置では、水処理システムを構築するために、下流から上流側にさかのぼっていく設計方法がとられるが、これは、循環を多く含むような水処理プロセス、例えば、排水回収プロセス(下流側から上流側に処理水を移送させて工業用水使用量や排水量を減少させるプロセス)への適用は難しく、循環の無い逐次処理的な処理フローへの適用に限定される。 In the water treatment system construction support device described in Patent Document 1, in order to construct the water treatment system, a design method that goes back from the downstream to the upstream side is adopted, but this is a water treatment that includes a lot of circulation. It is difficult to apply to processes such as wastewater recovery processes (processes that transfer treated water from the downstream side to the upstream side to reduce the amount of industrial water used and the amount of wastewater), and it is applied to sequential treatment flows without circulation. Limited.

特許文献2には、水処理プロセスの収支計算・設計計算を行うにあたり、水収支計算、熱収支計算、各成分の物質収支計算、設計計算の順番に計算を進める方法が開示されている。これは、複数ではなく個々の水処理プロセスのコスト計算に効率的な手法であった。 Patent Document 2 discloses a method of proceeding with the calculation in the order of water balance calculation, heat balance calculation, mass balance calculation of each component, and design calculation in performing the balance calculation and design calculation of the water treatment process. This was an efficient method for costing individual water treatment processes rather than multiple.

特開2013−220389号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-220389 特開2014−188457号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-188457

報文「水処理プロセスシミュレータ」、堀井・佐々木、2012年7月、EICAReport "Water Treatment Process Simulator", Horii and Sasaki, July 2012, EICA

本発明は、複数の水処理プロセスのコスト比較を効率良く行うことができる水処理プロセスの設計装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a water treatment process design device, method and program capable of efficiently comparing costs of a plurality of water treatment processes.

本発明の水処理プロセスの設計装置は、複数の水処理ユニット、及び水処理ユニット間を接続するストリームを含む水処理フローを表示装置に表示された設計画面に描画する描画部と、前記描画部により描画された水処理フローを複数ページに表示する表示処理部と、各ページに表示された水処理フローにおける物質収支及び熱収支を計算する収支計算部と、を備えるものである。 The water treatment process design device of the present invention includes a drawing unit that draws a water treatment flow including a plurality of water treatment units and a stream connecting the water treatment units on a design screen displayed on the display device, and the drawing unit. It is provided with a display processing unit that displays the water treatment flow drawn by the above on a plurality of pages, and a balance calculation unit that calculates the material balance and the heat balance in the water treatment flow displayed on each page.

本発明の一態様では、前記描画部は、第1水処理フローが描画された第1ページを複製した第2ページ上で、該第1水処理フローの構成の一部を変更して第2水処理フローを作成する機能を有する。 In one aspect of the present invention, the drawing unit modifies a part of the configuration of the first water treatment flow on the second page which is a duplicate of the first page on which the first water treatment flow is drawn. It has the function of creating a water treatment flow.

本発明の一態様では、各ページに表示された水処理フローのイニシャルコスト及び/又はランニングコストを計算するコスト計算部をさらに備える。 In one aspect of the present invention, a cost calculation unit for calculating the initial cost and / or running cost of the water treatment flow displayed on each page is further provided.

本発明の一態様では、前記表示処理部は、前記コスト計算部による計算結果を別ページに表示する。 In one aspect of the present invention, the display processing unit displays the calculation result by the cost calculation unit on a separate page.

本発明の一態様では、複数のページに表示される水処理フローで共通する設計パラメータの値を一括して設定するパラメータ設定部をさらに備える。 In one aspect of the present invention, a parameter setting unit for collectively setting the values of design parameters common to the water treatment flows displayed on a plurality of pages is further provided.

本発明の水処理プロセスの設計方法は、表示装置に表示された設計画面の第1ページに、複数の水処理ユニットの配置及び水処理ユニット間を接続するストリームの形成により第1水処理フローを描画する工程と、前記第1ページを複製した第2ページで、前記第1水処理フローの構成の一部を変更して第2水処理フローを作成する工程と、前記第1ページに表示された第1水処理フロー及び前記第2ページに表示された第2水処理フローにおける物質収支及び熱収支を計算する工程と、を備えるものである。なお、第2ページの水処理フローは、第1ページを複製した水処理フローを編集するのではなく、新たに作成してもよい。 In the design method of the water treatment process of the present invention, the first water treatment flow is provided on the first page of the design screen displayed on the display device by arranging a plurality of water treatment units and forming a stream connecting the water treatment units. The process of drawing and the process of creating a second water treatment flow by modifying a part of the configuration of the first water treatment flow in the second page that duplicates the first page are displayed on the first page. It also includes a step of calculating the material balance and the heat balance in the first water treatment flow and the second water treatment flow displayed on the second page. The water treatment flow on the second page may be newly created instead of editing the water treatment flow that duplicates the first page.

本発明の一態様では、前記第1水処理フロー及び前記第2水処理フローのイニシャルコスト及び/又はランニングコストを計算する工程と、コスト計算結果を別ページに表示する工程と、をさらに備える。 One aspect of the present invention further includes a step of calculating the initial cost and / or running cost of the first water treatment flow and the second water treatment flow, and a step of displaying the cost calculation result on a separate page.

本発明の一態様では、前記第1水処理フローと前記第2水処理フローとで共通する設計パラメータの値を一括して設定する。 In one aspect of the present invention, the values of the design parameters common to the first water treatment flow and the second water treatment flow are collectively set.

本発明の水処理プロセスの設計プログラムは、複数の水処理ユニットの配置及び水処理ユニット間を接続するストリームの形成により第1水処理フローを設計画面の第1ページに描画する工程と、前記第1ページを複製した第2ページで、前記第1水処理フローの構成の一部を変更して第2水処理フローを作成する工程、又は第1ページと同様に第2水処理フローを新規に作成する工程と、前記第1ページに表示された第1水処理フロー及び前記第2ページに表示された第2水処理フローにおける物質収支及び熱収支を計算する工程と、をコンピュータに実行させるものである。 The water treatment process design program of the present invention includes a step of drawing a first water treatment flow on the first page of a design screen by arranging a plurality of water treatment units and forming a stream connecting the water treatment units, and the first page. On the second page, which is a duplicate of the first page, a step of creating a second water treatment flow by changing a part of the configuration of the first water treatment flow, or a new second water treatment flow as in the first page. A process of making a computer execute a step of creating and a step of calculating the material balance and the heat balance in the first water treatment flow displayed on the first page and the second water treatment flow displayed on the second page. Is.

本発明によれば、複数の水処理プロセスのコスト比較を効率良く行うことができる。 According to the present invention, cost comparison of a plurality of water treatment processes can be efficiently performed.

本発明の実施形態に係る水処理プロセスの設計装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the design apparatus of the water treatment process which concerns on embodiment of this invention. 設計プログラムを実行することで実現される機能ブロック図である。It is a functional block diagram realized by executing a design program. 水処理フローの作成例を示す図である。It is a figure which shows the creation example of a water treatment flow. 水処理フローの設計画面の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the design screen of a water treatment flow. コスト比較結果の表示例を示す図である。It is a figure which shows the display example of the cost comparison result.

以下、図1〜図5を参照して実施の形態について説明する Hereinafter, embodiments will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

図1は、本実施形態に係る水処理プロセスの設計装置の概略構成を示す。設計装置は、演算制御装置1と、入力装置2と、表示装置3とを備えている。ユーザは、入力装置2を介して演算制御装置1に対して指示を入力することができる。入力装置2には、キーボードやマウス等を用いることができる。表示装置3は、演算制御装置1から出力されたデータを表示する。表示装置3には、液晶ディスプレイ等を用いることができる。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a design apparatus for a water treatment process according to the present embodiment. The design device includes an arithmetic control device 1, an input device 2, and a display device 3. The user can input an instruction to the arithmetic control device 1 via the input device 2. A keyboard, mouse, or the like can be used as the input device 2. The display device 3 displays the data output from the arithmetic control device 1. A liquid crystal display or the like can be used as the display device 3.

演算制御装置1は、CPU(中央演算処理部)11、メインメモリ12、ディスク装置13、及び入出力部14を有する。演算制御装置1の各部はバス15を介して接続されている。演算制御装置1は、入出力部14を介して、入力装置2から入力を受け付けたり、表示装置3へデータを出力したりする。 The calculation control device 1 includes a CPU (central processing unit) 11, a main memory 12, a disk device 13, and an input / output unit 14. Each part of the arithmetic control device 1 is connected via a bus 15. The arithmetic control device 1 receives input from the input device 2 and outputs data to the display device 3 via the input / output unit 14.

ディスク装置13は、CPU11により実行される設計プログラム21を格納する。また、ディスク装置13は、水処理プロセスで使用される水処理ユニットやストリーム(配管)のモジュール情報22を格納する。ここで、水処理ユニットは、例えば、原水タンク、逆浸透膜濾過装置、限外濾過膜装置、薬品添加槽、活性炭塔、砂濾過塔、熱交換器、蒸発濃縮器、沈殿槽、汚泥濃縮槽、加圧浮上器、真空脱気塔、脱炭酸塔、脱気膜、標準活性汚泥槽、硝化脱窒槽、イオン交換樹脂塔、軟化器、電気式脱イオン装置、紫外線酸化装置等である。 The disk device 13 stores the design program 21 executed by the CPU 11. Further, the disk device 13 stores the module information 22 of the water treatment unit and the stream (piping) used in the water treatment process. Here, the water treatment unit includes, for example, a raw water tank, a reverse osmosis membrane filtration device, an ultrafiltration membrane device, a chemical addition tank, an activated carbon tower, a sand filtration tower, a heat exchanger, an evaporation concentrator, a settling tank, and a sludge concentrator. , Pressurized floater, vacuum degassing tower, decarbonization tower, degassing membrane, standard activated sludge tank, nitrification denitrification tank, ion exchange resin tower, softener, electric deionizer, ultraviolet oxidizing device, etc.

モジュール情報22は、各ユニットの物質収支や熱収支等を計算するための計算ロジックが組み込まれている。 The module information 22 incorporates calculation logic for calculating the mass balance, heat balance, and the like of each unit.

モジュール情報22には、各種パラメータのデフォルト値が登録されていてもよい。例えば、水処理ユニットが逆浸透膜濾過装置(以下、ROユニットと記載する。)の場合、水回収率等のデフォルト値が登録されていてもよい。モジュール情報22は、表示装置3にアイコン表示される各ユニットのアイコン情報を含む。 Default values of various parameters may be registered in the module information 22. For example, when the water treatment unit is a reverse osmosis membrane filtration device (hereinafter referred to as RO unit), a default value such as a water recovery rate may be registered. The module information 22 includes icon information of each unit displayed as an icon on the display device 3.

ディスク装置13は例えばハードディスクドライブである。なお、設計プログラム21は、ディスク装置13でなく、ROM(図示せず)に格納されていてもよい。 The disk device 13 is, for example, a hard disk drive. The design program 21 may be stored in a ROM (not shown) instead of the disk device 13.

CPU11は、ディスク装置13内の設計プログラム21をメインメモリ12にロードして、設計プログラム21を実行する。このとき、ディスク装置13内のモジュール情報22をメインメモリ12にロードするようにしてもよい。 The CPU 11 loads the design program 21 in the disk device 13 into the main memory 12 and executes the design program 21. At this time, the module information 22 in the disk device 13 may be loaded into the main memory 12.

設計プログラム21の実行に伴い、メインメモリ12上には、水処理プロセスの処理フロー、及び各種計算結果を格納する領域が確保される。水処理フローはユーザにより作成されるものであり、作成方法については後述する。 With the execution of the design program 21, an area for storing the processing flow of the water treatment process and various calculation results is secured on the main memory 12. The water treatment flow is created by the user, and the creation method will be described later.

図2に、CPU11が設計プログラム21を実行することで実現される機能ブロック図を示す。設計プログラム21の実行により、描画部210、表示処理部220、パラメータ設定部230、収支計算部240、及びコスト計算部250が実現される。描画部210は、ユニット配置部211、ストリーム配置部212、ストリーム・ユニット接続部213、及び複製部214を有している。なお、複製部214は、既存ページを複製する機能を有していることを意味しており、描画部210は、新たに「新規ページ」を作成し、そこに水処理フローを最初から構築しても構わない。 FIG. 2 shows a functional block diagram realized by the CPU 11 executing the design program 21. By executing the design program 21, the drawing unit 210, the display processing unit 220, the parameter setting unit 230, the balance calculation unit 240, and the cost calculation unit 250 are realized. The drawing unit 210 includes a unit arrangement unit 211, a stream arrangement unit 212, a stream unit connection unit 213, and a duplication unit 214. The duplication unit 214 has a function of duplicating an existing page, and the drawing unit 210 creates a new "new page" and constructs a water treatment flow there from the beginning. It doesn't matter.

描画部210は、各種ユニットやストリームに対応するアイコンを表示装置3に表示する(図4のウィンドウW2参照)。アイコンは単なる図形ではなく、アイコンの種類ごとに予め決められた形式で、パラメータ名とその値が格納されるデータ領域を保有している。 The drawing unit 210 displays icons corresponding to various units and streams on the display device 3 (see window W2 in FIG. 4). The icon is not a simple figure, but has a data area in which the parameter name and its value are stored in a predetermined format for each type of icon.

ユニット配置部211は、入力装置2を介してユーザにより選択されたユニットを設計画面(図4のウィンドウW1)に描画される処理フロー内に配置する。配置されたユニットは、それぞれ識別番号が付与されており、各種パラメータが設定可能である。 The unit arrangement unit 211 arranges the unit selected by the user via the input device 2 in the processing flow drawn on the design screen (window W1 of FIG. 4). Each placed unit is given an identification number, and various parameters can be set.

ストリーム配置部212は、入力装置2を介してユーザにより選択されたストリームを、設計画面(図4のウィンドウW1)に描画される処理フロー内に配置する。ストリーム・ユニット接続部213は、配置されたストリームとユニットとを接続する。ユニットには接続ポイントが用意されており、ストリームの始点又は終点の位置を接続ポイントと一致させることで、ユニットとストリームとを接続できる。描画部210により描かれた各ストリームは、それぞれ識別番号が付与され、流量、温度、各成分濃度等の計算値が表示可能である。 The stream arranging unit 212 arranges the stream selected by the user via the input device 2 in the processing flow drawn on the design screen (window W1 of FIG. 4). The stream unit connection unit 213 connects the arranged stream and the unit. A connection point is prepared for the unit, and the unit and the stream can be connected by matching the position of the start point or the end point of the stream with the connection point. Each stream drawn by the drawing unit 210 is given an identification number, and calculated values such as flow rate, temperature, and concentration of each component can be displayed.

例えば、図3に示すように、描画部210は、ユーザからの指示に基づき、水質設定ユニットU1、ROユニットU2〜U4を配置し、ROユニットU2〜U4にストリームS1〜S7を接続する。ROユニットU2〜U4には、それぞれ3本のストリームが接続される。 For example, as shown in FIG. 3, the drawing unit 210 arranges the water quality setting units U1 and RO units U2 to U4 based on the instruction from the user, and connects the streams S1 to S7 to the RO units U2 to U4. Three streams are connected to each of the RO units U2 to U4.

水質設定ユニットU1とROユニットU2とを接続するストリームS1が原水に対応する。ROユニットU2の逆浸透膜を透過した処理水ストリームS2がROユニットU4に接続される。ROユニットU2の濃縮水ストリームS3がROユニットU3に接続される。 The stream S1 connecting the water quality setting unit U1 and the RO unit U2 corresponds to the raw water. The treated water stream S2 that has passed through the reverse osmosis membrane of the RO unit U2 is connected to the RO unit U4. The concentrated water stream S3 of the RO unit U2 is connected to the RO unit U3.

ROユニットU3には、処理水ストリームS4及び濃縮水ストリームS5が接続される。同様に、ROユニットU4には、処理水ストリームS6及び濃縮水ストリームS7が接続される。 A treated water stream S4 and a concentrated water stream S5 are connected to the RO unit U3. Similarly, the treated water stream S6 and the concentrated water stream S7 are connected to the RO unit U4.

処理水ストリームS2、S4、S6と、濃縮水ストリームS3、S5、S7とは、表示装置3に表示する際に色を変えてもよいし、線の太さや、実線/破線を変えてもよい。 The treated water streams S2, S4, S6 and the concentrated water streams S3, S5, S7 may be changed in color when displayed on the display device 3, or may be changed in line thickness or solid line / broken line. ..

本実施形態による設計装置では、1ファイル内に水処理フローが描画されるページを複数作成することができる。表示処理部220は、図4に示すように、ウィンドウ(表示領域)W1にて、タブ切替により複数のページを切り替え可能に表示する。各ページの水処理フローは、ユーザが描画したものでもよいし、描画済みのページをユーザからの指示に基づいて複製部214が複製したものでもよい。 In the design device according to the present embodiment, it is possible to create a plurality of pages in which the water treatment flow is drawn in one file. As shown in FIG. 4, the display processing unit 220 displays a plurality of pages in a window (display area) W1 so as to be switchable by tab switching. The water treatment flow of each page may be drawn by the user, or the drawn page may be duplicated by the duplication unit 214 based on an instruction from the user.

例えば、第1ページで水処理フローを作成後、第1ページを複製して第2ページとする。第2ページでは、ストリームをつなぎかえたり、ユニットを入れ替えたりするなどの簡易な変更操作で、新たな水処理フローを作成できる。例えば、RO処理水の行先となるタンクを変えたり、膜脱気装置を真空脱気装置に入れ替えたりする。 For example, after creating a water treatment flow on the first page, the first page is duplicated to be the second page. On the second page, a new water treatment flow can be created by simple change operations such as reconnecting streams and replacing units. For example, the tank to which the RO treated water is destined is changed, or the membrane deaerator is replaced with a vacuum deaerator.

なお、図4のウィンドウW2には、ユニットやストリームのアイコンが表示されている。ユニットのアイコンを選択し、ウィンドウW1内へドラッグ&ドロップすることで、水処理フローにユニットを配置できる。ストリームも同様にアイコンを選択してウィンドウW1内へドラッグ&ドロップすることで、水処理フローにストリームを配置できる。ユニットには接続ポイントが用意されているので、ストリームの矢印の始点又は終点の位置を接続ポイントに一致させることで、ユニットとストリームとが接続される。 In the window W2 of FIG. 4, icons of units and streams are displayed. By selecting the unit icon and dragging and dropping it into the window W1, you can place the unit in the water treatment flow. Similarly, the stream can be placed in the water treatment flow by selecting the icon and dragging and dropping it into the window W1. Since the unit is provided with a connection point, the unit and the stream are connected by matching the position of the start point or the end point of the arrow of the stream with the connection point.

パラメータ設定部230は、水処理フローのユニットやストリームにパラメータを設定する。パラメータ設定部230は、複数ページの水処理フローで共通する設定項目を紐付け(リンクさせ)、ウィンドウW3でこの項目のパラメータの値を設定(変更)した場合、他のページの水処理フローにも反映させる。ウィンドウW3は独立して存在する表示領域であり、ページを切り替えても表示は変わらない。 The parameter setting unit 230 sets parameters for the unit or stream of the water treatment flow. The parameter setting unit 230 links (links) setting items common to the water treatment flows of a plurality of pages, and when the parameter value of this item is set (changed) in the window W3, the water treatment flow of another page is set. Also reflect. The window W3 is a display area that exists independently, and the display does not change even if the page is switched.

複数ページの水処理フローで共通する設定項目は、例えば原水の流量、温度、水質である。新しいページの水処理フローは最初から作成してもよいが、既存のページを複製し、一部編集(例えばユニットの入れ替えや、ストリームのつなぎ替え)することが簡便である。また、新しいページの各種パラメータの値を既存ページのものから変更したり、リンクの設定を追加又は解除したりしてもよい。 The setting items common to the water treatment flows on multiple pages are, for example, the flow rate, temperature, and water quality of raw water. The water treatment flow for a new page may be created from scratch, but it is convenient to duplicate an existing page and partially edit it (for example, swapping units or reconnecting streams). In addition, the values of various parameters of the new page may be changed from those of the existing page, and the link setting may be added or canceled.

図4に示すように、水処理フローのページが表示されるウィンドウW1とは別のウィンドウW3に、各ページの水処理フローに共通する設定項目の一覧が表示される。このウィンドウ内のデータは、適宜数値を変更することができる。データのリンクを設定したい項目を選択して、ウィンドウW1に表示されている水処理フロー内のユニット又はストリームにドラッグ&ドロップすることで、データのリンクを設定できる。ページを複製した場合でもデータのリンクに関する設定情報は継承されるため、複数ページの水処理フローにわたって、対応するユニット又はストリームのパラメータを一括して設定することができる。 As shown in FIG. 4, a list of setting items common to the water treatment flow of each page is displayed in a window W3 separate from the window W1 in which the water treatment flow page is displayed. The numerical value of the data in this window can be changed as appropriate. You can set the data link by selecting the item for which you want to set the data link and dragging and dropping it to the unit or stream in the water treatment flow displayed in the window W1. Even if the page is duplicated, the setting information related to the data link is inherited, so the parameters of the corresponding unit or stream can be set collectively across the water treatment flow of multiple pages.

計算の実行の準備として、原水の流量、温度、各成分の濃度を設定する。具体的には図3、図4のStartユニットで流量、温度、各成分の濃度の値を設定する。このとき、ウィンドウW3のデータのうち、該当する項目を選択し、値をリンクさせてもよい。 In preparation for executing the calculation, set the flow rate of raw water, the temperature, and the concentration of each component. Specifically, the Start unit of FIGS. 3 and 4 sets the values of the flow rate, the temperature, and the concentration of each component. At this time, the corresponding item may be selected from the data in the window W3 and the values may be linked.

収支計算部240は、ユーザから計算実行指示を受け付けると、各水処理フローについて、処理フロー全体の水収支や熱収支、各成分の物質収支を計算する。複数の水処理フローの収支計算は、順に行ってもよいし、並列に行ってもよい。 When the balance calculation unit 240 receives a calculation execution instruction from the user, the balance calculation unit 240 calculates the water balance and heat balance of the entire treatment flow and the mass balance of each component for each water treatment flow. The balance calculation of a plurality of water treatment flows may be performed in order or in parallel.

例えば、ROユニットについて、設定された水回収率に基づいて、処理水流量、濃縮水量を計算する。また、設定された各成分の脱塩率から、処理水、濃縮水の水質を計算する。 For example, for the RO unit, the treated water flow rate and the concentrated water amount are calculated based on the set water recovery rate. In addition, the water quality of treated water and concentrated water is calculated from the set desalination rate of each component.

収支計算部240は、各ユニットについて、入口流量と出口流量の差が所定値以下となるように流量を調整する。所定値としては例えば0.01とする。 The balance calculation unit 240 adjusts the flow rate of each unit so that the difference between the inlet flow rate and the outlet flow rate is equal to or less than a predetermined value. The predetermined value is, for example, 0.01.

各ユニットについて、入口熱量合計及び出口熱量合計を計算し、各ストリームの温度を求める。熱量は、熱量=流量×比熱×温度で求めることができる。そして、例えば、すべてのユニットで、|入口熱量合計−出口熱量合計|/((入口熱量合計+出口熱量合計)×0.5)<所定値となった場合、熱収支が収束したと判定する。所定値としては例えば0.01とする。 For each unit, calculate the total inlet heat and total outlet heat to determine the temperature of each stream. The amount of heat can be obtained by the amount of heat = flow rate x specific heat x temperature. Then, for example, in all the units, when | total inlet heat amount-total outlet heat amount | / ((total inlet heat amount + total outlet heat amount) x 0.5) <predetermined value, it is determined that the heat balance has converged. .. The predetermined value is, for example, 0.01.

各ユニットにおいて、各成分について、入口成分質量流量合計及び出口成分質量流量合計を計算する。成分質量流量は、成分質量流量=成分濃度×流量で求めることができる。そして、例えば、すべてのユニットにおいて、各成分について、|入口成分質量流量合計−出口成分質量流量合計|/((入口成分質量流量合計+出口成分質量流量合計)×0.5)<所定値となった場合、各成分の物質収支が収束したと判定する。所定値としては例えば0.01とする。 In each unit, the total inlet component mass flow rate and the total outlet component mass flow rate are calculated for each component. The component mass flow rate can be obtained by component mass flow rate = component concentration × flow rate. Then, for example, in all the units, for each component, | total inlet component mass flow rate-total outlet component mass flow rate | / ((total inlet component mass flow rate + total outlet component mass flow rate) x 0.5) <predetermined value If so, it is determined that the mass balance of each component has converged. The predetermined value is, for example, 0.01.

多くの場合、水処理フローには、下流側から上流側に処理水を戻す循環ラインが含まれる。水処理プロセスシミュレータでは、原則として上流側から下流側へとユニット計算を進めることになるが、循環ラインがあることで、途中のユニットで物質収支や熱収支が合わなくなることがある。このとき、収支が合わないユニットから再計算を行うことが好ましい。つまり、物質収支または熱収支が合わないユニットを探索し、そのユニットから再計算を行うという操作を繰り返し行うことによって、全体の物質収支・熱収支を収束させることができる。 In many cases, the water treatment flow includes a circulation line that returns the treated water from the downstream side to the upstream side. In the water treatment process simulator, in principle, the unit calculation proceeds from the upstream side to the downstream side, but due to the circulation line, the mass balance and heat balance may not match in the middle unit. At this time, it is preferable to recalculate from the unit whose balance does not match. That is, the entire mass balance and heat balance can be converged by repeatedly performing the operation of searching for a unit whose mass balance or heat balance does not match and performing recalculation from that unit.

コスト計算部250は、ユーザからの指示に基づいて、各ページに描画された水処理フローのコストを計算する。計算されるコストは、イニシャルコストや、電力コスト、蒸気コスト、冷水コスト等のランニングコストである。複数の水処理フローのコスト計算は、順に行ってもよいし、並列に行ってもよい。 The cost calculation unit 250 calculates the cost of the water treatment flow drawn on each page based on the instruction from the user. The calculated costs are the initial cost, the running cost such as the electric power cost, the steam cost, and the cold water cost. The cost calculation of a plurality of water treatment flows may be performed in sequence or in parallel.

表示処理部220は、コスト計算部250により計算された各水処理フローのコストを別ページ(又は別ウィンドウ)に出力し、グラフや表の形式で表示する。例えば、図5に示すように、各水処理フローのランニングコストを棒グラフで表示する。これにより、複数の水処理フローのコストを視覚的に容易に比較できる。 The display processing unit 220 outputs the cost of each water treatment flow calculated by the cost calculation unit 250 to a separate page (or a separate window), and displays it in the form of a graph or a table. For example, as shown in FIG. 5, the running cost of each water treatment flow is displayed as a bar graph. This makes it easy to visually compare the costs of multiple water treatment flows.

このように、本実施形態によれば、類似の水処理フローを作成する際、水処理フローを作成した既存のページを複製し、複製後のページ上でユニットを入れ替えたり、ストリームをつなぎかえたりするなどの簡単な編集を加えることで、容易に新しい水処理フローを作成することができる。 As described above, according to the present embodiment, when creating a similar water treatment flow, the existing page on which the water treatment flow is created is duplicated, the units are replaced on the duplicated page, and the streams are reconnected. You can easily create a new water treatment flow by making simple edits such as.

また、水処理フローが描画された複数のページが1ファイルに含まれ、必要に応じて、各ページの水処理フローの設定値をリンクさせることができるため、共通のパラメータ値を1箇所で変更すれば、全ページの水処理フローの設定値を同時に変更できる。共通の設定項目がファイル上の一箇所(例えば図4のウィンドウW3)で管理されるので、従来のように、1つずつファイルを開いてパラメータを変更するといった煩雑な作業が不要となり、パラメータの設定ミスを防止することができる。 In addition, since multiple pages on which the water treatment flow is drawn are included in one file and the setting values of the water treatment flow of each page can be linked as needed, the common parameter value can be changed in one place. Then, the setting value of the water treatment flow on all pages can be changed at the same time. Since common setting items are managed in one place on the file (for example, window W3 in FIG. 4), the complicated work of opening the files one by one and changing the parameters as in the past becomes unnecessary, and the parameters can be changed. It is possible to prevent setting mistakes.

また、各ページの水処理フローのコスト計算結果を、同じファイルの中で表示して比較することができるので、どの水処理フローが最も適切かを、迅速かつ定量的に判断することができる。与えられた設計条件に対して、あらかじめ準備しておいた複数の水処理フロー候補の中から、最も安価な水処理プロセスを短時間で提案できる。 In addition, since the cost calculation results of the water treatment flows on each page can be displayed and compared in the same file, it is possible to quickly and quantitatively determine which water treatment flow is the most appropriate. The cheapest water treatment process can be proposed in a short time from a plurality of water treatment flow candidates prepared in advance for a given design condition.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments.

1 演算制御装置
2 入力装置
3 表示装置
11 CPU
12 メインメモリ
13 ディスク装置
14 入出力部
15 バス
21 設計プログラム
22 モジュール情報
210 描画部
211 ユニット配置部
212 ストリーム配置部
213 ストリーム・ユニット接続部
214 複製部
220 表示処理部
230 パラメータ設定部
240 収支計算部
250 コスト計算部
1 Arithmetic control device 2 Input device 3 Display device 11 CPU
12 Main memory 13 Disk device 14 Input / output unit 15 Bus 21 Design program 22 Module information 210 Drawing unit 211 Unit arrangement unit 212 Stream arrangement unit 213 Stream unit connection unit 214 Duplicate unit 220 Display processing unit 230 Parameter setting unit 240 Balance calculation unit 250 Cost Calculation Department

Claims (9)

複数の水処理ユニット、及び水処理ユニット間を接続するストリームを含む水処理フローを表示装置に表示された設計画面に描画する描画部と、
前記描画部により描画された水処理フローを複数ページに表示する表示処理部と、
各ページに表示された水処理フローにおける物質収支及び熱収支を計算する収支計算部と、
複数のページに表示される水処理フローで共通する設計パラメータの値を一括して設定するパラメータ設定部と、
を備え
前記表示処理部は、前記表示装置の第1表示領域に前記複数ページを切り替え可能に表示し、第2表示領域に前記複数ページの水処理フローで共通する設計パラメータの一覧を表示し、
前記パラメータ設定部は、前記第2表示領域に表示された設計パラメータの一覧を介して、設計パラメータの値の一括設定を受け付けることを特徴とする水処理プロセスの設計装置。
A drawing unit that draws a water treatment flow including a plurality of water treatment units and a stream connecting the water treatment units on the design screen displayed on the display device, and a drawing unit.
A display processing unit that displays the water treatment flow drawn by the drawing unit on a plurality of pages,
The balance calculation unit that calculates the mass balance and heat balance in the water treatment flow displayed on each page,
A parameter setting unit that collectively sets the values of design parameters that are common to water treatment flows displayed on multiple pages, and
Equipped with a,
The display processing unit displays the plurality of pages in a switchable manner in the first display area of the display device, and displays a list of design parameters common to the water treatment flow of the plurality of pages in the second display area.
The parameter setting unit is a water treatment process design device that receives batch setting of design parameter values via a list of design parameters displayed in the second display area.
請求項1において、前記描画部は、第1水処理フローが描画された第1ページを複製した第2ページ上で、該第1水処理フローの構成の一部を変更して第2水処理フローを作成する機能を有することを特徴とする水処理プロセスの設計装置。 In claim 1, the drawing unit modifies a part of the configuration of the first water treatment flow on the second page which duplicates the first page on which the first water treatment flow is drawn, and performs the second water treatment. A water treatment process design device characterized by having the function of creating a flow. 請求項1又は2において、各ページに表示された水処理フローのイニシャルコスト及び/又はランニングコストを計算するコスト計算部をさらに備えることを特徴とする水処理プロセスの設計装置。 A device for designing a water treatment process according to claim 1 or 2, further comprising a cost calculation unit for calculating the initial cost and / or running cost of the water treatment flow displayed on each page. 請求項3において、前記表示処理部は、前記コスト計算部による計算結果を別ページに表示することを特徴とする水処理プロセスの設計装置。 In claim 3, the display processing unit is a water treatment process design device, characterized in that the calculation result by the cost calculation unit is displayed on a separate page. 請求項1〜4のいずれか1項において、前記第1表示領域のページを切り替えても、前記第2表示領域の表示は変わらないことを特徴とする水処理プロセスの設計装置。 A water treatment process design apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the display of the second display area does not change even if the page of the first display area is switched. 請求項1〜5のいずれか1項において、前記表示処理部は、前記水処理フローに含まれる処理水ストリームと濃縮水ストリームとで、前記表示装置に表示する際の線の色、太さ、又は線種を変えることを特徴とする水処理プロセスの設計装置。In any one of claims 1 to 5, the display processing unit uses the treated water stream and the concentrated water stream included in the water treatment flow to display the line color, thickness, and the like on the display device. Or a water treatment process design device characterized by changing the line type. 表示装置に表示された設計画面の第1ページに、複数の水処理ユニットの配置及び水処理ユニット間を接続するストリームの形成により第1水処理フローを描画する工程と、
第2ページに第2水処理フローを新規作成するか、又は前記第1ページを複製した第2ページで、前記第1水処理フローの構成の一部を変更して第2水処理フローを作成する工程と、
前記第1ページに表示された第1水処理フロー及び前記第2ページに表示された第2水処理フローにおける物質収支及び熱収支を計算する工程と、
前記表示装置の第1表示領域に前記第1ページ及び前記第2ページを切り替え可能に表示し、第2表示領域に前記第1水処理フローと前記第2水処理フローとで共通する設計パラメータの一覧を表示する工程と、
前記第2表示領域に表示された設計パラメータの一覧を介して、前記第1水処理フローと前記第2水処理フローとで共通する設計パラメータの値の一括設定を受け付ける工程と、
を備える水処理プロセスの設計方法。
On the first page of the design screen displayed on the display device, a process of drawing the first water treatment flow by arranging a plurality of water treatment units and forming a stream connecting the water treatment units, and
A second water treatment flow is newly created on the second page, or a second water treatment flow is created by modifying a part of the configuration of the first water treatment flow on the second page which is a duplicate of the first page. And the process to do
The step of calculating the mass balance and the heat balance in the first water treatment flow displayed on the first page and the second water treatment flow displayed on the second page, and
The first page and the second page are switchably displayed in the first display area of the display device, and the design parameters common to the first water treatment flow and the second water treatment flow are displayed in the second display area. The process of displaying the list and
A process of accepting a batch setting of design parameter values common to the first water treatment flow and the second water treatment flow through a list of design parameters displayed in the second display area.
How to design a water treatment process.
請求項において、前記第1水処理フロー及び前記第2水処理フローのイニシャルコスト及び/又はランニングコストを計算する工程と、
コスト計算結果を別ページに表示する工程と、
をさらに備えることを特徴とする水処理プロセスの設計方法。
In claim 7 , the step of calculating the initial cost and / or the running cost of the first water treatment flow and the second water treatment flow, and
The process of displaying the cost calculation result on a separate page,
A method of designing a water treatment process, which is characterized by further providing.
複数の水処理ユニットの配置及び水処理ユニット間を接続するストリームの形成により第1水処理フローを設計画面の第1ページに描画する工程と、
第2ページに第2水処理フローを新規作成するか、又は前記第1ページを複製した第2ページで、前記第1水処理フローの構成の一部を変更して第2水処理フローを作成する工程と、
前記第1ページに表示された第1水処理フロー及び前記第2ページに表示された第2水処理フローにおける物質収支及び熱収支を計算する工程と、
表示装置の第1表示領域に前記第1ページ及び前記第2ページを切り替え可能に表示し、第2表示領域に前記第1水処理フローと前記第2水処理フローとで共通する設計パラメータの一覧を表示する工程と、
前記第2表示領域に表示された設計パラメータの一覧を介して、前記第1水処理フローと前記第2水処理フローとで共通する設計パラメータの値の一括設定を受け付ける工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする水処理プロセスの設計プログラム。
The process of drawing the first water treatment flow on the first page of the design screen by arranging multiple water treatment units and forming a stream connecting the water treatment units, and
A second water treatment flow is newly created on the second page, or a second water treatment flow is created by modifying a part of the configuration of the first water treatment flow on the second page which is a duplicate of the first page. And the process to do
The step of calculating the mass balance and the heat balance in the first water treatment flow displayed on the first page and the second water treatment flow displayed on the second page, and
A list of design parameters common to the first water treatment flow and the second water treatment flow is displayed in the first display area of the display device so as to be switchable between the first page and the second page. And the process of displaying
A process of accepting a batch setting of design parameter values common to the first water treatment flow and the second water treatment flow through a list of design parameters displayed in the second display area.
A water treatment process design program characterized by having a computer execute.
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