JP7321215B2 - Sewage treatment plant operation management system, sewage treatment plant operation management method, and sewage treatment plant operation management program - Google Patents

Sewage treatment plant operation management system, sewage treatment plant operation management method, and sewage treatment plant operation management program Download PDF

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Description

本開示は、汚水が流入する流入渠を含む地下設備から揚水ポンプによって汲み上げられた汚水を水処理設備で処理する下水処理プラントの運転管理システム、下水処理プラントの運転管理方法、および下水処理プラントの運転管理プログラムに関する。 The present disclosure relates to an operation management system for a sewage treatment plant, an operation management method for a sewage treatment plant, and a sewage treatment plant for treating sewage pumped up by a pump from an underground facility including an inflow culvert into which sewage flows. Regarding the operation management program.

下水処理プラントでは、流入した汚水を処理し、処理した水である処理水を河川または海に放流している。処理水を放流するためには、汚水に含まれる無機系または有機系の浮遊物、および溶解性の有機物を基準レベルまで除去する必要がある。そのため、下水処理プラントでは、浮遊物をろ過および沈殿で除去し、有機物を生物処理により分解して除去している。 A sewage treatment plant treats inflowing sewage and discharges the treated water into rivers or the sea. In order to discharge the treated water, it is necessary to remove inorganic or organic suspended matter and soluble organic matter contained in the sewage to a standard level. Therefore, in sewage treatment plants, suspended matter is removed by filtration and sedimentation, and organic matter is decomposed and removed by biological treatment.

下水処理プラントでは、汚水の流入量が急激に変化する場合がある。例えば、下水処理プラントで汚水が収集される地域への降雨によって下水処理プラントへの汚水の流入量が急激に変化する場合がある。そこで、特許文献1において、下水処理場に流入する下水の予測量および反応槽への流入水量の上限値などに基づいて、反応槽への流入量を調整する可動堰を制御する水処理システムが提案されている。 In sewage treatment plants, the inflow of sewage can change rapidly. For example, rainfall on an area where sewage is collected at the sewage treatment plant may cause a sharp change in the sewage inflow to the sewage treatment plant. Therefore, in Patent Document 1, a water treatment system that controls a movable weir that adjusts the amount of inflow to the reaction tank based on the predicted amount of sewage that flows into the sewage treatment plant and the upper limit of the amount of water that flows into the reaction tank is provided. Proposed.

特開2020-6296号公報JP-A-2020-6296

特許文献1に記載の技術では、反応槽への流入水量の上限値を設定し、汚水の流入水量が下水処理場の処理能力を超える場合、下水処理場の処理能力を超える汚水を放流している。 In the technique described in Patent Document 1, an upper limit value is set for the amount of inflow water into the reaction tank, and when the amount of sewage inflow exceeds the treatment capacity of the sewage treatment plant, sewage exceeding the treatment capacity of the sewage treatment plant is discharged. there is

しかしながら、汚水が流入する流入渠を含む地下設備から揚水ポンプによって汲み上げられた汚水を水処理設備で処理する下水処理プラントでは、汚水が流入する流入渠を含む設備が地下にあることから流入した汚水を放流することができず、特許文献1に開示の技術を適用できない。 However, in a sewage treatment plant that treats sewage pumped up by a pump from an underground facility including an inflow culvert into which sewage flows, the inflow sewage is cannot be discharged, and the technology disclosed in Patent Document 1 cannot be applied.

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、汚水が流入する流入渠を含む地下設備を有する下水処理プラントへの汚水の予測流入量に応じて下水処理プラントの運転管理を適切に行うことができる下水処理プラントの運転管理システムを得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and appropriately performs operation management of a sewage treatment plant according to a predicted inflow of sewage into a sewage treatment plant having an underground facility including an inflow culvert into which sewage flows. An object of the present invention is to obtain an operation management system for a sewage treatment plant.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる下水処理プラントの運転管理システムは、汚水が流入する流入渠を含む地下設備から揚水ポンプによって汲み上げられた汚水を水処理設備で処理する下水処理プラントの運転管理システムであって、状態情報取得部と、予測情報取得部と、指標情報取得部と、操作パターン選択部とを備える。状態情報取得部は、下水処理プラントの状態を示す状態情報を取得する。予測情報取得部は、流入渠への汚水の予測流入量を示す予測情報を取得する。指標情報取得部は、状態情報および予測情報に基づき、複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプを操作した場合の下水処理プラントの処理水の水質、流入渠の水位、および下水処理プラントの運転コストを示す情報を含む指標情報を取得する。操作パターン選択部は、指標情報に基づいて、複数種類の操作パターンの中から操作パターンの候補である操作パターン候補を選択する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the operation management system for a sewage treatment plant according to the present disclosure provides sewage pumped up by a pump from an underground facility including an inflow culvert into which sewage flows into a water treatment facility. An operation management system for a sewage treatment plant, comprising a state information acquisition unit, a prediction information acquisition unit, an index information acquisition unit, and an operation pattern selection unit. The state information acquisition unit acquires state information indicating the state of the sewage treatment plant. The prediction information acquisition unit acquires prediction information indicating a predicted inflow amount of sewage into the inflow culvert. Based on the state information and the prediction information, the index information acquisition unit determines the water quality of the treated water of the sewage treatment plant, the water level of the inflow culvert, and the operation cost of the sewage treatment plant when the pump is operated in each of a plurality of types of operation patterns. Acquire index information including information indicating . The operation pattern selection unit selects operation pattern candidates, which are operation pattern candidates, from a plurality of types of operation patterns based on the index information.

本開示によれば、汚水が流入する流入渠を含む地下設備を有する下水処理プラントへの汚水の予測流入量に応じて下水処理プラントの運転管理を適切に行うことができる、という効果を奏する。 Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to appropriately perform operation management of a sewage treatment plant according to the predicted inflow amount of sewage into a sewage treatment plant having an underground facility including an inflow culvert into which sewage flows.

実施の形態1にかかる下水処理プラントの構成の一例を示す図1 is a diagram showing an example of a configuration of a sewage treatment plant according to a first embodiment; FIG. 実施の形態1にかかる運転管理システムの機能を説明するための図A diagram for explaining the functions of the operation management system according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる下水処理プラントにおける揚水設定量を通常の2倍にした場合の揚水量、基本汚水量、降雨時汚水量、貯留量、および反応槽負荷の関係の一例を示す図FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between the pumping amount, the basic sewage amount, the rainfall sewage amount, the storage amount, and the reaction tank load when the set pumping amount in the sewage treatment plant according to Embodiment 1 is doubled. 実施の形態1にかかる下水処理プラントにおける揚水設定量を通常の2.5倍にした場合の揚水量、基本汚水量、降雨時汚水量、貯留量、および反応槽負荷の関係の一例を示す図FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between the pumping amount, basic sewage amount, rainfall sewage amount, storage amount, and reaction tank load when the set pumping amount in the sewage treatment plant according to Embodiment 1 is increased to 2.5 times the normal amount. 実施の形態1にかかる下水処理プラントにおける揚水設定量を通常の3倍にした場合の揚水量、基本汚水量、降雨時汚水量、貯留量、および反応槽負荷の関係の一例を示す図FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship among the pumping amount, basic sewage amount, rainfall sewage amount, storage amount, and reaction tank load when the set pumping amount in the sewage treatment plant according to Embodiment 1 is three times the normal amount. 実施の形態1にかかる下水処理プラントにおける揚水ポンプの揚水量の変化のさせ方の違いによる処理水の水質の違いを説明するための図FIG. 4 is a diagram for explaining the difference in water quality of treated water due to the difference in how to change the amount of water pumped by the pump in the sewage treatment plant according to the first embodiment; 実施の形態1にかかる下水処理プラントの揚水ポンプを構成する複数のポンプのうち使用する1以上のポンプにおける消費電力量と揚水量との関係を示す図FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of power consumption and the amount of pumped water in one or more pumps used among a plurality of pumps that constitute the pumps of the sewage treatment plant according to the first embodiment; 実施の形態1にかかる運転管理システムの構成の一例を示す図A diagram showing an example of the configuration of the operation management system according to the first embodiment 実施の形態1にかかる運転管理システムの処理部によって表示部に表示される推奨操作パターンの一例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of a recommended operation pattern displayed on the display unit by the processing unit of the operation management system according to the first embodiment; FIG. 運転管理システムの処理部によって表示部に表示される推奨操作パターンの他の例を示す図A diagram showing another example of recommended operation patterns displayed on the display unit by the processing unit of the operation management system. 実施の形態1にかかる運転管理システムの処理部による操作パターン情報生成処理の一例を示すフローチャート3 is a flowchart showing an example of operation pattern information generation processing by the processing unit of the operation management system according to the first embodiment; 実施の形態1にかかる運転管理システムの処理部による操作パターン提示処理の一例を示すフローチャート3 is a flowchart showing an example of operation pattern presentation processing by the processing unit of the operation management system according to the first embodiment; 実施の形態1にかかる処理部のハードウェア構成の一例を示す図FIG. 2 is a diagram showing an example of a hardware configuration of a processing unit according to the first embodiment; FIG. 実施の形態2にかかる下水処理プラントの構成の一例を示す図A diagram showing an example of a configuration of a sewage treatment plant according to a second embodiment 実施の形態2にかかる運転管理システムの構成の一例を示す図A diagram showing an example of a configuration of an operation management system according to a second embodiment 実施の形態2にかかる運転管理システムの処理部による指標情報生成処理の一例を示すフローチャートFlowchart showing an example of index information generation processing by the processing unit of the operation management system according to the second embodiment 実施の形態2にかかる運転管理システムの処理部による操作パターン提示処理の一例を示すフローチャートFlowchart showing an example of operation pattern presentation processing by the processing unit of the operation management system according to the second embodiment

以下に、実施の形態にかかる下水処理プラントの運転管理システム、下水処理プラントの運転管理方法、および下水処理プラントの運転管理プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。 An operation management system for a sewage treatment plant, an operation management method for a sewage treatment plant, and an operation management program for a sewage treatment plant according to an embodiment will be described below in detail with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかる下水処理プラントの構成の一例を示す図である。図1に示すように、実施の形態1にかかる下水処理プラント1は、地下設備10と、水処理設備20と、運転管理システム30とを備える。かかる下水処理プラント1は、分流式下水道から流入する汚水を処理する。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a sewage treatment plant according to Embodiment 1. FIG. As shown in FIG. 1 , a sewage treatment plant 1 according to Embodiment 1 includes an underground facility 10 , a water treatment facility 20 and an operation management system 30 . Such a sewage treatment plant 1 treats sewage entering from a separate sewer system.

地下設備10は、流入渠11と、流入ゲート12と、沈砂池13と、ポンプ井14と、揚水ポンプ15とを備える。流入渠11は、下水管2から流入する汚水を貯留する。下水管2は、幹線とも呼ばれる。流入ゲート12は、流入渠11と沈砂池13との間に設けられ、流入渠11から沈砂池13への汚水の流入を制御する。かかる流入ゲート12は、運転管理システム30によって制御される。 The underground facility 10 includes an inflow culvert 11 , an inflow gate 12 , a settling basin 13 , a pump well 14 and a water pump 15 . The inflow culvert 11 stores sewage that flows in from the sewage pipe 2 . The sewage pipe 2 is also called a main line. The inflow gate 12 is provided between the inflow culvert 11 and the settling basin 13 to control the inflow of sewage from the inflow ditch 11 to the settling basin 13 . Such inflow gate 12 is controlled by an operation management system 30 .

沈砂池13は、汚水の土砂などを沈殿させて取り除く。沈砂池13から土砂などが取り除かれた汚水はポンプ井14に流入する。揚水ポンプ15は、沈砂池13から流入したポンプ井14の汚水を汲み上げて水処理設備20へ供給する。かかる揚水ポンプ15は、運転管理システム30によって制御される。図1に示す例では、揚水ポンプ15は、4つのポンプによって構成されるが、揚水ポンプ15を構成するポンプの数は、4つに限定されず、3つ以下または5つ以上であってもよい。 The sedimentation basin 13 settles and removes sediments and the like in the sewage. Sewage from which earth and sand have been removed from the settling basin 13 flows into the pump well 14 . The pump 15 pumps up sewage from the pump well 14 that has flowed in from the settling basin 13 and supplies it to the water treatment facility 20 . Such a water pump 15 is controlled by an operation management system 30 . In the example shown in FIG. 1, the water pump 15 is composed of four pumps, but the number of pumps constituting the water pump 15 is not limited to four, and may be three or less or five or more. good.

水処理設備20は、分配槽21と、処理設備22,22,22と、消毒設備23とを備える。分配槽21には、ポンプ井14から揚水ポンプ15によって汲み上げられた汚水が供給される。水処理設備20は、3系統の処理設備22,22,22によって、水処理を行う。処理設備22,22,22は、例えば、標準活性汚泥法、嫌気無酸素好気法、または3段ステップ流入式硝化脱窒法などによって水処理を行う。 The water treatment facility 20 includes a distribution tank 21 , treatment facilities 22 1 , 22 2 and 22 3 and a disinfection facility 23 . The distribution tank 21 is supplied with sewage pumped up from the pump well 14 by the water pump 15 . The water treatment facility 20 performs water treatment with three systems of treatment facilities 22 1 , 22 2 , and 22 3 . The treatment facilities 22 1 , 22 2 , 22 3 treat water by, for example, the standard activated sludge method, the anaerobic-anoxic-aerobic method, or the three-step inflow nitrification-denitrification method.

水処理設備20は、複数の処理設備22,22,22が互いに異なる水処理方法によって水処理を行う構成であってもよく、複数の処理設備22,22,22の一部または全部が共通の水処理方法によって水処理を行う構成であってもよい。以下において、処理設備22,22,22の各々を区別せずに示す場合、処理設備22と記載する場合がある。水処理設備20における処理設備22の系統は、3系統に限定されず、2つ以下または4つ以上であってもよい。 The water treatment facility 20 may have a configuration in which a plurality of treatment facilities 22 1 , 22 2 , 22 3 perform water treatment by different water treatment methods. The configuration may be such that a part or all of them perform water treatment by a common water treatment method. Hereinafter, when each of the treatment facilities 22 1 , 22 2 , and 22 3 is shown without distinction, it may be described as the treatment facility 22 . The number of systems of the treatment equipment 22 in the water treatment equipment 20 is not limited to three, and may be two or less or four or more.

処理設備22は、最初沈殿池24と、反応槽25と、最終沈殿池26とを備える。最初沈殿池24は、分配槽21から汚水が供給され、汚水中の比較的沈みやすい固形物などを沈殿させる。反応槽25は、標準活性汚泥法、嫌気無酸素好気法、または3段ステップ流入式硝化脱窒法などによって、水処理を行う。反応槽25には、反応槽25内に空気を送り込んで活性汚泥混合液中に空気を溶解させるブロワが配置される。かかるブロワは、運転管理システム30によって制御される。 The treatment facility 22 comprises a primary sedimentation tank 24 , a reaction tank 25 and a final sedimentation tank 26 . The primary sedimentation tank 24 is supplied with sewage from the distribution tank 21 and sediments relatively sinkable solids in the sewage. The reaction tank 25 performs water treatment by a standard activated sludge process, an anaerobic-anoxic-aerobic process, or a three-step inflow nitrification-denitrification process. The reaction tank 25 is provided with a blower for blowing air into the reaction tank 25 and dissolving the air in the activated sludge mixture. Such blowers are controlled by an operation management system 30 .

最終沈殿池26は、反応槽25から流入する活性汚泥混合液を上澄み水と活性汚泥とに分離する。消毒設備23は、最終沈殿池26から供給される最終沈殿池26の上澄み水を消毒して処理水として河川または海などへ放出する。また、最終沈殿池26で分離され沈殿した汚泥は、余剰汚泥が引き抜かれた後、適量が反応槽25に返送され、流入汚水と混合される。 The final sedimentation tank 26 separates the activated sludge mixture flowing from the reaction tank 25 into supernatant water and activated sludge. The disinfection equipment 23 disinfects the supernatant water of the final sedimentation tank 26 supplied from the final sedimentation tank 26 and discharges it as treated water to a river or the sea. Moreover, the sludge separated and settled in the final sedimentation tank 26 is returned to the reaction tank 25 in an appropriate amount after excess sludge is drawn out and mixed with the inflow sewage.

次に、運転管理システム30について説明する。運転管理システム30は、流入渠11の水位、水処理設備20から放出する処理水の水質、および下水処理プラント1の運転コストなどに基づいて、下水処理プラント1の運転管理を行う。 Next, the operation management system 30 will be explained. The operation management system 30 performs operation management of the sewage treatment plant 1 based on the water level of the inflow culvert 11, the water quality of the treated water discharged from the water treatment facility 20, the operation cost of the sewage treatment plant 1, and the like.

また、運転管理システム30は、流入渠11へ流入する汚水の予測流入量に基づいて、揚水ポンプ15の操作パターン候補を選択し、選択した操作パターン候補を提示したり、選択した操作パターン候補で揚水ポンプ15を制御したりすることができる。以下においては、流入渠11の水位を流入渠水位と記載し、水処理設備20から放出する処理水の水質を処理水質と記載し、下水処理プラント1の消費電力量を単にプラント消費電力量と記載する場合がある。 In addition, the operation management system 30 selects an operation pattern candidate for the water pump 15 based on the predicted inflow amount of sewage flowing into the inflow culvert 11, presents the selected operation pattern candidate, or uses the selected operation pattern candidate. The water pump 15 can be controlled. Hereinafter, the water level of the inflow culvert 11 is referred to as the inflow culvert water level, the water quality of the treated water discharged from the water treatment facility 20 is referred to as the treated water quality, and the power consumption of the sewage treatment plant 1 is simply referred to as the plant power consumption. It may be described.

図2は、実施の形態1にかかる運転管理システムの機能を説明するための図である。図2に示すように、運転管理システム30は、下水処理プラント1へ汚水が収集される地域である対象地域の降雨量を示す降雨量情報を雨量計3から取得し、取得した降雨量情報に基づいて、降雨時浸入水量を予測する。降雨時浸入水量は、下水管2に浸入する雨水の量であり、雨天時浸入水量と呼ばれることもある。下水管2への雨水の浸入は、例えば、地面に浸透した雨水が目池、継手、または損傷部などから下水管2へ流入したり、下水管2の接続誤りなどによって下水管2へ流入したりすることによって生じる。 FIG. 2 is a diagram for explaining functions of the operation management system according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the operation management system 30 acquires rainfall information indicating the amount of rainfall in the target area, which is the area where sewage is collected to the sewage treatment plant 1, from the rain gauge 3. Predict the amount of infiltration during rainfall. The infiltration water amount during rainfall is the amount of rainwater that infiltrates into the sewage pipe 2, and is sometimes called the infiltration water amount during rainy weather. The infiltration of rainwater into the sewage pipe 2 is, for example, rainwater that has penetrated into the ground and flows into the sewage pipe 2 from a pond, a joint, or a damaged part, or flows into the sewage pipe 2 due to an incorrect connection of the sewage pipe 2. caused by

運転管理システム30は、下水管2に流れる汚水の量である汚水流入量および下水管2に流れる汚水の水質である汚水水質を示す情報を下水処理場内または下水幹線などに設置された計測器から取得し、取得した情報を管理し保管する。そして、運転管理システム30は、管理し保管している汚水流入量および汚水水質を示す情報と、予測した降雨時浸入水量などに基づいて、下水処理プラント1への汚水の流入量の遷移および水質の遷移を予測する。以下において、運転管理システム30によって予測された下水処理プラント1への汚水の流入量を予測流入量と記載し、運転管理システム30によって予測された下水処理プラント1へ流入する汚水の水質を予測水質と記載する場合がある。また、汚水水質の管理の際は、計測器による水質だけでなく、下水処理プラント1の職員が手分析した水質の併用または代用することも可能である。 The operation management system 30 receives information indicating the sewage inflow amount, which is the amount of sewage flowing through the sewage pipe 2, and the sewage water quality, which is the quality of the sewage flowing through the sewage pipe 2, from measuring instruments installed in the sewage treatment plant or on the main sewage line. Acquire, manage and store the acquired information. Then, the operation management system 30 changes the amount of sewage inflow to the sewage treatment plant 1 and the water quality based on the information indicating the amount of sewage inflow and the quality of the sewage that is managed and stored, and the predicted amount of infiltration during rainfall. predict the transition of In the following, the inflow of sewage into the sewage treatment plant 1 predicted by the operation management system 30 is referred to as a predicted inflow, and the water quality of sewage flowing into the sewage treatment plant 1 predicted by the operation management system 30 is predicted water quality. may be described as Moreover, when managing the sewage water quality, it is possible to use not only the water quality measured by the measuring instrument, but also the water quality manually analyzed by the staff of the sewage treatment plant 1 in combination or as a substitute.

そして、運転管理システム30は、予測流入量、予測水質、および下水処理プラント1の現在の状態などに基づいて、複数種類の操作パターンの各々を評価するための指標として算出する。指標は、例えば、揚水ポンプ15に対する複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場合の流入渠水位の遷移、処理水質の遷移、汚泥界面の位置の遷移、および運転コストなどである。汚泥界面は、活性汚泥の界面である。以下、揚水ポンプ15に対する操作パターンを単に操作パターンと記載し、下水処理プラント1の運転コストを単に運転コストと記載する場合がある。 Then, the operation management system 30 calculates an index for evaluating each of the plurality of types of operation patterns based on the predicted inflow amount, predicted water quality, current state of the sewage treatment plant 1, and the like. The indicators are, for example, changes in inflow culvert water level, changes in treated water quality, changes in the position of the sludge interface, and operating costs when the pump 15 is operated in each of a plurality of types of operation patterns for the pump 15. The sludge interface is the interface of activated sludge. Hereinafter, the operation pattern for the water pump 15 may be simply referred to as the operation pattern, and the operating cost of the sewage treatment plant 1 may be simply referred to as the operating cost.

操作パターンは、例えば、単位時間当たりの揚水ポンプ15の操作パターンである。かかる操作パターンは、揚水ポンプ15の操作量の遷移を表し、例えば、揚水ポンプ15の操作量の変更タイミングと変更量などを含む。例えば、操作パターンは、揚水量を急激に上げる、揚水量を急激に下げる、揚水量を徐々に上げる、揚水量を徐々に下げる、または揚水量を急激に上げて徐々に下げる、揚水量を徐々に上げて急激に下げる、などである。なお、操作パターンは、単位時間当たりの揚水ポンプ15の操作パターンに限定されず、複数種類の操作パターン間で一部または全部が異なる長さの時間における揚水ポンプ15の操作パターンであってもよい。 The operation pattern is, for example, the operation pattern of the water pump 15 per unit time. Such an operation pattern represents the transition of the operation amount of the water pump 15 and includes, for example, change timing and change amount of the operation amount of the water pump 15 . For example, the operation pattern can be a rapid increase in pumping rate, a rapid decrease in pumping rate, a gradual increase in pumping rate, a gradual decrease in pumping rate, or a rapid increase in pumping rate followed by a gradual decrease in pumping rate and a gradual decrease in pumping rate. and then sharply lower, and so on. Note that the operation pattern is not limited to the operation pattern of the water pump 15 per unit time, and may be an operation pattern of the water pump 15 during a period of time that is partially or wholly different among a plurality of types of operation patterns. .

また、揚水ポンプ15は、上述したように、4つのポンプを有しており、操作パターンは、4つのポンプのどのポンプをいつどのくらい動作させるのかを示す情報が含まれていてもよい。 Further, the water pump 15 has four pumps as described above, and the operation pattern may include information indicating when and how much to operate which pump among the four pumps.

運転管理システム30は、予測流入量の遷移、および複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場合の揚水量の遷移などに基づいて、流入渠水位の遷移を操作パターン毎に予測する。また、運転管理システム30は、下水処理プラント1の現在の状態、複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場合の揚水量の予測遷移、および揚水された汚水の水質の遷移などに基づいて、処理水の水質の遷移、汚泥界面の位置の遷移、および運転コストなどを操作パターン毎に予測する。 The operation management system 30 predicts the transition of the inflow water level for each operation pattern based on the transition of the predicted inflow amount and the transition of the pumping amount when the pump 15 is operated in each of a plurality of types of operation patterns. . In addition, the operation management system 30 can monitor the current state of the sewage treatment plant 1, the predicted transition of the amount of pumped water when the pump 15 is operated in each of a plurality of types of operation patterns, and the transition of the water quality of the pumped sewage. Based on this, transitions in the quality of treated water, transitions in the position of the sludge interface, operating costs, and the like are predicted for each operation pattern.

例えば、ASM(Activated Sludge Model:活性汚泥モデル)シミュレータを有しており、かかるASMシミュレータを用いたシミュレーションによって、処理水の水質を予測する。ASMシミュレータは、例えば、活性汚泥モデルを用いた演算を行って水処理における物理的、生物的、および科学的な挙動を模擬するシミュレータである。かかる活性汚泥モデルは、生物反応プロセスと物質収支の水質変化などを数学的に記述したモデルである。 For example, it has an ASM (Activated Sludge Model) simulator, and the quality of treated water is predicted by simulation using the ASM simulator. An ASM simulator is, for example, a simulator that performs calculations using an activated sludge model to simulate physical, biological, and chemical behavior in water treatment. Such an activated sludge model is a model that mathematically describes biological reaction processes, water quality changes in mass balance, and the like.

また、運転管理システム30は、下水処理プラント1の現在の状態、および複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場合の揚水量の予測遷移などに基づいて、溶存酸素量(DO:Dissolved Oxygen)が予め設定された範囲内になるように曝気風量を制御するために必要となる消費電力量の遷移を曝気消費電力量の遷移として予測する。曝気は、反応槽25に空気を送り込むブロワ27によって行われ、運転管理システム30は、ブロワ27を制御することで曝気風量を制御する。以下において、曝気風量を制御することをDO制御と記載する場合がある。 In addition, the operation management system 30 determines the amount of dissolved oxygen (DO: Dissolved Oxygen) is predicted as the transition of the power consumption required to control the aeration air volume so that it is within the preset range. Aeration is performed by a blower 27 that blows air into the reaction tank 25 , and the operation management system 30 controls the amount of aeration air by controlling the blower 27 . In the following, controlling the aeration air volume may be referred to as DO control.

また、運転管理システム30は、複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場合に必要となる消費電力量の遷移をポンプ消費電力量の遷移として操作パターン毎に予測する。そして、運転管理システム30は、予測した曝気消費電力量の予測遷移およびポンプ消費電力量の予測遷移を積算することでプラント消費電力量の遷移を予測する。そして、運転管理システム30は、予測したプラント消費電力量の遷移から、運転コストを算出する。 In addition, the operation management system 30 predicts, for each operation pattern, transitions in power consumption required when the water pump 15 is operated in each of a plurality of types of operation patterns, as transitions in the power consumption of the pump. Then, the operation management system 30 predicts the transition of the plant power consumption by integrating the predicted transition of the predicted aeration power consumption and the predicted transition of the pump power consumption. Then, the operation management system 30 calculates the operation cost from the transition of the predicted plant power consumption.

また、運転管理システム30は、複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場の最終沈殿池26の汚泥界面の位置の遷移を予測する。運転管理システム30は、例えば、最終沈殿池26の汚泥界面の位置の変動を再現するシミュレータを有しており、かかるシミュレータを用いたシミュレーションによって、最終沈殿池26の汚泥界面の位置の遷移を予測する。かかるシミュレータは、例えば、重力沈降モデルを用いて最終沈殿池26の汚泥界面の位置の変動を再現するシミュレータである。運転管理システム30は、最終沈殿池26の汚泥界面の位置の変動を再現するシミュレータに下水処理プラント1の状態および操作パターンによる揚水量の遷移などをシミュレータに入力することで、最終沈殿池26の汚泥界面の位置の遷移を予測する。 Further, the operation management system 30 predicts the transition of the position of the sludge interface of the final sedimentation tank 26 when the water pump 15 is operated in each of a plurality of types of operation patterns. The operation management system 30 has, for example, a simulator that reproduces changes in the position of the sludge interface of the final sedimentation tank 26, and a simulation using such a simulator predicts the transition of the position of the sludge interface of the final sedimentation tank 26. do. Such a simulator is, for example, a simulator that reproduces variations in the position of the sludge interface in the final sedimentation tank 26 using a gravity sedimentation model. The operation management system 30 inputs the state of the sewage treatment plant 1 and the transition of the pumping amount according to the operation pattern to a simulator that reproduces the positional fluctuation of the sludge interface of the final sedimentation tank 26, thereby controlling the final sedimentation tank 26. Predict the transition of the position of the sludge interface.

このように、運転管理システム30は、複数の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場合の流入渠水位の遷移、処理水質の遷移、汚泥界面の位置の遷移、および運転コストを予測する。そして、運転管理システム30は、予測した流入渠水位の遷移、予測した処理水質の遷移、予測した汚泥界面の位置の遷移、および予測した運転コストに基づいて、複数の操作パターンの中から操作パターン候補を決定する。操作パターン候補は、推奨する操作パターンとして、下水処理プラント1の運転員へ提示する操作パターンまたは下水処理プラント1で自動的に実行される操作パターンである。 In this way, the operation management system 30 predicts changes in the inflow culvert water level, changes in treated water quality, changes in the position of the sludge interface, and operating costs when the pump 15 is operated in each of a plurality of operation patterns. Then, the operation management system 30 selects an operation pattern from among a plurality of operation patterns based on the predicted transition of the inflow culvert water level, the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the position of the sludge interface, and the predicted operation cost. Decide on a candidate. An operation pattern candidate is an operation pattern presented to the operator of the sewage treatment plant 1 or an operation pattern automatically executed in the sewage treatment plant 1 as a recommended operation pattern.

運転管理システム30は、例えば、予測した流入渠水位の遷移、予測した処理水質の遷移、予測した汚泥界面の位置の遷移、および予測した運転コストの各々に重み付けして得られる値の合算値に基づいて、操作パターン候補を選択する。また、運転管理システム30は、流入渠水位の低減を優先する操作パターン、処理水質の低下防止を優先する操作パターン、および運転コストの低減を優先する操作パターンなどを操作パターン候補として選択することもできる。 The operation management system 30, for example, the predicted inflow water level transition, the predicted treated water quality transition, the predicted sludge interface position transition, and the predicted operation cost Based on this, operation pattern candidates are selected. The operation management system 30 may also select, as operation pattern candidates, an operation pattern that prioritizes reduction of the inflow culvert water level, an operation pattern that prioritizes prevention of treated water quality deterioration, an operation pattern that prioritizes reduction of operating costs, and the like. can.

そして、運転管理システム30は、決定した操作パターンを行うための操作パターンを操作パターン候補として下水処理プラント1の運転員へ提示したり、決定した操作パターン候補に沿って自動的に揚水ポンプ15を制御したりすることができる。これにより、運転管理システム30は、汚水が流入する流入渠11を含む地下設備10を有する下水処理プラント1への汚水の流入に応じて下水処理プラント1の運転管理を適切に行うことができる。 Then, the operation management system 30 presents an operation pattern for performing the determined operation pattern as an operation pattern candidate to the operator of the sewage treatment plant 1, or automatically operates the water pump 15 according to the determined operation pattern candidate. can be controlled. Thereby, the operation management system 30 can appropriately perform operation management of the sewage treatment plant 1 according to the inflow of sewage into the sewage treatment plant 1 having the underground facility 10 including the inflow culvert 11 into which the sewage flows.

以下において、運転管理システム30によって予測された流入渠水位の遷移を流入渠水位の予測遷移と記載し、運転管理システム30によって予測された処理水質の遷移を処理水質の予測遷移と記載する場合がある。また、運転管理システム30によって予測された汚泥界面の位置の遷移を汚泥界面の位置の予測遷移と記載し、運転管理システム30によって予測された運転コストを予測運転コストと記載する場合がある。 Hereinafter, the transition of the inflow culvert water level predicted by the operation management system 30 may be referred to as the predicted transition of the inflow culvert water level, and the transition of the treated water quality predicted by the operation management system 30 may be referred to as the predicted transition of the treated water quality. be. Also, the transition of the position of the sludge interface predicted by the operation management system 30 may be described as the predicted transition of the position of the sludge interface, and the operating cost predicted by the operation management system 30 may be referred to as the predicted operating cost.

ここで、雨水が含まれない汚水の量を基本汚水量とし、雨水が含まれる汚水の量を降雨時汚水量とし、揚水ポンプ15による汚水の汲み上げの設定量を揚水設定量とし、流入渠11の貯留される汚水の量を貯留量とし、反応槽25の処理負荷を反応槽負荷とし、これらの関係について説明する。 Here, the amount of sewage that does not contain rainwater is defined as the basic sewage amount, the amount of sewage containing rainwater is set as the amount of sewage during rainfall, the set amount of sewage pumped up by the pump 15 is set as the pumping amount, and the inflow culvert 11 The amount of stored sewage is defined as a storage amount, and the processing load of the reaction tank 25 is defined as a reaction tank load.

図3は、実施の形態1にかかる下水処理プラントにおける揚水設定量を通常の2倍にした場合の揚水量、基本汚水量、降雨時汚水量、貯留量、および反応槽負荷の関係の一例を示す図である。図4は、実施の形態1にかかる下水処理プラントにおける揚水設定量を通常の2.5倍にした場合の揚水量、基本汚水量、降雨時汚水量、貯留量、および反応槽負荷の関係の一例を示す図である。図5は、実施の形態1にかかる下水処理プラントにおける揚水設定量を通常の3倍にした場合の揚水量、基本汚水量、降雨時汚水量、貯留量、および反応槽負荷の関係の一例を示す図である。図3~図5において、横軸は時間であり、縦軸は、揚水量、基本汚水量、降雨時汚水量、貯留量、および反応槽負荷を表す。 FIG. 3 shows an example of the relationship between the pumping amount, basic sewage amount, rainfall sewage amount, storage amount, and reaction tank load when the pumping set amount in the sewage treatment plant according to Embodiment 1 is doubled. FIG. 4 is a diagram showing; FIG. 4 shows the relationship between the pumping amount, basic sewage amount, rainfall sewage amount, storage amount, and reaction tank load when the pumping set amount in the sewage treatment plant according to Embodiment 1 is increased to 2.5 times the normal amount. It is a figure which shows an example. FIG. 5 shows an example of the relationship between the pumping amount, basic sewage amount, rainfall sewage amount, storage amount, and reaction tank load when the pumping set amount in the sewage treatment plant according to Embodiment 1 is tripled. FIG. 4 is a diagram showing; 3 to 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents pumping volume, basic sewage volume, rainfall sewage volume, storage volume, and reaction tank load.

図3~図5に示すように、下水処理プラント1では、揚水設定量に対する揚水ポンプ15の揚水の時間遅れから、貯留量のピークに時間遅れが生じる。したがって、下水処理プラント1において、汚水の流入量から揚水ポンプ15の揚水量を設定すると、揚水ポンプ15による揚水の時間遅れから、流入渠11からの汚水の汲み上げが間に合わなくなる可能性がある。 As shown in FIGS. 3 to 5, in the sewage treatment plant 1, a time delay occurs in the peak of the storage amount due to a time delay in the pumping of the pump 15 with respect to the set pumping amount. Therefore, in the sewage treatment plant 1, if the amount of water pumped by the pump 15 is set based on the amount of inflow of sewage, there is a possibility that the time delay in pumping the water by the pump 15 will delay the pumping of sewage from the inflow culvert 11.

図3~図5に示す反応槽負荷は、雨水による汚水の希釈度合いに揚水量を掛け合わせて求められ、揚水設定量に応じて、反応槽負荷の変動に相違が生じる。これは、流入渠11に汚水が溜まっている間に雨水を多く含む汚水が流入渠11に流れ込むことが原因であり、揚水ポンプ15の揚水量および揚水のタイミングなどによって、反応槽負荷は変動する。図3~図5に示す例では、揚水設定量を通常の3倍にした場合が反応槽負荷の変動が最も少ない。 The reaction tank load shown in FIGS. 3 to 5 is obtained by multiplying the degree of dilution of sewage by rainwater by the amount of pumping, and the fluctuation of the reaction tank load varies according to the set amount of pumping. This is because sewage containing a large amount of rainwater flows into the inflow culvert 11 while sewage is accumulated in the inflow culvert 11, and the reaction tank load fluctuates depending on the amount of water pumped by the pump 15 and the pumping timing. . In the examples shown in FIGS. 3 to 5, the change in the reactor load is the smallest when the pumping set amount is three times the normal amount.

また、降雨時汚水量は、雨が降ってから地表から地中を経由して下水管2に浸水して下水処理プラント1に到達するまでに数時間かかる場合があるため、揚水設定量に対する揚水ポンプ15の揚水の時間遅れに加え、降雨時汚水量の流入の時間遅れも、流入渠水位の変動に影響を及ぼす。また、処理水質は、揚水ポンプ15による揚水の変動から数時間後に影響が現れる。例えば、反応槽25へ流入した汚水の滞留時間は、反応槽25の容量を揚水ポンプ15で除して得られる値であり、汚水の滞留時間に応じて処理水質が変化する。 In addition, since it may take several hours for the amount of sewage during rainfall to reach the sewage treatment plant 1 by flooding the sewage pipe 2 from the surface of the ground via the ground after it rains, In addition to the time delay in pumping water by the pump 15, the time delay in the inflow of sewage during rain also affects fluctuations in the inflow culvert water level. In addition, the quality of the treated water is influenced several hours after the fluctuation of the pumped water by the pump 15 . For example, the retention time of sewage flowing into the reaction tank 25 is a value obtained by dividing the capacity of the reaction tank 25 by the pump 15, and the treated water quality changes according to the retention time of sewage.

このように、揚水ポンプ15の揚水は、複数の要素に影響する。そして、下水処理プラント1では、流入渠11が地下にあり、処理能力を超える汚水を放流することができないことが多い。そこで、運転管理システム30は、流入渠水位の予測遷移、処理水質の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、および予測運転コストなどを操作パターンの選択指標として用いて、予測される汚水の流入量に応じて揚水ポンプ15での揚水を行う。 Thus, the pumping of the water pump 15 affects multiple factors. Moreover, in the sewage treatment plant 1, the inflow culvert 11 is located underground, and in many cases, sewage exceeding the treatment capacity cannot be discharged. Therefore, the operation management system 30 uses the predicted transition of the inflow culvert water level, the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the position of the sludge interface, the predicted operation cost, etc. as the operation pattern selection index, and predicts the inflow of sewage Water is pumped up by the water pump 15 according to the amount.

これにより、運転管理システム30は、下水処理プラント1への汚水の予測流入量に応じて下水処理プラント1の運転管理を適切に行うことができる。例えば、降雨による流入渠11への流入総量が過度に大きい場合、通常運転を行うと、下水処理プラント1の処理能力を超える場合がある。このような場合であっても、運転管理システム30は、例えば、流入渠水位の予測遷移などを操作パターンの選択指標として用いることで、例えば、汚水の流入量を見越した操作パターンで揚水ポンプ15を操作することができ、流入渠11への流入が多くなる前に揚水量を多くすることができる。 Thereby, the operation management system 30 can appropriately perform operation management of the sewage treatment plant 1 according to the predicted inflow amount of sewage into the sewage treatment plant 1 . For example, if the total amount of rainwater flowing into the inflow culvert 11 due to rainfall is excessively large, the treatment capacity of the sewage treatment plant 1 may be exceeded during normal operation. Even in such a case, the operation management system 30 uses, for example, the predicted transition of the inflow culvert water level as a selection index for the operation pattern, so that the pump 15 can be can be operated, and the amount of pumped water can be increased before the inflow to the inflow culvert 11 increases.

また、揚水量の変化のさせ方によって処理水の水質が変わる場合がある。図6は、実施の形態1にかかる下水処理プラントにおける揚水ポンプの揚水量の変化のさせ方の違いによる処理水の水質の違いを説明するための図である。図6において、横軸は、時間を表し、縦軸は、処理水のアンモニア濃度または揚水量を表す。 Also, the quality of the treated water may change depending on how the amount of pumped water is changed. FIG. 6 is a diagram for explaining a difference in water quality of treated water due to a difference in how to change the amount of water pumped by the pump in the sewage treatment plant according to the first embodiment. In FIG. 6, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the concentration of ammonia in the treated water or the amount of pumped water.

図6に示すように、揚水ポンプ15による揚水量を急激に上げた場合、揚水ポンプ15による揚水量を徐々に上げた場合に比べて、処理水のアンモニア濃度のピークが大きくなり、処理水の水質が悪化する。これは、水処理設備20において急に負荷が大きくなると、DO制御が追いつかなくなるためである。 As shown in FIG. 6, when the amount of water pumped by the pump 15 is rapidly increased, the ammonia concentration peak in the treated water becomes larger than when the amount of water pumped by the pump 15 is gradually increased. Water quality deteriorates. This is because the DO control cannot keep up with a sudden increase in load in the water treatment facility 20 .

また、揚水ポンプ15で急激に揚水量を上げた場合の方が、揚水ポンプ15で徐々に揚水量を上げた場合よりも、トータル的に処理水の水質がよい場合がある。例えば、比較的強い雨が長時間降るような場合、揚水ポンプ15で急激に揚水量を上げた方が、処理水の水質において悪化のピークは大きくなるものの、処理水の水質の平均値または積算値が低くなる場合がある。 In addition, when the water pump 15 rapidly increases the amount of water pumped, the quality of the treated water may be better overall than when the water pump 15 gradually increases the amount of water pumped. For example, when relatively heavy rain falls for a long period of time, it is better to increase the amount of water pumped by the pump 15 abruptly. value may be lower.

このように、揚水ポンプ15による揚水量の変化のさせ方で処理水の水質が変わることから、運転管理システム30は、処理水質の予測遷移を操作パターンの選択指標として用いて、予測される汚水の流入量に応じて揚水ポンプ15での揚水を行う。これにより、運転管理システム30は、処理水の水質の悪化を抑制することができる。 In this way, the water quality of the treated water changes depending on how the amount of water pumped by the pump 15 is changed. Water is pumped up by the pump 15 according to the amount of inflow. Thereby, the operation management system 30 can suppress deterioration of the water quality of the treated water.

また、反応槽負荷の変動が大きいと、曝気消費電力量がピークとなる時間が長くなる場合があり、下水処理プラント1の運転コストが大きくなる可能性がある。このような場合であっても、運転管理システム30は、予測運転コストを操作パターンの選択指標として用いることで、運転コストを抑えることができる。 In addition, if the reaction tank load fluctuates significantly, the peak time of the aeration power consumption may become longer, which may increase the operating cost of the sewage treatment plant 1 . Even in such a case, the operation management system 30 can reduce the operation cost by using the predicted operation cost as a selection index for the operation pattern.

また、揚水ポンプ15を構成する複数のポンプのうちどのポンプをどのくらいの時間どのくらい揚水させるかによって、同じ揚水量でもポンプ消費電力量が異なる場合がある。例えば、10000mを揚水する場合、5000m/時間で2時間かけて揚水すると800kWとなり、2000m/時間で5時間かけて揚水すると1050kWとなる場合がある。 Further, depending on which pump among the plurality of pumps constituting the water pump 15 pumps water for how long and how much water is pumped, the power consumption of the pump may differ even if the amount of water pumped is the same. For example, when pumping 10000 m 3 , 5000 m 3 /hour over 2 hours will result in 800 kW, and 2000 m 3 /hour over 5 hours will result in 1050 kW.

また、揚水ポンプ15を構成する各ポンプは、設計水量に近いほど揚水効率が高くなることが多く、設計水量近くで揚水させることができるように動作させるポンプを選択することで、ポンプ消費電力量を低減できる場合がある。図7は、実施の形態1にかかる下水処理プラントの揚水ポンプを構成する複数のポンプのうち使用する1以上のポンプにおける消費電力量と揚水量との関係を示す図である。図7において、横軸は、揚水ポンプ15による揚水量を表し、縦軸は、揚水ポンプ15の消費電力量を表す。図7では、揚水ポンプ15を構成する4つのポンプの名称が、1号、2号、3号、および4号である。 In addition, each pump that constitutes the water pump 15 often has a higher pumping efficiency as the water volume is closer to the design water volume. can be reduced. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the amount of power consumption and the amount of pumped water in one or more pumps used among a plurality of pumps that constitute the pumps of the sewage treatment plant according to the first embodiment. In FIG. 7 , the horizontal axis represents the amount of water pumped by the water pump 15 and the vertical axis represents the power consumption of the water pump 15 . In FIG. 7, the names of the four pumps that make up the water pump 15 are No. 1, No. 2, No. 3, and No. 4.

図7に示すように、同じ揚水量でもポンプまたはポンプの組み合わせによって消費電力量が異なり、また、ポンプまたはポンプの組み合わせは、設計水量に近いほど揚水効率が高くなっている。したがって、異なるポンプ毎または異なるポンプの組み合わせ毎に操作パターンを用意することで、曝気消費電力量を抑えることができる。運転管理システム30では、異なるポンプ毎または異なるポンプの組み合わせ毎に操作パターンを作成することもできる。 As shown in FIG. 7, even with the same amount of pumping water, the power consumption differs depending on the pump or the combination of pumps, and the pumping efficiency of the pump or combination of pumps increases as the pumping amount approaches the design water amount. Therefore, by preparing an operation pattern for each different pump or for each combination of different pumps, the power consumption for aeration can be suppressed. The operation management system 30 can also create an operation pattern for each different pump or for each combination of different pumps.

また、最終沈殿池26の汚泥界面は、揚水ポンプ15による揚水の変動から汚泥界面は数十分後に影響が現れることから、活性汚泥の流出を可及的に抑制することが望ましい。そこで、運転管理システム30は、汚泥界面の位置の予測遷移を操作パターンの選択指標として用いて、汚水の予測流入量に応じて揚水ポンプ15での揚水を行うこともできる。これにより、運転管理システム30では、下水処理プラント1への汚水の予測流入量に応じて下水処理プラント1の運転管理をより適切に行うことができる。 In addition, since the sludge interface of the final sedimentation tank 26 is affected several tens of minutes later due to fluctuations in the water pumped by the pump 15, it is desirable to suppress the outflow of activated sludge as much as possible. Therefore, the operation management system 30 can use the predicted transition of the position of the sludge interface as a selection index of the operation pattern, and can pump water by the pump 15 according to the predicted inflow amount of sewage. Thereby, in the operation management system 30, operation management of the sewage treatment plant 1 can be performed more appropriately according to the predicted inflow amount of sewage into the sewage treatment plant 1. FIG.

また、運転管理システム30は、地下設備10が水没しないように揚水ポンプ15を制御することから、例えば、流入ゲート12の閉状態の維持による外部施設の浸水、および沈砂池13の水没などを防止することができる。なお、地下設備10が水没しないとは、例えば、地下設備10の一部の水没、例えば、沈砂池13の水没を含む。 In addition, since the operation management system 30 controls the water pump 15 so that the underground facility 10 is not submerged, for example, it is possible to prevent flooding of external facilities and submersion of the settling basin 13 by keeping the inflow gate 12 closed. can do. Note that the fact that the underground facility 10 is not submerged includes, for example, submersion of part of the underground facility 10 , for example, submersion of the settling basin 13 .

以下、運転管理システム30の構成について具体的に説明する。図8は、実施の形態1にかかる運転管理システムの構成の一例を示す図である。図8に示すように、運転管理システム30は、第1通信部31と、第2通信部32と、表示部33と、操作部34と、記憶部35と、処理部36とを備える。 The configuration of the operation management system 30 will be specifically described below. 8 is a diagram illustrating an example of a configuration of an operation management system according to Embodiment 1. FIG. As shown in FIG. 8, the operation management system 30 includes a first communication section 31, a second communication section 32, a display section 33, an operation section 34, a storage section 35, and a processing section .

第1通信部31は、例えば、インターネット、専用線、またはその他のネットワークなどの通信ネットワークに接続されており、かかる通信ネットワークを介して、幹線計測器4から送信される幹線情報および雨量観測システム5から送信される降雨量情報などを受信する。 The first communication unit 31, for example, is connected to a communication network such as the Internet, a dedicated line, or other networks, and through such a communication network, trunk information transmitted from the trunk measuring instrument 4 and the rainfall observation system 5 Receive rainfall information sent from

流入の状況を把握する手段として、例えば、下水管2に流れる汚水の流量を検出する流量計および下水管2に流れる汚水の水質を検出する水質センサなどを含む幹線計測器4を用いてもよい。幹線情報には、下水管2に流れる汚水の量および水質を示す情報が含まれる。雨量観測システム5は、例えば、XRAIN(eXtended RAdar Information Network)と呼ばれる雨量観測システムである。雨量観測システム5は、上述した雨量計3を含む。雨量計3は、例えば、レーザ雨量計または地上雨量計である。降雨量情報には、下水処理プラント1に汚水が収集される地域の降雨量の情報が含まれる。 As means for grasping the state of inflow, for example, a main line measuring instrument 4 including a flow meter for detecting the flow rate of sewage flowing through the sewage pipe 2 and a water quality sensor for detecting the water quality of sewage flowing through the sewage pipe 2 may be used. . The trunk information includes information indicating the amount and quality of sewage flowing through the sewage pipe 2 . The rainfall observation system 5 is, for example, a rainfall observation system called XRAIN (eXtended RAdar Information Network). The rainfall observation system 5 includes the rain gauge 3 described above. The rain gauge 3 is, for example, a laser rain gauge or a ground rain gauge. The rainfall information includes rainfall information in the area where sewage is collected by the sewage treatment plant 1 .

第2通信部32は、下水処理プラント1に設けられた複数のセンサを含むセンサ群7とネットワークを介して接続されており、ネットワークを介してセンサ群7によって検出されセンサ群7から送信される状態情報を受信する。状態情報は、下水処理プラント1の状態を示す情報であり、センサ群7に含まれるセンサは、下水処理プラント1の状態を検出する。 The second communication unit 32 is connected via a network to the sensor group 7 including a plurality of sensors provided in the sewage treatment plant 1, and is detected by the sensor group 7 via the network and transmitted from the sensor group 7. Receive status information. The state information is information indicating the state of the sewage treatment plant 1 , and the sensors included in the sensor group 7 detect the state of the sewage treatment plant 1 .

センサ群7に含まれるセンサによって検出される下水処理プラント1の状態は、例えば、流入渠11への汚水の流入量、流入渠11へ流入する汚水の状態、流入渠11などの水位、最初沈殿池24の状態、反応槽25の状態、および最終沈殿池26から放出される処理水の状態などである。流入渠11へ流入する汚水の状態は、例えば、汚水の水質または汚水の温度などである。 The state of the sewage treatment plant 1 detected by the sensors included in the sensor group 7 includes, for example, the inflow amount of sewage into the inflow culvert 11, the state of the sewage flowing into the inflow culvert 11, the water level of the inflow culvert 11, etc., and the initial sedimentation. These include the state of the pond 24, the state of the reaction tank 25, the state of the treated water discharged from the final sedimentation tank 26, and the like. The condition of the sewage flowing into the inflow culvert 11 is, for example, the water quality of the sewage or the temperature of the sewage.

最初沈殿池24の状態は、例えば、最初沈殿池24内への汚水の流入量、最初沈殿池24内の汚水の水質または温度などである。最初沈殿池24内の汚水の水質は、例えば、BOD(Biochemical Oxygen Demand:生物化学的酸素要求量)、NH3の濃度、またはNH4+の濃度などである。BODは、例えば、最初沈殿池24からロボットで採取された汚水を、試薬を用いて、手分析またはセンサによって観測されるが、かかる例に限定されない。 The state of the primary sedimentation tank 24 is, for example, the inflow amount of sewage into the primary sedimentation tank 24, the water quality or temperature of the sewage in the primary sedimentation tank 24, and the like. The water quality of the sewage in the primary sedimentation tank 24 is, for example, BOD (Biochemical Oxygen Demand), NH3 concentration, or NH4+ concentration. BOD is observed, for example, by manual analysis or by sensors using reagents in wastewater collected robotically from the primary sedimentation basin 24, but is not limited to such examples.

反応槽25の状態は、反応槽25内の被処理水の水質または温度などである。被処理水の水質は、例えば、溶存酸素量、活性汚泥浮遊物質(MLSS:Mixed Liquor Suspended Solids)、BOD、アンモニア性窒素濃度、硝酸性窒素濃度、全窒素濃度、全リン濃度、リン酸性リン濃度、および全リン濃度でなどである。反応槽25内の被処理水は、最初沈殿池24から流入する汚水である。 The state of the reaction tank 25 is the water quality or temperature of the water to be treated in the reaction tank 25 . The water quality of the water to be treated is, for example, dissolved oxygen content, mixed liquor suspended solids (MLSS), BOD, ammonia nitrogen concentration, nitrate nitrogen concentration, total nitrogen concentration, total phosphorus concentration, phosphoric acid phosphorus concentration , and total phosphorus concentration. The water to be treated in the reaction tank 25 is sewage flowing in from the primary sedimentation tank 24 .

処理水の状態は、例えば、処理水の放出量、処理水のBOD、処理水の全窒素濃度、および処理水の全リン濃度などである。なお、センサによって検出される下水処理プラント1の状態は、上述した例に限定されず、適宜変更可能である。また、下水処理プラント1の状態の一部は、センサに代えて、過去の実績、ロボットで採取した汚水に対する試薬などを用いた観測、またはASMシミュレーションなどによって推定されるものであってもよい。この場合、処理部36で取得される状態情報には、実時間で観測されるものと実時間で観測されないものが含まれる。 The status of the treated water includes, for example, the amount of treated water discharged, the BOD of the treated water, the total nitrogen concentration of the treated water, and the total phosphorus concentration of the treated water. The state of the sewage treatment plant 1 detected by the sensor is not limited to the example described above, and can be changed as appropriate. Also, part of the state of the sewage treatment plant 1 may be estimated by past results, observation using a reagent for sewage collected by a robot, ASM simulation, or the like, instead of the sensor. In this case, the state information acquired by the processing unit 36 includes information that is observed in real time and information that is not observed in real time.

表示部33は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)または有機EL(Electro Luminescence)などのディスプレイである。操作部34は、下水処理プラント1を操作するための操作装置であり、揚水ポンプ15、ブロワ27、および返送ポンプ28などを制御するためのボタンまたはレバーなどを含む。 The display unit 33 is, for example, a display such as an LCD (Liquid Crystal Display) or an organic EL (Electro Luminescence). The operation unit 34 is an operation device for operating the sewage treatment plant 1, and includes buttons, levers, and the like for controlling the water pump 15, the blower 27, the return pump 28, and the like.

記憶部35は、履歴情報および操作パターン情報などを記憶する。履歴情報は、下水処理プラント1の運転員による操作部34への過去の操作の履歴を示す操作履歴情報、下水処理プラント1の過去の状態を示す状態履歴情報、過去の降雨量を示す降雨量履歴情報などを含む。過去の操作の履歴には、揚水ポンプ15に対する過去の操作の履歴、およびブロワ27に対する過去の操作の履歴などが含まれる。 The storage unit 35 stores history information, operation pattern information, and the like. The history information includes operation history information indicating the history of past operations on the operation unit 34 by the operator of the sewage treatment plant 1, state history information indicating the past state of the sewage treatment plant 1, and rainfall indicating past rainfall. Includes historical information, etc. The past operation history includes the past operation history of the water pump 15 and the past operation history of the blower 27 .

操作パターン情報は、予め設定された複数種類の操作パターンの情報または処理部36によって生成された複数種類の操作パターンの情報を含む。複数種類の操作パターンは、揚水ポンプ15に対する操作パターンである。 The operation pattern information includes information on a plurality of types of operation patterns set in advance or information on a plurality of types of operation patterns generated by the processing unit 36 . A plurality of types of operation patterns are operation patterns for the water pump 15 .

処理部36は、操作パターン抽出部40と、操作パターン情報生成部41と、予測情報生成部42と、予測情報取得部43と、状態情報取得部44と、指標情報取得部45と、操作パターン選択部46と、操作パターン提示部47と、揚水ポンプ制御部48とを備える。 The processing unit 36 includes an operation pattern extraction unit 40, an operation pattern information generation unit 41, a prediction information generation unit 42, a prediction information acquisition unit 43, a state information acquisition unit 44, an index information acquisition unit 45, an operation pattern A selection unit 46 , an operation pattern presentation unit 47 , and a water pump control unit 48 are provided.

操作パターン抽出部40は、記憶部35に記憶されている操作履歴情報に基づいて、下水処理プラント1の運転員による揚水ポンプ15に対する複数種類の操作パターンを抽出する。操作パターン抽出部40は、例えば、機械学習における教師なし学習によるクラスタリングによって、複数種類の操作パターンを抽出することができる。機械学習における教師なし学習は、例えば、k-means法などの非階層型クラスタリングであるが、かかる例に限定されない。 The operation pattern extraction unit 40 extracts a plurality of types of operation patterns for the water pump 15 by the operator of the sewage treatment plant 1 based on the operation history information stored in the storage unit 35 . The operation pattern extraction unit 40 can extract a plurality of types of operation patterns by, for example, clustering by unsupervised learning in machine learning. Unsupervised learning in machine learning is, for example, non-hierarchical clustering such as the k-means method, but is not limited to such examples.

なお、操作パターン抽出部40は、操作履歴情報に基づいて抽出した複数種類の操作パターンの各々について、異なるポンプ毎または異なるポンプの組み合わせ毎の操作パターンに分割し、分割して得られる複数種類の操作パターンを操作履歴情報からの抽出結果とすることもできる。 Note that the operation pattern extraction unit 40 divides each of the plurality of types of operation patterns extracted based on the operation history information into operation patterns for each different pump or for each combination of different pumps, and divides the plurality of types of operation patterns obtained by dividing. The operation pattern can also be an extraction result from the operation history information.

操作パターン情報生成部41は、操作パターン抽出部40によって抽出された複数種類の操作パターンの情報を含む操作パターン情報を生成し、生成した操作パターン情報を記憶部35に記憶させる。 The operation pattern information generation unit 41 generates operation pattern information including information on the plurality of types of operation patterns extracted by the operation pattern extraction unit 40 and causes the storage unit 35 to store the generated operation pattern information.

予測情報生成部42は、第1通信部31で受信された降雨量情報および幹線情報などを第1通信部31から取得し、取得した降雨量情報および幹線情報に基づいて、流入渠11への汚水の予測流入量の遷移および予測水質の遷移を示す予測情報を生成する。なお、予測情報生成部42は、降雨量情報および幹線情報の一方を用いずに、流入渠11への汚水の予測流入量の遷移および予測水質の遷移を示す予測情報を生成することもできる。 The prediction information generation unit 42 acquires the rainfall information and trunk line information received by the first communication unit 31 from the first communication unit 31, and based on the acquired rainfall amount information and trunk line information, predicts the amount of rainfall to the inflow culvert 11. Prediction information is generated that indicates transitions in the predicted inflow of wastewater and transitions in the predicted water quality. Note that the prediction information generation unit 42 can also generate prediction information indicating transitions in the predicted inflow amount of sewage into the inflow culvert 11 and transitions in the predicted water quality without using one of the rainfall information and the trunk line information.

予測情報生成部42によって取得される降雨量情報は、雨量観測システム5によって観測される各地域の降雨量のうち、下水処理プラント1で汚水が収集される地域である対象地域の降雨量である。予測情報生成部42は、取得した降雨量情報を記憶部35の履歴情報に追加する。 The rainfall information acquired by the prediction information generation unit 42 is the rainfall in the target area, which is the area where sewage is collected by the sewage treatment plant 1, among the rainfall in each area observed by the rainfall observation system 5. . The prediction information generation unit 42 adds the acquired rainfall amount information to the history information of the storage unit 35 .

予測情報生成部42は、降雨量情報に基づいて、例えば、公知の修正RRL法(Road Research Laboratory Method)を用いて、下水管2への雨水の浸入量である浸入水量を対象地域の地点毎に予測する。そして、予測情報生成部42は、例えば、雨水が地表に降ってから下水管2へ浸入して流入渠11へ到達するまでの遅れ時間分ずれて雨水を含む汚水が到達するものとして、予測した対象地域の地点毎の浸入水量を、雨水を含まない汚水量に対して時間をずらして加算することで、単位時間毎の流入渠11への汚水の予測流入量の遷移と予測水質の遷移とを算出する。 Based on the rainfall amount information, for example, the prediction information generation unit 42 uses a known modified RRL method (Road Research Laboratory Method) to calculate the amount of infiltration water, which is the amount of rainwater infiltration into the sewage pipe 2, for each point in the target area. predict to Then, the prediction information generation unit 42 predicts that sewage containing rainwater will arrive with a delay of the delay time from rainwater falling on the ground surface to entering the sewage pipe 2 and reaching the inflow culvert 11, for example. By adding the amount of infiltration water at each point in the target area to the amount of sewage that does not include rainwater with a time delay, transition of the predicted inflow of sewage into the inflow ditch 11 per unit time and transition of predicted water quality. Calculate

なお、予測情報生成部42は、例えば、対象地域に雨が降っていない状態における流入渠11への過去の汚水の流入量の遷移と水質の遷移とに基づいて、降雨時における雨水を含まない汚水の流入量の遷移と水質の遷移とを推定することができる。例えば、予測情報生成部42は、対象地域に雨が降っていない状態における流入渠11への過去の汚水の流入量の遷移パターンと水質の遷移パターンとを平日および休日の各々について判定し、かかる判定結果を、降雨時における雨水を含まない汚水の流入量の遷移および水質の遷移として推定することができる。この場合、予測情報生成部42は、推定した汚水の流入量および水質の遷移パターンと、降雨量情報から予測される雨水の浸入量とに基づいて、単位時間毎の流入渠11への汚水の予測流入量の遷移と予測水質の遷移とを算出することができる。なお、過去の汚水の流入量の遷移パターンおよび水質の遷移パターンの判定は、下水処理プラント1の運転員などの職員が行ってもよい。また、予測情報生成部42は、幹線情報に基づいて、流入渠11への汚水の予測流入量の遷移と実際の流入量の遷移とを比較することで、流入渠11への汚水の予測流入量の算出に用いる演算式のパラメータを調整することもできる。 Note that the prediction information generation unit 42 does not include rainwater during rainfall, for example, based on the transition of the amount of sewage inflow into the inflow culvert 11 and the transition of water quality in the past when it is not raining in the target area. Transition of sewage inflow and transition of water quality can be estimated. For example, the prediction information generation unit 42 determines the past transition pattern of the inflow amount of sewage into the inflow culvert 11 and the transition pattern of the water quality in a state where it is not raining in the target area for each of weekdays and holidays. The determination result can be estimated as the transition of the inflow amount of wastewater not containing rainwater and the transition of water quality during rainfall. In this case, the prediction information generation unit 42 determines the amount of sewage that flows into the inflow culvert 11 per unit time based on the estimated inflow of sewage and the transition pattern of water quality, and the infiltration of rainwater predicted from the rainfall information. A predicted inflow transition and a predicted water quality transition can be calculated. The determination of the transition pattern of the inflow amount of sewage in the past and the transition pattern of the water quality may be performed by a staff such as an operator of the sewage treatment plant 1 . In addition, the prediction information generation unit 42 compares the transition of the predicted inflow amount of sewage into the inflow culvert 11 with the transition of the actual inflow amount based on the trunk line information, thereby determining the predicted inflow of sewage into the inflow culvert 11. It is also possible to adjust the parameters of the formula used to calculate the quantity.

また、予測情報生成部42は、幹線情報に含まれる汚水の水質、予測した浸入水量、および予測した雨水を含まない汚水量などに基づいて、流入渠11へ流入する汚水の水質の遷移を予測する。なお、降雨量に対する過去の汚水の水質が履歴情報から取得できる場合、予測情報生成部42は、幹線情報を用いずに、予測した浸入水量、および予測した雨水を含まない汚水量などに基づいて、流入渠11へ流入する汚水の水質の遷移を予測することもできる。この場合、予測情報生成部42は、雨水を含まない汚水の過去の水質を予測に用いることができる。 In addition, the prediction information generation unit 42 predicts the transition of the water quality of the sewage flowing into the inflow culvert 11 based on the water quality of the sewage contained in the main line information, the predicted amount of infiltrating water, the predicted amount of sewage not including rainwater, and the like. do. In addition, when the water quality of past sewage with respect to rainfall can be obtained from the history information, the prediction information generation unit 42 does not use the trunk information, but based on the predicted amount of infiltration water and the predicted amount of sewage that does not contain rainwater. , the transition of the water quality of the sewage flowing into the inflow culvert 11 can also be predicted. In this case, the prediction information generator 42 can use the past water quality of sewage that does not contain rainwater for prediction.

予測情報取得部43は、予測情報生成部42によって生成された予測情報を予測情報生成部42から取得する。なお、運転管理システム30とは異なる情報処理システムにおいて予測情報が生成される場合、予測情報取得部43は、第1通信部31を介して情報処理システムから予測情報を取得することもできる。 The prediction information acquisition unit 43 acquires the prediction information generated by the prediction information generation unit 42 from the prediction information generation unit 42 . Note that when the prediction information is generated in an information processing system different from the operation management system 30 , the prediction information acquisition unit 43 can also acquire the prediction information from the information processing system via the first communication unit 31 .

また、予測情報取得部43は、例えば、対象地域の予測降雨量を示す情報を含む気象予報情報を配信する気象予報サーバから不図示のネットワークおよび第1通信部31を介して気象予報情報を取得することもできる。 In addition, the forecast information acquisition unit 43 acquires weather forecast information from a weather forecast server that distributes weather forecast information including information indicating the forecasted rainfall amount for the target area via a network (not shown) and the first communication unit 31, for example. You can also

状態情報取得部44は、第2通信部32を介してセンサ群7から送信される状態情報を取得する。状態情報は、上述したように、下水処理プラント1の状態を示す情報であり、下水処理プラント1の状態を観測した情報である観測データと呼ばれることもある。状態情報取得部44は、取得した状態情報を指標情報取得部45へ通知したり、取得した状態情報を記憶部35の状態履歴情報に追加したりする。 The state information acquisition unit 44 acquires state information transmitted from the sensor group 7 via the second communication unit 32 . The state information is information indicating the state of the sewage treatment plant 1 as described above, and is sometimes called observation data, which is information obtained by observing the state of the sewage treatment plant 1 . The state information acquisition unit 44 notifies the index information acquisition unit 45 of the acquired state information, and adds the acquired state information to the state history information in the storage unit 35 .

指標情報取得部45は、記憶部35に記憶されている操作パターン情報と予測情報取得部43によって取得された予測情報と状態情報取得部44によって取得された状態情報とに基づき、指標情報を取得する。指標情報は、上述した複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場合の処理水質の予測遷移、流入渠水位の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、および予測運転コストなどを示す情報を含む。 The index information acquisition unit 45 acquires index information based on the operation pattern information stored in the storage unit 35, the prediction information acquired by the prediction information acquisition unit 43, and the state information acquired by the state information acquisition unit 44. do. The index information indicates the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the inflow culvert water level, the predicted transition of the position of the sludge interface, and the predicted operating cost when the pump 15 is operated in each of the plurality of types of operation patterns described above. Contains information.

指標情報取得部45は、例えば、状態情報および予測情報に基づいて、複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場合の処理水質の予測遷移、流入渠水位の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、および予測運転コストなどをシミュレーションによって算出することによって、指標情報を取得する。指標情報は、処理水質の予測遷移、流入渠水位の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、および予測運転コストなどの情報を含む。 The index information acquisition unit 45, for example, based on the state information and the prediction information, the predicted transition of the treated water quality when the pump 15 is operated in each of a plurality of types of operation patterns, the predicted transition of the inflow culvert water level, the sludge interface The index information is acquired by calculating predicted transition of positions, predicted operating costs, etc. by simulation. The index information includes information such as predicted transition of treated water quality, predicted transition of inflow water level, predicted transition of position of sludge interface, and predicted operating cost.

指標情報取得部45は、例えば、ASMシミュレータなどのシミュレータを有している。指標情報取得部45は、状態情報で示される下水処理プラント1の現在の状態、予測情報で示される流入渠11への汚水の予測流入量の遷移および予測水質の遷移、および操作パターンによる揚水量の遷移などをASMシミュレータに入力することで、処理水の水質の遷移を操作パターン毎に予測する。 The index information acquisition unit 45 has a simulator such as an ASM simulator, for example. The index information acquisition unit 45 acquires the current state of the sewage treatment plant 1 indicated by the state information, the transition of the predicted inflow amount of sewage into the inflow culvert 11 indicated by the prediction information, the transition of the predicted water quality, and the pumping amount according to the operation pattern. By inputting the transition of , etc. into the ASM simulator, the transition of the water quality of the treated water is predicted for each operation pattern.

また、指標情報取得部45は、例えば、予測情報で示される流入渠11への汚水の予測流入量の遷移、および操作パターンによる揚水量の遷移などに基づいて、流入渠水位の予測遷移を操作パターン毎に予測する。例えば、指標情報取得部45は、流入渠11への汚水の流入量の遷移と揚水量の遷移とから流入渠水位の予測遷移を算出する演算式またはシミュレータを用いて、流入渠水位の予測遷移を操作パターン毎に予測することができる。 In addition, the index information acquisition unit 45 operates the predicted transition of the inflow culvert water level based on, for example, the transition of the predicted inflow amount of sewage into the inflow culvert 11 indicated by the prediction information and the transition of the pumping amount according to the operation pattern. Predict for each pattern. For example, the index information acquisition unit 45 uses an arithmetic expression or a simulator for calculating the predicted transition of the inflow culvert water level from the transition of the inflow amount of sewage into the inflow culvert 11 and the transition of the pumping amount, and calculates the predicted transition of the inflow culvert water level. can be predicted for each operation pattern.

また、指標情報取得部45は、下水処理プラント1の現在の状態、操作パターンによる揚水量の遷移、および予測情報で示される流入渠11へ流入する汚水の水質の遷移などに基づいて、溶存酸素量が予め設定された範囲内になるように曝気消費電力量を操作パターン毎に予測する。指標情報取得部45は、操作パターンによる揚水量で必要な消費電力量に曝気消費電力量を操作パターン毎に加算することで、操作パターン毎のプラント消費電力量を予測する。そして、指標情報取得部45は、予測した操作パターン毎のプラント消費電力量に基づいて、操作パターン毎の予測運転コストを算出する。 In addition, the index information acquisition unit 45 determines the dissolved oxygen The amount of power consumption for aeration is predicted for each operation pattern so that the amount falls within a preset range. The index information acquisition unit 45 predicts the plant power consumption for each operation pattern by adding the aeration power consumption to the power consumption required for the amount of water pumped according to the operation pattern. Then, the index information acquiring unit 45 calculates a predicted operating cost for each operation pattern based on the predicted plant power consumption for each operation pattern.

また、指標情報取得部45は、下水処理プラント1の現在の状態、操作パターンによる揚水量の遷移、および予測情報で示される流入渠11へ流入する汚水の水質の遷移などに基づいて、最終沈殿池26における汚泥界面の位置の遷移を予測することもできる。以下において、予測された汚泥界面の位置の遷移を汚泥界面の位置の予測遷移と記載する場合がある。 In addition, the index information acquisition unit 45 determines the final sedimentation based on the current state of the sewage treatment plant 1, the transition of the amount of pumped water due to the operation pattern, the transition of the water quality of the sewage flowing into the inflow culvert 11 indicated by the prediction information, and the like. Transitions in the position of the sludge interface in pond 26 can also be predicted. Hereinafter, the predicted transition of the position of the sludge interface may be referred to as predicted transition of the position of the sludge interface.

指標情報取得部45は、最終沈殿池26の汚泥界面の位置の変動を再現するシミュレータを有しており、かかるシミュレータを用いたシミュレーションによって、最終沈殿池26の汚泥界面の位置の遷移を予測する。かかるシミュレータは、例えば、重力沈降モデルを用いて最終沈殿池26の汚泥界面の位置の変動を再現するシミュレータであり、指標情報取得部45は、例えば、操作パターンによる揚水量の遷移などをシミュレータに入力することで、最終沈殿池26の汚泥界面の位置の遷移を予測する。 The index information acquisition unit 45 has a simulator that reproduces changes in the position of the sludge interface of the final sedimentation tank 26, and predicts the transition of the position of the sludge interface of the final sedimentation tank 26 through a simulation using such a simulator. . Such a simulator is, for example, a simulator that reproduces changes in the position of the sludge interface of the final sedimentation tank 26 using a gravitational settling model. By inputting, the transition of the position of the sludge interface of the final sedimentation tank 26 is predicted.

なお、指標情報取得部45による指標情報の取得方法は、上述した例に限定されず、状態情報および予測情報に基づいて指標情報が取得できればよく、上述した方法以外の方法であってもよい。 Note that the method of obtaining index information by the index information obtaining unit 45 is not limited to the example described above, and any method other than the method described above may be used as long as the index information can be obtained based on the state information and the prediction information.

また、指標情報取得部45は、最終沈殿池26から反応槽25に活性汚泥を返送する返送ポンプ28を制御するために必要となる消費電力量の遷移を返送消費電力量の遷移として予測することもできる。この場合、指標情報取得部45は、曝気消費電力量の遷移、ポンプ消費電力量の遷移、および返送消費電力量の遷移を積算することでプラント消費電力量の遷移を予測することもできる。 In addition, the index information acquisition unit 45 predicts the transition of the power consumption required for controlling the return pump 28 that returns the activated sludge from the final sedimentation tank 26 to the reaction tank 25 as the transition of the return power consumption. can also In this case, the index information acquisition unit 45 can also predict the transition of the plant power consumption by integrating the transition of the aeration power consumption, the transition of the pump power consumption, and the transition of the return power consumption.

操作パターン選択部46は、指標情報取得部45によって取得された指標情報に基づいて、複数種類の操作パターンの中から操作パターンの候補である操作パターン候補を選択する。例えば、操作パターン選択部46は、流入渠水位の予測遷移、処理水質の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、および予測運転コストに基づき、地下設備10が水没しないことおよび活性汚泥の流出が予め設定された上限値以下になることを制約条件として、複数種類の操作パターンの中から操作パターン候補を決定する。 Based on the index information acquired by the index information acquisition unit 45, the operation pattern selection unit 46 selects operation pattern candidates, which are operation pattern candidates, from a plurality of types of operation patterns. For example, the operation pattern selection unit 46 determines that the underground facility 10 will not be submerged and that the activated sludge will not flow out based on the predicted transition of the inflow water level, the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the position of the sludge interface, and the predicted operating cost. Operation pattern candidates are determined from a plurality of types of operation patterns under the constraint condition that the maximum value is equal to or less than a preset upper limit.

操作パターン選択部46は、例えば、流入渠水位の予測遷移、処理水質の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、および予測運転コストの各々に重み付けして得られる値の合算値に基づいて、操作パターン候補を選択する。流入渠水位の予測遷移、処理水質の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、および予測運転コストの各々に重みは、予め設定された値であってもよく、流入渠11への汚水の予測流入量に応じた値であってもよく、操作パターン候補によって異なる値であってもよい。 The operation pattern selection unit 46, for example, based on the total value obtained by weighting each of the predicted transition of the inflow water level, the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the position of the sludge interface, and the predicted operating cost, Select an operation pattern candidate. The predicted transition of the inflow culvert water level, the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the position of the sludge interface, and the predicted operating cost may each have a preset value, and the prediction of the sewage to the inflow culvert 11 It may be a value corresponding to the amount of inflow, or may be a different value depending on the operation pattern candidate.

例えば、単位時間当たりの予測流入量は多いが雨水が混じった汚水が流入する期間が短い場合であって下水処理プラント1の処理能力内である場合に水処理設備20が高負荷運転にならないように重み付けを行うことで、運転コストを抑えることができる操作パターン候補を操作パターン選択部46において決定することができる。 For example, when the predicted inflow amount per unit time is large but the period during which sewage mixed with rainwater flows is short and within the processing capacity of the sewage treatment plant 1, the water treatment facility 20 is prevented from operating under a high load. is weighted, the operation pattern selection unit 46 can determine an operation pattern candidate that can reduce the operating cost.

また、単位時間当たりの予測流入量は多くないが雨水が混じった汚水が流入する期間が長い場合であって通常の運転を続けると下水処理プラント1の処理能力を超える場合がある。このような場合に水処理設備20で通常よりも早めに高負荷運転を実施するように重み付けを行うことで、流入渠水位および処理水質を抑えることができる操作パターン候補を操作パターン選択部46において決定することができる。 In addition, when the period of inflow of sewage mixed with rainwater is long although the predicted inflow amount per unit time is not large, the treatment capacity of the sewage treatment plant 1 may be exceeded if normal operation is continued. In such a case, the operation pattern selector 46 selects an operation pattern candidate that can suppress the inflow culvert water level and treated water quality by weighting the water treatment facility 20 so that the high load operation is performed earlier than usual. can decide.

操作パターン選択部46は、例えば、流入渠水位の予測遷移に対する重み付けを大きくすることで、水位優先の操作パターンを操作パターン候補として選択することができ、処理水質の重み付けを大きくすることで、処理水質の操作パターンを操作パターン候補として選択することができる。また、操作パターン選択部46は、例えば、予測運転コストの重み付けを大きくすることで、コスト優先の操作パターンを操作パターン候補として選択することができる。 For example, the operation pattern selection unit 46 can select an operation pattern with priority given to the water level as an operation pattern candidate by increasing the weighting of the predicted transition of the inflow culvert water level, and by increasing the weighting of the treated water quality, the process A water quality operation pattern can be selected as an operation pattern candidate. Further, the operation pattern selection unit 46 can select a cost-prioritized operation pattern as an operation pattern candidate, for example, by increasing the weighting of the predicted operating cost.

また、操作パターン選択部46は、流入渠水位の予測遷移、処理水質の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、および予測運転コストに基づき、複数種類の操作パターンの中から操作パターン候補を時系列で組み合わせて選択することもできる。この場合、操作パターン選択部46は、時系列で組み合わされた複数の操作パターンを含み互いに組み合わせが異なる操作パターン群毎にかかる操作パターン群で揚水ポンプ15が操作された場合の流入渠水位の予測遷移、処理水質の予測遷移、および予測運転コストに基づいて、時系列で組み合わされた複数の操作パターン候補を選択する。 Further, the operation pattern selection unit 46 selects an operation pattern candidate from among a plurality of types of operation patterns based on the predicted transition of the inflow culvert water level, the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the position of the sludge interface, and the predicted operating cost. It is also possible to select a combination of series. In this case, the operation pattern selection unit 46 predicts the inflow culvert water level when the lifting pump 15 is operated by each operation pattern group including a plurality of operation patterns combined in time series and having different combinations. Based on the transition, the predicted transition of treated water quality, and the predicted operating cost, a plurality of operational pattern candidates combined in time series are selected.

この場合も、操作パターン選択部46は、流入渠水の予測遷移位、処理水質の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、および予測運転コストの各々に重み付けして得られる値の合算値に基づいて、時系列で組み合わされた複数の操作パターン候補を選択することができる。以下において、時系列で組み合わされた複数の操作パターン候補を操作パターン候補群と記載する場合がある。 Also in this case, the operation pattern selection unit 46 determines the total value of the values obtained by weighting each of the predicted transition level of the inflow water, the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the position of the sludge interface, and the predicted operating cost. Based on this, it is possible to select a plurality of operation pattern candidates combined in chronological order. Hereinafter, a plurality of operation pattern candidates combined in time series may be referred to as an operation pattern candidate group.

また、操作パターン選択部46は、流入渠水位の予測遷移、処理水質の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、および予測運転コストに基づいて、上記制約条件の下、操作パターン候補または操作パターン候補群を選択することができる。例えば、操作パターン選択部46は、流入渠水位の予測遷移、処理水質の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、および予測運転コストの各々に重み付けして得られる値の合算値に基づいて、操作パターン候補または時系列で組み合わされた複数の操作パターン候補を選択する。 Further, the operation pattern selection unit 46 selects operation pattern candidates or operation patterns based on the predicted transition of the inflow water level, the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the position of the sludge interface, and the predicted operating cost under the above constraint conditions. A group of candidates can be selected. For example, the operation pattern selection unit 46, based on the sum of the values obtained by weighting each of the predicted transition of the inflow water level, the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the sludge interface position, and the predicted operating cost, An operation pattern candidate or a plurality of operation pattern candidates combined in time series are selected.

操作パターン選択部46は、汚泥界面の位置の予測遷移を操作パターン候補または操作パターン候補群の選択指標とすることで、活性汚泥の流出を抑制することができる操作パターン候補または操作パターン候補群を選択することができる。処理設備22内の流速が速くなると、汚泥界面の位置が低くならずに活性汚泥が流出する可能性があるため、操作パターン選択部46において、汚泥界面の位置を選択指標とすることで、処理設備22内の流速が速くなりすぎないような操作パターン候補または操作パターン候補群を選択することができる。 The operation pattern selection unit 46 selects an operation pattern candidate or an operation pattern candidate group capable of suppressing outflow of activated sludge by using the predicted transition of the position of the sludge interface as a selection index for the operation pattern candidate or the operation pattern candidate group. can be selected. If the flow velocity in the treatment facility 22 increases, there is a possibility that the activated sludge will flow out without lowering the position of the sludge interface. An operation pattern candidate or an operation pattern candidate group can be selected such that the flow velocity in the facility 22 does not become too fast.

なお、操作パターン選択部46は、例えば、流入渠水位の予測遷移、処理水質の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、および運転コストなどから得られるスコアが高い順に予め設定された数だけ操作パターン候補として抽出することもできる。スコアは、例えば、上述した合算値などである。 Note that the operation pattern selection unit 46 operates a preset number of times in descending order of the score obtained from, for example, the predicted transition of the inflow water level, the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the position of the sludge interface, and the operating cost. It can also be extracted as a pattern candidate. The score is, for example, the total value described above.

操作パターン提示部47は、操作パターン選択部46によって選択された操作パターン候補または操作パターン候補群を推奨操作パターンとして提示する。例えば、操作パターン提示部47は、操作パターン選択部46によって選択された操作パターン候補または操作パターン候補群を推奨操作パターンとして表示部33に表示させることによって、推奨操作パターンを提示する。 The operation pattern presentation unit 47 presents the operation pattern candidates or the operation pattern candidate group selected by the operation pattern selection unit 46 as recommended operation patterns. For example, the operation pattern presentation unit 47 presents the recommended operation pattern by causing the display unit 33 to display the operation pattern candidate or the operation pattern candidate group selected by the operation pattern selection unit 46 as the recommended operation pattern.

図9は、実施の形態1にかかる運転管理システムの処理部によって表示部に表示される推奨操作パターンの一例を示す図である。図9に示す推奨操作パターンは、時刻t1で揚水量を急激に上げて、その後、時刻t2および時刻t3で徐々に揚水量を下げる操作パターンである。 9 is a diagram illustrating an example of recommended operation patterns displayed on the display unit by the processing unit of the operation management system according to the first embodiment; FIG. The recommended operation pattern shown in FIG. 9 is an operation pattern in which the pumping amount is rapidly increased at time t1 and then gradually decreased at time t2 and time t3.

これにより、下水処理プラント1の運転者は、推奨操作パターンに従って操作部34を介して揚水ポンプ15を操作することで、下水処理プラント1への汚水の予測流入量に応じて下水処理プラント1の運転管理を適切に行うことができる。 As a result, the operator of the sewage treatment plant 1 operates the water pump 15 via the operation unit 34 according to the recommended operation pattern, thereby controlling the sewage treatment plant 1 according to the predicted inflow amount of sewage into the sewage treatment plant 1. Able to manage operations appropriately.

揚水ポンプ制御部48は、下水処理プラント1の運転者による操作部34への操作に基づいて、揚水ポンプ15を制御する。また、揚水ポンプ制御部48は、下水処理プラント1の動作モードが自動運転モードである場合、操作パターン選択部46によって選択された推奨操作パターンに沿って揚水ポンプ15を制御することができる。 The pump control unit 48 controls the pump 15 based on the operation of the operation unit 34 by the operator of the sewage treatment plant 1 . In addition, the pump control unit 48 can control the pump 15 according to the recommended operation pattern selected by the operation pattern selection unit 46 when the operation mode of the sewage treatment plant 1 is the automatic operation mode.

操作パターン提示部47は、推奨操作パターンに加え、流入渠11への汚水の予測流入量のパターンの情報および対象地域の予測降雨量パターンの情報のうちの少なくとも一方を表示部33に表示させることができる。流入渠11への汚水の予測流入量のパターンの情報は、予測情報生成部42によって生成される予測情報に含まれており、操作パターン提示部47は、予測情報取得部43によって取得された予測情報に基づいて、流入渠11への汚水の予測流入量のパターンの情報を表示部33に表示させる。 In addition to the recommended operation pattern, the operation pattern presentation unit 47 causes the display unit 33 to display at least one of information on the pattern of the predicted inflow amount of sewage into the inflow culvert 11 and information on the pattern of predicted rainfall in the target area. can be done. Information on the pattern of the predicted inflow amount of sewage into the inflow culvert 11 is included in the prediction information generated by the prediction information generation unit 42, and the operation pattern presentation unit 47 receives the prediction obtained by the prediction information acquisition unit 43. Based on the information, the display unit 33 is caused to display information on the pattern of the estimated amount of inflow of sewage into the inflow culvert 11 .

また、対象地域の予測降雨量パターンは、予測情報取得部43によって取得される気象予報情報に含まれており、操作パターン提示部47は、予測情報取得部43によって取得された気象予報情報に基づいて、対象地域の予測降雨量パターンの情報を表示部33に表示させる。 In addition, the predicted rainfall pattern of the target area is included in the weather forecast information acquired by the forecast information acquisition unit 43, and the operation pattern presentation unit 47 operates based on the weather forecast information acquired by the forecast information acquisition unit 43. to cause the display unit 33 to display the information of the predicted rainfall pattern of the target area.

図10は、運転管理システムの処理部によって表示部に表示される推奨操作パターンの他の例を示す図である。図10に示すように、操作パターン提示部47は、推奨操作パターンの情報と予測降雨量パターンの情報とを時間軸を合わせて表示部33に表示させることができる。 FIG. 10 is a diagram showing another example of recommended operation patterns displayed on the display unit by the processing unit of the operation management system. As shown in FIG. 10, the operation pattern presentation unit 47 can cause the display unit 33 to display the information on the recommended operation pattern and the information on the predicted rainfall amount pattern on the same time axis.

また、操作パターン提示部47は、操作パターン選択部46によって複数の操作パターン候補が選択された場合、操作パターン選択部46によって選択された複数の操作パターン候補の情報を表示部33に同時に表示させることができる。 Further, when a plurality of operation pattern candidates are selected by the operation pattern selection unit 46, the operation pattern presentation unit 47 causes the display unit 33 to simultaneously display information on the plurality of operation pattern candidates selected by the operation pattern selection unit 46. be able to.

例えば、操作パターン提示部47は、流入渠水位を優先する操作パターン候補の情報、処理水質を優先する操作パターン候補の情報、および運転コストの抑制を優先する操作パターンの情報を同時に表示部33に表示させることができる。例えば、操作パターン提示部47は、各操作パターン候補での流入渠水位の予測遷移、処理水質の予測遷移、および電力料金などの情報も併せて表示部33に表示させることができる。 For example, the operation pattern presentation unit 47 simultaneously displays information on an operation pattern candidate that prioritizes the inflow culvert water level, information on an operation pattern candidate that prioritizes treated water quality, and information on an operation pattern candidate that prioritizes reduction in operating costs on the display unit 33. can be displayed. For example, the operation pattern presentation unit 47 can cause the display unit 33 to display information such as the predicted transition of the inflow culvert water level, the predicted transition of the quality of treated water, and the power rate for each operation pattern candidate.

これにより、下水処理プラント1の運転員は、流入渠水位の予測遷移、処理水質の予測遷移、および運転コストなどを判断材料として、複数の操作パターン候補から実行する操作パターンを選択することができる。 As a result, the operator of the sewage treatment plant 1 can select an operation pattern to be executed from a plurality of operation pattern candidates, using the predicted transition of the inflow culvert water level, the predicted transition of the treated water quality, the operating cost, etc. as criteria for judgment. .

つづいて、フローチャートを用いて運転管理システム30の処理部36による処理を説明する。図11は、実施の形態1にかかる運転管理システムの処理部による操作パターン情報生成処理の一例を示すフローチャートである。 Next, processing by the processing unit 36 of the operation management system 30 will be described using a flowchart. 11 is a flowchart illustrating an example of operation pattern information generation processing by a processing unit of the operation management system according to the first embodiment; FIG.

図11に示すように、運転管理システム30の処理部36は、記憶部35から履歴情報を取得し(ステップS10)、取得した履歴情報に基づいて、操作パターンをクラスタリングする(ステップS11)。 As shown in FIG. 11, the processing unit 36 of the operation management system 30 acquires history information from the storage unit 35 (step S10), and clusters operation patterns based on the acquired history information (step S11).

次に、処理部36は、クラスタリングされた複数種類の操作パターンの情報を含む操作パターン情報を生成する(ステップS12)。そして、処理部36は、生成した操作パターン情報を記憶部35に記憶させ(ステップS13)、図11に示す処理を終了する。 Next, the processing unit 36 generates operation pattern information including information on a plurality of types of clustered operation patterns (step S12). Then, the processing unit 36 causes the storage unit 35 to store the generated operation pattern information (step S13), and ends the processing shown in FIG.

図12は、実施の形態1にかかる運転管理システムの処理部による操作パターン提示処理の一例を示すフローチャートである。図12に示すように、処理部36は、対象地域の降雨量の情報を含む降雨量情報を雨量観測システム5から取得し(ステップS20)、取得した降雨量情報に基づいて、流入渠11への汚水の予測流入量および予測水質の情報を含む予測情報を生成する(ステップS21)。 12 is a flowchart illustrating an example of operation pattern presentation processing by a processing unit of the operation management system according to the first embodiment; FIG. As shown in FIG. 12, the processing unit 36 acquires rainfall information including information on the amount of rainfall in the target area from the rainfall observation system 5 (step S20). Prediction information including predicted inflow amount of sewage and predicted water quality is generated (step S21).

次に、処理部36は、下水処理プラント1の状態を示す情報を含む状態情報をセンサ群7から取得する(ステップS22)。そして、処理部36は、ステップS21で生成した予測情報とステップS22で取得した状態情報とに基づいて、指標情報を取得する(ステップS23)。指標情報は、指標の予測遷移を示す情報を含む。指標の予測遷移は、例えば、流入渠水位の予測遷移、処理水質の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、および予測運転コストなどである。 Next, the processing unit 36 acquires state information including information indicating the state of the sewage treatment plant 1 from the sensor group 7 (step S22). Then, the processing unit 36 acquires index information based on the prediction information generated in step S21 and the state information acquired in step S22 (step S23). The index information includes information indicating predicted transitions of the index. The predicted transition of the index is, for example, the predicted transition of the inflow water level, the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the position of the sludge interface, and the predicted operating cost.

次に、処理部36は、ステップS23で取得した指標情報に基づいて、複数種類の操作パターンの中から操作パターン候補を選択する(ステップS24)。処理部36は、ステップS24で選択された操作パターン候補を表示部33に表示し(ステップS25)、図12に示す処理を終了する。 Next, the processing unit 36 selects operation pattern candidates from among a plurality of types of operation patterns based on the index information acquired in step S23 (step S24). The processing unit 36 displays the operation pattern candidates selected in step S24 on the display unit 33 (step S25), and ends the processing shown in FIG.

図13は、実施の形態1にかかる処理部のハードウェア構成の一例を示す図である。図13に示すように、処理部36は、プロセッサ101と、メモリ102と、バス103とを備えるコンピュータを含む。プロセッサ101およびメモリ102は、バス103によって互いに情報の送受信が可能である。 13 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a processing unit according to the first embodiment; FIG. As shown in FIG. 13, processing unit 36 includes a computer having processor 101 , memory 102 and bus 103 . Processor 101 and memory 102 can transmit and receive information to and from each other via bus 103 .

記憶部35は、メモリ102によって実現される。プロセッサ101は、メモリ102に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、処理部36の機能を実行する。プロセッサ101は、例えば、処理回路の一例であり、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、およびシステムLSI(Large Scale Integration)のうち一つ以上を含む。 Storage unit 35 is implemented by memory 102 . The processor 101 executes the functions of the processing unit 36 by reading and executing programs stored in the memory 102 . The processor 101 is an example of a processing circuit, for example, and includes one or more of a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and a system LSI (Large Scale Integration).

メモリ102は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、およびEEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)のうち一つ以上を含む。また、メモリ102は、コンピュータが読み取り可能なプログラムが記録された記録媒体を含む。かかる記録媒体は、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルメモリ、光ディスク、コンパクトディスク、およびDVD(Digital Versatile Disc)のうち一つ以上を含む。なお、処理部36は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)およびFPGA(Field Programmable Gate Array)などの集積回路を含んでいてもよい。 The memory 102 includes one or more of RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), and EEPROM (Registered Trademark) (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). include. The memory 102 also includes a recording medium in which a computer-readable program is recorded. Such recording media include one or more of nonvolatile or volatile semiconductor memories, magnetic disks, flexible memories, optical disks, compact disks, and DVDs (Digital Versatile Disks). The processing unit 36 may include integrated circuits such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit) and FPGA (Field Programmable Gate Array).

なお、運転管理システム30は、例えば、互いに異なる位置にある2以上の装置で構成されてもよい。例えば、運転管理システム30は、処理サーバと、データサーバとで構成されてもよい。 Note that the operation management system 30 may be composed of, for example, two or more devices located at different positions. For example, the operation management system 30 may be composed of a processing server and a data server.

以上のように、実施の形態1にかかる下水処理プラント1の運転管理システム30は、状態情報取得部44と、予測情報取得部43と、指標情報取得部45と、操作パターン選択部46とを備える。状態情報取得部44は、下水処理プラント1の状態を示す状態情報を取得する。予測情報取得部43は、流入渠11への汚水の予測流入量を示す予測情報を取得する。指標情報取得部45は、状態情報および予測情報に基づき、複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場合の下水処理プラント1の処理水の水質、流入渠11の水位、および下水処理プラント1の運転コストを示す情報を含む指標情報を取得する。操作パターン選択部46は、指標情報に基づいて、複数種類の操作パターンの中から操作パターンの候補である操作パターン候補を選択する。これにより、運転管理システム30は、汚水が流入する流入渠11を含む地下設備10を有する下水処理プラント1への汚水の予測流入量に応じて下水処理プラント1の運転管理を適切に行うことができる。 As described above, the operation management system 30 of the sewage treatment plant 1 according to the first embodiment includes the state information acquisition unit 44, the prediction information acquisition unit 43, the index information acquisition unit 45, and the operation pattern selection unit 46. Prepare. The state information acquisition unit 44 acquires state information indicating the state of the sewage treatment plant 1 . The prediction information acquisition unit 43 acquires prediction information indicating the predicted inflow amount of sewage into the inflow culvert 11 . Based on the state information and the prediction information, the index information acquisition unit 45 determines the water quality of the treated water of the sewage treatment plant 1, the water level of the inflow culvert 11, and the sewage treatment when the pump 15 is operated in each of a plurality of types of operation patterns. Index information including information indicating the operating cost of the plant 1 is acquired. The operation pattern selection unit 46 selects operation pattern candidates, which are operation pattern candidates, from a plurality of types of operation patterns based on the index information. As a result, the operation management system 30 can appropriately perform operation management of the sewage treatment plant 1 according to the predicted inflow amount of sewage into the sewage treatment plant 1 having the underground facility 10 including the inflow culvert 11 into which the sewage flows. can.

また、指標情報取得部45は、状態情報および予測情報に基づいて、複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場合の水質、水位、および運転コストをシミュレーションによって算出することによって、指標情報を取得する。これにより、運転管理システム30は、事前に多数の指標情報を生成することなく、指標情報を取得することができる。 In addition, based on the state information and the prediction information, the index information acquisition unit 45 calculates the water quality, the water level, and the operation cost when the water pump 15 is operated in each of the plurality of types of operation patterns by simulation, thereby obtaining the index Get information. As a result, the operation management system 30 can acquire index information without generating a large amount of index information in advance.

また、指標情報取得部45は、状態情報および予測情報に基づいて、複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場合の水質、水位、運転コスト、および水処理設備20における汚泥界面の位置を示す情報を含む情報を指標情報として取得する。これにより、運転管理システム30は、下水処理プラント1への汚水の予測流入量に応じて下水処理プラント1の運転管理をより適切に行うことができる。 In addition, based on the state information and the prediction information, the index information acquisition unit 45 determines the water quality, water level, operation cost, and sludge interface in the water treatment facility 20 when the water pump 15 is operated in each of a plurality of types of operation patterns. Information including information indicating a position is acquired as index information. Thereby, the operation management system 30 can perform operation management of the sewage treatment plant 1 more appropriately according to the predicted inflow amount of sewage into the sewage treatment plant 1 .

また、運転管理システム30は、揚水ポンプ15の操作履歴から複数種類の操作パターンを抽出する操作パターン抽出部40を備える。これにより、運転管理システム30は、下水処理プラント1に応じた適切な操作パターンを抽出することができる。 The operation management system 30 also includes an operation pattern extraction unit 40 that extracts a plurality of types of operation patterns from the operation history of the water pump 15 . Thereby, the operation management system 30 can extract an appropriate operation pattern according to the sewage treatment plant 1 .

また、操作パターン選択部46は、複数種類の操作パターンの中から操作パターン候補を時系列で組み合わせて選択する。これにより、運転管理システム30は、下水処理プラント1への汚水の予測流入量に応じて下水処理プラント1の運転管理をより適切に行うことができる。 Further, the operation pattern selection unit 46 selects operation pattern candidates by combining them in chronological order from among a plurality of types of operation patterns. Thereby, the operation management system 30 can perform operation management of the sewage treatment plant 1 more appropriately according to the predicted inflow amount of sewage into the sewage treatment plant 1 .

また、運転管理システム30は、操作パターン選択部46によって選択された操作パターン候補の情報を推奨操作パターンの情報として提示する操作パターン提示部47を備える。これにより、下水処理プラント1の運転員は、推奨操作パターンに従って、揚水ポンプ15を適切に操作することができる。 The operation management system 30 also includes an operation pattern presentation unit 47 that presents information on the operation pattern candidates selected by the operation pattern selection unit 46 as information on recommended operation patterns. Thereby, the operator of the sewage treatment plant 1 can appropriately operate the water pump 15 according to the recommended operation pattern.

また、操作パターン提示部47は、推奨操作パターンの情報に加え、流入渠11への汚水の予測流入量のパターンの情報および対象地域の予測降雨量パターンの情報のうちの少なくとも一方を提示する。これにより、下水処理プラント1の運転員は、予測流入量のパターンまたは予測降雨量パターンを見ながら、推奨操作パターンに従って、揚水ポンプ15を適切に操作することができ、状況に応じた操作パターンを把握することができる。 In addition to information on the recommended operation pattern, the operation pattern presentation unit 47 presents at least one of information on the pattern of predicted inflow of sewage into the inflow culvert 11 and information on the predicted rainfall pattern of the target area. As a result, the operator of the sewage treatment plant 1 can appropriately operate the pump 15 according to the recommended operation pattern while looking at the predicted inflow amount pattern or the predicted rainfall pattern, and can select the operation pattern according to the situation. can grasp.

また、操作パターン提示部47は、水位を優先する操作パターン、水質を優先する操作パターン、および運転コストを優先する操作パターンのうち少なくとも1つを操作パターン候補として選択する。これにより、運転管理システム30は、下水処理プラント1への汚水の予測流入量に応じて下水処理プラント1の運転管理をより適切に行うことができる。 Further, the operation pattern presentation unit 47 selects at least one of the operation pattern prioritizing the water level, the operation pattern prioritizing the water quality, and the operation pattern prioritizing the operating cost as an operation pattern candidate. Thereby, the operation management system 30 can perform operation management of the sewage treatment plant 1 more appropriately according to the predicted inflow amount of sewage into the sewage treatment plant 1 .

実施の形態2.
実施の形態2にかかる運転管理システムは、流入渠への流入量の遷移と下水処理プラントの状態との複数の組み合わせに対して複数種類の操作パターンの各々での各指標の予測遷移を予め準備する点で、実施の形態1にかかる運転管理システム30と異なる。以下においては、実施の形態1と同様の機能を有する構成要素については同一符号を付して説明を省略し、実施の形態1の運転管理システム30と異なる点を中心に説明する。
Embodiment 2.
The operation management system according to the second embodiment prepares in advance the predicted transition of each index for each of a plurality of types of operation patterns for a plurality of combinations of the transition of the inflow amount to the inflow culvert and the state of the sewage treatment plant. It differs from the operation management system 30 according to the first embodiment in that the In the following, constituent elements having functions similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted, and differences from the operation management system 30 of the first embodiment are mainly described.

図14は、実施の形態2にかかる下水処理プラントの構成の一例を示す図である。図14に示すように、実施の形態2にかかる下水処理プラント1Aは、運転管理システム30に代えて、運転管理システム30Aを備える点で、実施の形態1にかかる下水処理プラント1と異なる。 14 is a diagram illustrating an example of a configuration of a sewage treatment plant according to a second embodiment; FIG. As shown in FIG. 14, the sewage treatment plant 1A according to the second embodiment differs from the sewage treatment plant 1 according to the first embodiment in that an operation management system 30A is provided instead of the operation management system 30. FIG.

図15は、実施の形態2にかかる運転管理システムの構成の一例を示す図である。図15に示すように、実施の形態2にかかる運転管理システム30Aは、記憶部35および処理部36に代えて、記憶部35Aおよび処理部36Aを備える点で、実施の形態1にかかる運転管理システム30と異なる。 15 is a diagram illustrating an example of a configuration of an operation management system according to a second embodiment; FIG. As shown in FIG. 15, the operation management system 30A according to the second embodiment includes a storage unit 35A and a processing unit 36A instead of the storage unit 35 and the processing unit 36. Differs from system 30 .

記憶部35Aは、処理部36Aで生成された指標情報を記憶する点で、記憶部35と異なる。処理部36Aは、指標情報生成部49をさらに備える点、および指標情報取得部45に代えて指標情報取得部45Aを備える点で、処理部36と異なる。 The storage unit 35A differs from the storage unit 35 in that it stores index information generated by the processing unit 36A. The processing unit 36A differs from the processing unit 36 in that it further includes an index information generation unit 49 and in that it includes an index information acquisition unit 45A instead of the index information acquisition unit 45 .

指標情報生成部49は、下水処理プラント1Aの状態および流入渠11への汚水の流入量の遷移についての様々な局面を想定して指標の状態を予測するシミュレーションをオフラインで実施する。 The index information generation unit 49 performs off-line simulations for predicting the state of the index assuming various situations regarding the transition of the state of the sewage treatment plant 1A and the amount of inflow of sewage into the inflow culvert 11 .

具体的には、指標情報生成部49は、下水処理プラント1Aの想定状態と流入渠11への汚水の流入量の想定遷移との複数の異なる組み合わせを決定する。そして、指標情報生成部49は、複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場合の処理水質の予測遷移、流入渠水位の予測遷移、およびプラント消費電力量の予測遷移などをシミュレーションによって算出して組み合わせ毎の指標情報を生成する。 Specifically, the index information generator 49 determines a plurality of different combinations of the assumed state of the sewage treatment plant 1</b>A and the assumed transition of the inflow amount of sewage into the inflow culvert 11 . Then, the index information generation unit 49 simulates the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the inflow culvert water level, the predicted transition of the plant power consumption, etc. when the pump 15 is operated in each of the plurality of types of operation patterns. Calculate and generate index information for each combination.

指標情報生成部49は、生成した組み合わせ毎の指標情報を記憶部35Aに記憶させる。以下において、組み合わせ毎の指標情報を想定組み合わせ毎の指標情報と記載し、下水処理プラント1Aの想定状態の情報を想定状態情報と記載し、流入渠11への汚水の流入量の想定遷移の情報を想定予測情報と記載する場合がある。 The index information generation unit 49 stores the generated index information for each combination in the storage unit 35A. Hereinafter, the index information for each combination is described as index information for each assumed combination, the information on the assumed state of the sewage treatment plant 1A is described as assumed state information, and the information on the assumed transition of the inflow amount of sewage into the inflow culvert 11. may be described as assumed forecast information.

指標情報生成部49は、指標情報取得部45と同様に各種のシミュレータを有しており、各種のシミュレータを用いたシミュレーションによって、上述した組み合わせ毎の指標情報を生成する。例えば、下水処理プラント1Aの想定状態と、流入渠11への汚水の予測流入量の想定遷移および予測水質の遷移と、操作パターンによる揚水量の遷移とをASMシミュレータに入力することで、処理水の水質を操作パターン毎に予測する。 The index information generation unit 49 has various simulators like the index information acquisition unit 45, and generates index information for each of the above-described combinations through simulation using various simulators. For example, by inputting the assumed state of the sewage treatment plant 1A, the assumed transition of the predicted inflow amount of sewage into the inflow culvert 11, the predicted transition of the water quality, and the transition of the pumping amount due to the operation pattern into the ASM simulator, the treated water water quality for each operation pattern.

また、指標情報生成部49は、例えば、流入渠11への汚水の流入量の想定遷移と操作パターンによる揚水量の遷移とから流入渠水位の遷移を算出する演算式またはシミュレータを用いて、流入渠水位の遷移を操作パターン毎に予測することができる。 In addition, the index information generation unit 49, for example, uses an arithmetic expression or a simulator for calculating transitions in the water level of the inflow culvert from assumed transitions in the amount of inflow of sewage into the inflow culvert 11 and transitions in the amount of pumped water due to operation patterns. The transition of the culvert water level can be predicted for each operation pattern.

また、指標情報生成部49は、汚泥界面の位置の予測遷移を含む想定組み合わせ毎の指標情報を生成することができる。この場合、指標情報生成部49は、最終沈殿池26の汚泥界面の位置の変動を再現するシミュレータに下水処理プラント1Aの状態および操作パターンによる揚水量の遷移などをシミュレータに入力することで、最終沈殿池26の汚泥界面の位置の遷移を予測する。 In addition, the index information generation unit 49 can generate index information for each assumed combination including the predicted transition of the position of the sludge interface. In this case, the index information generation unit 49 inputs the state of the sewage treatment plant 1A and the transition of the pumping amount due to the operation pattern to the simulator that reproduces the positional fluctuation of the sludge interface of the final sedimentation tank 26, thereby obtaining the final The transition of the position of the sludge interface of the sedimentation tank 26 is predicted.

指標情報取得部45Aは、指標情報生成部49によって生成され記憶部35Aに記憶されている想定組み合わせ毎の指標情報のうち状態情報取得部44によって取得された状態情報および予測情報取得部43によって取得された予測情報に対応する指標情報を取得する。 The index information acquisition unit 45A acquires the state information acquired by the state information acquisition unit 44 and the prediction information acquisition unit 43 from among the index information for each assumed combination generated by the index information generation unit 49 and stored in the storage unit 35A. Acquire the index information corresponding to the received forecast information.

指標情報取得部45Aは、例えば、想定組み合わせ毎の想定状態情報および想定予測情報のうち、状態情報取得部44によって取得された状態情報および予測情報取得部43によって取得された予測情報に最も類似する想定状態情報および想定予測情報の想定組み合わせの指標情報を取得する。 The index information acquisition unit 45A, for example, among the assumed state information and assumed prediction information for each assumed combination, the state information acquired by the state information acquisition unit 44 and the prediction information acquired by the prediction information acquisition unit 43 are the most similar. Acquire index information for an assumed combination of assumed state information and assumed prediction information.

このように、実施の形態2にかかる運転管理システム30Aでは、想定組み合わせ毎の指標情報を予め用意することから、運転管理システム30Aの運転員に操作パターン候補を迅速に提示することができる。 As described above, in the operation management system 30A according to the second embodiment, since the index information for each assumed combination is prepared in advance, it is possible to quickly present operation pattern candidates to the operator of the operation management system 30A.

つづいて、フローチャートを用いて運転管理システム30Aの処理部36Aによる処理を説明する。図16は、実施の形態2にかかる運転管理システムの処理部による指標情報生成処理の一例を示すフローチャートである。 Next, processing by the processing unit 36A of the operation management system 30A will be described using a flowchart. 16 is a flowchart illustrating an example of index information generation processing by a processing unit of the operation management system according to the second embodiment; FIG.

図16に示すように、運転管理システム30Aの処理部36Aは、記憶部35Aから操作パターン情報を取得する(ステップS30)。そして、処理部36Aは、下水処理プラント1Aの想定状態と流入渠11への汚水の流入量の想定遷移との未選択の想定組み合わせを選択する(ステップS31)。 As shown in FIG. 16, the processing unit 36A of the operation management system 30A acquires operation pattern information from the storage unit 35A (step S30). Then, the processing unit 36A selects an unselected assumed combination of the assumed state of the sewage treatment plant 1A and the assumed transition of the inflow amount of sewage into the inflow culvert 11 (step S31).

次に、処理部36Aは、選択した想定組み合わせ毎の操作パターン毎の指標の予測遷移を算出する(ステップS32)。処理部36Aは、全ての想定組み合わせを選択したか否かを判定する(ステップS33)。 Next, the processing unit 36A calculates the predicted transition of the index for each operation pattern for each assumed combination selected (step S32). The processing unit 36A determines whether or not all assumed combinations have been selected (step S33).

処理部36Aは、全ての想定組み合わせを選択していないと判定した場合(ステップS33:No)、処理をステップS31へ移行する。処理部36Aは、全ての想定組み合わせを選択したと判定した場合(ステップS33:Yes)、想定組み合わせ毎の指標情報を記憶部35Aに記憶させて(ステップS34)、図16に示す処理を終了する。 When the processing unit 36A determines that all the assumed combinations have not been selected (step S33: No), the process proceeds to step S31. When determining that all assumed combinations have been selected (step S33: Yes), the processing unit 36A causes the storage unit 35A to store index information for each assumed combination (step S34), and ends the processing shown in FIG. .

図17は、実施の形態2にかかる運転管理システムの処理部による操作パターン提示処理の一例を示すフローチャートである。なお、図17に示すステップS40~S42,S45,S46の処理は、図12に示すステップS20~S22,S24,S25の処理と同じであるため、説明を省略する。 17 is a flowchart illustrating an example of operation pattern presentation processing by a processing unit of the operation management system according to the second embodiment; FIG. The processing of steps S40 to S42, S45 and S46 shown in FIG. 17 is the same as the processing of steps S20 to S22, S24 and S25 shown in FIG.

図17に示すように、処理部36Aは、記憶部35Aから想定組み合わせ毎の指標情報を取得する(ステップS43)。次に、処理部36Aは、想定組み合わせ毎の指標情報のうちステップS41で生成した予測情報とステップS42で取得した状態情報との組み合わせに対応する想定組み合わせの指標情報を取得する(ステップS44)。 As shown in FIG. 17, the processing unit 36A acquires index information for each assumed combination from the storage unit 35A (step S43). Next, the processing unit 36A acquires the index information of the assumed combination corresponding to the combination of the prediction information generated in step S41 and the state information acquired in step S42 among the index information for each assumed combination (step S44).

実施の形態2にかかる運転管理システム30Aの処理部36Aのハードウェア構成例は、図13に示す運転管理システム30の処理部36のハードウェア構成と同じである。プロセッサ101は、メモリ102に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、処理部36Aの機能を実行することができる。 A hardware configuration example of the processing unit 36A of the operation management system 30A according to the second embodiment is the same as the hardware configuration of the processing unit 36 of the operation management system 30 shown in FIG. The processor 101 can execute the functions of the processing unit 36A by reading out and executing programs stored in the memory 102 .

なお、処理部36,36Aは、記憶部35,35Aに記憶されている履歴情報から、下水処理プラント1,1Aの状態と汚水の流入量の遷移と操作パターンとの過去の組み合わせを抽出することができる。そして、処理部36,36Aは、抽出した操作パターンで揚水ポンプ15が操作された場合における処理水質の遷移、流入渠水位の遷移、汚泥界面の位置の遷移、および運転コストなどを抽出する。この場合、処理部36,36Aは、履歴情報に含まれない下水処理プラント1,1Aの状態と汚水の流入量の遷移と操作パターンとの組み合わせについては、シミュレーションで予測する。 Note that the processing units 36 and 36A extract past combinations of the state of the sewage treatment plant 1 and 1A, the transition of the inflow amount of sewage, and the operation pattern from the history information stored in the storage units 35 and 35A. can be done. Then, the processing units 36 and 36A extract transitions in treated water quality, transitions in the inflow culvert water level, transitions in the position of the sludge interface, operating costs, and the like when the pump 15 is operated according to the extracted operation pattern. In this case, the processing units 36 and 36A predict by simulation the combination of the state of the sewage treatment plant 1 and 1A, the transition of the sewage inflow amount, and the operation pattern that are not included in the history information.

さらに、処理部36,36Aは、履歴情報に基づいて抽出した処理水質の遷移、流入渠水位の遷移、汚泥界面の位置の遷移、および運転コストに対応する降雨量パターンを抽出することができる。処理部36,36Aは、図10において、予測降雨量パターンに代えて、降雨量パターンを推奨操作パターンともに表示部33に表示させることができる。 Furthermore, the processing units 36 and 36A can extract rainfall patterns corresponding to changes in treated water quality, changes in inflow culvert water level, changes in sludge interface position, and operating costs extracted based on history information. The processing units 36 and 36A can cause the display unit 33 to display the rainfall amount pattern together with the recommended operation pattern instead of the predicted rainfall amount pattern in FIG.

また、処理部36,36Aは、流入渠水位の予測遷移、処理水質の予測遷移、汚泥界面の位置の予測遷移、およびプラントの予測遷移を指標の予測遷移として用いたが、汚泥界面の位置の予測遷移を指標の予測遷移として用いなくてもよい。この場合、処理部36,36Aは、汚泥界面の位置を制約条件として用いる。 In addition, the processing units 36 and 36A used the predicted transition of the inflow culvert water level, the predicted transition of the treated water quality, the predicted transition of the position of the sludge interface, and the predicted transition of the plant as the predicted transition of the index, but the predicted transition of the position of the sludge interface The predicted transition may not be used as the predicted transition of the indicator. In this case, the processing units 36 and 36A use the position of the sludge interface as a constraint.

また、処理部36,36Aは、流入渠水位、処理水質、および汚泥界面の位置について、操作パターンを選択するために遷移を求めたが、遷移に代えて、平均値、ピーク値、ボトム値、または積算値などを、操作パターンを選択するための指標として用いることもできる。例えば、処理部36,36Aは、流入渠水位の予測ピーク値、処理水質の予測ピーク値、および汚泥界面の位置の予測ピーク値を含む情報を指標情報として用いることができる。また、処理部36,36Aは、流入渠水位、処理水質、汚泥界面、および運転コストの各々について、遷移、平均値、ボトム値、ピーク値、および積算値のいずれかを選択的に用いることもできる。 In addition, the processing units 36 and 36A obtain transitions for selecting the operation pattern for the inflow culvert water level, the treated water quality, and the position of the sludge interface. Alternatively, an integrated value or the like can be used as an index for selecting an operation pattern. For example, the processing units 36 and 36A can use information including the predicted peak value of the inflow culvert water level, the predicted peak value of the treated water quality, and the predicted peak value of the position of the sludge interface as the index information. In addition, the processing units 36 and 36A may selectively use any of the transition, average value, bottom value, peak value, and integrated value for each of the inflow culvert water level, treated water quality, sludge interface, and operating cost. can.

また、指標情報取得部45が指標情報を取得する際または指標情報生成部49が指標情報を生成する際に、汚水の予測流入量から汚水の水質が予測できるシミュレータを用いる場合、予測情報生成部42によって生成される予測情報には、汚水の予測水質の遷移は含まれなくてもよい。また、予測情報生成部42は、汚水の予測流入量の遷移に代えて、予測流入量のピーク値、平均値、または積算値を含む予測情報を生成することもできる。この場合、指標情報取得部45,45Aは、予測流入量のピーク値、平均値、または積算値と、下水処理プラント1,1Aの状態情報とに基づいて、操作パターン候補を選択する。 Further, when the indicator information acquisition unit 45 acquires the index information or the indicator information generation unit 49 generates the index information, when using a simulator capable of predicting the water quality of sewage from the estimated inflow amount of sewage, the prediction information generation unit The predictive information generated by 42 may not include expected wastewater quality transitions. The prediction information generation unit 42 can also generate prediction information including a peak value, an average value, or an integrated value of the predicted inflow amount instead of the transition of the predicted inflow amount of sewage. In this case, the index information acquisition units 45 and 45A select operation pattern candidates based on the peak value, average value, or integrated value of the predicted inflow amount and the state information of the sewage treatment plants 1 and 1A.

また、指標情報取得部45および指標情報生成部49は、運転コストとして、消費電力量に加えて、反応槽25に入らなかった汚水を一旦貯留し、その後、ポンプ井14に戻して、もう一度揚水ポンプ15で汲み上げる手間などで要したコストなどを指標情報に含めることもできる。 In addition to the power consumption, the index information acquisition unit 45 and the index information generation unit 49 temporarily store sewage that has not entered the reaction tank 25, and then return it to the pump well 14 to pump it up again as an operating cost. The index information can also include the cost required for pumping with the pump 15 .

また、操作パターン抽出部40は、記憶部35,35Aに記憶されている操作履歴情報および状態履歴情報に基づいて、複数種類の操作パターンを降雨量パターン毎に生成することもできる。この場合、指標情報取得部45,45Aは、予測降雨量パターンに対応する降雨量パターンを選択し、選択した降雨量パターンに応じた複数種類の操作パターンの指標情報に基づいて、操作パターン候補を選択することもできる。 The operation pattern extraction unit 40 can also generate a plurality of types of operation patterns for each rainfall amount pattern based on the operation history information and state history information stored in the storage units 35 and 35A. In this case, the index information acquiring units 45 and 45A select a rainfall pattern corresponding to the predicted rainfall pattern, and select operation pattern candidates based on the index information of a plurality of types of operation patterns corresponding to the selected rainfall pattern. You can also choose

以上のように、実施の形態2にかかる下水処理プラント1Aの運転管理システム30Aは、指標情報生成部49を備える。指標情報生成部49は、下水処理プラント1Aの状態と流入渠11への汚水の流入量との異なる想定組み合わせ毎に複数種類の操作パターンの各々で揚水ポンプ15を操作した場合の水質、水位、および運転コストをシミュレーションによって算出して想定組み合わせ毎の指標情報を生成する。指標情報取得部45Aは、指標情報生成部49によって生成された想定組み合わせ毎の指標情報のうち状態情報および予測情報に対応する情報を指標情報として取得する。これにより、運転管理システム30Aは、想定組み合わせ毎の指標情報を事前に生成することができ、操作パターン候補を迅速に選択することができる。 As described above, the operation management system 30A of the sewage treatment plant 1A according to the second embodiment includes the index information generating section 49. FIG. The index information generation unit 49 calculates the water quality, water level, and the operating cost is calculated by simulation to generate index information for each assumed combination. The index information acquisition unit 45A acquires, as index information, information corresponding to the state information and the prediction information among the index information for each assumed combination generated by the index information generation unit 49 . Thereby, the operation management system 30A can generate the index information for each assumed combination in advance, and can quickly select the operation pattern candidate.

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the above embodiments are only examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, without departing from the scope of the invention. It is also possible to omit or change part of the configuration.

1,1A 下水処理プラント、2 下水管、3 雨量計、4 幹線計測器、5 雨量観測システム、7 センサ群、10 地下設備、11 流入渠、12 流入ゲート、13 沈砂池、14 ポンプ井、15 揚水ポンプ、20 水処理設備、21 分配槽、22,22,22,22 処理設備、23 消毒設備、24 最初沈殿池、25 反応槽、26 最終沈殿池、27 ブロワ、28 返送ポンプ、30,30A 運転管理システム、31 第1通信部、32 第2通信部、33 表示部、34 操作部、35,35A 記憶部、36,36A 処理部、40 操作パターン抽出部、41 操作パターン情報生成部、42 予測情報生成部、43 予測情報取得部、44 状態情報取得部、45,45A 指標情報取得部、46 操作パターン選択部、47 操作パターン提示部、48 揚水ポンプ制御部、49 指標情報生成部、101 プロセッサ、102 メモリ、103 バス。 1, 1A sewage treatment plant, 2 sewage pipe, 3 rain gauge, 4 main line measuring instrument, 5 rainfall observation system, 7 sensor group, 10 underground facility, 11 inflow culvert, 12 inflow gate, 13 settling basin, 14 pump well, 15 Lifting pump, 20 water treatment equipment, 21 distribution tank, 22, 22 1 , 22 2 , 22 3 treatment equipment, 23 disinfection equipment, 24 primary sedimentation tank, 25 reaction tank, 26 final sedimentation tank, 27 blower, 28 return pump, 30, 30A operation management system, 31 first communication unit, 32 second communication unit, 33 display unit, 34 operation unit, 35, 35A storage unit, 36, 36A processing unit, 40 operation pattern extraction unit, 41 operation pattern information generation Unit 42 Prediction information generation unit 43 Prediction information acquisition unit 44 State information acquisition unit 45, 45A Index information acquisition unit 46 Operation pattern selection unit 47 Operation pattern presentation unit 48 Water pump control unit 49 Index information generation Section, 101 Processor, 102 Memory, 103 Bus.

Claims (8)

汚水が流入する流入渠を含む地下設備から揚水ポンプによって汲み上げられた前記汚水を水処理設備で処理する下水処理プラントの運転管理システムであって、
前記下水処理プラントの状態を示す状態情報を取得する状態情報取得部と、
前記流入渠への前記汚水の予測流入量を示す予測情報を取得する予測情報取得部と、
前記状態情報および前記予測情報に基づき、複数種類の操作パターンの各々で前記揚水ポンプを操作した場合の前記下水処理プラントの処理水の水質、前記流入渠の水位、および前記下水処理プラントの運転コストを示す情報を含む指標情報を取得する指標情報取得部と、
前記指標情報に基づいて、前記複数種類の操作パターンの中から操作パターンの候補である操作パターン候補を選択する操作パターン選択部と、を備える
ことを特徴とする下水処理プラントの運転管理システム。
An operation management system for a sewage treatment plant that treats sewage pumped up by a pump from an underground facility including an inflow culvert into which sewage flows, with a water treatment facility,
a state information acquisition unit that acquires state information indicating the state of the sewage treatment plant;
a prediction information acquisition unit that acquires prediction information indicating a predicted inflow amount of the sewage into the inflow culvert;
Based on the state information and the prediction information, the water quality of the treated water of the sewage treatment plant, the water level of the inflow culvert, and the operating cost of the sewage treatment plant when the pump is operated in each of a plurality of types of operation patterns. an index information acquisition unit that acquires index information including information indicating
an operation pattern selection unit that selects an operation pattern candidate, which is an operation pattern candidate, from among the plurality of types of operation patterns based on the index information.
前記指標情報取得部は、
前記状態情報および前記予測情報に基づいて、前記複数種類の操作パターンの各々で前記揚水ポンプを操作した場合の前記水質、前記水位、および前記運転コストをシミュレーションによって算出することによって、前記指標情報を取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の下水処理プラントの運転管理システム。
The index information acquisition unit
Based on the state information and the prediction information, the index information is calculated by simulating the water quality, the water level, and the operation cost when the water pump is operated in each of the plurality of types of operation patterns. The sewage treatment plant operation management system according to claim 1, characterized by:
前記下水処理プラントの状態と前記流入渠への前記汚水の流入量との異なる組み合わせ毎に前記複数種類の操作パターンの各々で前記揚水ポンプを操作した場合の前記水質、前記水位、および前記運転コストをシミュレーションによって算出して前記組み合わせ毎の指標情報を生成する指標情報生成部を備え、
前記指標情報取得部は、
前記指標情報生成部によって生成された前記組み合わせ毎の指標情報のうち前記状態情報および前記予測情報に対応する情報を前記指標情報として取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の下水処理プラントの運転管理システム。
The water quality, the water level, and the operating cost when the lift pump is operated in each of the plurality of types of operation patterns for each different combination of the state of the sewage treatment plant and the inflow amount of the sewage into the inflow culvert. is calculated by simulation to generate index information for each combination,
The index information acquisition unit
The sewage treatment plant according to claim 1, wherein information corresponding to the state information and the prediction information among the index information for each combination generated by the index information generation unit is acquired as the index information. Operation management system.
前記指標情報取得部は、
前記状態情報および前記予測情報に基づいて、前記複数種類の操作パターンの各々で前記揚水ポンプを操作した場合の前記水質、前記水位、前記運転コスト、および前記水処理設備における汚泥界面の位置を示す情報を含む情報を前記指標情報として取得する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の下水処理プラントの運転管理システム。
The index information acquisition unit
Based on the state information and the prediction information, indicating the water quality, the water level, the operating cost, and the position of the sludge interface in the water treatment facility when the water pump is operated in each of the plurality of types of operation patterns. The operation management system for a sewage treatment plant according to any one of claims 1 to 3, wherein information including information is acquired as the index information.
前記操作パターン選択部は、
前記水位、前記水質、および前記運転コストの各々に重み付けして得られる値の合算値に基づいて、前記操作パターン候補を選択する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の下水処理プラントの運転管理システム。
The operation pattern selection unit
5. The operation pattern candidate is selected based on a sum of values obtained by weighting each of the water level, the water quality, and the operating cost. sewage treatment plant operation management system.
前記操作パターン選択部は、
前記水位を優先する操作パターン、前記水質を優先する操作パターン、および前記運転コストを優先する操作パターンのうち少なくとも1つを前記操作パターン候補として選択する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の下水処理プラントの運転管理システム。
The operation pattern selection unit
At least one of the operation pattern prioritizing the water level, the operation pattern prioritizing the water quality, and the operation pattern prioritizing the operating cost is selected as the operation pattern candidate. or an operation management system for a sewage treatment plant according to claim 1.
汚水が流入する流入渠を含む地下設備から揚水ポンプによって汲み上げられた前記汚水を水処理設備で処理する下水処理プラントの状態を示す状態情報を取得する状態情報取得ステップと、
前記流入渠への前記汚水の予測流入量を示す予測情報を取得する予測情報取得ステップと、
前記状態情報および前記予測情報に基づき、複数種類の操作パターンの各々で前記揚水ポンプを操作した場合の前記下水処理プラントの処理水の水質、前記流入渠の水位、および前記下水処理プラントの運転コストを示す情報を含む指標情報を取得する指標情報取得ステップと、
前記指標情報に基づいて、前記複数種類の操作パターンから操作パターンの候補である操作パターン候補を選択する操作パターン選択ステップと、を含む
ことを特徴とする下水処理プラントの運転管理方法。
a state information acquisition step of acquiring state information indicating the state of a sewage treatment plant that treats the sewage pumped up by a pump from underground facilities including an inflow culvert into which the sewage flows;
a prediction information obtaining step of obtaining prediction information indicating a predicted inflow amount of the sewage into the inflow culvert;
Based on the state information and the prediction information, the water quality of the treated water of the sewage treatment plant, the water level of the inflow culvert, and the operating cost of the sewage treatment plant when the pump is operated in each of a plurality of types of operation patterns. an index information obtaining step of obtaining index information including information indicating
and an operation pattern selection step of selecting an operation pattern candidate, which is an operation pattern candidate, from the plurality of types of operation patterns based on the index information.
汚水が流入する流入渠を含む地下設備から揚水ポンプによって汲み上げられた前記汚水を水処理設備で処理する下水処理プラントの状態を示す状態情報を取得する状態情報取得ステップと、
前記流入渠への前記汚水の予測流入量を示す予測情報を取得する予測情報取得ステップと、
前記状態情報および前記予測情報に基づき、複数種類の操作パターンの各々で前記揚水ポンプを操作した場合の前記下水処理プラントの処理水の水質、前記流入渠の水位、および前記下水処理プラントの運転コストを示す情報を含む指標情報を取得する指標情報取得ステップと、
前記指標情報に基づいて、前記複数種類の操作パターンから操作パターンの候補である操作パターン候補を選択する操作パターン選択ステップと、をコンピュータに実行させる
ことを特徴とする下水処理プラントの運転管理プログラム。
a state information acquisition step of acquiring state information indicating the state of a sewage treatment plant that treats the sewage pumped up by a pump from underground facilities including an inflow culvert into which the sewage flows;
a prediction information obtaining step of obtaining prediction information indicating a predicted inflow amount of the sewage into the inflow culvert;
Based on the state information and the prediction information, the water quality of the treated water of the sewage treatment plant, the water level of the inflow culvert, and the operating cost of the sewage treatment plant when the pump is operated in each of a plurality of types of operation patterns. an index information obtaining step of obtaining index information including information indicating
and an operation pattern selection step of selecting an operation pattern candidate, which is an operation pattern candidate, from the plurality of types of operation patterns based on the index information.
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