JPH105739A - Sewer treatment simulation system - Google Patents
Sewer treatment simulation systemInfo
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- JPH105739A JPH105739A JP16036096A JP16036096A JPH105739A JP H105739 A JPH105739 A JP H105739A JP 16036096 A JP16036096 A JP 16036096A JP 16036096 A JP16036096 A JP 16036096A JP H105739 A JPH105739 A JP H105739A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータを用
いた下水処理シミュレーションシステムに係り、特にエ
アレーションタンク内の水温設定方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sewage treatment simulation system using a computer, and more particularly to a method for setting a water temperature in an aeration tank.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種のシミュレーションシステムで
は、処理水の水量や水質などの流入条件や下水処理薬の
投入条件などを予め設定し、各種の条件に対するシステ
ムのシミュレーション運転によりどのような水質の処理
水が得られるかなどの学習・訓練を可能にする。2. Description of the Related Art In a simulation system of this kind, inflow conditions such as the amount and quality of treated water and input conditions of a sewage treatment agent are set in advance, and what kind of water quality is treated by simulating the system under various conditions. Enables learning and training on how to obtain water.
【０００３】下水処理のエアレーションタンクでは、図
１０に５槽分割の例で示すように、送風機１から散気装
置２を通してタンク３内の各槽処理水に空気を送り込
み、酸素の存在のもとで微生物の酸化作用を利用して汚
水を処理する。タンク３には最終沈殿地からの活性汚泥
が循環される。[0003] In the aeration tank for sewage treatment, as shown in an example of division into five tanks in Fig. 10, air is sent from a blower 1 to each tank treatment water in a tank 3 through an air diffuser 2, and the presence of oxygen is introduced. Treats wastewater using the oxidizing action of microorganisms. Activated sludge from the final settling ground is circulated in the tank 3.
【０００４】下水処理において、動力学モデルに基づき
コンピュータを用いて水質のシミュレーションを行うこ
とは、最適な反応槽の設計や、効率的でしかも安定した
処理を行うための運転方法を検討する上で非常に重要で
ある。[0004] In sewage treatment, simulation of water quality using a computer based on a kinetic model is necessary for studying an optimal reaction tank design and an operation method for performing efficient and stable treatment. Very important.
【０００５】下水処理プラントの運転管理においては、
反応槽内の水温、溶存酸素〈以下Ｄ０と呼ぶ）、ｐＨ、
汚泥濃度（以下ＭＬＳＳと呼ぶ）等を正確に管理するこ
とが重要である。中でも、水温は低下しすぎると下水中
の有機物を分解する微生物の活性が低下し処理水質に大
きく影響を与えるため、水温の変動に伴い最適な運転を
行うことは重要であり、また水質シミュレーションを行
う上でも計算結果に大きな影響を与えるので、最適な水
温データを用いて計算を行うことが必要である。In operation management of a sewage treatment plant,
Water temperature, dissolved oxygen (hereinafter referred to as D0), pH,
It is important to control sludge concentration (hereinafter referred to as MLSS) accurately. Above all, if the water temperature is too low, the activity of microorganisms that decompose organic matter in the sewage will decrease, which will greatly affect the quality of the treated water. It is necessary to perform the calculation using the optimal water temperature data, since it has a great effect on the calculation result in performing the calculation.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】水質シミュレーション
を行う場合の水温データの扱い方としては、年間の水温
変化の様子は大きく変わらないと仮定して前年までの同
時期のデータを参考にして数年間の平均水温を用いた
り、前年同時期のデータをそのまま用いて計算を行う方
法が考えられる。[Problems to be Solved by the Invention] When performing water quality simulation, water temperature data is handled for several years by referring to the data of the same period up to the previous year assuming that the state of annual water temperature change does not change much. It is conceivable to perform the calculation using the average water temperature of the above or using the data of the same period of the previous year as it is.
【０００７】多くの処理場では水温はＤ０、ｐＨやＭＬ
ＳＳといった他の項目と同じように測定され、報告書
（紙）、またはフロッピーディスク（以下ＦＤと呼ぶ）
等の記憶メディアに記録される。In many treatment plants, the water temperature is D0, pH or ML.
Measured in the same way as other items such as SS, report (paper), or floppy disk (hereinafter referred to as FD)
And the like.
【０００８】シミュレーシヨンを行う場合にはこれらの
水温を一つ一つシミュレーションシステムに入力したり
（例えば９０日間のシミュレーションを行う場合、水温
は日平均値を用いるとして９０個のデータが必要）、Ｆ
Ｄ等に記録されているデータをシミュレーションシステ
ムに入力できる形に変更する必要がある。When performing a simulation, these water temperatures are input one by one to a simulation system (for example, when performing a simulation for 90 days, 90 data are required assuming that the water temperature uses a daily average value), F
It is necessary to change the data recorded in D or the like so that the data can be input to the simulation system.
【０００９】シミュレーションの精度を上げるためには
このようにして実データかこれに近い値を入力する必要
があるが、水温の設定をもっと簡単に行いたいといった
場合、これらの作業は繁雑かつ面倒なものとなる。In order to improve the accuracy of the simulation, it is necessary to input the actual data or a value close to the actual data in this way. However, when it is desired to set the water temperature more easily, these operations are complicated and troublesome. It will be.
【００１０】本発明の目的は、高い精度で実データに合
わせた水温のデータ設定を簡単にするシミュレーション
システムを提供することにある。An object of the present invention is to provide a simulation system which simplifies setting of water temperature data in accordance with actual data with high accuracy.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、年間の水温変
化を高次式又は三角関数で対応づけることにより、高次
式又は三角関数のパラメータを設定するのみで実データ
に合致した水温設定を自動的に得るものであり、エアレ
ーションタンクの水温を設定してエアレーションタンク
運転のシミュレーションを行うシステムにおいて、前記
水温は、各期間による水温変化を特定するためのパラメ
ータを画面上で設定し、このパラメータを使った高次式
又は三角関数に従って年間の水温計算を各期間別に行
い、この計算結果を記憶及びグラフ表示する手段を備え
たことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a water temperature setting that matches actual data only by setting parameters of a higher-order equation or trigonometric function by associating annual water temperature changes with a higher-order equation or trigonometric function. In a system that sets the water temperature of the aeration tank and simulates the operation of the aeration tank, the water temperature is set on a screen to specify a parameter for specifying a change in the water temperature in each period. The present invention is characterized in that there is provided a means for performing an annual water temperature calculation for each period in accordance with a high-order equation or a trigonometric function using parameters, storing the calculation result, and displaying the graph.
【００１２】また、前記グラフ表示の画面に対してポイ
ンティング・デバイスで指定する位置の計算結果を新た
な指定位置の値に演算で変更及びグラフ表示を変更する
変更手段を備えたことを特徴とする。[0012] Further, there is provided a changing means for changing a calculation result of a position designated by a pointing device with respect to the screen of the graph display to a new designated position value and changing the graph display. .
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
コンピュータによる水温設定手順を示すフローであり、
図２が実際の設定画面である。FIG. 1 is a flow chart showing a water temperature setting procedure by a computer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an actual setting screen.
【００１４】本実施形態は、下水処理シミュレーション
システムにおける水温の設定方法について、従来の個々
のデータを入力する方法よりも非常に簡単に設定できる
手順になる。In the present embodiment, the procedure for setting the water temperature in the sewage treatment simulation system is much simpler than the conventional method of inputting individual data.
【００１５】図１において、設定手順は、まず、期間に
応じた水温変化を特定するための、いくつかのパラメー
タを入力し（Ｓ１）、それらのパラメータを用いて水温
計算の開始を指示するボタンを押すと（Ｓ２）、水温計
算を実行し（Ｓ３）、コンピュータのメモリ、またはＦ
Ｄ等の外部記憶メディアに記憶する（Ｓ４）。また、計
算結果をグラフ表示する（Ｓ５）。In FIG. 1, the setting procedure is as follows. First, several parameters for specifying a change in water temperature according to a period are input (S1), and a button for instructing the start of water temperature calculation using these parameters is set. Is pressed (S2), the water temperature calculation is executed (S3), and the computer memory or F
D and the like are stored in an external storage medium (S4). Further, the calculation result is displayed as a graph (S5).
【００１６】次に、設定されるパラメータを使って処理
Ｓ３における実際の計算方式について説明する。Next, an actual calculation method in the process S3 will be described using the set parameters.
【００１７】（１）高次式を用いた計算方式。(1) A calculation method using a higher-order expression.
【００１８】高次式を用いた水温設定は、次の（１）式
に基づいて行う。The water temperature setting using the higher order equation is performed based on the following equation (1).
【００１９】 ｙ＝ａn・Ｘn＋ａn-1・Ｘn-1＋・・・＋ａ0 …（１） （１）式において、ｙを水温とすると、ｎ次式を用いて
水温を設定するためにはａ0〜ａnの（ｎ＋１）個のパラ
メータを設定する必要がある。Y = a n × X n + a n−1 × X n−1 +... + A 0 (1) In equation (1), if y is the water temperature, the water temperature is set using the n-th order equation. to it is necessary to set the (n + 1) number of parameters of a 0 ~a n.
【００２０】従って、ｎが大きくなりすぎると計算の精
度が上がる反面、入力するパラメータ数が多くなりすぎ
て簡単に水温が設定できなくなる。Therefore, when n is too large, the accuracy of calculation is increased, but the number of parameters to be inputted is too large to easily set the water temperature.
【００２１】逆に、ｎが１といったように小さくなりす
ぎると、（１）式はｙ＝ａ1ｘ＋ａ0と直線的になり、ご
く短期間において（例えば１ケ月）は実際の水温変化も
直線的になるのでそれほど大きくずれることはない。Conversely, if n becomes too small, such as 1, the equation (1) becomes linear as y = a 1 x + a 0 , and in a very short period (for example, one month), the actual water temperature change also becomes linear. It does not shift so much.
【００２２】しかし、シミュレーション期間が長くなっ
たり年間最低水温や最高水温となる時期をまたいで変動
の大きい時期のシミュレーションを行う場合は、実際の
水温変動とのずれが大きくなり過ぎて計算の精度が悪く
なる。However, when the simulation is performed during a period in which the simulation period is long or when the fluctuation is large over the period when the water temperature is the lowest or highest in the year, the deviation from the actual water temperature fluctuation becomes too large, and the accuracy of calculation becomes too large. Deteriorate.
【００２３】これらのことを考慮し、本実施形態では、
ｎ＝２、３または４として水温計算を行う。Considering these facts, in the present embodiment,
The water temperature is calculated with n = 2, 3, or 4.
【００２４】図３の（ａ）〜（ｃ）は、ｎ＝２、３、４
とし、各部の下に示す計算式に従った１年間の水温の計
算結果と実際のデータ（ａ，ｂ，ｃ共に同じ）を比較し
たものであり、実データとの相関係数ｒが０.９５〜０.
９６となり、高い水温設定精度を得ることができる。FIGS. 3A to 3C show n = 2, 3, 4
This is a comparison of the one-year water temperature calculation results according to the calculation formulas shown below each part with actual data (same for all of a, b, and c). 95-0.
96, and high water temperature setting accuracy can be obtained.
【００２５】図４は、ｎ＝４の時の実際の設定画面を示
し、各係数ａ0〜ａ4までの設定で図３に示す計算式に従
って年間の水温計算し、その結果をグラフ表示で得る。FIG. 4 shows an actual setting screen when n = 4. The annual water temperature is calculated in accordance with the calculation formula shown in FIG. 3 by setting the respective coefficients a 0 to a 4 , and the result is displayed in a graph. obtain.
【００２６】（２）三角関数を用いた計算方式。(2) A calculation method using a trigonometric function.
【００２７】水温変化の周期は通常１年である。従って
水温の変動は周期が１年（＝３６５日）である。ここで
は、水温の変動と同じく周期関数である三角関数を用い
て計算する方法について示す。The cycle of the water temperature change is usually one year. Therefore, the fluctuation of the water temperature has a cycle of one year (= 365 days). Here, a calculation method using a trigonometric function that is a periodic function similarly to the fluctuation of the water temperature will be described.
【００２８】ｆ（ｔ）を周期Ｔ（ｓｅｃ）の周期関数と
するとｆ（ｔ）は、次の（２）又は（３）式のように表
される。Assuming that f (t) is a periodic function of a period T (sec), f (t) is expressed by the following equation (2) or (3).
【００２９】[0029]
【数１】 (Equation 1)
【００３０】上記の（２）、（３）式は、フーリエ級数
と呼ばれ、（３）式は（φn＝φn＋π／２）とすること
で得られ、これはｆ（ｔ）が三角関数の合成で表される
ことを示している。The above equations (2) and (3) are called Fourier series, and equation (3) is obtained by setting (φ n = φ n + π / 2). It is shown that it is represented by the composition of trigonometric functions.
【００３１】実際に水温設定にフーリエ級数を用いて計
算する場合は、前記のように入力するパラメータが多く
なりすぎると設定が難しくなるため、ｎをある程度限定
する必要がある。ｎ＝１とした場合、（３）式は次の
（４）式のようになる。In the case of actually calculating using the Fourier series for setting the water temperature, it is difficult to set if the number of input parameters is too large as described above. Therefore, it is necessary to limit n to some extent. When n = 1, the equation (3) becomes the following equation (4).
【００３２】 ｆ（ｔ）＝ａ0＋Ａ1ｃｏｓ（２πｔ／Ｔ＋φ1） …（４） この（４）式において、ｆ（ｔ）→水温、ｔ→（計算開
始目からの経過日数）として、ｎ＝１のときの計算結果
を図５に示す。図５の下に計算に用いた式と実データと
の相関係数Ｒを示す。計算に用いるパラメータは、年間
最高水温、年間最低水温、計算開始日から最高水温にな
る日までの日数、の３つを用いて、以下の（５）〜
（７）式より求めた。F (t) = a 0 + A 1 cos (2πt / T + φ 1 ) (4) In this equation (4), f (t) → water temperature, t → (days elapsed from the start of calculation) FIG. 5 shows the calculation results when n = 1. The correlation coefficient R between the equation used for the calculation and the actual data is shown below FIG. The parameters used in the calculation are the following (5) to (3) using three of the annual maximum water temperature, the annual minimum water temperature, and the number of days from the calculation start date to the day when the maximum water temperature is reached.
It was determined from equation (7).
【００３３】 ａ0＝｛（年間最高水温）＋（年間最低水温）｝／２ …（５） φ1＝２π・（計算開始日から最高水温になる日までの日数）／Ｔ …（６） Ａ1＝｛（年間最高水温）一（年間最低水温）｝／２ …（７） この場合、入力する３つのパラメータは実データである
ので、入力するパラメータは日報等の記録からすぐに決
定できる。よって、この手法を用いれば実際に近いデー
タが計算できることが分かる。図６にｎ＝１の場合の実
際の設定画面を示す。A 0 = {(annual maximum water temperature) + (annual minimum water temperature)} / 2 (5) φ 1 = 2π · (days from calculation start date to maximum water temperature) / T (6) A 1 = {(annual maximum water temperature) -1 (annual minimum water temperature)} / 2 (7) In this case, since the three parameters to be input are actual data, the parameters to be input can be immediately determined from records such as a daily report. . Therefore, it can be seen that data close to actuality can be calculated by using this method. FIG. 6 shows an actual setting screen when n = 1.
【００３４】（３）計算後、グラフ上でマウス等のポイ
ンティング・デバイスを用いて設定を変更する方式。(3) A method of changing settings using a pointing device such as a mouse on a graph after calculation.
【００３５】前記（１）又は（２）による方式で水温設
定した場合、長期間で見ると冬季に水温が低くなる様子
や夏季に高くなり最高気温を記録する様子がよく表現で
きるが、急激な変化（例えば大雨による急激な水温の低
下）等はうまく表せない。よってある部分だけを数値的
ではなくビジュアル的に変更できるようにする。When the water temperature is set by the above method (1) or (2), it is possible to well express that the water temperature is low in winter or high in summer and the maximum temperature is recorded when viewed over a long period of time. Changes (for example, a sudden drop in water temperature due to heavy rain) cannot be well represented. Therefore, only certain parts can be changed visually, not numerically.
【００３６】図７に実際の設定変更画面を、図８，９に
そのフローを示す。図８は、図１に変更処理（Ｓ６）を
追加したものであり、この変更処理（Ｓ６）の詳細を図
９に示す。FIG. 7 shows an actual setting change screen, and FIGS. FIG. 8 is obtained by adding a change process (S6) to FIG. 1. Details of the change process (S6) are shown in FIG.
【００３７】図８及び図９において、パラメータを入力
して計算が終了しグラフに計算結果が図７のように表示
された後（Ｓ１〜Ｓ５）、図７の画面上で設定を変更し
たい部分でマウス等のポインティング・デバイス（以下
マウスと呼ぶ）を押されたとき（Ｓ６1）、その絶対座
標（Ａとする）を取得する（Ｓ６2）。In FIGS. 8 and 9, after the parameters are input and the calculation is completed and the calculation results are displayed on the graph as shown in FIG. 7 (S1 to S5), the part where the setting is desired to be changed on the screen of FIG. in when pressed with a pointing device such as a mouse (hereinafter referred to as a mouse) (S6 1), and obtains the absolute coordinates (and a) (S6 2).
【００３８】そして、絶対座標Ａのｘ座標から、いつの
データか（何日目のデータか）を計算する（Ｓ６3）。
図７の例では、（３４０−１００）／（８３０−１０
０）・３６５＝１２０日目となる。[0038] Then, from the x-coordinate of the absolute coordinates A, to calculate what time of the data (how many days of data) (S6 3).
In the example of FIG. 7, (340-100) / (830-10)
0) .365 = 120th day.
【００３９】次に、マウス・ボタンを押したままでグラ
フの縦軸を見ながら変更したい値の位置までマウスを動
かし、そこでボタンを離したときの絶対座標（Ｂとす
る）を取得する（Ｓ６4）。Next, move the mouse to a position of the value to be changed while viewing the vertical axis of the graph while holding down the mouse button, where it acquires the absolute coordinates (the B) when the button is released (S6 4 ).
【００４０】そして、絶対座標ＡとＢとのグラフ上にお
ける相対座標を計算する（Ｓ６5）。図７の例では、
（１５０−１３０）／（１５０−５０）・５０＝１０℃
が得られる。最後に変更された部分のグラフを書き直す
（Ｓ６6）。[0040] Then, to calculate the relative coordinates on the graph of the absolute coordinates A and B (S6 5). In the example of FIG.
(150-130) / (150-50) · 50 = 10 ° C
Is obtained. Finally rewrite the graph of the modified portion (S6 6).
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、年間の
水温変化を高次式又は三角関数で対応づけることによ
り、高次式又は三角関数のパラメータを設定するのみで
実データに合致した水温設定を自動的に得るようにした
ため、従来の実データからの入力設定に比べてパラメー
タの設定のみで簡単に設定できる効果がある。As described above, according to the present invention, by associating the annual water temperature change with a higher-order equation or a trigonometric function, it is possible to match the actual data only by setting the parameters of the higher-order equation or the trigonometric function. Since the water temperature setting is automatically obtained, there is an effect that it can be easily set only by setting parameters compared to the conventional input setting from actual data.
【００４２】また、水温の設定データの変更には、グラ
フ表示画面に対してポインティング・デバイスで指定す
ることで済み、設定変更も簡単になる。Further, the setting data of the water temperature can be changed by specifying the data on the graph display screen with a pointing device, and the setting can be easily changed.
【図１】本発明の実施形態を示す水温設定フロー。FIG. 1 is a water temperature setting flow showing an embodiment of the present invention.
【図２】実施形態における水温設定画面例。FIG. 2 is an example of a water temperature setting screen in the embodiment.
【図３】実施形態における高次式を用いた計算結果と実
データ。FIG. 3 shows a calculation result using a higher-order expression and actual data in the embodiment.
【図４】実施形態における高次式を用いた設定画面例。FIG. 4 is an example of a setting screen using higher-order expressions in the embodiment.
【図５】実施形態における三角関数を用いた計算結果と
実データ。FIG. 5 shows a calculation result using trigonometric functions and actual data in the embodiment.
【図６】実施形態における三角関数を用いた設定画面
例。FIG. 6 is an example of a setting screen using a trigonometric function in the embodiment.
【図７】実施形態における計算結果を設定変更する画面
例。FIG. 7 is an exemplary screen for changing the setting of a calculation result in the embodiment.
【図８】他の実施形態を示す水温設定フロー。FIG. 8 is a water temperature setting flow showing another embodiment.
【図９】他の実施形態におけるマウスによる水温データ
変更フロー。FIG. 9 is a flowchart of water temperature data change by a mouse in another embodiment.
【図１０】エアレーションタンクの構成例。FIG. 10 is a configuration example of an aeration tank.
１…送風機 ２…散気装置 ３…エアレーションタンク 1. Blower 2. Air diffuser 3. Aeration tank
Claims (2)
エアレーションタンク運転のシミュレーションを行うシ
ステムにおいて、 前記水温は、各期間による水温変化を特定するためのパ
ラメータを画面上で設定し、このパラメータを使った高
次式又は三角関数に従って年間の水温計算を各期間別に
行い、この計算結果を記憶及びグラフ表示する手段を備
えたことを特徴とする下水処理シミュレーションシステ
ム。1. A system for simulating an aeration tank operation by setting a water temperature of an aeration tank, wherein the water temperature is set on a screen to specify a parameter for specifying a change in the water temperature in each period, and the parameter is used. A sewage treatment simulation system comprising means for performing annual water temperature calculation for each period according to a higher-order equation or trigonometric function, and storing and displaying the calculation result in a graph.
ィング・デバイスで指定する位置の計算結果を新たな指
定位置の値に演算で変更及びグラフ表示を変更する変更
手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の下水処
理シミュレーションシステム。2. A method according to claim 1, further comprising changing means for changing a calculation result of a position designated by a pointing device on the screen of the graph display to a new designated position value and changing the graph display. The sewage treatment simulation system according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16036096A JPH105739A (en) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | Sewer treatment simulation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16036096A JPH105739A (en) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | Sewer treatment simulation system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH105739A true JPH105739A (en) | 1998-01-13 |
Family
ID=15713299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16036096A Pending JPH105739A (en) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | Sewer treatment simulation system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH105739A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001198590A (en) * | 2000-01-17 | 2001-07-24 | Hitachi Ltd | Simulation method and device of activated-sludge water treating device |
-
1996
- 1996-06-21 JP JP16036096A patent/JPH105739A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001198590A (en) * | 2000-01-17 | 2001-07-24 | Hitachi Ltd | Simulation method and device of activated-sludge water treating device |
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