JPH11272336A - ポンプ場の処理水監視制御システム - Google Patents

ポンプ場の処理水監視制御システム

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JPH11272336A
JPH11272336A JP7819498A JP7819498A JPH11272336A JP H11272336 A JPH11272336 A JP H11272336A JP 7819498 A JP7819498 A JP 7819498A JP 7819498 A JP7819498 A JP 7819498A JP H11272336 A JPH11272336 A JP H11272336A
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JP
Japan
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inflow
water
amount
sewage
pump
Prior art date
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Pending
Application number
JP7819498A
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English (en)
Inventor
Tadashi Mochizuki
正 望月
Hiroshi Tokuhisa
浩士 徳久
Ichiro Wada
一郎 和田
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 雨水と汚水が混入されて流入するポンプ場で
は雨水と汚水の流入量を区別した正確な算出及び予測値
が得られない。 【解決手段】 コンピュータ6は、一定の周期でプログ
ラマブルコントローラ5等を介してポンプ井1の水位や
ポンプ3の運用状態、ゲート2の開度等の情報を取り込
み、ポンプ場からの揚水量算出と、降雨期間中の流入量
算出と、この流入量と揚水量及び汚水流入量統計値から
雨水流入量を算出し、現在の流入量と一定時間後の予測
雨水流入量と汚水流入量及び揚水量から一定時間後の流
入水の増減量を予測し、この増減量から一定時間後の水
位を算出する。また、降雨期間外かつポンプの運用状態
に変化が無いときに、揚水量算出と、ポンプ井の変動容
積分算出と、揚水量と流入量及び汚水流入量統計値から
汚水流入量を算出し、この汚水流入量を統計値として記
録・更新する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、雨水と汚水が混入
されて流入するポンプ場の処理水監視制御システムに係
り、特に雨水流入量と汚水流入量を分離した監視制御に
関する。
【0002】
【従来の技術】ポンプ場は、河川等から取り込んだ流入
水から浮遊物や沈砂物を取り除いた処理を行い、ポンプ
により沈殿池やエアレーションタンク等に揚水する。エ
アレーションタンク等では活性汚泥処理や薬品注入等に
より浄化して河川に放流する。
【0003】ポンプ場の処理水監視制御システムは、流
入量やポンプ井水位を監視情報とし、ゲート開度制御や
ポンプ揚水量制御を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の監視制御システ
ムにおいて、ポンプ場の現時点の流入水量や水位等は計
測値として取得し、ポンプ等を運転台数や揚水量制御が
できるが、今後の流入水量や水位等は河川上流の降雨量
によって大きく変動する。このため、現在の流入量や最
近の降雨量変化等からオペレータの感と経験で以後の流
入量等を予測しているが、正確な予測ができず、ポンプ
のスケジュール運転ができないし、適正な揚水量やゲー
ト開度の自動制御等が難しくなっていた。
【0005】これに加えて、流入水に雨水の他に汚水が
混入されるポンプ場では、汚水量は次の処理工程になる
沈殿池等での処理に影響するため、流入水量からそれに
含まれる汚水量を把握して揚水量や流入水量等を制御す
る必要がある。
【0006】しかし、従来の処理水監視制御システム
は、雨水専用のポンプ場を対象とするものであるし、汚
水量の混入率は降雨量によって大きく変動するため、混
入汚水量を正確に把握することができず、オペレータの
感と経験により流入量に対する混入汚水量を推測してお
り、適正な水処理ができない場合やポンプの効率良い運
転ができない場合がある。
【0007】本発明の目的は、雨水に汚水が混入した流
入水から雨水量や汚水量を正確に算定及びこれらの一定
時間後の変化を正確に予測できる監視制御システムを提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、降雨期間中で
ないときは現在の雨水流入量が一定時間後も変化しない
としてその算定値又は予測値を使用し、降雨期間中はポ
ンプ場の揚水量と水位変化から流入量を求め、これに統
計値としての汚水流入量を使って現在の雨水流入量を求
め、この雨水流入量とその一定時間後の予測雨水流入量
及び汚水量統計値と揚水量から一定時間後の増減量や水
位、さらには雨水流入量を予測するようにし、また、汚
水流入量は、流入量が安定する降雨期間外で揚水量とポ
ンプ場の容積変動分と汚水流入量統計値から求めるよう
にしたもので、以下の構成を特徴とする。
【0009】(第1の発明)雨水と汚水が混入されて流
入するポンプ場の処理水監視制御システムにおいて、一
定の周期で、ポンプ場からの揚水量を算出し、降雨期間
中のときにポンプ井の水位変化から流入量を算出し、こ
の流入量と前記揚水量及び汚水流入量統計値から雨水流
入量を算出し、現在の流入量と一定時間後の予測雨水流
入量と汚水流入量及び揚水量から一定時間後の流入水の
増減量を予測し、この増減量を現在水位に加えて一定時
間後の水位を算出する手段を備えたことを特徴とする。
【0010】(第2の発明)雨水と汚水が混入されて流
入するポンプ場の処理水監視制御システムにおいて、一
定の周期で、降雨期間外かつポンプの運用状態に変化が
無いときに、ポンプ場からの揚水量を算出し、ポンプ井
の水位変動から変動容積分を算出し、前記揚水量と流入
量及び汚水流入量統計値から汚水流入量を算出し、この
汚水流入量を統計値として記録・更新する手段を備えた
ことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
監視制御システムの構成図である。ポンプ井1は、流入
水取り込み口のポンプ井や沈砂回収のポンプ井など複数
のポンプ井からなり、河川からの流入水をゲート2の高
さ調節で取り込み量を制御し、電動又はエンジン駆動の
ポンプ3により沈殿池4への揚水量を制御する。
【0012】これらゲート2及びポンプ3の制御は、プ
ログラマブルコントローラ5によって行う。この制御の
ため、コントローラ5は、ポンプ井1の現在水位やゲー
ト2の開度、ポンプ3の運転状況、さらには沈殿池4の
水位や降雨量等の計測情報を収集する。これら情報は直
接に又はLANで結合されるホストコンピュータ6から
収集し、また制御履歴情報等をコンピュータ6に伝送し
てその外部記憶装置(ハードディスクなど)7に保存す
る。
【0013】ここで、コンピュータ6は、各計測情報か
ら流入量や汚水量の統計と予測を行うソフトウェアを搭
載し、統計量を過去情報として保存及び予測に利用し、
予測値をポンプ3やゲート2の制御に利用可能にする。
【0014】図2は、降雨期間中の一定時間後の雨水流
入量予測とポンプ井の水位予測を行う処理手順を示す。
【0015】処理の起動周期時刻になったとき、まず、
現在のポンプ揚水量を算出する(S1)。この算出は、
ポンプ3の回転とポンプ井水位、ポンプ3の定格揚水能
力より求める。また、隣接するポンプが運転されている
場合はその影響で揚水能力が低下することから指定の係
数(例えば、0.95)を掛けて揚水量を求める。
【0016】次に、現在降雨期間中か否かを気象情報等
からチェックし(S2)、降雨期間中でないときは降雨
期間外に予測した雨水流入量を現在雨水量情報として保
存して処理を終える。
【0017】降雨期間中のとき、ポンプ井水位変化によ
る流入量算出を行う(S3)。この算出は、ポンプ井の
水位計測値は1分周期など周期的に取り込まれることか
ら、その水位変化分に水面の面積を乗算することで求め
られる。但し、ポンプ井が傾斜断面を持つ場合にはその
傾斜による水面面積の変化も含めた演算を行う。
【0018】次に、雨水流入量を算出する(S4)。こ
の算出は、処理S1で求めたポンプ3の揚水量に処理S
3で求めた流入量を加え、これから汚水流入量の統計値
を減算することで雨水のみの流入量を求める。汚水流入
量の統計値は、現在の季節や日時別に分析した値として
求められる。
【0019】この雨水流入量は、汚水流入量が統計値に
なるため、実績値との比較によりその正当性を評価でき
る。この比較で値が大きく異なる場合は、河川の流域デ
ータなどの雨水流入量予測データのチューニングに利用
できる。
【0020】次に、5分後など一定時間後の流入水の増
減量を予測する(S5)。この算出は、例えば、5分後
の予測には、以下の式から求めることができ、また増減
量の予測から5分後の雨水流入量を予測することができ
る。
【0021】
【数1】増減量=((現在流入量+5分後の予測雨水流
入量+5分後の汚水流入量統計値)/2)×5−現在揚
水量×5 次に、処理S5で求めた流入増減量よりポンプ井の水位
を予測する(S6)。この算出は、現在のポンプ井水位
に対して、処理S5で求めた増減量を加算することで求
めることができる。但し、ポンプ場の構造の違いによる
予測値への影響、例えば、水位により沈砂池に影響がで
る場合には関連ゲートの開閉状態を考慮して算出する。
また、ポンプ井の傾斜などによる水面の面積の違いによ
る水位変化分を考慮して算出する。
【0022】以上の処理により、雨水に汚水が混入した
ポンプ場においても、雨水と汚水を分離し、さらに流入
量の検証をしながら降雨による正確な雨水流入量を計測
及び一定時間後の雨水流入量予測とポンプ井水位予測が
できる。これに伴い、ポンプ3の運転を監視制御システ
ムが無人で行うのに、エンジンポンプなどを適切なタイ
ミングで起動し、運転待機状態時間を最小限にした効率
良い制御が可能となる。また、手動による運用時にも、
流入量や水位変化を事前に把握でき、従来のように、オ
ペレータの感と経験による運転に比べてより効率的な運
用ができる。
【0023】図3は、汚水流入量を算出する処理手順を
示す。処理の起動周期時刻になったとき、降雨期間外か
否かをチェックする(S11)。このチェックで降雨期
間中であるとき、雨水量が大きく変動するため汚水流入
量の算出をすることなく、ポンプ3の運用状態を前回の
起動時刻の運用状態から現在の状態に更新し、次回の起
動周期を待つ(S12)。
【0024】次回の起動周期で、処理S11のチェック
結果が降雨期間中でないとき、処理S12で更新した一
定時間(n分とする)前のポンプ運用状態に変化があっ
たか否かをチェックする(S13)。このチェックは、
現在降雨期間中でないときも、降雨が終わった直後から
実際の流入量が安定するまでは時間遅れがあることを考
慮し、ポンプ運用状態が安定していることを確認するた
めのn分間(地域によって異なる)になる。
【0025】n分前にポンプ運用状態に変化が無いこと
で、流入量が安定したことを確認した後、揚水量を算出
する(S14)。この算出は、図2の処理S1と同様の
演算で求める。
【0026】次に、ポンプ場の水位差によりn分間の容
積分を算出し、ポンプ場への流入量を算出する(S1
5)。すなわち、n分間の水位の変動によるポンプ場の
容積変動量が流入量になる。このときも、ポンプ場の形
状による傾斜等を考慮して容積変動分を求める。また、
水位変化が沈砂池等も影響する場合にはゲートの開度も
考慮した演算を行う。
【0027】次に、処理S14で求めた揚水量と、処理
S15で求めた流入量から汚水流入量を算出する(S1
6)。この算出は、次式で求める。
【0028】
【数2】汚水流入量=k(揚水量(m3/min)+容
積変動分(m3)/n(分)) ここで、kは過去の月日、時間帯による流入量に対する
汚水流入量統計値から求めた比率であり、例えば過去3
年間の月(12ケ月)、曜日(7日)、時間帯(1〜1
0分間)別の統計値のうち、同じ時期でしかも降雨期間
外のものの平均値を用いる。また、処理S13のチェッ
クにより、ポンプの運転状態に変化がない期間も算出条
件に入れる。
【0029】図4は、あるポンプ場における過去3年間
の汚水流入量の統計値のパターンを月日と時間及び曜日
別に示す。
【0030】処理S16で求めた汚水量を現在の月日、
時間帯の統計値とし(S17)、データ記録を行う(S
18)。
【0031】以上の処理により、雨水に汚水が混入した
ポンプ場においても、月日、曜日及び時間帯別の汚水流
入量を求めることができ、ポンプ運転の効率的な運用が
可能となる。また、降雨期間を除き流入量が安定した時
間帯に月日、曜日、分単位の統計処理を行うことがで
き、精度の良い統計値を記録・更新・保存できる。
【0032】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、降雨期
間中でないときは現在の雨水流入量が一定時間後も変化
しないとしてその算定値又は予測値を使用し、降雨期間
中はポンプ場の揚水量と水位変化から流入量を求め、こ
れに統計値としての汚水流入量を使って現在の雨水流入
量を求め、この雨水流入量とその一定時間後の予測雨水
流入量及び汚水量統計値と揚水量から一定時間後の増減
量や水位、さらには雨水流入量を予測するようにしたた
め、雨水に汚水が混入したポンプ場においても、雨水と
汚水を分離し、さらに流入量の検証をしながら降雨によ
る正確な雨水流入量を計測及び一定時間後の雨水流入量
予測とポンプ井水位予測ができる。
【0033】また、本発明によれば、汚水流入量は流入
量が安定する降雨期間外で揚水量とポンプ場の容積変動
分と汚水流入量統計値から求めるようにしたため、月
日、曜日及び時間帯別の汚水流入量を求めることがで
き、ポンプ運転の効率的な運用が可能となるし、雨水流
入量の算出や予測のための汚水流入量統計値を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すシステム構成図。
【図2】実施形態の処理手順(その1)。
【図3】実施形態の処理手順(その2)。
【図4】汚水流入量パターン例。
【符号の説明】
1…ポンプ井 2…ゲート 3…ポンプ 4…沈砂池 5…プログラマブルコントローラ 6…コンピュータ 7…外部記憶装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 雨水と汚水が混入されて流入するポンプ
    場の処理水監視制御システムにおいて、 一定の周期で、ポンプ場からの揚水量を算出し、降雨期
    間中のときにポンプ井の水位変化から流入量を算出し、
    この流入量と前記揚水量及び汚水流入量統計値から雨水
    流入量を算出し、現在の流入量と一定時間後の予測雨水
    流入量と汚水流入量及び揚水量から一定時間後の流入水
    の増減量を予測し、この増減量を現在水位に加えて一定
    時間後の水位を算出する手段を備えたことを特徴とする
    ポンプ場の処理水監視制御システム。
  2. 【請求項2】 雨水と汚水が混入されて流入するポンプ
    場の処理水監視制御システムにおいて、 一定の周期で、降雨期間外かつポンプの運用状態に変化
    が無いときに、ポンプ場からの揚水量を算出し、ポンプ
    井の水位変動から変動容積分を算出し、前記揚水量と流
    入量及び汚水流入量統計値から汚水流入量を算出し、こ
    の汚水流入量を統計値として記録・更新する手段を備え
    たことを特徴とするポンプ場の処理水監視制御システ
    ム。
JP7819498A 1998-03-26 1998-03-26 ポンプ場の処理水監視制御システム Pending JPH11272336A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005003471A1 (ja) 2003-07-04 2005-01-13 Yamatake Corporation 不明水発生分布推定装置、方法、および記録媒体
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