JPS61111193A - 曝気槽の溶存酸素濃度制御方法 - Google Patents
曝気槽の溶存酸素濃度制御方法Info
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- JPS61111193A JPS61111193A JP59232449A JP23244984A JPS61111193A JP S61111193 A JPS61111193 A JP S61111193A JP 59232449 A JP59232449 A JP 59232449A JP 23244984 A JP23244984 A JP 23244984A JP S61111193 A JPS61111193 A JP S61111193A
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- dissolved oxygen
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- aeration tank
- oxygen concentration
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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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は活性汚泥を用いた汚水処理プロセスにおける曝
気槽内の溶存酸素湿度を電子計算機を用いて目標値に制
御する曝気槽の溶存酸素濃度制御方法に関するものであ
る。
気槽内の溶存酸素湿度を電子計算機を用いて目標値に制
御する曝気槽の溶存酸素濃度制御方法に関するものであ
る。
［発明の技術的背景とその問題点コ
活性汚泥処理プロセスでは、沈殿などの処理プロセスを
経て曝気槽内に流入した汚濁水中の汚濁物は曝気槽内で
好気性微生物を含む活性汚泥によって分解され、沈殿し
ゃすいフロックを形成する。
経て曝気槽内に流入した汚濁水中の汚濁物は曝気槽内で
好気性微生物を含む活性汚泥によって分解され、沈殿し
ゃすいフロックを形成する。
曝気槽内のプロセスを経た汚濁水はさらに沈殿プロセス
に入り、沈殿物の一部は回収されて活性汚泥として曝気
槽の入口に返送されると共に、残りの汚泥は余剰汚泥と
して排出される。
に入り、沈殿物の一部は回収されて活性汚泥として曝気
槽の入口に返送されると共に、残りの汚泥は余剰汚泥と
して排出される。
このような活性汚泥処理プロセスでＩ″ｉ、曝気槽内の
溶存酸素湿度の制御が必要不可欠であるが、一般に溶存
酸素濃度が過度に高くなるとフロックの形成が不十分と
なって、その後の沈殿プロセスの効率低下を招き、逆に
溶存酸素湿度が過度に低下すると処理効率の低下や汚泥
自体への悪影響を招く。
溶存酸素湿度の制御が必要不可欠であるが、一般に溶存
酸素濃度が過度に高くなるとフロックの形成が不十分と
なって、その後の沈殿プロセスの効率低下を招き、逆に
溶存酸素湿度が過度に低下すると処理効率の低下や汚泥
自体への悪影響を招く。
このため各処理場ではそれぞれの経験に基づいて溶存酸
素濃度の許容範囲を定め、これに従って運転がなされて
いる。
素濃度の許容範囲を定め、これに従って運転がなされて
いる。
すなわち多くの場合においては、あらかじめ設定された
溶存酸素濃度の目標値と溶存酸素濃度検出器により検出
された検出値とを比較し、その比較結果から曝気槽へ供
給する空気量すなわち送風量を制御して曝気槽内の溶存
酸素濃度を制御する方法が用いられている。
溶存酸素濃度の目標値と溶存酸素濃度検出器により検出
された検出値とを比較し、その比較結果から曝気槽へ供
給する空気量すなわち送風量を制御して曝気槽内の溶存
酸素濃度を制御する方法が用いられている。
一般に送風量Ｕと溶存酸素濃度Ｘとの間には下記（１）
式の関係がある。
式の関係がある。
ここにｘ：曝気槽内の溶存酸素濃度（ｐｐｍ）？
ｕ：送風量〔ｍ″／ｈ）マ（θ）：水温θ〔°
Ｃ〕における飽和溶存酸素濃度Ｃｐｐｍ〕 Ｒｒ：酸素消費速度（ｐｐｍ／ｈ） ａ−ｎ ニブラント固有の定数 である。
ｕ：送風量〔ｍ″／ｈ）マ（θ）：水温θ〔°
Ｃ〕における飽和溶存酸素濃度Ｃｐｐｍ〕 Ｒｒ：酸素消費速度（ｐｐｍ／ｈ） ａ−ｎ ニブラント固有の定数 である。
上記溶存酸素濃度Ｘ、送風量Ｕ、水温θは検出可能な値
、飽和溶存酸素濃度マ（θ）は水温θによって決まる値
、Ｒｒ自体は検出不可能なプロセス量である。
、飽和溶存酸素濃度マ（θ）は水温θによって決まる値
、Ｒｒ自体は検出不可能なプロセス量である。
すなわち操作量である送風Ｊｌｕと被制御量である溶存
酸素濃度Ｘとの間にある（１）式に示す非線形な関係に
よって、溶存酸素一度Ｘの時間変化が決定される。
酸素濃度Ｘとの間にある（１）式に示す非線形な関係に
よって、溶存酸素一度Ｘの時間変化が決定される。
このような溶存酸素濃度Ｘに対して従来は例えば目標値
と検出値の偏差、積分および微分にある定数を乗じ、そ
の和をもって操作量の出力とする線形の比例積分微分（
ＰＩＤ）制御を行い、制御定数は固定として取扱ってい
る。
と検出値の偏差、積分および微分にある定数を乗じ、そ
の和をもって操作量の出力とする線形の比例積分微分（
ＰＩＤ）制御を行い、制御定数は固定として取扱ってい
る。
しかしながら実際は（１）式で表わされるように対象が
非線形となるので上記従来のＰＩＤ制御では常 ′に望
ましい制御応答を得ることは困難である。
非線形となるので上記従来のＰＩＤ制御では常 ′に望
ましい制御応答を得ることは困難である。
また、溶存酸Ｒ濃度が低ければ送風量を少なくすること
ができ、それだけ動力も少なくて済むが、溶存酸素濃度
を過度に少なくするということは操業上好ましくないた
めに、それを招くおそれのある溶存酸素濃度設定値を低
くすることも困難であった。
ができ、それだけ動力も少なくて済むが、溶存酸素濃度
を過度に少なくするということは操業上好ましくないた
めに、それを招くおそれのある溶存酸素濃度設定値を低
くすることも困難であった。
［発明の目的］
本発ａＡは、曝気槽における送風量と溶存酸素濃度との
非線形な関係を線形化してＩ−Ｐ制御すると共に、Ｉ−
Ｐ制御の制御パラメータを自動調整して、所望の応答特
性で溶存酸素濃度を制御し、これによって溶存酸素濃度
を低い設定範囲で安定に制御できる曝気槽の溶存酸素濃
度制御方法を提供することを目的としている。
非線形な関係を線形化してＩ−Ｐ制御すると共に、Ｉ−
Ｐ制御の制御パラメータを自動調整して、所望の応答特
性で溶存酸素濃度を制御し、これによって溶存酸素濃度
を低い設定範囲で安定に制御できる曝気槽の溶存酸素濃
度制御方法を提供することを目的としている。
［発明の概要］
本発明は、活性汚泥処理プロセスにおける曝気槽内の溶
存酸素濃度を目標値と比較し曝気槽内へ供給する送風量
を調整して溶存酸素濃度を目標値に制御する曝気槽の溶
存酸素濃度制御方法において、サンプリング周期ごとの
送艮凱溶存酸素濃度お−よび水温の検出値から所定の関
係式に基づいて線形化した曝気槽モデルを算出する線形
化モデル決定演算手順と、あらかじめ設定した制御応答
−特性に応じて上記線形化モデルに対するＩ−Ｐ制御パ
ラメータをサンプリング周期による制限事項および単位
外乱に対する溶存酸素濃度の許容変動量を考慮して決定
するＩ−Ｐ制御パラメータ決定演算手順を備え、上記決
定書ねた制御パラメータに整定されたＩ−Ｐ制御系を用
いて暖気槽内への送風量を調整し、これによって曝気槽
の非線形特性にかかわらず溶存酸素濃度を低い設定範囲
で安定に制御できるようにしたものである。
存酸素濃度を目標値と比較し曝気槽内へ供給する送風量
を調整して溶存酸素濃度を目標値に制御する曝気槽の溶
存酸素濃度制御方法において、サンプリング周期ごとの
送艮凱溶存酸素濃度お−よび水温の検出値から所定の関
係式に基づいて線形化した曝気槽モデルを算出する線形
化モデル決定演算手順と、あらかじめ設定した制御応答
−特性に応じて上記線形化モデルに対するＩ−Ｐ制御パ
ラメータをサンプリング周期による制限事項および単位
外乱に対する溶存酸素濃度の許容変動量を考慮して決定
するＩ−Ｐ制御パラメータ決定演算手順を備え、上記決
定書ねた制御パラメータに整定されたＩ−Ｐ制御系を用
いて暖気槽内への送風量を調整し、これによって曝気槽
の非線形特性にかかわらず溶存酸素濃度を低い設定範囲
で安定に制御できるようにしたものである。
［発明の実施例コ
本発明の一実施例を第１図に示す。
８１図において、汚濁水は曝気槽ｌ（：流入し、ある滞
留時間後に流出する。
留時間後に流出する。
この間送風機２により送風された空気は散気管３を介し
て汚濁水に供給される。
て汚濁水に供給される。
曝気槽ｌ内には溶存酸素濃度検出計４および温度計５が
設けられ、さらに送風機の吐出側の送風管には風食計６
が設けられている。
設けられ、さらに送風機の吐出側の送風管には風食計６
が設けられている。
これらによって検出された〕゛ロセスｋ ｘ＋ θ。
Ｕは入力装置７を介して電子計算機８に入力され、あら
かじめ内蔵されているプログラムに従って演算が行なわ
れ、溶存酸素濃度目標値Ｘ＊に対応して送風量目標値Ｕ
＊が算出され、出力装置９を介して送風機の操作指令信
号Ｎ＊、αＡ”＋αＢ＊とじて出力される０ すなわち送風機２の台数制御指令Ｎ＊は台数制御装置Ｉ
Ｏへ、送風機の吸込弁１３の開度制御指令αＡ＊に吸込
弁開度制御装置１１へ、送風管の曝気槽入口に設置され
ている曝気槽風量制御弁１４の開度指令αＢ＊は睡気風
量制御弁開度制御装置１２へそれぞれ出力されて送風量
Ｕが目標値Ｕ＊に制御され、これによって溶存酸素濃度
Ｘが目標値Ｘ＊に制御される。
かじめ内蔵されているプログラムに従って演算が行なわ
れ、溶存酸素濃度目標値Ｘ＊に対応して送風量目標値Ｕ
＊が算出され、出力装置９を介して送風機の操作指令信
号Ｎ＊、αＡ”＋αＢ＊とじて出力される０ すなわち送風機２の台数制御指令Ｎ＊は台数制御装置Ｉ
Ｏへ、送風機の吸込弁１３の開度制御指令αＡ＊に吸込
弁開度制御装置１１へ、送風管の曝気槽入口に設置され
ている曝気槽風量制御弁１４の開度指令αＢ＊は睡気風
量制御弁開度制御装置１２へそれぞれ出力されて送風量
Ｕが目標値Ｕ＊に制御され、これによって溶存酸素濃度
Ｘが目標値Ｘ＊に制御される。
以下電子計算機８に内蔵されているプログラムについて
述べる。
述べる。
プログラムは大きく２つに分れており、第１は前記（１
）式で示される非線形モデルの微小変化内での線形化モ
デル作成プログラムであり、第２は得られたそチルの特
性値から制御パラメータを決定するプログラムである。
）式で示される非線形モデルの微小変化内での線形化モ
デル作成プログラムであり、第２は得られたそチルの特
性値から制御パラメータを決定するプログラムである。
先ず溶存酸素濃度モデルの線形化の手順を説明する。
前記（１）式に示した通り、曝気槽の送風ｉ１ｕと溶存
酸素濃度Ｘとは非線形な関係となっているので、古典制
御理論を適用するためには線形化が必要である。
酸素濃度Ｘとは非線形な関係となっているので、古典制
御理論を適用するためには線形化が必要である。
今、制御の対象範囲が平衡点の近傍゛にあるとすると、
次の各式が成立する〇 ここにｘｏ：プロセスがある平衡点にあった時の溶存酸
素濃度（ｐｐｍ） ΔＸ：プロセスがある平衡点にあっ九時の溶存酸素濃度
からの偏差（ｐｐｍ〕、 “（ｕｏ：プロセスが
ある平衡点にあった時の送風量（ｍ”／ｈ〕 ΔＵ：プロセスがある平衡点にあった時の送風量からの
偏差〔＋１１１／ｈ〕 Ｒ１゜：プロセスがある平衡点にあった時の酸素消費速
度（ｐｐｍ／ｈ） ΔＲｒ：プロセスがある平衡点にあった時の酸素消費速
度からの偏差 Ｃｐｐｍ／ｈ） であり、その他の記号は（１）式と同じである。
次の各式が成立する〇 ここにｘｏ：プロセスがある平衡点にあった時の溶存酸
素濃度（ｐｐｍ） ΔＸ：プロセスがある平衡点にあっ九時の溶存酸素濃度
からの偏差（ｐｐｍ〕、 “（ｕｏ：プロセスが
ある平衡点にあった時の送風量（ｍ”／ｈ〕 ΔＵ：プロセスがある平衡点にあった時の送風量からの
偏差〔＋１１１／ｈ〕 Ｒ１゜：プロセスがある平衡点にあった時の酸素消費速
度（ｐｐｍ／ｈ） ΔＲｒ：プロセスがある平衡点にあった時の酸素消費速
度からの偏差 Ｃｐｐｍ／ｈ） であり、その他の記号は（１）式と同じである。
（３）式においてΔＵ、ΔＸの二次以上の項を無視し、
（２）式を代入すると、下記（４）式が得られる。
（２）式を代入すると、下記（４）式が得られる。
但し、
え、＝ａ”ｕ。・ （５）Ｋ２
＝＝ ａ−ｎ−ｕｏｎ−１’ （マＴ−Ｘｏ）
（６）従ってモデルに外乱を含む一次遅れ系、
や、８と表現され、−次遅れ系のゲインにおよび時定数
Ｔは下記（７）式および（８）式でめた見られる。
＝＝ ａ−ｎ−ｕｏｎ−１’ （マＴ−Ｘｏ）
（６）従ってモデルに外乱を含む一次遅れ系、
や、８と表現され、−次遅れ系のゲインにおよび時定数
Ｔは下記（７）式および（８）式でめた見られる。
Ｋ＝−・（ｘ（θ）−ＸＯ） ＜７
）結局、送風ｉ ＬＩＯ（”ｒｒＩ／ｈ） ％溶存酸素
濃度ｘ□（ｐｐｍ）および汚濁水の水温θ（”Ｃ）がプ
ロセス量として得られれば、ａとｎはプラントに固有で
設定可能な定数なので線形化した溶存酸素濃度モデルの
特性値に、Ｔが得られる。
）結局、送風ｉ ＬＩＯ（”ｒｒＩ／ｈ） ％溶存酸素
濃度ｘ□（ｐｐｍ）および汚濁水の水温θ（”Ｃ）がプ
ロセス量として得られれば、ａとｎはプラントに固有で
設定可能な定数なので線形化した溶存酸素濃度モデルの
特性値に、Ｔが得られる。
次にＩ−Ｐ制御パラメータの自動調整方法について説明
する。
する。
第２図において、２１はパラメータ決定機構、ηは曝気
槽モデル、２３はＩ−Ｐ制御系でちり、ΔＸｆは溶存酸
素濃度偏差ΔＸの目標値（ｐｐｍ） 、Ｊ ’ｏはＩ
−Ｐ 制御パラメータ％ Ｓは微分演算子である。
槽モデル、２３はＩ−Ｐ制御系でちり、ΔＸｆは溶存酸
素濃度偏差ΔＸの目標値（ｐｐｍ） 、Ｊ ’ｏはＩ
−Ｐ 制御パラメータ％ Ｓは微分演算子である。
この系は、２個の共役複素極を持ち、零点を持たない系
であり、閉ループ伝達関数ωｂ（Ｓ） ｆ’ｉ下記（９
）式であたえられる。
であり、閉ループ伝達関数ωｂ（Ｓ） ｆ’ｉ下記（９
）式であたえられる。
ここで、ωｂ（８） ：第２図における閉ループ伝達関
数 ωｎ：固有周波数 ζ ：減衰係数 本対象系の場合、対象プロセスの特性値Ｔ、Ｋが時間に
より変動するので、従来の焚き周波数を一定とするよう
な方法で制御パラメータに、ｆｏを得ることは困難であ
る。
数 ωｎ：固有周波数 ζ ：減衰係数 本対象系の場合、対象プロセスの特性値Ｔ、Ｋが時間に
より変動するので、従来の焚き周波数を一定とするよう
な方法で制御パラメータに、ｆｏを得ることは困難であ
る。
そこで本発明では、次の指針を設けて望ましい応答を得
ている。
ている。
指針１：減衰定数ζを一足にする。
指針２：溶存酸素濃度偏差の目標値ΔＸｆのステップ変
化に対するΔＸの応答の行き過ぎ時間１ｐ（ｔｉｍｅ
ｔｏ ｐｅａｋ）を一定にする。
化に対するΔＸの応答の行き過ぎ時間１ｐ（ｔｉｍｅ
ｔｏ ｐｅａｋ）を一定にする。
指針３：制御系が良い安定性を得るためにサンプリング
周期によってζ、ｔｐに制限を設け、これらが制限され
たときに、所定のアルゴリズムによって制限値内の望ま
しい値を選択する。
周期によってζ、ｔｐに制限を設け、これらが制限され
たときに、所定のアルゴリズムによって制限値内の望ま
しい値を選択する。
指針４：外乱による溶存酸素濃度偏差景を押える之めに
ζ、ｔｐに制限を設け、これらが制限を受ける場合には
所定のアルゴリズムによってこれらが望ましい値となる
ようにする。
ζ、ｔｐに制限を設け、これらが制限を受ける場合には
所定のアルゴリズムによってこれらが望ましい値となる
ようにする。
ここで行き過ぎ時間ｉｐは、（９）式で示される閉ルー
プ伝達関数ωｂ（ｓ）に対応するステップ応答関数なｇ
（ｔ、ζ、ωｎ）としたとき を満足する最小のｔｐ （ｔｐ＞０ ）である。
プ伝達関数ωｂ（ｓ）に対応するステップ応答関数なｇ
（ｔ、ζ、ωｎ）としたとき を満足する最小のｔｐ （ｔｐ＞０ ）である。
サンプリング制御においては、安定性を保証するために
ζ、ｔｐは次のような制限を受ける０ζ１（τ、 ｔｐ
、 Ｋ、 Ｔ）＜ζくζ２（τ＋ｔｐ＊ＹＳＴ）
（ｌｌａ）ｔｐｌ （ｆ、 Ｋ、Ｔ）（ｔｐ（ｔｐ
２（Ｔ、 Ｋ、 Ｔ） （１２ａ）ここでζ
１．ζ３：減衰係数ζに対する制限値’ｐ１１ ”１１
１２：行き過ぎ時間ｉｐに対する制限値τ ：サンプリ
ング周期 に、Ｔ：通常運転中のモデル特性に、Ｔの代表値 設定したζ、ｔｐの値ζＯ＋ｔｐＯに対して式（ｈａ）
および（１２ａ）による判定を行い、ζ。、ｔｌ）。が
制限値内にあればこれに決足し、制限値内になければ、
例えば制限域との距離関係による所定のアルゴリズムを
用いてζ。＋ １ｐ０を自動イ６正し、式（ｌｌａ）。
ζ、ｔｐは次のような制限を受ける０ζ１（τ、 ｔｐ
、 Ｋ、 Ｔ）＜ζくζ２（τ＋ｔｐ＊ＹＳＴ）
（ｌｌａ）ｔｐｌ （ｆ、 Ｋ、Ｔ）（ｔｐ（ｔｐ
２（Ｔ、 Ｋ、 Ｔ） （１２ａ）ここでζ
１．ζ３：減衰係数ζに対する制限値’ｐ１１ ”１１
１２：行き過ぎ時間ｉｐに対する制限値τ ：サンプリ
ング周期 に、Ｔ：通常運転中のモデル特性に、Ｔの代表値 設定したζ、ｔｐの値ζＯ＋ｔｐＯに対して式（ｈａ）
および（１２ａ）による判定を行い、ζ。、ｔｌ）。が
制限値内にあればこれに決足し、制限値内になければ、
例えば制限域との距離関係による所定のアルゴリズムを
用いてζ。＋ １ｐ０を自動イ６正し、式（ｌｌａ）。
（１２ａ）を満足させる値を選定する。
一方、外乱による溶存酸素濃度Ｘの変動ｉａ、外乱の大
きさおよびプロセスの状態に大きく依存するが、その応
答は減衰係数ζおよび行き過ぎ時間１ｐによって沖、定
される。
きさおよびプロセスの状態に大きく依存するが、その応
答は減衰係数ζおよび行き過ぎ時間１ｐによって沖、定
される。
従っであるプロセス状態における単位外乱による最大溶
存酸素峡度変１ＩＥｌＩ量をｙ、ａとすると１３’ｐｄ
は上記ζ、ｔｐの値によって増減する。
存酸素峡度変１ＩＥｌＩ量をｙ、ａとすると１３’ｐｄ
は上記ζ、ｔｐの値によって増減する。
本発明は、この点に層目して、あらかじめＹｐａの許容
範囲を例えば下記（１２ｂ）式 ％式％（１２） ここで３’、ｄ ：モデル特性値としてに、Ｔをとるモ
デルにおける単位外乱による最 犬溶存酸素変動量（ｐｐｍ］ ｍ ：あらかじめ設定する定数 ｙｐｌ 、モアル特性値としてに、Ｔをとるモデルに
おいて、あらかじめ設定 したζ、ｔｐの標準値を用いている 場合の単位外乱による最大溶存酸 素質動量〔ｐｐｍ〕 を用いて計算しておき、設定したζ。、ｔ、。の値と曝
気槽線形化モデルおよびＩ−Ｐ制御系とから計算したｙ
ｐａの値が（１２ｂ）式であたえられた制限値内にない
場合は、前記（ｌｌａ）、（１２ａ）式を満足するζＱ
ｌｔｐＯの値と（１２ｂ）式の制限値との距離関係によ
るアルゴリズムに従ってζ。、ｔ、。を自動釣に修正し
て（１２ｂ）式を満足するようにする。
範囲を例えば下記（１２ｂ）式 ％式％（１２） ここで３’、ｄ ：モデル特性値としてに、Ｔをとるモ
デルにおける単位外乱による最 犬溶存酸素変動量（ｐｐｍ］ ｍ ：あらかじめ設定する定数 ｙｐｌ 、モアル特性値としてに、Ｔをとるモデルに
おいて、あらかじめ設定 したζ、ｔｐの標準値を用いている 場合の単位外乱による最大溶存酸 素質動量〔ｐｐｍ〕 を用いて計算しておき、設定したζ。、ｔ、。の値と曝
気槽線形化モデルおよびＩ−Ｐ制御系とから計算したｙ
ｐａの値が（１２ｂ）式であたえられた制限値内にない
場合は、前記（ｌｌａ）、（１２ａ）式を満足するζＱ
ｌｔｐＯの値と（１２ｂ）式の制限値との距離関係によ
るアルゴリズムに従ってζ。、ｔ、。を自動釣に修正し
て（１２ｂ）式を満足するようにする。
以上の条件によってζ、ｔ、が決まると、下記（１０ａ
）式によってＩ−Ｐ制御パラメータに、ｆｏが決定され
る。
）式によってＩ−Ｐ制御パラメータに、ｆｏが決定され
る。
すなわち（１２式から
となるので、（ｉＱｌ、（１ｏａ） 、 ｔｌυ式から
となる。
となる。
第３図は本発明において制御指標ζ、ｔｐを自動的に訓
督し決定するための演算動作を示すフローチャートであ
る。
督し決定するための演算動作を示すフローチャートであ
る。
すなわちサンプリング周期τを入力し、所望の減衰定数
ζ。および行き過ぎ時間ｔ、。を設定すると共に、さら
に上記（ｌｌａ）、 （ｉｚａ）の演算を行なってζお
よびｔｐに対する制限値ζ、ｔｐを算出する。
ζ。および行き過ぎ時間ｔ、。を設定すると共に、さら
に上記（ｌｌａ）、 （ｉｚａ）の演算を行なってζお
よびｔｐに対する制限値ζ、ｔｐを算出する。
次に１ｐｏ、ζ０がそれぞれ制限値内か否かを判別し、
制限値内でなければあるアルゴリズムに従ってｔ２．ζ
を制限域内の値に編１整する。
制限値内でなければあるアルゴリズムに従ってｔ２．ζ
を制限域内の値に編１整する。
次に上記ζ、ｔｐを用いてＹｐａを針具し、Ｙｐａがあ
らかじめ設定した許容範囲内か否かを判別し、許容範囲
内であればその時のｔｐ、ζを選択し５Ｙｐｄが許容範
囲内になけすしは（ｌｌａ）、 （１２ａ）式を満足す
る所定のアルゴリズムに従ってｙｐａが許容範囲内に入
るように’ｐｗζを調整する０ 第４図は電子計算機８内の演算処理機構の構成を示すも
ので、２１は制御パラメータ決定機構、２２は線形化モ
デル決定機構、２３はＩ−Ｐ制御機構であり、３０は対
象プロセスを示している０すなわち対象プロセス３０か
ら第１図における入力装置７を介して電子計算機８内に
溶存酸素濃度ｘ１送風量Ｕおよび温度θが入力され、こ
れらの制御変数とプラント固有の定数とを用いて先ず線
形化モデル決定機′Ｍ２２で線形化そデルが作成される
０ 次に上記線形化モデル決定機構２２で算出されたプロセ
スパラメータに、Ｔ、サンプリング周期τおよび設定さ
れ九制御指標１ｐＯ，ζＯを用いて制御パラメータ決定
機構２１で制御パラメータに、ｆＯが前記し友自動調整
を含んで演算される。
らかじめ設定した許容範囲内か否かを判別し、許容範囲
内であればその時のｔｐ、ζを選択し５Ｙｐｄが許容範
囲内になけすしは（ｌｌａ）、 （１２ａ）式を満足す
る所定のアルゴリズムに従ってｙｐａが許容範囲内に入
るように’ｐｗζを調整する０ 第４図は電子計算機８内の演算処理機構の構成を示すも
ので、２１は制御パラメータ決定機構、２２は線形化モ
デル決定機構、２３はＩ−Ｐ制御機構であり、３０は対
象プロセスを示している０すなわち対象プロセス３０か
ら第１図における入力装置７を介して電子計算機８内に
溶存酸素濃度ｘ１送風量Ｕおよび温度θが入力され、こ
れらの制御変数とプラント固有の定数とを用いて先ず線
形化モデル決定機′Ｍ２２で線形化そデルが作成される
０ 次に上記線形化モデル決定機構２２で算出されたプロセ
スパラメータに、Ｔ、サンプリング周期τおよび設定さ
れ九制御指標１ｐＯ，ζＯを用いて制御パラメータ決定
機構２１で制御パラメータに、ｆＯが前記し友自動調整
を含んで演算される。
Ｉ−Ｐ制御機構２３は上記算出されｆｔ−に＋’ｏを用
いて溶存酸素濃ｌｆＸが設定値Ｘ＊になるように送風量
目標値Ｕ＊を算出する。
いて溶存酸素濃ｌｆＸが設定値Ｘ＊になるように送風量
目標値Ｕ＊を算出する。
このＪ：うにしてＩ−Ｐ制御パラメータに、ｆｏを算出
して自動調整すると、曝気槽の溶存酸素濃度の制御が望
むべき最適の応答で実現できる。
して自動調整すると、曝気槽の溶存酸素濃度の制御が望
むべき最適の応答で実現できる。
なお上記Ｉ −Ｐ ｆＩＩ制御にフィルタを追加し、プ
ロセス信号の雑音を減少すれば、さらに効果を高めるこ
とができる。
ロセス信号の雑音を減少すれば、さらに効果を高めるこ
とができる。
また水温の変動が大きくないときは、飽和溶存酸素濃度
マ（θ）を一定としてもよく、゛これによって演算を簡
略化することが可能である０ ［発明の効果コ 以上説明し念ように本発明によれば、＠気槽における溶
存酸素濃度と送風量との非線形な関係およびその特性変
動にかかわらず、線形化と制御パラメータの自動調整に
よって溶存酸素濃度を所望の応答特性によって安定に制
御し、それにより溶存酸素濃度の設定値を低くすること
ができる合理的な曝気槽の溶存酸素濃度制御方法が実現
でき、これによって処理水負を向上すると共に送風機の
動力費を節減することが可能となる。
マ（θ）を一定としてもよく、゛これによって演算を簡
略化することが可能である０ ［発明の効果コ 以上説明し念ように本発明によれば、＠気槽における溶
存酸素濃度と送風量との非線形な関係およびその特性変
動にかかわらず、線形化と制御パラメータの自動調整に
よって溶存酸素濃度を所望の応答特性によって安定に制
御し、それにより溶存酸素濃度の設定値を低くすること
ができる合理的な曝気槽の溶存酸素濃度制御方法が実現
でき、これによって処理水負を向上すると共に送風機の
動力費を節減することが可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は第１
図における電子計算機のパラメータ決定機構の構成を示
すブロック図、第３図はパラメータ決定機構の演算手順
を示すフローチャート、第４図は電子計算機内の演算処
理機構の構成図である。 １・・・曝気槽 ２−・送風機３−・散気管
４用溶存酸素濃度検出計５・・・温度計
６・・・Ｋｔ計７・・・入力装置 ８・・・電子
計算機９・・・出力装置 １ｏ・・・台数制御装
置ＩＩ 、 １２・・・開度制御装置 １３．１４・・
・制御弁２１・・・パラメータ決定機構 ２２・・・曝
気槽モデルｎ・−Ｉ −Ｐ 制御系 ３ｏ・・・対象
プロセス代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか１名）
第 ３ 図 第 ４ 図 ？
図における電子計算機のパラメータ決定機構の構成を示
すブロック図、第３図はパラメータ決定機構の演算手順
を示すフローチャート、第４図は電子計算機内の演算処
理機構の構成図である。 １・・・曝気槽 ２−・送風機３−・散気管
４用溶存酸素濃度検出計５・・・温度計
６・・・Ｋｔ計７・・・入力装置 ８・・・電子
計算機９・・・出力装置 １ｏ・・・台数制御装
置ＩＩ 、 １２・・・開度制御装置 １３．１４・・
・制御弁２１・・・パラメータ決定機構 ２２・・・曝
気槽モデルｎ・−Ｉ −Ｐ 制御系 ３ｏ・・・対象
プロセス代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか１名）
第 ３ 図 第 ４ 図 ？
Claims (1)
- 活性汚泥処理プロセスにおける曝気槽内の溶存酸素濃度
を目標値と比較し曝気槽内へ供給する送風量を調整して
溶存酸素濃度を目標値に制御する曝気槽の溶存酸素濃度
制御方法において、サンプリング周期ごとの送風量、溶
存酸素濃度および水温の検出値から所定の関係式に基づ
いて線形化した曝気槽モデルを算出する線形化モデル決
定演算手順と、あらかじめ設定した制御応答特性に応じ
て上記線形化モデルに対するＩ−Ｐ制御パラメータをサ
ンプリング周期による制限事項および単位外乱に対する
溶存酸素濃度の許容変動量を考慮して決定するＩ−Ｐ制
御パラメータ決定演算手順を備え、上記決定された制御
パラメータに整定されたＩ−Ｐ制御系を用いて曝気槽内
への送風量を調整することを特徴とする曝気槽の溶存酸
素濃度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59232449A JPS61111193A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 曝気槽の溶存酸素濃度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59232449A JPS61111193A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 曝気槽の溶存酸素濃度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61111193A true JPS61111193A (ja) | 1986-05-29 |
Family
ID=16939454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59232449A Pending JPS61111193A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 曝気槽の溶存酸素濃度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61111193A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63209796A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-08-31 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 水処理装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5875207A (ja) * | 1981-10-29 | 1983-05-06 | Toshiba Corp | Ｐｉｄ制御器 |
| JPS5879594A (ja) * | 1981-11-07 | 1983-05-13 | Toshiba Corp | 活性汚泥処理プロセスにおける曝気槽内溶存酸素濃度制御方法 |
| JPS5882303A (ja) * | 1981-11-10 | 1983-05-17 | Toshiba Corp | Ｐｉｄ制御器 |
-
1984
- 1984-11-06 JP JP59232449A patent/JPS61111193A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5875207A (ja) * | 1981-10-29 | 1983-05-06 | Toshiba Corp | Ｐｉｄ制御器 |
| JPS5879594A (ja) * | 1981-11-07 | 1983-05-13 | Toshiba Corp | 活性汚泥処理プロセスにおける曝気槽内溶存酸素濃度制御方法 |
| JPS5882303A (ja) * | 1981-11-10 | 1983-05-17 | Toshiba Corp | Ｐｉｄ制御器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63209796A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-08-31 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 水処理装置 |
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