KR102497373B1 - 운전 지원 장치 및 운전 지원 방법 - Google Patents

Abstract

운전 지원 장치(100A)가, 처리수로부터 제거 대상물을 제거하는 분리막의 세정 횟수마다의 열화를 표현하는 세정 효율 모델(D5)을 이용하여 분리막의 열화에 따른 분리 처리의 비용을 계산하고, 분리 처리의 비용과 분리막의 1회당 세정 비용과 분리막의 1회당 교환 비용을 이용하여, 분리막의 운용 기간 중에 있어서의, 분리 처리의 비용과, 분리막의 세정 비용과, 분리막의 교환 비용의 합계인 운용 비용을 계산하고, 운용 비용에 근거하여, 분리막을 세정하는지 여부의 판정에 이용하는 제 1 기준값 및 분리막을 교환하는지 여부의 판정에 이용하는 제 2 기준값을 결정하고, 결정한 제 1 기준값 및 제 2 기준값을 이용하여 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 계산하는 연산부(1)를 구비한다.

Description

운전 지원 장치 및 운전 지원 방법

본 발명은, 수(水)처리의 운전을 지원하는 운전 지원 장치 및 운전 지원 방법에 관한 것이다.

하수 처리 방법의 하나로, 유입수로부터 제거하고자 하는 물질을, 분리막의 막면에 부착시킴으로써 제거하는 막 여과법이 있다. 막 여과법에서는, 분리막에 막힘이 발생하면, 여과 능력이 저하되어 소비 전력이 커진다. 이 때문에, 정기적으로 분리막의 세정이 행해지지만, 분리막의 세정이 반복되어 재이용에 견딜 수 없게 되면 분리막이 교환된다.

막 여과법에서는, 분리막의 세정 비용 및 분리막의 교환 비용이 드므로, 저비용으로 여과하기 위해서, 분리막의 적절한 세정 시기 및 교환 시기를 알고자 하는 요망이 있다.

특허문헌 1에 기재된 운전 지원 장치는, 막 여과 처리 장치의 운전 정보에 근거하여, 막 여과 처리 장치의 운전 비용을 저감하기 위한 분리막의 여과 시간 및 세정 시간을 산출하고, 산출 결과에 근거하여 분리막의 교환 시기를 예측하고 있다.

일본 특허공개 2009-000580호 공보

그러나, 상기 특허문헌 1의 기술에서는, 분리막을 세정하는지 여부를 판정하기 위한 기준값 및 분리막을 교환하는지 여부를 판정하기 위한 기준값을, 운전 지원 장치의 사용자가 입력할 필요가 있었다. 이들의 기준값을 구하기 위해서는, 막 여과법의 전문적인 지식이 필요하므로, 분리막의 운용 비용을 억제하기 위한, 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 용이하게 계산할 수 없었다.

본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 분리막의 운용 비용을 억제하기 위한 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 용이하게 계산할 수 있는 운전 지원 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 운전 지원 장치는, 처리수로부터 제거 대상물을 제거하는 분리막의 세정 횟수마다의 열화를 표현하는 세정 효율 모델을 이용하여 분리막의 열화에 따른 분리 처리의 비용을 계산하고, 분리 처리의 비용과 분리막의 1회당 세정 비용과 분리막의 1회당 교환 비용을 이용하여, 분리막의 운용 기간 중에 있어서의, 분리 처리의 비용과, 분리막의 세정 비용과, 분리막의 교환 비용의 합계인 운용 비용을 계산하고, 운용 비용에 근거하여, 분리막을 세정하는지 여부의 판정에 이용하는 제 1 기준값 및 분리막을 교환하는지 여부의 판정에 이용하는 제 2 기준값을 결정하고, 결정한 제 1 기준값 및 제 2 기준값을 이용하여 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 계산하는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 분리막의 운용 비용을 억제하기 위한 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 용이하게 계산할 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1은 실시형태 1에 따른 운전 지원 장치의 기능 구성도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 운전 지원 장치에서 이용되는 패턴 집합의 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 운전 지원 장치가 계산하는 폐색률의 시계열 변화의 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시형태 1에 따른 운전 지원 장치가 패턴 운용 비용의 계산에 이용하는 계산 기간과, 패턴 운용 비용의 계산 결과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시형태 1에 따른 운전 지원 장치가 제시하는 제시 화면의 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 실시형태 1에 따른 연산부에 의한 연산 처리의 처리 순서를 나타내는 플로 차트이다.
도 7은 실시형태 2에 따른 운전 지원 장치의 기능 구성도이다.
도 8은 실시형태 2에 따른 운전 지원 장치에 의한 운전 조건의 변경 처리와 최소 기준값 패턴의 재계산 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 실시형태 2에 따른 운전 지원 장치가 운전 조건을 변경하지 않고 계산한 교환 주기를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 실시형태 2에 따른 운전 지원 장치가 운전 조건을 변경하여 계산한 교환 주기를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 실시형태 3에 따른 운전 지원 장치의 기능 구성도이다.
도 12는 실시형태 3에 따른 운전 지원 장치에 의한 운전 조건의 변경 처리와 최소 기준값 패턴의 재계산 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 실시형태 3에 따른 운전 지원 장치가 운전 조건을 변경하지 않고 계산한 교환 주기를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 실시형태 3에 따른 운전 지원 장치가 운전 조건을 변경하여 계산한 교환 주기를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 실시형태 1 내지 3에 따른 운전 지원 장치를 실현하는 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
도 16은 실시형태 4에 따른 운전 지원 장치의 기능 구성도이다.
도 17은 실시형태 4에 따른 운전 지원 장치에서 이용되는 임시 기준값 패턴 집합의 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 실시형태 4에 따른 운전 지원 장치가 계산하는 폐색률의 시계열 변화의 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 실시형태 4에 따른 운전 지원 장치가 패턴 운용 비용의 계산에 이용하는 계산 기간과, 패턴 운용 비용의 계산 결과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 20은 실시형태 4에 따른 연산부에 의한 연산 처리의 처리 순서를 나타내는 플로 차트이다.
도 21은 실시형태 4에 따른 운전 지원 장치의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.

이하에, 본 발명에 따른 운전 지원 장치 및 운전 지원 방법의 실시형태를 도면에 근거하여 상세히 설명한다. 한편, 이들의 실시형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시형태 1.

도 1은, 실시형태 1에 따른 운전 지원 장치의 기능 구성도이다. 수처리 운전 지원 장치인 운전 지원 장치(100A)는, 하수 처리와 같은 수처리에서 이용되는 분리막의 운용 비용을 억제하기 위한 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 예측하는 컴퓨터이다. 분리막은, 여과에 의해 처리수로부터 제거 대상물을 제거하는 막이다. 한편, 이하의 설명에서는, 분리막을 막이라고 하는 경우가 있다. 또, 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 메인터넌스 시기라고 하는 경우가 있다.

운전 지원 장치(100A)는, 연산부(1)와, 처리수 정보 입력부(2)와, 축적 모델 입력부(3)와, 효율 모델 입력부(4)와, 비용 입력부(5)와, 소비 전력 모델 입력부(6)와, 결과 제시부(7)를 구비한다.

처리수 정보 입력부(2), 축적 모델 입력부(3), 효율 모델 입력부(4), 비용 입력부(5), 및 소비 전력 모델 입력부(6)는, 데이터를 취득하고, 연산부(1)에 입력한다. 이들의 각 입력부는, 어느 수단에 의해 데이터를 취득해도 된다. 각 입력부는, 사람 손에 의한 데이터 입력, 외부 소프트웨어로부터의 데이터 입력, 센서로부터 취득한 데이터의 입력 등에 의해 데이터를 취득한다. 또, 각 입력부는, 네트워크 통신, 미디어 매개 등 어느 수단에 의해 연산부(1)에 데이터를 입력해도 된다.

처리수 정보 입력부(2)는, 수처리의 대상이 되는 처리수의 수질의 정보인 수질 예측값 D1을 취득하고 연산부(1)에 입력한다. 수질 예측값 D1은, 처리수의 수질의 예측값을 나타내는 데이터이다.

축적 모델 입력부(3)는, 파울런트(foulant)의 축적량을 표현하는 축적 모델 D2를 취득하고 연산부(1)에 입력한다. 축적 모델 D2는, 파울링(fouling)에 의해 축적되는 파울런트의 축적량을 표현하는 모델이다. 파울링은, 처리수 중에 포함되는 분리 대상 물질이 분리막의 막면에 물리적 또는 화학적으로 부착되는 현상이다. 파울런트는, 분리막의 막면에 부착된 물질이다.

효율 모델 입력부(4)는, 세정 효율의 모델인 세정 효율 모델 D5를 취득하고 연산부(1)에 입력한다. 세정 효율 모델 D5는, 분리막의 세정 횟수마다의 열화를 표현하는 모델이다. 막 여과법에서는, 분리막의 사용을 계속하고 있으면 분리막의 막힘이 발생하므로, 처리 시간의 경과와 함께 여과 처리의 효율이 내려간다. 막 여과법에서는, 정기적으로 막으로부터 파울런트를 제거하기 위해서, 분리막의 세정과 분리막의 교환을 정기적으로 실행될 필요가 있다. 분리막의 세정 처리에서는, 물약 또는 여과액으로 분리막을 씻음으로써 파울런트가 떨어진다. 일반적으로, 분리막의 세정 비용은, 분리막의 교환 비용보다도 싸므로, 분리막에 막힘이 발생한 경우에는, 우선은 분리막의 세정이 행해진다. 분리막이 세정되면, 분리막의 여과 능력이 회복되지만, 신품의 분리막의 여과 능력과 비교하여 세정 후의 분리막의 여과 능력은 낮아져 버리는 데다가, 분리막의 내구성도 저하된다. 분리막을 세정하는 횟수가 증가할수록, 여과 능력의 회복률 및 분리막의 내구성이 낮아진다. 여과 능력의 회복률 또는 분리막의 내구성이, 재이용에 견딜 수 없을 정도로 저하되면, 분리막이 교환되게 된다. 본 실시형태의 세정 효율 모델 D5는, 분리막의 세정 횟수마다의, 여과 능력의 회복률 및 분리막의 내구성을 표현한다.

비용 입력부(5)는, 메인터넌스 비용 D6를 취득하고 연산부(1)에 입력한다. 메인터넌스 비용 D6는, 분리막의 메인터넌스에 필요로 하는 비용이고, 분리막의 1회당 세정에 필요로 하는 세정 비용과, 분리막의 1회당 교환에 필요로 하는 교환 비용을 포함하고 있다.

소비 전력 모델 입력부(6)는, 소비 전력 모델 D7을 취득하고 연산부(1)에 입력한다. 소비 전력 모델 D7은, 분리막의 폐색률에 대한 수처리 설비의 소비 전력을 표현하는 모델이다. 한편, 이하의 설명에서는, 축적 모델 D2, 세정 효율 모델 D5, 소비 전력 모델 D7 중 어느 하나 또는 복수를 모델이라고 하는 경우가 있다.

연산부(1)는, 분리막의 메인터넌스 시기의 계산에 이용되는 기준값을 연산한다. 분리막의 메인터넌스의 예는, 분리막의 세정 및 분리막의 교환이다. 기준값의 예는, 분리막의 폐색률이다. 이하에서는, 기준값이 폐색률인 경우에 대해 설명한다.

연산부(1)는, 분리막의 열화에 따른 분리 처리의 비용과, 메인터넌스 비용 D6을 이용하여, 분리막의 운용 중에 있어서의, 분리 처리의 비용과, 세정 비용과, 교환 비용의 합계인 운용 비용이 최소가 되도록, 기준값을 결정하고, 결정한 기준값을 이용하여 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 계산한다. 분리 처리의 비용은, 분리막이 분리 처리를 행할 때의 단위 시간당 전기 요금과 같은 비용이다. 연산부(1)는, 분리 처리의 비용을, 세정 효율 모델 D5를 이용하여 계산한다. 연산부(1)는, 축적량 계산부(8)와 기준값 계산부(9)를 구비하고 있고, 연산 결과를 결과 제시부(7)에 출력한다.

축적량 계산부(8)는, 수질 예측값 D1 및 축적 모델 D2를 이용하여, 이 다음에 발생하는 파울링 축적량의 시계열 변화 D3을 계산한다. 시계열 변화 D3은, 파울런트의 축적량인 파울링 축적량의 시간적인 변화를 나타내는 데이터이다. 축적량 계산부(8)는, 시계열 변화 D3을 기준값 계산부(9)로 보낸다.

기준값 계산부(9)는, 계획 계산부(13)와, 패턴 비교부(14)를 구비한다. 계획 계산부(13)는, 세정 처리의 계획 및 교환 처리의 계획을 나타내는 분리막의 계획 집합 D4를 계산한다. 구체적으로는, 계획 계산부(13)는, 세정 효율 모델 D5와, 메인터넌스 비용 D6과, 시계열 변화 D3을 이용하여, 계획 집합 D4를 계산한다. 이때, 계획 계산부(13)는, 패턴 집합 P(wsh, cng)에 따른 계획 집합 D4를 계산한다. 패턴 집합 P(wsh, cng)는, 분리막을 세정하는지 여부를 판정하기 위한 제 1 기준값인 세정 기준값과, 분리막을 교환하는지 여부를 판정하기 위한 제 2 기준값인 교환 기준값의 조합 패턴의 집합이다. wsh는 세정 기준값이며, cng는 교환 기준값이다. 패턴 집합 P(wsh, cng)는, 분리막의 메인터넌스 시기가 계산되기 전에 설정해 둔다. 이하의 설명에서는, 패턴 집합 P(wsh, cng)를 패턴 집합 P라고 한다.

또, 이하의 설명에서는, 세정 기준값과 교환 기준값의 조합의 패턴을 기준값 패턴이라고 하는 경우가 있다. 즉, 분리막의 메인터넌스를 행하는지 여부의 판정을 행하기 위한 기준값인 막 메인터넌스 기준값을, 기준값 패턴이라고 하는 경우가 있다.

계획 집합 D4는, 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 나타내는 메인터넌스의 계획이다. 따라서, 계획 집합 D4는, 분리막의 운용 계획이라고도 말할 수 있다. 세정 시기는, 분리막의 세정을 행하는 일시 또는 여과 처리 개시부터 세정을 행하기까지의 경과 시간으로 나타나고, 교환 시기는, 분리막의 교환을 행하는 일시 또는 여과 처리 개시부터 교환을 행하기까지의 경과 시간으로 나타난다. 계획 집합 D4는, 시계열 변화 D3에서 나타나는 세정 시기 및 교환 시기를, 기준값 패턴마다 일람표로 나타낸 것이다.

패턴 집합 P에 포함되는 각 기준값 패턴에 따라 분리막에 의한 여과 처리, 세정 처리, 교환 처리가 행해지는 경우, 기준값 패턴마다 세정 시기 및 교환 시기가 상이하게 된다. 계획 계산부(13)는, 세정 기준값과 교환 기준값의 조합에 근거한 세정 시기 및 교환 시기를, 계획 집합 D4로서 계산한다. 계획 계산부(13)는, 계산한 계획 집합 D4를 패턴 비교부(14)로 보낸다.

패턴 비교부(14)는, 계획 집합 D4와, 소비 전력 모델 D7을 이용하여, 어떤 기간에 있어서의 각 분리막에 기준값 패턴을 적용한 경우에 필요한 운용 비용을 계산한다. 이하의 설명에서는, 분리막에 기준값 패턴을 적용한 경우에 필요한 운용 비용을 패턴 운용 비용이라고 한다. 패턴 운용 비용에는, 세정 비용과 교환 비용의 합계 비용과, 여과의 전기 요금과 같은 분리 처리의 비용이 포함되어 있다. 세정 비용과 교환 비용의 합계가, 분리막의 메인터넌스에 필요로 하는 비용이고, 여과의 전기 요금이 분리막의 운용 비용(running cost)이다. 세정 비용에는, 세정액의 비용등이 포함되고, 교환 비용에는 분리막의 가격이 포함되어 있다.

여기에서, 패턴 운용 비용의 계산에 이용하는 기간이 길수록 계산 결과의 신뢰도가 향상된다. 환언하면, 패턴 운용 비용을 비교하는 기간이 지나치게 짧으면, 최적이지 않은 기준값 패턴이 채용되어 버릴 가능성이 있다. 이 때문에, 패턴 비교부(14)는, 기준값 패턴마다의 운용 비용을 비교하는 기간을, 분리막의 사용을 개시하고 나서 분리막의 교환을 적어도 1회는 포함하는 기간, 또는 분리막의 교환을 적어도 2회는 포함하는 기간으로 한다. 환언하면, 패턴 비교부(14)는, 운용 비용을 비교하는 기간을, 분리막의 교환 주기보다도 긴 기간으로 한다.

패턴 비교부(14)는, 패턴 집합 P 내의 각 기준값 패턴에 대해서 패턴 운용 비용을 계산한다. 패턴 비교부(14)는, 계산한 각 패턴 운용 비용을 비교하여, 최소의 패턴 운용 비용을 판정한다. 패턴 비교부(14)는, 최소의 패턴 운용 비용의 계산에 이용한 기준값 패턴을 패턴 집합 P 내로부터 추출한다. 패턴 비교부(14)는, 최소의 패턴 운용 비용과, 추출한 기준값 패턴을 결과 제시부(7)로 보낸다.

결과 제시부(7)는, 최소의 패턴 운용 비용과, 패턴 운용 비용이 최소가 되는 기준값 패턴을 유저에게 제시한다. 결과 제시부(7)에 의한 제시 수단은, 디스플레이에의 표시, 종이에의 인쇄 등 어느 수단이어도 된다.

다음으로, 축적량 계산부(8), 계획 계산부(13), 패턴 비교부(14)가 행하는 각 계산에 대해 구체예를 이용하여 설명한다. 파울링 축적량은 처리수의 유입 부하에 비례한다. 이 때문에, 입력하는 부하의 수질 예측값 D1을 X_t로 하고, 축적 모델 D2로서 비례식이 이용되는 경우, 축적량 계산부(8)가 산출하는 파울링 축적량 V(t)의 시계열 변화 D3은, 이하의 식(1)과 같이 표현할 수 있다. 식(1)의 「a」는, 비례 상수이다.

[수학식 1]

또한, 축적량 계산부(8)는, 파울링 축적량을 이용하여 분리막의 폐색률을 계산할 수 있으므로, 폐색률을 분리막의 세정 기준값 및 교환 기준값으로서 이용할 수 있다. 분리막의 폐색률의 계산 모델로서 파울링 축적량에 대한 비례식이 이용되는 경우, 분리막의 폐색률 R(t)는, 이하의 식(2)와 같이 표현할 수 있다. 식(2)의 「b」는, 비례 상수이다.

[수학식 2]

여기에서는 설명의 간략화를 위해 식(2)와 같은 비례식을 이용했지만, 축적 모델 D2는, 이하의 식(3)에 나타내는 루스의 방정식 등이 이용되어도 되고, 또한, 과거의 수질 변화의 데이터가 이용되어도 된다. 식(3)에 있어서, Vf는 여과액의 총량, A는 분리막의 막 면적, k는 저항 계수, Pf는 여과 시의 막간 차압, c는 케이크 비율(cake ratio), μ은 물의 점성 계수, V₀는 여과 상수이다. 막간 차압은, 분리막을 사이에 두어 처리수측인 일차측과 여과액측인 2차측의 차압이다.

[수학식 3]

계획 계산부(13)는, 식(1)과. 사전에 설정해 둔 패턴 집합 P와, 세정 효율 모델 D5를 이용하여, 분리막의 계획 집합 D4를 계산한다. 세정 효율 모델 D5는, 분리막의 세정 효율을 고려하는 것에 의해, 세정을 반복함으로써 분리막이 열화되는 현상을 표현할 수 있다. 분리막의 세정 효율을 고려하지 않는, 즉 세정 효율을 항상 100%로 하면, 분리막의 세정을 몇 회 행했다 하더라도 세정하면 항상 분리막이 신품과 동일한 수준까지 회복되게 되어 버린다. 이 때문에, 분리막의 교환이 필요없게 되어, 실정에 맞지 않게 되어 버린다. 또, 분리막의 세정 효율 모델 D5로서, 분리막의 세정 효율이 분리막의 세정 횟수 n에 대해서 지수 함수적으로 저하되는 모델이 이용되는 경우, 분리막의 세정 효율 R_ef(n)는, 이하의 식(4)과 같이 표현할 수 있다. 여기에서의 「c」는 지수 함수의 기수(base)이다.

[수학식 4]

도 2는, 실시형태 1에 따른 운전 지원 장치에서 이용되는 패턴 집합의 예를 나타내는 도면이다. 도 2에서는, 각 기준값 패턴에 있어서의 세정 기준값의 폐색률과 교환 기준값의 폐색률의 조합을 나타내고 있다. 도 2 및 후술하는 도 4에서는, 기준값 패턴의 예를, 패턴 A∼I로서 나타내고 있다. 여기에서는, 패턴 A∼I에 있어서의, 세정 기준값의 구체적인 수치예와, 교환 기준값의 수치예를 나타내고 있다.

도 3은, 실시형태 1에 따른 운전 지원 장치가 계산하는 폐색률의 시계열 변화의 예를 나타내는 도면이다. 도 3에서는, 도 2에 나타내는 기준값 패턴 중, 패턴 A, 패턴 E, 패턴 I를 이용하여 세정 및 교환을 행한 경우의 폐색률의 시계열 변화 D3의 그래프를 나타내고 있다. 도 3에 나타내는 그래프의 가로축은, 분리막이 처리수의 여과를 개시하고 나서의 경과 시간을 나타내고, 세로축은, 막간 차압에 대응하는 분리막의 폐색률을 나타내고 있다.

패턴 A의 폐색률의 변화 추이는 변화 추이 PA로 나타나고, 패턴 E의 폐색률의 변화 추이는 변화 추이 PE로 나타나고, 패턴 I의 폐색률의 변화 추이는 변화 추이 PI로 나타나 있다. 1회째의 세정 시기에 주목하면, 패턴 A는, 폐색률이 낮은 단계에서 세정이 행해지고, 패턴 I는, 폐색률이 높은 단계에서 세정이 행해지고 있는 것이 판독된다. 계획 계산부(13)는, 각 기준값 패턴을 채용한 경우의 폐색률의 변화 추이에 근거하여, 계획 집합 D4를 책정할 수 있다.

패턴 비교부(14)는, 메인터넌스 비용 D6과, 소비 전력 모델 D7을 이용하여, 계획 집합 D4에 포함되는 계획마다의 패턴 운용 비용을 계산한다. 패턴 비교부(14)는, 계산한 패턴 운용 비용 중에서 최소의 패턴 운용 비용을 판정하여, 최소의 패턴 운용 비용에 대응하는 기준값 패턴을 취득한다. 패턴 비교부(14)는, 취득한 기준값 패턴에 근거하여 메인터넌스 계획을 작성한다. 패턴 비교부(14)가 작성하는 메인터넌스 계획에는, 분리막의 세정 시기와 분리막의 교환 시기가 포함되어 있다.

소비 전력 모델 D7로서, 폐색률에 대한 비례식이 이용되는 경우, 소비 전력 W(t)는 이하의 식(5)와 같이 표현할 수 있다. 여기에서의, 「d」는 비례 상수이다.

[수학식 5]

패턴 비교부(14)는, 패턴 운용 비용을 계산할 때에는, 패턴 운용 비용의 계산에 이용하는 계산 기간을 정하지만, 상술한 바와 같이 분리막의 교환 주기보다도 충분히 긴 계산 기간을 이용한다. 즉, 패턴 비교부(14)는, 분리막의 교환 주기에 근거하여, 계산 기간을 설정한다. 분리막의 교환 주기는, 분리막을 교환하고 나서 다음의 교환까지의 기간이다. 한편, 패턴 비교부(14)는, 계산 기간으로서, 유저로부터의 지시로 지정된 기간을 이용해도 되고, 사전에 설정해 둔 초기값을 이용해도 된다.

여기에서, 계산 기간이 계산 기간 T1과 같이 짧은 경우와, 계산 기간이 계산 기간 T1보다도 긴 계산 기간 T2인 경우의 판정 결과의 차이에 대해 설명한다. 계산 기간 T1의 일례는 240일이고, 계산 기간 T2의 일례는 300일이다. 한편, 본 실시형태에서는, 기간의 단위가 「일」인 경우에 대해 설명하지만, 기간은, 「주」, 「월」 등 어느 단위여도 된다.

도 4는, 실시형태 1에 따른 운전 지원 장치가 패턴 운용 비용의 계산에 이용하는 계산 기간과, 패턴 운용 비용의 계산 결과의 관계를 나타내는 도면이다. 도 4의 계산 결과에서는, 패턴 운용 비용의 계산 기간이 240일인 경우의 패턴 A, E, I에 대한 계산 결과와, 패턴 운용 비용의 계산 기간이 300일인 경우의 패턴 A, E, I에 대한 계산 결과가 나타나 있다. 여기에서의 계산 결과는, 「세정 횟수」, 「교환 횟수」, 「전기 요금」, 및 「패턴 운용 비용」이다. 「세정 횟수」는, 분리막을 세정하는 횟수이고, 「교환 횟수」는 분리막을 교환하는 횟수이고, 「전기 요금」은, 계산 기간에 대응하는 여과 처리 중에 사용되는 전기 요금이다.

패턴 운용 비용에 이용하는 계산 기간이 짧은 경우, 패턴 운용 비용에 이용하는 계산 기간이 긴 경우와 비교하여, 판정 결과가 상이해져 버리는 경우가 있다. 예를 들면, 도 4에 있어서, 계산 기간 T1=240일은, 비교한 패턴 중에서 교환 주기가 최장인 것보다도 짧은 기간이다. 구체적으로는, 계산 기간 T1<(패턴 I의 경우의 교환 주기)이다. 이 때문에, 계산 기간 T1=240일인 경우와 계산 기간 T2=300일인 경우에서 판정 결과가 상이해져 버리고 있다. 즉, 계산 기간 T1=240일인 경우는, 패턴 E가 최소인 패턴 운용 비용이 되고, 계산 기간 T2=300일인 경우는, 패턴 I가 최소인 패턴 운용 비용이 되고 있다.

패턴 운용 비용의 계산 기간은 길수록 계산 결과의 신뢰성이 높으므로, 계산 기간 T2=300일인 경우의 쪽이, 계산 기간 T1=240일인 경우보다도 계산 결과의 신뢰성이 높다. 즉, 패턴 I가 최소인 패턴 운용 비용이라고 생각된다. 이 때문에, 패턴 비교부(14)는, 계산 기간 T1=240일과 같이, 계산 기간 T2=300일과 판정 결과가 상이해져 버리는 계산 기간은 채용하지 않는다.

패턴 비교부(14)는, 비교하는 패턴 A∼I와 같은 기준값 패턴 중에서 최장인 교환 주기의 적어도 배(倍)의 길이를 패턴 운용 비용의 계산 기간으로서 이용하는 것으로 한다. 한편, 판정 결과가 수속(收束)되기까지 패턴 운용 비용의 계산 기간을 연장시켜, 반복 패턴 운용 비용의 재계산을 행하는 것이 바람직하다. 패턴 비교부(14)는, 충분히 긴 계산 기간을 이용하여 계산한 패턴 운용 비용을 비교하여, 패턴 운용 비용이 최소가 되는 기준값 패턴을 판정한다. 그리고, 결과 제시부(7)가, 패턴 운용 비용이 최소가 되는 기준값 패턴을 제시한다.

도 5는, 실시형태 1에 따른 운전 지원 장치가 제시하는 제시 화면의 예를 나타내는 도면이다. 결과 제시부(7)는, 분리막의 세정 타이밍으로서, 「막이 XX% 폐색했을 때」와 같은 타이밍을 표시한다. 또, 결과 제시부(7)는, 분리막의 교환 타이밍으로서, 「세정 후의 막간 차압이 YY% 이상이 될 때」와 같은 타이밍을 표시한다. 세정 타이밍은, 세정을 행하는 조건에서 규정된 타이밍이고, 교환 타이밍은, 교환을 행하는 조건에서 규정된 타이밍이다.

또, 결과 제시부(7)는, 기준값 패턴을 표시한다. 또, 결과 제시부(7)는, 계산 결과를, 수처리 설비의 운용자에게 제시하는 정보로 변환한 값을 표시해도 된다. 이 경우, 패턴 비교부(14)가, 계산 결과를, 수처리 설비의 운용자에게 제시하는 정보로 변환한다. 변환한 값이란, 예를 들면, 이 다음에 세정 또는 교환을 행하는 날짜, 패턴 비교부(14)가 결정한 계획 이외의 세정 계획 및 교환 계획, 세정 계획 및 교환 계획을 실행한 경우의 비용 등이다. 결과 제시부(7)는, 차회 이후에 세정 또는 교환을 행하는 날짜를 표시하는 경우, 금후의 세정 시기로서, 「Za일 후, Zb일 후, Zc일 후」와 같이 표시하고, 금후의 교환 시기로서, 「Zd일 후, Ze일 후, Zf일 후」와 같이 표시한다.

다음으로, 연산부(1)에 의한 연산 처리 순서에 대해 설명한다. 도 6은, 실시형태 1에 따른 연산부에 의한 연산 처리의 처리 순서를 나타내는 플로 차트이다. 여기에서의 처리 순서는, 연산부(1)를 프로그램으로서 실행하는 경우의 처리 순서와 동일하다.

운전 지원 장치(100A)는, 연산부(1)가 연산을 개시하기 전에, 미리 기준값 패턴의 패턴 집합 P를 준비해 둔다. 패턴 집합 P에 포함되는 기준값에는, 여러 가지의 값이 포함되어 있다. 또, 운전 지원 장치(100A)는, 계산 기간의 초기값을 결정해 둔다.

연산부(1)는, 처리수의 정보인 수질 예측값 D1 및 축적 모델 D2를 취득한다(스텝 S1, S2). 연산부(1)는, 수질 예측값 D1 및 축적 모델 D2에 근거하여, 금후의 파울링 축적량의 시계열 변화 D3을 계산한다(스텝 S3).

그 후, 연산부(1)는, 분리막의 세정 효율 모델 D5와, 메인터넌스 비용 D6과, 분리막의 폐색률에 대한 수처리 설비의 소비 전력 모델 D7을 취득한다(스텝 S4, S5, S6). 연산부(1)는, 패턴 집합 P 내로부터 첫번째의 기준값 패턴의 값을 취득하고, 계산 기간에 있어서의 계획인 세정 계획 및 교환 계획의 계산을 행하고(스텝 S7), 계산한 세정 계획 및 교환 계획에 근거하여, 패턴 운용 비용을 계산한다(스텝 S8). 그리고, 연산부(1)는, 스텝 S8에서 계산한 패턴 운용 비용의 값과, 지금까지의 계산 결과에 있어서의 패턴 운용 비용의 최소값을 비교한다. 연산부(1)는, 스텝 S8에서 계산한 패턴 운용 비용이 최소값이 되는지 여부를 판정한다(스텝 S9).

스텝 S8에서 계산한 패턴 운용 비용이 최소값이 되는 경우(스텝 S9, Yes), 연산부(1)는, 패턴 운용 비용의 최소값과, 최소가 되는 패턴 운용 비용을 계산했을 때에 이용한 기준값 패턴을 갱신하고(스텝 S9-1), 기록해 둔다. 한편, 패턴 운용 비용의 초회의 계산 시에는, 반드시 스텝 S8에서 계산한 패턴 운용 비용의 값이 최소값이 된다. 연산부(1)는, 스텝 S9-1 후, 스텝 S10의 처리를 행한다.

스텝 S8에서 계산한 패턴 운용 비용이 최소값이 되지 않는 경우(스텝 S9, No), 연산부(1)는, 패턴 집합 P 중 패턴 운용 비용의 계산이 끝나지 않은 기준값 패턴이 남아 있는지 여부를 판정한다. 즉, 연산부(1)는, 모든 기준값 패턴에 대해서, 최소값과의 비교가 종료되어 있는지 여부를 판정한다(스텝 S10). 계산이 끝나지 않은 기준값 패턴이 있는 경우(스텝 S10, No), 연산부(1)는, 계산이 끝나지 않은 기준값 패턴 중 하나를 취득하고, 계산하는 기준값 패턴을 갱신한다(스텝 S10-1). 그리고, 연산부(1)는, 새로운 기준값 패턴을 이용하여, 스텝 S7부터 S10까지의 처리를 재차 행한다.

연산부(1)는, 모든 기준값 패턴에 대해서 패턴 운용 비용을 계산하고, 계산한 패턴 운용 비용과 최소값의 비교가 종료되기까지, 스텝 S10-1, 스텝 S7 내지 S10의 처리를 반복한다. 모든 기준값 패턴에 대해서 패턴 운용 비용을 계산하여 최소값과 비교하면(스텝 S10, Yes), 연산부(1)는, 금회의 패턴 운용 비용의 계산을 실시한 계산 기간에 있어서, 패턴 운용 비용이 최소가 되는 기준값 패턴이, 전회의 패턴 운용 비용을 계산했을 때에 패턴 운용 비용이 최소가 된 기준값 패턴과 동일한지 여부를 비교한다. 전회의 계산에서 도출한 최소의 기준값 패턴은, 전회의 스텝 S7 내지 S10의 루프에서 계산된 최소의 기준값 패턴이고, 금회의 계산에서 도출한 기준값 패턴은, 금회의 스텝 S7 내지 S10의 루프에서 계산된 최소의 기준값 패턴이다. 이하, 최소 기준값 패턴이라고 한다.

연산부(1)는, 금회의 최소 기준값 패턴이, 전회의 최소 기준값 패턴과 상이한 경우에는, 최소가 되는 최신의 기준값 패턴을 금회의 최소 기준값 패턴으로 갱신한다. 연산부(1)는, 최소가 되는 기준값 패턴이 갱신되었는지 여부를 판정한다(스텝 S11).

최소가 되는 기준값 패턴이 갱신된 경우(스텝 S11, Yes), 즉 금회의 최소 기준값 패턴이, 전회의 최소 기준값 패턴과 상이한 경우, 연산부(1)는, 금회의 계산 기간인 계산 기간 T를, 새로운 계산 기간 T'=(T+ΔT)로 갱신한다(스텝 S11-1). 그리고, 연산부(1)는, 새로운 계산 기간 T'를 이용하여 스텝 S7 내지 S11의 처리를 실행한다.

최소가 되는 기준값 패턴이 갱신되지 않았던 경우(스텝 S11, No), 즉 금회의 최소 기준값 패턴이, 전회의 최소 기준값 패턴과 동일한 경우, 연산부(1)는, 최소 기준값 패턴이 수속되었다고 판단한다. 연산부(1)는, 최소 기준값 패턴이 수속되었다고 판단하면, 금회 또는 전회의 최소 기준값 패턴을, 결과 제시부(7)로 보낸다. 이에 의해, 결과 제시부(7)는, 금회 또는 전회의 최소 기준값 패턴을 계산 결과로서 표시한다(스텝 S12).

이와 같이, 실시형태 1에서는, 분리막의 운용 중에 있어서의, 분리 처리의 비용과, 분리막의 세정 비용과, 분리막의 교환 비용의 합계인 패턴 운용 비용이 최소가 되도록, 기준값 패턴을 결정하고, 결정한 기준값 패턴을 이용하여 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 계산한다. 따라서, 분리막의 패턴 운용 비용을 억제하기 위한 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를, 전문적인 지식에 근거한 기준값의 입력을 필요로 하지 않고 용이하게 예측하는 것이 가능해진다.

실시형태 2.

다음으로, 도 7∼도 10을 이용하여 이 발명의 실시형태 2에 대해 설명한다. 실시형태 1에 있어서는, 현재 실시하고 있는 수처리 설비의 운전 상황을 변경하지 않은 경우에 있어서의 최소 기준값 패턴을 계산했다. 이 최소 기준값 패턴이 운용자가 요구하는 막 메인터넌스 조건을 만족시키지고 있지 않은 경우, 막 메인터넌스 조건을 만족시키도록 수처리 설비의 운전 조건을 변경할 것이 요망된다. 그래서, 실시형태 2에서는, 막 메인터넌스 조건을 만족시키도록 수처리 설비의 운전 조건을 변경함과 더불어, 막 메인터넌스 조건을 만족시키는 최소 기준값 패턴을 계산한다. 막 메인터넌스 조건은, 분리막의 메인터넌스의 조건이다.

도 7은, 실시형태 2에 따른 운전 지원 장치의 기능 구성도이다. 도 7에 나타내는 운전 지원 장치(100B)의 각 구성 요소 중 도 1에 나타내는 실시형태 1의 운전 지원 장치(100A)와 동일 기능을 달성하는 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고 있고, 중복되는 설명은 생략한다.

운전 지원 장치(100B)는, 운전 지원 장치(100A)가 구비하는 구성 요소에 더하여, 막 메인터넌스 조건 입력부(19)와, 기준값 조정부(20B)와, 설비 제어부(21)를 구비하고 있다. 설비 제어부(21)는, 막 메인터넌스 설비(22)를 구비한 수처리 설비(23B)에 접속되어 있다.

막 메인터넌스 조건 입력부(19)는, 운용자에 의해 지정된 막 메인터넌스 조건을 취득하고 기준값 조정부(20B)에 입력한다. 막 메인터넌스 조건의 예는, 분리막의 교환까지의 기간을 나타내는 교환 주기이다. 막 메인터넌스 조건 입력부(19)는, 사람 손에 의한 데이터 입력, 외부 소프트웨어로부터의 데이터 입력, 센서로부터 취득한 데이터의 입력 등에 의해 데이터를 취득한다.

기준값 조정부(20B)는, 결과 제시부(7), 막 메인터넌스 조건 입력부(19), 설비 제어부(21)에 접속되어 있다. 또, 기준값 조정부(20B)는, 축적 모델 입력부(3), 효율 모델 입력부(4), 비용 입력부(5), 소비 전력 모델 입력부(6)에 접속되어 있다.

기준값 조정부(20B)는, 연산부(1)에 의한 계산 결과를 결과 제시부(7)로부터 취득한다. 구체적으로는, 기준값 조정부(20B)는, 최소 기준값 패턴 및 메인터넌스 시기를 결과 제시부(7)로부터 취득한다. 기준값 조정부(20B)는, 연산부(1)에 의한 최소 기준값 패턴이, 막 메인터넌스 조건을 만족시키도록, 수처리 설비(23B)의 운전 조건을 변경한다. 운전 조건은, 축적 모델 D2, 세정 효율 모델 D5, 메인터넌스 비용 D6, 및 소비 전력 모델 D7 중 적어도 1개에 영향을 주는 조건이다. 여기에서의 기준값 조정부(20B)는, 메인터넌스 시기가 막 메인터넌스 조건을 만족시키는 운전 조건을 설정하고, 설정한 운전 조건을, 축적 모델 입력부(3), 효율 모델 입력부(4), 비용 입력부(5), 또는 소비 전력 모델 입력부(6)로 보낸다. 기준값 조정부(20B)는, 예를 들면, 새로운 축적 모델 D2를 설정하면, 설정한 축적 모델 D2를 축적 모델 입력부(3)로 보낸다. 연산부(1)는, 변경된 운전 조건을 이용하여, 다시 최소 기준값 패턴을 재계산한다.

기준값 조정부(20B)는, 연산부(1)에 의한 계산 결과가 막 메인터넌스 조건을 만족시키기까지, 수처리 설비(23B)의 운전 조건을 변경하여, 연산부(1)에 최소 기준값 패턴을 계산시키는 처리를 반복한다.

기준값 조정부(20B)는, 메인터넌스 시기가 막 메인터넌스 조건을 만족시키는 운전 조건을 결정하면, 결정한 운전 조건을 설비 제어부(21)에 입력한다.

설비 제어부(21)는, 수처리 설비(23B)를 제어한다. 본 실시형태의 설비 제어부(21)는, 기준값 조정부(20B)로부터의 운전 조건에 따라, 막 메인터넌스 설비(22)의 운전 조건을 변경한다. 막 메인터넌스 설비(22)는, 분리막의 상태를 유지하기 위한 설비 또는 장치이다. 막 메인터넌스 설비(22)의 예는, 막면의 폭기 풍량을 조절하는 블로어, 막 세정에 이용하는 세정액의 농도를 조절하는 펌프이다.

운전 지원 장치(100B)는, 운전 지원 장치(100A)와 마찬가지의 방법에 의해, 최소 기준값 패턴 및 메인터넌스 시기를 계산한다. 이하, 운전 지원 장치(100B)가 최소 기준값 패턴 및 메인터넌스 시기를 계산한 후의, 운전 지원 장치(100B)에 의한 처리에 대해 설명한다. 운전 지원 장치(100B)는, 최소 기준값 패턴 및 메인터넌스 시기를 계산한 후, 막 메인터넌스 조건을 만족시키도록 운전 조건을 변경하여, 최소 기준값 패턴 및 메인터넌스 시기를 재계산한다.

도 8은, 실시형태 2에 따른 운전 지원 장치에 의한 운전 조건의 변경 처리와 최소 기준값 패턴의 재계산 처리를 설명하기 위한 도면이다. 여기에서는, 막 메인터넌스 설비(22)가 막면 폭기를 행하는 블로어(22X)이고, 메인터넌스 시기가 막 메인터넌스 조건을 만족시키도록, 운전 지원 장치(100B)가, 블로어(22X)의 운전 조건을 변경하는 경우에 대해 설명한다.

수처리 설비(23B)는, 전처리조(30A)와, 막 여과조(30B)와, 분리막(31)과, 블로어(22X)를 구비하고 있다. 전처리조(30A)는, 처리수 W1 내에 포함되는 현탁 물질을 침전시킨 후에 막 여과조(30B)로 보낸다. 막 여과조(30B)는, 분리막(31)을 구비하고 있고, 분리막(31)에서 처리수 W1을 여과한다. 블로어(22X)는, 분리막(31)에 막면 폭기를 행한다. 막 여과조(30B)는, 여과한 처리수 W1을 외부로 송출한다.

일반적으로, 분리막(31)의 막면 폭기의 풍량, 즉 블로어(22X)의 출력을 증가시키면, 파울런트의 축적량의 증가량이 적어진다. 또, 일반적으로, 블로어(22X)의 출력을 증가시키면, 단위 시간당 소비 전력량은 증가한다. 따라서, 블로어(22X)의 출력을 변경하는 것에 의해 변경할 수 있는 운전 조건은, 축적 모델 D2 및 소비 전력 모델 D7이다. 여기에서는, 실시형태 1에서 설명한 모델과 동일한 축적 모델 D2 및 소비 전력 모델 D7을 채용한 경우에 대해 설명한다. 즉, 여기에서의 운전 지원 장치(100B)는, 축적 모델 D2로서 식(1) 및 식(2)를 이용하고, 소비 전력 모델 D7로서 식(5)를 이용한다. 기준값 조정부(20B)는, 막 메인터넌스 조건을 만족시키도록 조정한 축적 모델 D2를, 축적 모델 입력부(3)에 입력하고, 막 메인터넌스 조건을 만족시키도록 조정한 소비 전력 모델 D7을, 소비 전력 모델 입력부(6)에 입력한다. 막 메인터넌스 조건 입력부(19)에 입력되는 메인터넌스 조건은, 분리막(31)의 교환 주기가 51일 이상이라고 한다. 한편, 운전 조건으로서, 막 세정에 이용하는 세정액의 농도가 변경되는 경우, 세정액의 농도에 따라 분리막(31)의 세정 비용이 변화하므로, 메인터넌스 비용 D6가 변화한다.

이하, 운전 지원 장치(100B)에 의한 구체적인 운전 조건의 변경 처리, 및 최소 기준값 패턴의 재계산 처리의 처리 순서를 설명한다. 운전 지원 장치(100B)의 연산부(1)는, 실시형태 1의 운전 지원 장치(100A)와 마찬가지로, 현재의 운전 조건하에서의 최소 기준값 패턴을 계산하고, 계산한 최소 기준값 패턴에 근거하여, 분리막(31)의 교환 주기를 계산한다. 연산부(1)는, 계산 결과인 교환 주기를 결과 제시부(7)에 입력하고, 결과 제시부(7)는, 교환 주기를 기준값 조정부(20B)에 입력한다. 기준값 조정부(20B)는, 막 메인터넌스 조건 입력부(19)로부터 입력된 막 메인터넌스 조건과 계산 결과인 교환 주기를 비교한다.

도 9는, 실시형태 2에 따른 운전 지원 장치가 운전 조건을 변경하지 않고 계산한 교환 주기를 설명하기 위한 도면이다. 도 9에서는, 블로어(22X)의 출력인 블로어 출력의 초기값과, 식(1)의 「a」의 초기값과, 식(2)의 「b」의 초기값과, 식(5)의 「d」의 초기값과, 세정 기준값의 초기값과, 교환 기준값의 초기값과, 교환 주기와, 패턴 운용 비용의 대응 관계를 나타내고 있다. 한편, 도 9, 후술하는 도 10, 도 13, 및 도 14에서는, 세정 기준값 및 교환 기준값을 보합(步合; percentage)으로 나타내고 있다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 블로어 출력의 초기값으로 수처리 설비(23B)를 동작시키는 경우, 교환 주기는 44일이므로, 메인터넌스 조건에서 지정된 51일보다도 짧다. 즉, 블로어 출력의 초기값으로 계산한 교환 주기가, 메인터넌스 조건에서 지정된 교환 주기보다도 짧으므로, 블로어 출력의 초기값은, 메인터넌스 조건을 만족시키고 있지 않다. 이 경우, 기준값 조정부(20B)는, 블로어 출력을 증가시킨 경우의 축적 모델 D2 및 소비 전력 모델 D7을 작성한다. 기준값 조정부(20B)는, 식(2)의 「b」를 갱신하는 것에 의해 새로운 축적 모델 D2를 작성하고, 식(5)의 「d」를 갱신하는 것에 의해 새로운 소비 전력 모델 D7을 작성한다.

기준값 조정부(20B)는, 블로어 출력을 증가시킨 경우의 축적 모델 D2를 축적 모델 입력부(3)에 입력하고, 블로어 출력을 증가시킨 경우의 소비 전력 모델 D7을 소비 전력 모델 입력부(6)에 입력한다. 이에 의해, 연산부(1)는, 최소 기준값 패턴을 재계산한다.

이와 같이, 운전 지원 장치(100B)는, 모델을 갱신하면서 최소 기준값 패턴의 재계산을 반복하고, 메인터넌스 조건을 만족시킬 수 있는 모델 또는 메인터넌스 비용 D6를 결정한다. 즉, 연산부(1)는, 메인터넌스 조건을 만족시키도록, 막 메인터넌스 설비(22)의 운전 조건을 변경하고, 변경한 운전 조건에 근거하여, 모델 및 메인터넌스 비용 D6 중 적어도 1개를 갱신한 뒤에, 분리막(31)의 세정 시기 및 교환 시기를 재계산한다.

도 10은, 실시형태 2에 따른 운전 지원 장치가 운전 조건을 변경하여 계산한 교환 주기를 설명하기 위한 도면이다. 도 10에서는, 교환 주기의 계산 횟수와, 블로어 출력의 값과, 식(1)의 「a」와, 식(2)의 「b」와, 식(5)의 「d」와, 세정 기준값과, 교환 기준값과, 교환 주기와, 패턴 운용 비용의 대응 관계를 나타내고 있다.

교환 주기의 계산 횟수는, 기준값 조정부(20B)가 교환 주기를 계산한 횟수이다. 계산 횟수의 「1」은, 블로어 출력의 초기값을 이용하여 교환 주기를 계산한 경우이다. 계산 횟수의 「2」는, 블로어 출력을 변경하여 교환 주기를 최초로 재계산한 경우이고, 계산 횟수의 「3」은, 블로어 출력을 추가로 변경하여 교환 주기를 추가로 재계산한 경우이다.

기준값 조정부(20B)는, 블로어 출력을 계산할 때마다, 블로어 출력을 늘려 간다. 블로어 출력의 증가에 수반하여, 식(2)의 「b」가 감소하고, 식(5)의 「d」는 증가한다. 또, 블로어 출력의 증가에 수반하여 교환 주기가 길어진다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 교환 주기의 4회째의 계산에 의해 교환 주기가 54일이 되고, 메인터넌스 조건에서 지정된 51일 이상이 된다. 기준값 조정부(20B)는, 이때에 변화하고 있는 식(2)의 「b」를 이용하여 축적 모델 D2를 변경하고, 식(5)의 「d」를 이용하여 소비 전력 모델 D7을 변경한다.

메인터넌스 조건을 만족시킬 수 있는 모델이 결정되면, 기준값 조정부(20B)는, 메인터넌스 조건을 만족시킬 수 있는 블로어 출력을 설비 제어부(21)에 입력한다.

설비 제어부(21)는, 블로어 출력과 같은 변경된 동작 조건을 접수하면, 접수한 동작 조건에 합치하도록 수처리 설비(23B)에 대한 조작량을 계산한다. 설비 제어부(21)는, 막면 폭기용의 블로어 출력을 1.6배로 함으로써 메인터넌스 조건을 만족시킬 수 있으므로, 설비 제어부(21)는, 조작량을 1.6배로 하기 위한 신호를 블로어(22X)에 송신한다. 이에 의해, 블로어(22X)는, 막면 폭기의 양을 1.6배로 늘린다. 이 결과, 수처리 설비(23B)는, 메인터넌스 조건을 만족시키면서 처리수 W1의 여과를 행하는 것이 가능해진다. 한편, 세정 기준값이 계산 횟수에 따라 상이한 개소가 있는 것은, 교환 주기를 계산하는 각 회에서 계산 기간이 상이한 경우가 있고, 계산 기간이 상이하면 세정 기준값도 상이한 경우가 있기 때문이다.

이와 같이 실시형태 2에 의하면, 막 메인터넌스 설비(22)를 제어하는 것에 의해 운용자가 지정한 메인터넌스 조건을 만족시키면서, 분리막(31)의 패턴 운용 비용을 억제하기 위한 분리막(31)의 세정 시기 및 교환 시기를, 전문적인 지식에 근거한 기준값의 입력을 필요로 하지 않고 용이하게 예측하는 것이 가능해진다.

실시형태 3.

다음으로, 도 11∼도 14를 이용하여 이 발명의 실시형태 3에 대해 설명한다. 실시형태 2에 있어서는, 메인터넌스 조건을 만족시키기 위해서, 막 메인터넌스 설비(22)를 제어했지만, 막 분리의 전단계의 설비인 전처리조(30A)에 의해 처리수 W1의 수질을 제어해도 된다. 실시형태 3에서는, 운용자가 지정한 메인터넌스 조건을 만족시키도록 전처리조(30A)에서의 운전 조건을 변경함과 더불어, 메인터넌스 조건을 만족시키는 최소 기준값 패턴을 계산한다.

도 11은, 실시형태 3에 따른 운전 지원 장치의 기능 구성도이다. 도 11에 나타내는 운전 지원 장치(100C)의 각 구성 요소 중 운전 지원 장치(100A) 또는 운전 지원 장치(100B)와 동일 기능을 달성하는 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고 있고, 중복되는 설명은 생략한다.

운전 지원 장치(100C)는, 운전 지원 장치(100B)와 비교하여, 기준값 조정부(20B) 대신에 기준값 조정부(20C)를 구비하고 있다. 기준값 조정부(20C)는, 결과 제시부(7), 막 메인터넌스 조건 입력부(19), 설비 제어부(21)에 접속되어 있다. 또, 기준값 조정부(20C)는, 처리수 정보 입력부(2), 축적 모델 입력부(3), 소비 전력 모델 입력부(6)에 접속되어 있다. 설비 제어부(21)는, 수처리 설비(23C)에 접속되어 있다.

기준값 조정부(20C)는, 최소 기준값 패턴 및 메인터넌스 시기를 결과 제시부(7)로부터 취득한다. 기준값 조정부(20C)는, 연산부(1)에 의한 최소 기준값 패턴 및 메인터넌스 시기가, 막 메인터넌스 조건을 만족시키도록, 수처리 설비(23C)의 운전 조건을 변경한다. 운전 조건은, 수질 예측값 D1, 축적 모델 D2, 및 소비 전력 모델 D7 중 적어도 1개에 영향을 주는 조건이다. 여기에서의 기준값 조정부(20C)는, 최소 기준값 패턴 및 메인터넌스 시기가 막 메인터넌스 조건을 만족시키는 운전 조건을 설정하고, 설정한 운전 조건을, 처리수 정보 입력부(2), 축적 모델 입력부(3), 또는 소비 전력 모델 입력부(6)로 보낸다. 기준값 조정부(20C)는, 예를 들면, 새로운 소비 전력 모델 D7을 설정하면, 설정한 소비 전력 모델 D7을 소비 전력 모델 입력부(6)로 보낸다. 연산부(1)는, 변경된 운전 조건을 이용하여, 최소 기준값 패턴을 재계산한다.

기준값 조정부(20C)는, 연산부(1)에 의한 계산 결과가 막 메인터넌스 조건을 만족시키기까지, 수처리 설비(23C)의 운전 조건을 변경하여, 연산부(1)에 최소 기준값 패턴을 계산시키는 처리를 반복한다.

기준값 조정부(20C)는, 최소 기준값 패턴 및 메인터넌스 시기가 막 메인터넌스 조건을 만족시키는 운전 조건을 결정하면, 결정한 운전 조건을 설비 제어부(21)에 입력한다.

설비 제어부(21)는, 수처리 설비(23C)를 제어한다. 본 실시형태의 설비 제어부(21)는, 기준값 조정부(20C)로부터의 운전 조건에 따라, 전처리조(30A)의 운전 조건을 변경한다. 운전 조건이 변경되는 장치의 예는, 활성 오니(汚泥)법에 있어서의 호기조(好氣槽: aerobic tank)의 블로어, 또는 담수 처리에 있어서의 물약 주입 펌프와 같은, 전처리조(30A)의 상태를 유지하기 위한 설비 또는 장치이다. 이하의 설명에서는, 운전 조건이 변경되는 장치가 호기조의 블로어인 경우에 대해 설명한다.

운전 지원 장치(100C)는, 운전 지원 장치(100A)와 마찬가지의 방법에 의해, 최소 기준값 패턴 및 메인터넌스 시기를 계산한다. 운전 지원 장치(100C)가 최소 기준값 패턴 및 메인터넌스 시기를 계산한 후의, 운전 지원 장치(100C)에 의한 처리에 대해 설명한다. 운전 지원 장치(100C)는, 최소 기준값 패턴 및 메인터넌스 시기를 계산한 후, 운전 조건을 변경하여, 최소 기준값 패턴 및 메인터넌스 시기를 재계산한다.

도 12는, 실시형태 3에 따른 운전 지원 장치에 의한 운전 조건의 변경 처리와 최소 기준값 패턴의 재계산 처리를 설명하기 위한 도면이다. 여기에서는, 운전 조건이 변경되는 장치가, 활성 오니 처리 시에 호기조로 공기를 보내는 블로어(25)이고, 메인터넌스 시기가 막 메인터넌스 조건을 만족시키도록, 운전 지원 장치(100C)가, 블로어(25)의 운전 조건을 변경하는 경우에 대해 설명한다.

수처리 설비(23C)는, 전처리조(30A)와, 막 여과조(30B)와, 분리막(31)과, 블로어(25)를 구비하고 있다. 전처리조(30A)는, 호기조를 포함하고 있고, 블로어(25)는, 호기조로 공기를 보낸다.

일반적으로, 호기조의 블로어 출력을 증가시키면, 처리수 W1의 수질이 향상된다. 또, 일반적으로, 블로어 출력을 증가시키면 단위 시간당 소비 전력량은 증가한다. 따라서, 블로어(25)의 출력을 변경하는 것에 의해 변경할 수 있는 운전 조건은, 수질 예측값 D1 및 소비 전력 모델 D7이다. 운전 지원 장치(100C)는, 분리막(31)에 유입하는 처리수 W1의 수질의 향상을 파울런트의 축적량의 감소로 간주함으로써, 실시형태 1에서 이용한 모델과 동일한 모델을 이용한다. 즉, 운전 지원 장치(100C)는, 수질 예측값 D1로서 식(1)을 이용하고, 소비 전력 모델 D7로서 식(5)를 이용한다. 기준값 조정부(20C)는, 막 메인터넌스 조건을 만족시키도록 조정한 수질 예측값 D1을, 처리수 정보 입력부(2)에 입력하고, 막 메인터넌스 조건을 만족시키도록 조정한 소비 전력 모델 D7을, 소비 전력 모델 입력부(6)에 입력한다. 막 메인터넌스 조건 입력부(19)에 입력되는 메인터넌스 조건은, 분리막(31)의 교환 주기가 51일 이상이라고 한다.

이하, 운전 지원 장치(100C)에 의한 구체적인 운전 조건의 변경 처리, 및 최소 기준값 패턴의 재계산 처리의 처리 순서를 설명한다. 운전 지원 장치(100C)의 연산부(1)는, 실시형태 1의 운전 지원 장치(100A)와 마찬가지로, 현재의 운전 조건하에서의 최소 기준값 패턴을 계산하고, 계산한 최소 기준값 패턴에 근거하여, 분리막(31)의 교환 주기를 계산한다. 연산부(1)는, 계산 결과인 교환 주기를 결과 제시부(7)에 입력하고, 결과 제시부(7)는, 교환 주기를 기준값 조정부(20C)에 입력한다. 기준값 조정부(20C)는, 막 메인터넌스 조건 입력부(19)로부터 입력된 막 메인터넌스 조건과 계산 결과인 교환 주기를 비교한다.

도 13은, 실시형태 3에 따른 운전 지원 장치가 운전 조건을 변경하지 않고 계산한 교환 주기를 설명하기 위한 도면이다. 도 13에서는, 블로어(25)의 출력인 블로어 출력의 초기값과, 식(1)의 「a」의 초기값과, 식(5)의 「d」의 초기값과, 세정 기준값의 초기값과, 교환 기준값의 초기값과, 교환 주기와, 패턴 운용 비용의 대응 관계를 나타내고 있다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 블로어 출력의 초기값으로 수처리 설비(23C)를 동작시키는 경우, 교환 주기는 40일이므로, 메인터넌스 조건에서 지정된 51일보다도 짧다. 즉, 블로어 출력의 초기값으로 계산한 교환 주기가, 메인터넌스 조건에서 지정된 교환 주기보다도 짧으므로, 블로어 출력의 초기값은, 메인터넌스 조건을 만족시키지고 있지 않다. 이 경우, 기준값 조정부(20C)는, 블로어 출력을 증가시킨 경우의 수질 예측값 D1 및 소비 전력 모델 D7을 작성한다. 기준값 조정부(20C)는, 식(1)의 「a」를 갱신하는 것에 의해 새로운 수질 예측값 D1을 작성하고, 식(5)의 「d」를 갱신하는 것에 의해 새로운 소비 전력 모델 D7을 작성한다.

기준값 조정부(20C)는, 블로어 출력을 증가시킨 경우의 수질 예측값 D1을 처리수 정보 입력부(2)에 입력하고, 블로어 출력을 증가시킨 경우의 소비 전력 모델 D7을 소비 전력 모델 입력부(6)에 입력한다. 이에 의해, 연산부(1)는, 최소 기준값 패턴을 재계산한다.

이와 같이, 운전 지원 장치(100C)는, 모델을 갱신하면서 최소 기준값 패턴의 재계산을 반복하고, 메인터넌스 조건을 만족시킬 수 있는 수질 예측값 D1 또는 소비 전력 모델 D7을 결정한다. 즉, 연산부(1)는, 메인터넌스 조건을 만족시키도록, 블로어(25)의 운전 조건을 변경하고, 변경한 운전 조건에 근거하여, 수질 예측값 D1 및 소비 전력 모델 D7 중 적어도 한쪽을 갱신한 뒤에, 분리막(31)의 세정 시기 및 교환 시기를 재계산한다.

도 14는, 실시형태 3에 따른 운전 지원 장치가 운전 조건을 변경하여 계산한 교환 주기를 설명하기 위한 도면이다.

도 14에서는, 교환 주기의 계산 횟수와, 블로어 출력의 값과, 식(1)의 「a」와, 식(5)의 「d」와, 세정 기준값과, 교환 기준값과, 교환 주기와, 패턴 운용 비용의 대응 관계를 나타내고 있다.

기준값 조정부(20C)는, 기준값 조정부(20B)와 마찬가지로, 블로어 출력을 계산할 때마다, 블로어 출력을 늘려 간다. 블로어 출력의 증가에 수반하여, 식(1)의 「a」가 감소하고, 식(5)의 「d」는 증가한다. 또, 블로어 출력의 증가에 수반하여 교환 주기가 길어진다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 교환 주기의 4회째의 계산에 의해 교환 주기가 59일이 되고, 메인터넌스 조건에서 지정된 51일 이상이 된다. 기준값 조정부(20C)는, 이때에 변화하고 있는 식(1)의 「a」를 이용하여 수질 예측값 D1을 변경하고, 식(5)의 「d」를 이용하여 소비 전력 모델 D7을 변경한다.

메인터넌스 조건을 만족시킬 수 있는 수질 예측값 D1 및 소비 전력 모델 D7이 결정되면, 기준값 조정부(20C)는, 메인터넌스 조건을 만족시킬 수 있는 블로어 출력을 설비 제어부(21)에 입력한다.

설비 제어부(21)는, 블로어 출력과 같은 변경된 동작 조건을 접수하면, 접수한 동작 조건에 합치하도록 수처리 설비(23C)에 대한 조작량을 계산한다. 설비 제어부(21)는, 호기조로 공기를 보내는 블로어(25)의 블로어 출력을 1.38배로 함으로써 메인터넌스 조건을 만족시킬 수 있으므로, 설비 제어부(21)는, 조작량을 1.38배로 하기 위한 신호를 블로어(25)에 송신한다. 이에 의해, 블로어(25)는, 호기조로 보내는 공기의 양을 1.38배로 늘린다. 이 결과, 수처리 설비(23C)는, 메인터넌스 조건을 만족시키면서 처리수 W1의 여과를 행하는 것이 가능해진다.

이와 같이 실시형태 3에 의하면, 전처리조(30A)의 상태를 유지하기 위한 장치를 제어하는 것에 의해 운용자가 지정한 메인터넌스 조건을 만족시키면서, 분리막(31)의 패턴 운용 비용을 억제하기 위한 분리막(31)의 세정 시기 및 교환 시기를, 전문적인 지식에 근거한 기준값의 입력을 필요로 하지 않고 용이하게 예측하는 것이 가능해진다.

여기에서, 실시형태 1 내지 3에 있어서의 운전 지원 장치(100A∼100C)의 기능을 실현하는 하드웨어 구성에 대해 설명한다. 도 15는, 실시형태 1 내지 3에 따른 운전 지원 장치를 실현하는 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다. 한편, 운전 지원 장치(100A∼100C)는, 마찬가지의 하드웨어 구성을 갖고 있으므로, 여기에서는 운전 지원 장치(100C)의 하드웨어 구성에 대해 설명한다.

운전 지원 장치(100C)는, 도 15에 나타낸 제어 회로(300), 즉 프로세서(301), 메모리(302), 입력부(303) 및 표시부(304)에 의해 실현할 수 있다. 프로세서(301)는, CPU(Central Processing Unit, 중앙 처리 장치, 처리 장치, 연산 장치, 마이크로프로세서, 마이크로컴퓨터, DSP(Digital Signal Processor)라고도 함), 시스템 LSI(Large Scale Integration) 등이다. 메모리(302)는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 등이다.

메모리(302)에는, 연산부(1)의 기능을 실행하는 프로그램과, 기준값 조정부(20C)의 기능을 실행하는 프로그램과, 설비 제어부(21)의 기능을 실행하는 프로그램이 저장되어 있다.

프로세서(301)는, 입력부(303)를 통해서 필요한 정보를 접수함과 더불어, 메모리(302)에서 기억되어 있는 프로그램을 판독하여 실행하는 것에 의해, 연산부(1), 기준값 조정부(20C) 및 설비 제어부(21)에 의한 처리를 실행한다. 메모리(302)에 저장되어 있는 프로그램은, 연산부(1), 기준값 조정부(20C) 및 설비 제어부(21)의 순서 또는 방법에 대응하는 복수의 명령을 컴퓨터로 하여금 실행하게 하는 것이라고도 말할 수 있다. 메모리(302)는, 프로세서(301)가 각종 처리를 실행할 때의 일시 메모리로서도 사용된다.

처리수 정보 입력부(2), 축적 모델 입력부(3), 효율 모델 입력부(4), 비용 입력부(5), 소비 전력 모델 입력부(6), 및 막 메인터넌스 조건 입력부(19)는, 입력부(303)를 이용하여 실현된다. 또, 결과 제시부(7)는, 표시부(304)를 이용하여 실현된다.

프로세서(301)가 실행하는 프로그램은, 컴퓨터로 실행 가능한, 데이터 처리를 행하기 위한 복수의 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능하면서 비천이적인(non-transitory) 기록 매체를 갖는 컴퓨터 프로그램 프로덕트여도 된다.

한편, 도 15에 나타내는 프로세서(301) 및 메모리(302)는, 처리 회로로 대체해도 된다. 처리 회로는, 예를 들면, 단일 회로, 복합 회로, 프로그램화한 프로세서, 병렬 프로그램화한 프로세서, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field-Programmable Gate Array), 또는, 이들을 조합한 것이 해당한다. 한편, 연산부(1), 기준값 조정부(20C) 및 설비 제어부(21)의 기능에 대해, 일부를 전용의 하드웨어로 실현하고, 일부를 소프트웨어 또는 펌웨어로 실현하도록 해도 된다.

실시형태 4.

다음으로, 도 16∼도 21을 이용하여 이 발명의 실시형태 4에 대해 설명한다. 실시형태 4에서는, 기준값을, 수처리 운전의 개시 전(설계 단계) 또는 수처리 설비의 운용 중에 결정한다. 즉, 실시형태 4에 있어서는, 신규로 구축한 수처리 설비에 대한 분리막의 세정 시기를 결정하는 기준값(이하, 세정의 기준값이라고 함), 및 교환 시기를 결정하는 기준값(이하, 교환의 기준값이라고 한)을, 수처리 운전의 개시 전의 설계 단계에서 결정하는 경우, 또는, 운용 중의 수처리 설비에 대한 세정의 기준값 및 교환의 기준값을 재결정하는 경우에 대해 설명한다. 신규로 구축한 수처리 설비에 대해서는, 세정의 기준값 및 교환의 기준값이 신규로 결정된다.

또, 운용 중의 수처리 설비에 대해서는, 피처리수의 수질이 변화하거나, 수처리 설비의 환경이 변화하거나 하는 것에 의해, 수처리의 조건이 수처리 설비의 초회 운용 시부터 변화할 가능성이 있다. 그 때문에, 운용 중의 수처리 설비에 대해서도, 적절히, 세정의 기준값 및 교환의 기준값이 갱신된다.

한편, 갱신하는 타이밍은, 처리수 조건이 변화했다는 등의 각 조건이 변화했을 때, 전회의 계산으로부터 일정 기간이 경과했을 때 등 중 어느 것이 채용되어도 상관없다. 운용상, 세정의 기준값 및 교환의 기준값의 재계산이 필요하게 되었을 때에, 본 실시형태의 순서가 반복하여 적용됨으로써, 수처리 설비의 상태에 적합한 세정의 기준값 및 교환의 기준값을 계속 채용하는 것이 가능하게 된다.

도 16은, 실시형태 4에 따른 운전 지원 장치의 기능 구성도이다. 운전 지원 장치(100D)는, 수처리에서 이용하는 분리막을 세정하는지 여부의 판정에 이용하는 제 1 기준값(세정의 기준값), 및 분리막을 교환하는지 여부의 판정에 이용하는 제 2 기준값(교환의 기준값)을 계산하는 컴퓨터이다.

운전 지원 장치(100D)는, 연산부(1)와, 처리수 정보 입력부(2)와, 축적 모델 입력부(3)와, 효율 모델 입력부(4)와, 비용 입력부(5)와, 소비 전력 모델 입력부(6)와, 결과 제시부(7)를 구비한다.

처리수 정보 입력부(2), 축적 모델 입력부(3), 효율 모델 입력부(4), 비용 입력부(5), 및 소비 전력 모델 입력부(6)는, 각각 데이터를 취득하고, 연산부(1)에 입력한다. 이들의 각 입력부는, 어느 수단에 의해 데이터를 취득해도 된다. 각 입력부는, 사람 손에 의한 데이터 입력, 외부 소프트웨어로부터의 데이터 입력, 수처리 설비가 운전 중인 경우는 센서로부터 취득한 데이터의 입력 등에 의해 데이터를 취득한다. 또, 각 입력부는, 네트워크 통신, 미디어 매개 등 어느 수단에 의해 연산부(1)에 데이터를 입력해도 된다.

처리수 정보 입력부(2)는, 수처리의 대상이 되는 처리수의 수질의 정보인 수질 예측값 D1을 취득하고 연산부(1)에 입력한다. 본 실시형태의 수질 예측값 D1은, 처리수의 수질의 시계열 변화의 데이터, 또는 처리수의 수질의 예측값을 나타내는 데이터이다.

축적 모델 입력부(3)는, 수질에 대한 파울런트의 축적량을 표현하는 축적 모델 D2를 취득하고 연산부(1)에 입력한다. 축적 모델 D2는, 파울링에 의해 축적되는 파울런트의 축적량을 표현하는 모델이다.

효율 모델 입력부(4)는, 세정 효율의 모델인 세정 효율 모델 D5를 취득하고 연산부(1)에 입력한다. 세정 효율 모델 D5는, 분리막의 세정 횟수마다의 열화의 변화를 표현하는 모델이다. 막 여과법에서는, 분리막의 사용을 계속하고 있으면 파울런트에 의한 분리막의 막힘이 발생하므로, 처리 시간의 경과와 함께 여과 처리의 효율(단위 시간에 여과할 수 있는 수량)이 내려간다. 막 여과법에서는, 막으로부터 파울런트를 제거하기 위해서, 분리막의 세정과 분리막의 교환이 정기적으로 실행될 필요가 있다.

일반적으로, 분리막의 세정 비용은, 분리막의 교환 비용보다도 싸므로, 분리막에 막힘이 발생한 경우에는, 우선은 분리막의 세정이 행해진다. 분리막의 세정 처리에서는, 물약 또는 여과액으로 분리막을 씻음으로써 파울런트가 떨어진다. 분리막을 세정하면, 분리막의 여과 능력(분리막을 처리할 수 있는 수량)은 어느 정도 회복된다.

단, 신품의 분리막의 여과 능력과 비교하면, 세정 후의 분리막은, 여과 능력과 내구성이 저하된다. 분리막을 세정하는 횟수가 증가할수록, 여과 능력의 회복률이 낮아진다. 여과 능력의 회복률이 재이용에 견딜 수 없을 정도로 저하되면, 분리막이 교환되게 된다. 본 실시형태의 세정 효율 모델 D5는, 이 분리막의 세정 횟수마다의, 여과 능력의 회복률을 표현한다.

비용 입력부(5)는, 메인터넌스 비용 D6를 취득하고 연산부(1)에 입력한다. 메인터넌스 비용 D6는, 분리막의 메인터넌스에 필요로 하는 비용이고, 분리막의 1회당 세정에 필요로 하는 비용인 세정 비용과, 분리막의 1회당 교환에 필요로 하는 비용인 교환 비용을 포함하고 있다. 본 실시형태에서도, 세정 비용은 세정에 이용하는 물약의 가격 등을 포함하고, 교환 비용은 분리막 자체의 가격 등을 포함한다.

소비 전력 모델 입력부(6)는, 소비 전력 모델 D7을 취득하고 연산부(1)에 입력한다. 소비 전력 모델 D7은, 분리막의 폐색률에 대한 수처리 설비의 소비 전력을 표현하는 모델이다. 본 실시형태에서도, 축적 모델 D2, 세정 효율 모델 D5, 소비 전력 모델 D7 중 어느 하나 또는 복수를 모델이라고 하는 경우가 있다.

연산부(1)는, 분리막의 메인터넌스 시기(분리막의 세정 시기 및 교환 시기)의 계산에 이용하는 기준값을 연산한다. 기준값에는, 예를 들면, 분리막의 폐색률과 그 폐색률에 도달하기까지의 기간이 있다. 구체적으로는, 기준값은, 분리막의 폐색률이 A%가 되었을 때에 세정하도록 이용되고, 분리막의 폐색률이 A%가 되기 때까지의 시간이 B개월 미만이 되면 교환하도록 이용된다. 이하에서는, 기준값이 폐색률과 그 폐색률에 도달하기까지의 기간인 경우에 대해 설명한다.

연산부(1)는, 메인터넌스 비용 D6과, 수질 예측값 D1과 축적 모델 D2와 세정 효율 모델 D5와 소비 전력 모델 D7을 이용하여 산출한 수처리에 드는 전력 비용의 합계인 운용 비용이 최소가 되도록, 세정의 기준값과 교환의 기준값을 결정하고, 결정한 기준값을 이용하여 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 계산한다. 연산부(1)는, 축적량 계산부(8)와 기준값 계산부(9)를 구비하고 있고, 연산 결과를 결과 제시부(7)에 출력한다.

축적량 계산부(8)는, 수질 예측값 D1 및 축적 모델 D2를 이용하여, 이 다음에 발생하는 파울링 축적량의 시계열 변화 D3을 계산한다. 파울링 축적량의 시계열 변화 D3은, 파울런트의 축적량인 파울링 축적량의 시간적인 변화를 나타내는 데이터이다. 파울링 축적량은, 분리막의 폐색률에 대응하고 있다. 따라서, 파울링 축적량의 시계열 변화 D3은, 분리막의 폐색률의 시계열 변화에 대응하고 있다. 축적량 계산부(8)는, 파울링 축적량의 시계열 변화 D3을 기준값 계산부(9)로 보낸다.

기준값 계산부(9)는, 계획 계산부(13)와, 패턴 비교부(14)를 구비한다. 계획 계산부(13)는, 세정 처리와 교환 처리의 시기를 표현하는 계획 집합 D4를 계산한다. 계획 계산부(13)는, 우선, 세정의 기준값의 후보로서, 복수의 세정의 임시 기준값을 작성한다. 세정의 임시 기준값은, 세정의 기준값의 임시의 값이다. 기준값 계산부(9)는, 또, 교환의 기준값의 후보로서, 복수의 교환의 임시 기준값을 작성한다. 교환의 임시 기준값은, 교환의 기준값의 임시의 값이다. 그리고, 기준값 계산부(9)는, 이들의 모든 조합을 포함하는 임시 기준값 페어의 집합을 작성한다. 즉, 기준값 계산부(9)는, 세정의 임시 기준값과, 교환의 임시 기준값의 모든 조합인 임시 기준값 페어의 집합을 작성한다.

기준값 계산부(9)는, 임시 기준값의 페어의 집합을, 임시 기준값 패턴 집합 Px(wash, change)로서 작성한다. 이하, 기준값 계산부(9)가 작성한 임시 기준값의 페어의 집합을, 임시 기준값 패턴 집합 Px라고 부르는 경우가 있다. 예를 들면, 세정의 기준을 분리막의 폐색률로 하여 세정의 임시 기준값이 A%, B%, C%의 3종류이고, 교환의 기준을 세정 후의 분리막의 폐색률로 하여 교환의 기준값이 a%, b%, c%의 3종류인 것으로 하면, 임시 기준값 패턴 집합 Px에는, (A%, a%), (A%, b%), (A%, c%), (B%, a%), (B%, b%), (B%, c%), (C%, a%), (C%, b%), (C%, c%)의 9개의 요소가 포함된다.

그리고, 계획 계산부(13)는, 이들의 임시 기준값 패턴 집합 Px의 각각의 요소에 대해서, 파울링 축적량의 시계열 변화 D3과, 세정 효율 모델 D5를 이용하여, 분리막의 운용 계획을 계산한다. 본 실시형태에서는, 임시 기준값 패턴에 대한 운용 계획의 집합을, 계획 집합 D4라고 부른다. 계획 집합 D4는, 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 포함하는 분리막의 메인터넌스의 계획이다. 계획 계산부(13)는, 계산한 계획 집합 D4를 패턴 비교부(14)로 보낸다. 이하, 임시 기준값 패턴의 요소를 패턴이라고 부르는 경우가 있다.

패턴 비교부(14)는, 계획 집합 D4와, 메인터넌스 비용 D6과, 소비 전력 모델 D7을 이용하여, 각 계획에 있어서의 운용 비용을 계산한다. 계획 집합 D4 내의 각 계획은, 일정한 운용 기간에 있어서의 세정의 횟수, 교환의 횟수, 또는 분리막의 폐색률의 변화가 상이하므로, 운용 비용은 계획마다 상이하다. 여기에서, 운용 비용을 계산할 때의 기간을, 일정한 운용 기간이라고 하고 있고, 이 운용 기간은 길수록 계산 결과의 신뢰도가 향상된다.

환언하면, 운용 비용을 비교하는 기간이 지나치게 짧으면, 최적이지 않은 기준값 패턴이 채용되어 버릴 가능성이 있다. 이 때문에, 패턴 비교부(14)는, 기준값 패턴마다의 운용 비용을 비교하는 기간을, 분리막의 사용을 개시하고 나서 분리막의 교환을 적어도 1회는 포함하는 기간, 또는 분리막의 교환을 적어도 2회는 포함하는 기간으로 한다.

환언하면, 패턴 비교부(14)는, 운용 비용을 비교하는 기간을, 분리막의 교환 주기보다도 긴 기간으로 한다. 그리고, 패턴 비교부(14)는, 계산한 계획마다의 운용 비용을 비교하여, 최소의 운용 비용을 구한다. 패턴 비교부(14)는, 운용 비용의 산출 결과로서, 최소의 운용 비용이 될 계획의 계산에 이용한 임시 기준값의 페어를, 세정의 기준값과 교환의 기준값의 조합으로서 결과 제시부(7)로 보낸다.

결과 제시부(7)는, 운용 비용이 최소가 되는, 세정의 기준값과 교환의 기준값의 조합을 유저에게 제시한다. 또, 결과 제시부(7)는, 운용 비용 그 자체를, 유저에게 제시해도 된다. 또, 결과 제시부(7)는, 세정의 기준값과 교환의 기준값을 이용한 운용 계획을 유저에게 제시해도 된다. 결과 제시부(7)에 의한 제시 수단은, 디스플레이에의 표시, 종이에의 인쇄 등 어느 수단이어도 된다.

결과 제시부(7)는, 실시형태 4에서도, 실시형태 1과 마찬가지의 정보를 표시한다. 즉, 결과 제시부(7)는, 분리막의 세정 시기로서, 「막이 XX% 폐색했을 때」와 같은 세정의 기준값을 표시한다. 또, 결과 제시부(7)는, 분리막의 교환 시기로서 「세정 후의 막간 차압이 YY% 이상이 될 때」와 같은 교환의 기준값을 표시한다.

또, 결과 제시부(7)는, 계산 결과를 수처리 설비의 운용자에게 제시하는 정보로 변환한 값을 표시해도 된다. 이 경우, 패턴 비교부(14)가, 계산 결과를, 수처리 설비의 운용자에게 제시하는 정보로 변환한다. 수처리 설비의 운용자에게 제시하는 정보란, 예를 들면, 차회의 세정 또는 교환을 행하는 날짜, 분리막의 운용 계획을 실행한 경우의 운용 비용 등이다.

결과 제시부(7)는, 차회 이후에 세정 또는 교환을 행하는 날짜를 표시하는 경우, 금후의 세정 시기로서, 「Za일 후, Zb일 후, Zc일 후」와 같이 표시하고, 금후의 교환 시기로서 「Zd일 후, Ze일 후, Zf일 후」와 같이 표시한다.

다음으로, 축적량 계산부(8), 계획 계산부(13), 패턴 비교부(14)가 행하는 각 계산에 대해 구체예를 이용하여 설명한다. 축적량 계산부(8)는, 파울링 축적량의 시계열 변화 D3을 계산한다. 파울링 축적량은, 처리수의 유입 부하에 거의 비례한다.

따라서, 축적량 계산부(8)는, 예를 들면 축적 모델 D2로서 비례식을 이용할 수 있다. 따라서, 입력하는 부하의 수질 예측값 D1을 X_t로 하고, 축적 모델 D2로서 비례식을 이용하는 경우, 축적량 계산부(8)가 산출하는 파울링 축적량 V(t)의 시계열 변화 D3은, 실시형태 1에서 설명한 식(1)과 같이 표현할 수 있다.

여기에서는 설명의 간략화를 위해 식(1)과 같은 비례식을 이용했지만, 축적 모델 D2는, 실시형태 1의 식(3)에서 나타낸 루스의 방정식 등이 이용되어도 된다. 또, 수질 예측값 D1에는, 수질 변화의 예측 데이터가 이용되어도 된다.

계획 계산부(13)는, 축적량의 시계열 변화 D3인 식(1)과, 임시 기준값 패턴 집합 Px와, 세정 효율 모델 D5를 이용하여, 분리막의 계획 집합 D4를 계산한다.

임시 기준값 패턴 집합 Px의 예를 도 17에 나타낸다. 도 17은, 실시형태 4에 따른 운전 지원 장치에서 이용되는 임시 기준값 패턴 집합의 예를 나타내는 도면이다. 도 17에서는, 세정의 기준으로서, 분리막의 폐색률을 채용하고, 교환의 기준으로서 세정 후의 분리막의 폐색률을 채용한 경우의 임시 기준값 패턴 집합 Px를 나타내고 있다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 임시 기준값 패턴 집합 Px는, 패턴 Ax∼Ix까지의 9개의 임시 기준값 패턴을 포함하고 있다.

세정 효율 모델 D5는, 실시형태 1에서 설명한 세정 효율 모델 D5와 마찬가지의 모델이다. 즉, 세정 효율 모델 D5는, 세정을 반복함으로써 분리막이 열화되는 현상을 표현하는 모델이다. 예를 들면, 분리막의 세정 효율 모델 D5로서, 분리막의 세정 효율이 분리막의 세정 횟수 n에 대해서 지수 함수적으로 저하되는 모델이 이용되는 경우, 분리막의 세정 효율 R_ef(n)는, 실시형태 1에서 설명한 식(4)과 같이 표현할 수 있다. 식(4)에 있어서의 「c」는 지수 함수의 기수이다.

계획 계산부(13)가 계산하는 계획 집합 D4의 예를 도 18에 나타낸다. 도 18은, 실시형태 4에 따른 운전 지원 장치가 계산하는 폐색률의 시계열 변화의 예를 나타내는 도면이다. 본래는 도 17에 나타내는 임시 기준값 패턴 집합 Px의 모든 요소에 대해서 운용 계획의 계산을 행하기 위해, 9개의 운용 계획을 계산하지만, 도 18에서는 도면의 간략화를 위해 패턴 Ax, Ex, Ix의 3개의 패턴만을 도시하고 있다. 도 18의 그래프의 가로축은 분리막이 처리수의 여과를 개시하고 나서의 경과 시간을 나타내고, 세로축은 분리막의 폐색률을 나타내고 있다.

도 18에 있어서, 패턴 Ax의 폐색률의 변화 추이는 변화 추이 PAx로, 패턴 Ex의 폐색률의 변화 추이는 변화 추이 PEx로, 패턴 Ix의 폐색률의 변화 추이는 변화 추이 PIx로 나타나 있다. 1회째의 세정 시기에 주목하면, 패턴 Ax는, 폐색률이 낮은 단계에서 세정이 행해지고, 패턴 Ix는, 폐색률이 높은 단계에서 세정이 행해지고 있는 것이 판독된다.

패턴 비교부(14)는, 계획 집합 D4와, 메인터넌스 비용 D6과, 소비 전력 모델 D7을 이용하여, 계획 집합 D4에 포함되는 계획마다의 일정한 운용 기간에 있어서의 운용 비용을 계산한다. 패턴 비교부(14)는, 계산한 운용 비용 중에서 최소의 운용 비용을 판정하여, 최소의 운용 비용에 대응하는 임시 기준값 패턴을 취득한다.

메인터넌스 비용 D6는, 예를 들면 1회당 세정 비용 Ay엔(円), 1회당 교환 비용 By엔으로 한다. 일정한 운용 기간 중에 세정이 a회 실시되고, 교환이 b회 실시되는 경우, 메인터넌스 비용 Cost_wash,change(t)는, 이하의 식(6)과 같이 표현할 수 있다.

[수학식 6]

소비 전력 모델 D7로서, 폐색률에 대한 비례식이 이용되는 경우, 수처리에 드는 전력 비용 Costw(t)는, 이하의 식(7)과 같이 표현할 수 있다. 여기에서의, 「d」는 비례 상수이다.

[수학식 7]

이들의 식(6), 식(7)로부터, 일정한 운용 기간에 있어서의, 어느 임시 기준값 패턴의 운용 비용은 이하의 식(8)과 같이 표현할 수 있다.

[수학식 8]

여기에서, 패턴 비교부(14)는, 운용 비용을 계산할 때에는, 운용 비용의 계산에 이용하는 계산 기간으로서, 일정한 운용 기간을 정하지만, 그것에는 상술한 바와 같이 분리막의 교환 주기보다도 충분히 긴 기간을 이용한다.

환언하면, 패턴 비교부(14)는, 분리막의 교환 주기에 근거하여, 계산 기간을 설정한다. 분리막의 교환 주기란, 분리막을 교환하고 나서 다음의 교환까지의 기간이다. 한편, 패턴 비교부(14)는, 계산 기간으로서, 유저로부터의 지시로 지정된 기간을 이용해도 되고, 사전에 설정해 둔 초기값을 이용해도 된다.

여기에서, 계산 기간이 계산 기간 T1x(도 18)와 같이 짧은 경우와, 계산 기간이 계산 기간 T1x보다도 긴 계산 기간 T2x(도 18)인 경우의 판정 결과의 차이에 대해 설명한다. 계산 기간 T1x의 일례는 240일이고, 계산 기간 T2x의 일례는 300일이다. 한편, 본 실시형태에서는, 기간의 단위가 「일」인 경우에 대해 설명하지만, 기간은, 「주」, 「월」 등 어느 단위여도 된다.

도 19는, 실시형태 4에 따른 운전 지원 장치가 패턴 운용 비용의 계산에 이용하는 계산 기간과, 패턴 운용 비용의 계산 결과의 관계를 나타내는 도면이다. 도 19의 계산 결과에서는, 운용 비용의 계산 기간이 240일인 경우의 패턴 Ax, Ex, Ix에 대한 계산 결과와, 운용 비용의 계산 기간이 300일인 경우의 패턴 Ax, Ex, Ix에 대한 계산 결과가 나타나 있다.

여기에서의 계산 결과는, 「세정 횟수」, 「교환 횟수」, 「전기 요금」, 및 「운용 비용」이다. 「세정 횟수」는, 분리막을 세정하는 횟수이고, 「교환 횟수」는 분리막을 교환하는 횟수이고, 「전기 요금」은, 계산 기간에 대응하는 여과 처리 중에 사용되는 전기 요금이다. 계산 기간 T1x=240일은, 비교한 패턴 중에서 교환 주기가 최장인 것보다도 짧은 기간이다.

구체적으로는, 「계산 기간 T1x<패턴 Ix인 경우의 교환 주기」이다. 이 때문에, 계산 기간 T1x=240일인 경우와 계산 기간 T2x=300일인 경우에서 판정 결과가 상이해져 버리고 있다. 계산 기간 T1x=240일인 경우는, 패턴 Ex가 최소인 운용 비용이 되고, 계산 기간 T2x=300일인 경우는, 패턴 Ix가 최소인 운용 비용이 되고 있다.

운용 비용의 계산 기간은 길수록 계산 결과의 신뢰성이 높으므로, 계산 기간 T2x=300일인 경우의 쪽이, 계산 기간 T1x=240일인 경우보다도 계산 결과의 신뢰성이 높다. 즉, 패턴 Ix가 최소인 운용 비용이라고 생각된다. 이 때문에, 패턴 비교부(14)는, 계산 기간 T1x=240일과 같이, 계산 기간 T2x=300일과 판정 결과가 상이해져 버리는 계산 기간은 채용하지 않는다.

패턴 비교부(14)는, 비교하는 패턴 Ax∼Ix 중에서 최장인 교환 주기의 적어도 배의 길이를 운용 비용의 계산 기간으로서 이용한다. 한편, 판정 결과가 수속되기까지 운용 비용의 계산 기간을 연장시켜, 반복 운용 비용의 재계산을 행하는 것이 바람직하다.

패턴 비교부(14)는, 충분히 긴 계산 기간을 이용하여 계산한 운용 비용을 비교하고, 운용 비용이 최소가 되는 임시 기준값 패턴을 판정한다.

다음으로, 연산부(1)에 의한 연산 처리 순서에 대해 설명한다. 도 20은, 실시형태 4에 따른 연산부에 의한 연산 처리의 처리 순서를 나타내는 플로 차트이다. 여기에서의 처리 순서는, 연산부(1)를 프로그램으로서 실행하는 경우의 처리 순서와 동일하다.

운전 지원 장치(100D)는, 연산부(1)가 연산을 개시하기 전에, 미리 기준값 패턴의 집합인 패턴 집합 P를 준비해 둔다. 패턴 집합 P에 포함되는 기준값에는, 여러 가지의 값이 포함되어 있다. 또, 운전 지원 장치(100D)는, 계산 기간의 초기값을 결정해 둔다.

연산부(1)는, 처리수의 정보인 수질 예측값 D1 및 축적 모델 D2를 취득한다(스텝 S21, S22). 연산부(1)는, 수질 예측값 D1 및 축적 모델 D2에 근거하여, 금후의 파울링 축적량의 시계열 변화 D3을 계산한다(스텝 S23).

그 후, 연산부(1)는, 분리막의 세정 효율 모델 D5와, 메인터넌스 비용 D6과, 분리막의 폐색률에 대한 수처리 설비의 소비 전력 모델 D7을 취득한다(스텝 S24, S25, S26).

연산부(1)는, 패턴 집합 P 내로부터 첫번째의 기준값 패턴의 값을 취득하고, 계산 기간에 있어서의 계획인 세정 계획 및 교환 계획의 계산을 행하고(스텝 S27), 계산한 세정 계획 및 교환 계획에 근거하여, 운용 비용을 계산한다(스텝 S28). 그리고, 연산부(1)는, 스텝 S28에서 계산한 운용 비용의 값과, 지금까지의 계산 결과에 있어서의 운용 비용의 최소값을 비교한다. 연산부(1)는, 스텝 S28에서 계산한 운용 비용이 최소값이 되는지 여부를 판정한다(스텝 S29).

스텝 S28에서 계산한 운용 비용이 최소값이 되는 경우(스텝 S29, Yes), 연산부(1)는, 운용 비용의 최소값과, 최소가 되는 운용 비용을 계산했을 때에 이용한 기준값 패턴을 갱신하고(스텝 S29-1), 기록해 둔다. 한편, 운용 비용의 초회의 계산 시에는, 반드시 스텝 S28에서 계산한 운용 비용의 값이 최소값이 된다. 연산부(1)는, 스텝 S29-1 후, 스텝 S30의 처리를 행한다.

스텝 S28에서 계산한 운용 비용이 최소값이 되지 않는 경우(스텝 S29, No), 연산부(1)는, 패턴 집합 P 중 운용 비용의 계산이 끝나지 않은 기준값 패턴이 남아 있는지 여부를 판정한다. 즉, 연산부(1)는, 모든 기준값 패턴에 대해서, 최소값과의 비교가 종료되어 있는지 여부를 판정한다(스텝 S30).

계산이 끝나지 않은 기준값 패턴이 있는 경우(스텝 S30, No), 연산부(1)는, 계산이 끝나지 않은 기준값 패턴 중 하나를 취득하고, 계산하는 기준값 패턴을 갱신한다(스텝 S30-1). 그리고, 연산부(1)는, 새로운 기준값 패턴을 이용하여, 스텝 S27부터 S30까지의 처리를 재차 행한다.

연산부(1)는, 모든 기준값 패턴에 대해서 운용 비용을 계산하고, 계산한 운용 비용과 최소값의 비교가 종료되기까지, 스텝 S30-1, 스텝 S27 내지 S30의 처리를 반복한다. 모든 기준값 패턴에 대해서 운용 비용을 계산하여 최소값과 비교하면(스텝 S30, Yes), 연산부(1)는, 금회의 운용 비용의 계산을 실시한 계산 기간에 있어서, 운용 비용이 최소가 되는 기준값 패턴이, 전회의 운용 비용을 계산했을 때에 운용 비용이 최소가 된 기준값 패턴과 동일한지 여부를 비교한다.

전회의 계산에서 도출한 최소 기준값 패턴은, 전회의 스텝 S27 내지 S30의 루프에서 계산된 최소 기준값 패턴이고, 금회의 계산에서 도출한 기준값 패턴은, 금회의 스텝 S27 내지 S30의 루프에서 계산된 최소 기준값 패턴이다.

연산부(1)는, 금회의 최소 기준값 패턴이, 전회의 최소 기준값 패턴과 상이한 경우에는, 최소가 되는 최신의 기준값 패턴을 금회의 최소 기준값 패턴으로 갱신한다. 연산부(1)는, 최소가 되는 기준값 패턴이 갱신되었는지 여부를 판정한다(스텝 S31).

최소가 되는 기준값 패턴이 갱신된 경우(스텝 S31, Yes), 즉 금회의 최소 기준값 패턴이, 전회의 최소 기준값 패턴과 상이한 경우, 연산부(1)는, 금회의 계산 기간인 계산 기간 T를, 새로운 계산 기간 T'=(T+ΔT)로 갱신한다(스텝 S31-1). 그리고, 연산부(1)는, 새로운 계산 기간 T'를 이용하여 스텝 S27 내지 S31의 처리를 실행한다.

최소가 되는 기준값 패턴이 갱신되지 않았던 경우(스텝 S31, No), 즉 금회의 최소 기준값 패턴이, 전회의 최소 기준값 패턴과 동일한 경우, 연산부(1)는, 최소 기준값 패턴이 수속되었다고 판단한다. 연산부(1)는, 최소 기준값 패턴이 수속되었다고 판단하면, 금회 또는 전회의 최소 기준값 패턴을, 결과 제시부(7)로 보낸다. 이에 의해, 결과 제시부(7)는, 금회 또는 전회의 최소 기준값 패턴을 계산 결과로서 표시한다(스텝 S32).

도 21은, 실시형태 4에 따른 운전 지원 장치의 다른 구성예를 나타내는 도면이다. 도 21에서는, 운전 지원 장치(100E)의 기능 구성을 나타내고 있다. 운전 지원 장치(100E)는, 예를 들면, 운용 중의 수처리 설비에 대한 세정의 기준값 및 교환의 기준값을 재결정하는 경우에 적용된다. 운전 지원 장치(100E)는, 운전 지원 장치(100D)가 구비하는 구성 요소에 더하여, 메인터넌스 계획 비교부(32)를 구비하고 있다.

또, 운전 지원 장치(100E)는, 메인터넌스 계획 입력부(33)를 구비하고 있어도 되고, 구비하지 않아도 된다. 메인터넌스 계획 입력부(33)는, 외부 장치 또는 유저에 의해 입력되는 현재 상태의 메인터넌스 계획을 접수하여 메인터넌스 계획 비교부(32)로 보낸다.

메인터넌스 계획 비교부(32)는, 현재 수처리 설비가 채용하고 있는 메인터넌스 계획과, 새로운 조건에서 계산한 새로운 메인터넌스 계획을 비교하여, 비용이 낮은 쪽의 메인터넌스 계획을 결과 제시부(7)로 보낸다.

현재 수처리 설비가 채용하고 있는 메인터넌스 계획이, 운전 지원 장치(100E)로 계산된 메인터넌스 계획인 경우, 메인터넌스 계획 비교부(32)는, 현재 상태의 메인터넌스 계획의 정보를 연산부(1)(기준값 계산부(9))로부터 받는다. 현재 수처리 설비가 채용하고 있는 메인터넌스 계획이, 운전 지원 장치(100E)로 계산된 메인터넌스 계획이 아닌 경우, 운전 지원 장치(100E)는, 메인터넌스 계획 입력부(33)를 이용한다. 이 경우, 메인터넌스 계획 입력부(33)는, 현재 채용되고 있는 메인터넌스 계획을 외부 장치 또는 유저로부터 접수하고, 메인터넌스 계획 비교부(32)에 입력한다.

이와 같이, 실시형태 4에서는, 분리막의 운용 중에 있어서의, 분리 처리에 드는 전력 비용과, 분리막의 세정 비용과, 분리막의 교환 비용의 합계인 운용 비용이 최소가 되도록, 기준값 패턴을 결정한다. 따라서, 분리막의 운용 비용을 억제하기 위한 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를, 전문적인 지식에 근거한 기준값의 입력을 필요로 하지 않고 용이하게 예측하는 것이 가능해진다.

이상의 실시형태에 나타낸 구성은, 본 발명의 내용의 일례를 나타내는 것이고, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다.

1: 연산부, 2: 처리수 정보 입력부, 3: 축적 모델 입력부, 4: 효율 모델 입력부, 5: 비용 입력부, 6: 소비 전력 모델 입력부, 7: 결과 제시부, 8: 축적량 계산부, 9: 기준값 계산부, 13: 계획 계산부, 14: 패턴 비교부, 19: 막 메인터넌스 조건 입력부, 20B, 20C: 기준값 조정부, 21: 설비 제어부, 22: 막 메인터넌스 설비, 22X, 25: 블로어, 23B, 23C: 수처리 설비, 30A: 전처리조, 30B: 막 여과조, 31: 분리막, 100A∼100E: 운전 지원 장치, D1: 수질 예측값, D2: 축적 모델, D3: 시계열 변화, D4: 계획 집합, D5: 세정 효율 모델, D6: 메인터넌스 비용, D7: 소비 전력 모델, W1 처리수.

Claims (7)

1. 처리수로부터 제거 대상물을 제거하는 분리막의 세정 횟수마다의 열화를 표현하는 세정 효율 모델을 이용하여 상기 분리막의 열화에 따른 분리 처리의 비용을 계산하고, 상기 분리 처리의 비용과 상기 분리막의 1회당 세정 비용과 상기 분리막의 1회당 교환 비용을 이용하여, 상기 분리막의 교환 주기보다 긴 기간인 상기 분리막의 운용 기간 중에 있어서의, 상기 분리 처리의 비용과, 상기 분리막의 세정 비용과, 상기 분리막의 교환 비용의 합계인 운용 비용을 계산하고, 상기 운용 비용에 근거하여, 상기 분리막을 세정하는지 여부의 판정에 이용하는 제 1 기준값 및 상기 분리막을 교환하는지 여부의 판정에 이용하는 제 2 기준값을 결정하고, 결정한 상기 제 1 기준값 및 상기 제 2 기준값을 이용하여 상기 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 계산하는 연산부를 구비하는,
   것을 특징으로 하는 운전 지원 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 연산부는,
   상기 제거 대상물의 농도 및 유량을 포함하는 상기 처리수의 수질의 정보와,
   상기 분리막의 막면에 축적하는 파울런트의 축적량을 표현하는 축적 모델과,
   상기 세정 효율 모델과,
   상기 1회당 세정 비용 및 상기 1회당 교환 비용으로 이루어지는 메인터넌스 비용과,
   상기 분리 처리를 행하는 수처리 설비에서의, 상기 분리막의 폐색률에 따른 소비 전력을 표현하는 소비 전력 모델
   을 이용하여, 상기 운용 비용을 계산하는,
   것을 특징으로 하는 운전 지원 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 연산부는,
   상기 분리막의 메인터넌스의 조건인 메인터넌스 조건을 만족시키도록, 상기 분리막의 상태를 유지하기 위한 설비 또는 장치의 운전 조건을 변경하고, 변경한 운전 조건에 근거하여, 상기 축적 모델, 상기 세정 효율 모델, 상기 메인터넌스 비용, 및 상기 소비 전력 모델 중 적어도 1개를 갱신한 뒤에, 상기 세정 시기 및 상기 교환 시기를 계산하는,
   것을 특징으로 하는 운전 지원 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 연산부는,
   상기 분리막의 메인터넌스의 조건인 메인터넌스 조건을 만족시키도록, 상기 분리 처리보다도 전단계의 처리에서 이용되는 설비 또는 장치의 운전 조건을 변경하고, 변경한 운전 조건에 근거하여, 상기 수질의 정보, 상기 축적 모델, 및 상기 소비 전력 모델 중 적어도 1개를 갱신한 뒤에, 상기 세정 시기 및 상기 교환 시기를 계산하는,
   것을 특징으로 하는 운전 지원 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연산부는,
   상기 제 1 기준값 및 상기 제 2 기준값을 이용하여 막의 폐색률의 시계열 변화를 계산하고, 상기 폐색률의 시계열 변화에 근거하여 상기 분리 처리의 비용을 계산함으로써 상기 운용 기간 중의 상기 운용 비용을 계산하는,
   것을 특징으로 하는 운전 지원 장치.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연산부는,
   상기 제 1 기준값의 임시의 값인 복수의 제 1 임시 기준값과, 상기 제 2 기준값의 임시의 값인 복수의 제 2 임시 기준값의 조합에 대해, 상기 운용 기간 중의 상기 운용 비용을 복수 계산하고, 복수의 상기 운용 비용을 비교함으로써, 상기 제 1 기준값 및 상기 제 2 기준값을 결정하는,
   것을 특징으로 하는 운전 지원 장치.
7. 처리수로부터 제거 대상물을 제거하는 분리막의 세정 횟수마다의 열화를 표현하는 세정 효율 모델을 이용하여 상기 분리막의 열화에 따른 분리 처리의 비용을 계산하는 계산 스텝과,
   상기 분리 처리의 비용과 상기 분리막의 1회당 세정 비용과 상기 분리막의 1회당 교환 비용을 이용하여, 상기 분리막의 교환 주기보다 긴 기간인 상기 분리막의 운용 기간 중에 있어서의, 상기 분리 처리의 비용과, 상기 분리막의 세정 비용과, 상기 분리막의 교환 비용의 합계인 운용 비용을 계산하고, 상기 운용 비용에 근거하여, 상기 분리막을 세정하는지 여부의 판정에 이용하는 제 1 기준값 및 상기 분리막을 교환하는지 여부의 판정에 이용하는 제 2 기준값을 결정하는 기준값 결정 스텝과,
   결정한 상기 제 1 기준값 및 상기 제 2 기준값을 이용하여 상기 분리막의 세정 시기 및 교환 시기를 계산하는 시기 계산 스텝
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 지원 방법.

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