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JPH0333395B2 - - Google Patents
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JPH0333395B2 - - Google Patents

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JPH0333395B2
JPH0333395B2 JP61033593A JP3359386A JPH0333395B2 JP H0333395 B2 JPH0333395 B2 JP H0333395B2 JP 61033593 A JP61033593 A JP 61033593A JP 3359386 A JP3359386 A JP 3359386A JP H0333395 B2 JPH0333395 B2 JP H0333395B2
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JP
Japan
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flow rate
water level
wastewater
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wastewater return
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Application number
JP61033593A
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JPS62191091A (ja
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Yasuyuki Myajima
Shizuo Toyoshima
Osamu Tomori
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はろ過池洗浄時の着水井への排水返送流
量の変動を抑えて浄水水質を向上させる浄水場の
排水返送流量制御装置に関するものである。
(従来の技術) 浄水場の一般的なプロセス構成を第5図に示
す。同図において、原水1は着水井2に到着し、
常時は沈殿池3、ろ過池4および浄水池5を経て
需要先6に供給される。
ろ過池4の洗浄時には、洗浄のための水が浄水
池5からろ過池4に供給され、洗浄排水は排水池
8に流入し、返送ポンプ9によつて着水井2に返
送されて再利用される。
(発明が解決しようとする問題点) 従来は排水池8の水位hを水井計12によつて
検出し、水位hが一定となる排水返送流量目標値
Qrをあたえ、流量計11で検出した排水返送量
Qbをフイードバツクして流量制御装置7を介し
て流量調整弁10を制御しているが、ろ過池の洗
浄時は排水返送量Qbが増大し、結果として着水
井2に過大な排水が返送されて浄水の水質を低下
させるという問題がある。
本発明は上記の問題点を解決するためになされ
たもので、排水池の水位を許容範囲に制限しなが
ら適正な水質を得ることのできる浄水場の排水返
送流量制御装置の提供を目的とする。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 本発明は、排水池の水位を時間に対応して記憶
させる水位追跡手段と、その記憶値に基いて排水
池水位の極値を検出する極値検出手段と、ろ過池
の洗浄周期、排水池水位の許容限度を設定する条
件設定手段と、排水返送流量の変動範囲に応じて
設けられる制御パラメータ演算手段と、上記極値
検出手段および条件設定手段の出力、または、こ
れに制御パラメータ演算手段を加えた各出力に基
いて排水返送流量目標値を演算する流量目標値演
算手段とを備えたものである。
(作用) この発明においては、水位追跡手段に記憶され
た排水池の水位データに基いて極値検出手段が排
水池水位の極値を検出し、さらに、その検出極値
に基いて制御パラメータ演算手段が制御パラメー
タを演算する一方、条件設定手段によつてろ過池
の洗浄周期、排水池水位の許容限度を設定し、流
量目標値演算手段が上記検出極値および設定値に
基いて排水返送流量目標を演算するか、あるい
は、検出極値、設定値および制御パラメータに基
いて排水返送流量目標値を演算し、この排水返送
流量目標値に従つて排水返送流量を制御する。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の構成を、一般的な
浄水場のプロセスと併せて示したブロツク図であ
り、図中第5図と同一の符号を付したものはそれ
ぞれ同一の要素を示している。
ここで、原水1は着水井2に到着し、常時は沈
殿池3、ろ過池4および浄水池5を経て需要先6
に供給される。また、ろ過池4の洗浄時には、浄
水池5の水をろ過池4に返送し、洗浄に供された
洗浄排水は排水池8に流入し、さらに、着水井2
に戻されて再利用される。
ところで、この洗浄過程で着水井2に戻す排水
返送流量の変化を小さく抑えるために流量制御装
置7と洗浄制御装置13とが設けられている。
このうち、流量制御装置7は、排水池8の水位
hを検出する水位計12、排水返送流量を検出す
る流量計11、および後述する流量目標値演算手
段24の各出力に基いて返送ポンプ9と流量調整
弁10を制御している。
また、洗浄制御装置13は、水位計12、条件
設定手段25の各出力に基づき、洗浄に必要な水
をろ過池4に供給するべく流量調整弁やポンプを
制御するが、その詳しい制御内容は本発明に直接
関係しないので説明を省略する。
一方、上述した排水返送流量目標値Qrを演算
するために、電子計算機を用いた制御装置20a
が用いられる。この制御装置20aは、水位計1
2によつて検出される排水池8の水位を、例え
ば、洗浄周期の1.5倍程度の期間に亘つて記憶さ
せる水位追跡手段21と、この水位追跡手段21
の記憶値から排水値水位極大値Hnaxを求める極
値検出手段22と、この極値検出手段22の検出
極値および条件設定手段25の洗浄周期、排水池
水位を所定の算式に代入して返送流量目標値Qr
を演算する流量目標値演算手段24とで構成され
ている。
以下、この実施例の概略動作を第2図のフロー
チヤートをも参照して説明する。
先ず、ステツプ100で水位追跡手段21を構成
するメモリの初期化、および、諸設定値の初期化
を行なう。続いて、実際の制御プログラムに移
り、ステツプ101では、洗浄周期設定値ΔT、排
水池水位の上限設定値Hhigh、下限設定値Hlpw
および、排水池水位hを読込む。ステツプ102で
は、排水池水位の変化傾向を得るために排水池水
位hを水位追跡手段21に記憶させる。この水位
追跡手段21は下記の手順によつて順次データを
シフトさせ得るシフトレジスタによつて構成され
ており、洗浄周期の1.5倍程度に亘つて排水池水
位を記憶している。
for n=1 to N−1 do H(n+1)←H(n); H(1)←h; ただし H(i):シフトレジスタを構成する配列 N:配列H(i)の大きさ である。
次に、ステツプ103では、極値検出手段22に
よつて、排水池水位の極大値を求めるが、この場
合、次式を満足する水位を排水池水位の極大値
Hnaxとする。
H(1)≦H(2)かつH(3)<H(2) …(1) Hnax←H(2) 続いて、ステツプ104では、ステツプ103で求め
た排水池水位の極大値Hnaxに基づき、次式を用
いて排水返送流量目標値Qrを演算する。
Qr=(Hnax−Hlpw)・A/ΔT・α …(2) ただし A:排水池断面積〔m2〕 Hnax:排水池水位極大値〔m〕 Hlpw:排水池水位下限設定値〔m〕 ΔT:ろ過池洗浄周期〔h〕 α:制御パラメータ Qr:排水返送流量目標値〔m3/h〕 である。
次いで、ステツプ106では上記排水返送流量目
標値Qrを流量制御装置7へオンライン出力する。
ここで、流量制御装置7はこれに加えられた排水
返送流量目標値Qrと流量計11によつて検出さ
れた排水返送流量Qbとが等しくなるように返送
ポンプ9および流量調整弁10を制御する。ま
た、ステツプ106では、図示しないタイマに設定
された時間を経過するまで時間待ちを行なう。こ
の時間は洗浄周期ΔTに対して略ΔT/10に設定
される。
第3図はこの流量制御における洗浄排水流量、
排水返送流量および排水池水位の時間的関係を示
したもので、複数のろ過池を周期ΔTで順次洗浄
する場合、洗浄排水流量が、同図aに示すよう
に、ΔQだけ変化したとする。この流量差ΔQに
応じて排水池の水位の極大値も変化するが、その
偏差分は1洗浄周期ΔTで吸収され、これによつ
て排水返送流量Qbは同図bに示すように一定に
保たれる。このとき、排水池8の水位hは同図c
に示すようにΔT時間に下限設定値Hlpwに向かう
ように変化する。
かくして、この実施例によれば、ろ過池毎に洗
浄排水流量に多少のばらつきがあつても、(2)式に
従つて排水返送流量目標値が決定されることか
ら、これらのばらつきは洗浄周期ΔTで吸収され
るため、排水返送流量Qbの変動を著しく低く抑
さえ得、これによつて浄水の水質低下を防ぎ得
る。
ところで、第3図cに示したように排水池水位
が時刻t1における極大値Hnax(1)と、時刻t2におけ
る極大値Hnax(0)との間にHnax(1)>Hnax(0)の関係
があつた場合、その変化傾向をも考慮して排水返
送流量目標値を決定すれば排水返送流量Qbの変
動分をさらに小さく抑えることができる。
第4図はかかる制御を行なうもう一つの実施例
であり、図中、第1図と同一の符号を付したもの
はそれぞれ同一の要素を示す。そして、制御装置
20bがパラメータ演算手段23を含む点が第1
図と異つている。
ここで、パラメータ演算手段23は(2)式に示す
制御パラメータαを決定するもので、次のように
して算出することができる。
上記(2)式を汎化し、n回前の極大値までの影響
を考慮した返送流量目標値Qr(n)は、 Qr(n)=(Hnax(0)−Hlpw)・A/ΔT・α0 +(Hnax(1)−Hlpw)・A/ΔT・α1 +…………………… +(Hnax(o)−Hlpw)・A/ΔT・αo …(3) と表わされる。
ただし、 Hnax(0):今回の極大値 Hnax(1):1回前の極大値 Hnax(o):n回前の極大値 α0、α1、……、αn:制御定数 である。
ここで、一例としてn=1の場合の制御パラメ
ータαを求めるために、上記(2)式と(3)式とが等し
いとき次式が成立つ。
(Hnax(0)−Hlpw)・A/ΔT・α =(Hnax(0)−Hlpw)・A/ΔT・α0 +(Hnax(1)−Hlpw)・A/ΔT・α1 =(Hnax(0)−Hlpw)・A/ΔT・(α0 +Hnax(1)−Hlpw/Hnax(0)−Hlpw・α1)…(4) ∴α=α0+Hnax(1)−Hlpw/Hnax(0)−Hlpw・α1 …(5) この(5)式の右辺第1項は制御パラメータの定数
項、第2項は1回前の極大値に対する今回の極大
値の変化傾向を考慮した項である。
かくして、制御パラメータαは次式によつて与
えられる。
α=f(α0、α1、…、αo、Hnax(0)、…、 Hnax(o)、Hlpw …(6) 以上のようにして制御パラメータが求められる
と、流量目標値演算手段24は、上記(2)式中の制
御パラメータαをも変数として排水返送流量目標
値Qrを演算する。
かくして、第4図に示した実施例によれば、排
水池水位の変化傾向に応じて排水返送流量目標値
Qrを変えているので、第1図に示した実施例に
比較して排水返送流量Qbの変動分をさらに小さ
く抑えることができる。
ところで、浄水場の洗浄制御装置13(第1図
参照)では、排水池8のオーバーフローを防ぐこ
とを目的として、排水池水位hが上限設定値を超
えた場合には、洗浄を禁止するようにインタロツ
クされる。この洗浄制御装置13と、上記排水返
送流量制御装置を組合わせて上記(2)式の制御パラ
メータαを調整すると共に、ΔTを洗浄の基本周
期とすることにより、ろ過池洗浄排水流量のばら
つきを、洗浄周期の遅延によつて吸収すれば排水
返送流量の変動をさらに小さくすることができ
る。
すなわち、排水池水位上限設定値Hhighを適切
な値に設定することにより、洗浄禁止インタロツ
クが解除される時期よりも周期ΔTが短くなるよ
うにHhighおよびαを設定する。この結果、洗浄
制御装置13は、1回の洗浄終了からΔT時間後
には洗浄待ちとなり、排水池水位hがh=Hhigh
になると同時に洗浄を開始する。従つて、洗浄排
水流量が多い場合には、洗浄周期が長くなり、逆
に少ない場合には洗浄周期が短くなる。
かくして、上記2つの実施例よりも、排水返送
流量の変動が小さくなる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、ろ過池洗
浄水に対して、最も変動の小さい排水返送運用が
可能となつて水質処理プロセスに重大な影響をあ
たえる着水井への供給水の水量が安定し、これに
よつて浄水場の浄水水質を向上させることが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成を、浄水場の
プロセスと併せて示したブロツク図、第2図は同
実施例の作用を説明するためのフローチヤート、
第3図a,b,cは同じくその作用を説明するた
めのタイムチヤート、第4図は本発明の他の実施
例の構成を、浄水場のプロセスと併せて示したブ
ロツク図、第5図は浄水場の一般的なプロセスを
示した図である。 2……着水井、4……ろ過池、7……流量制御
装置、8……排水池、20a,20b……制御装
置、21……水位追跡手段、22……極値検出手
段、23……パラメータ演算手段、24……流量
目標値演算手段、25……条件設定手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ろ過池の洗浄排水を、排水池を経由して着水
    井に返送する排水返送流量を制御する浄水場の排
    水返送流量制御装置において、前記排水池の検出
    水位を時間に対応して記憶させる水位追跡手段
    と、この水位追跡手段の水位データに基いて排水
    池水位の極値を検出する極値検出手段と、前記ろ
    過池の洗浄周期と前記排水池水位の許容限度とを
    設定する条件設定手段と、この条件設定手段の設
    定値および前記極値検出手段の検出極値に基いて
    排水返送流量目標値を演算する流量目標値演算手
    段とを具備し、演算された前記排水返送目標値に
    従つて排水返送流量を制御することを特徴とする
    浄水場の排水返送流量制御装置。 2 ろ過池の洗浄排水を、排水池を経由して着水
    井に返送する排水返送流量を制御する浄水場の排
    水返送流量制御装置において、前記排水池の検出
    水位を時間に対応して記憶させる水位追跡手段
    と、この水位追跡手段の水位データに基いて排水
    池水位の極値を検出する極値検出手段と、この極
    値検出手段の検出極値の時間的変化率に基いて制
    御パラメータを演算するパラメータ演算手段と、
    前記ろ過池の洗浄周期と前記排水池水位の許容限
    度とを設定する条件設定手段と、この条件設定手
    段の設定値、前記極値検出手段の検出極値および
    前記パラメータ演算手段の制御パラメータに基い
    て排水返送流量目標値を演算する流量目標値演算
    手段とを具備し、演算された前記排水返送流量目
    標値に従つて排水返送流量を制御することを特徴
    とする浄水場の排水返送流量制御装置。
JP61033593A 1986-02-18 1986-02-18 浄水場の排水返送流量制御装置 Granted JPS62191091A (ja)

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JP4829045B2 (ja) * 2006-08-29 2011-11-30 株式会社東芝 水処理プラントの運転支援システム

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