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公開番号2024127636
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023036936
出願日2023-03-09
発明の名称制御装置、制御システム、および制御方法
出願人日新電機株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類C02F 3/12 20230101AFI20240912BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】従来とは異なる手法によって参照池の曝気風量を制御する。
【解決手段】制御装置(1)は、準備フェーズにおいて、参照池NH₄-Nセンサの検出値に基づくアンモニア制御を参照池に対して実行することにより当該検出値を含む予測用データを収集し、当該予測用データに基づいてDO濃度予測モデルを生成する。次いで、制御装置(1)は、一括制御フェーズにおいて、代表池NH₄-Nセンサの検出値に基づくアンモニア制御を代表池に対して実行し、DO濃度予測モデルを用いることにより、代表池NH₄-Nセンサの検出値および参照池における特徴量に基づいて、参照池タンクから流出する水のDO濃度の予測値を導出し、当該予測値に基づいて参照池タンクに供給される曝気風量を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一括制御フェーズにおいて、下水処理場における代表池および参照池に対する曝気制御を一括的に実行する制御装置であって、
上記一括制御フェーズに先行する準備フェーズにおいて、上記参照池には、上記参照池の反応タンクである参照池タンクに流入する水のＮＨ
４
－Ｎ濃度を検出する参照池ＮＨ
４
－Ｎセンサが配置されており、
上記一括制御フェーズにおいて、上記参照池からは上記参照池ＮＨ
４
－Ｎセンサが撤去されており、上記代表池には、上記代表池の反応タンクである代表池タンクに流入する水のＮＨ
４
－Ｎ濃度を検出する代表池ＮＨ
４
－Ｎセンサが配置されており、
上記制御装置は、
上記準備フェーズにおいて、
上記参照池ＮＨ
４
－Ｎセンサの検出値に基づくアンモニア制御を上記参照池に対して実行することにより、当該検出値を含む予測用データを収集し、
上記予測用データに基づいて、上記参照池タンクから流出する水のＤＯ濃度を予測するためのＤＯ濃度予測モデルを生成し、
上記一括制御フェーズにおいて、
上記代表池ＮＨ
４
－Ｎセンサの検出値に基づくアンモニア制御を上記代表池に対して実行し、
上記ＤＯ濃度予測モデルを用いることにより、上記代表池ＮＨ
４
－Ｎセンサの検出値および上記参照池における特徴量に基づいて、上記参照池タンクから流出する水のＤＯ濃度の予測値を導出し、
上記予測値に基づいて、上記参照池タンクに供給される曝気風量を制御する、制御装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
上記一括制御フェーズにおける上記特徴量は、
上記参照池の水温、
上記参照池タンクに供給される曝気風量、および、
上記参照池の雨量、
のうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
上記制御装置は、上記一括制御フェーズにおいて、
上記予測値を、上記参照池タンクから流出する水のＤＯ濃度の目標値として設定し、
上記目標値に基づいて、上記参照池タンクに供給される曝気風量を制御する、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の制御装置を備えている、制御システム。
【請求項５】
一括制御フェーズにおいて、下水処理場における代表池および参照池に対する曝気制御を一括的に実行する制御方法であって、
上記一括制御フェーズに先行する準備フェーズにおいて、上記参照池には、上記参照池の反応タンクである参照池タンクに流入する水のＮＨ
４
－Ｎ濃度を検出する参照池ＮＨ
４
－Ｎセンサが配置されており、
上記一括制御フェーズにおいて、上記参照池からは上記参照池ＮＨ
４
－Ｎセンサが撤去されており、上記代表池には、上記代表池の反応タンクである代表池タンクに流入する水のＮＨ
４
－Ｎ濃度を検出する代表池ＮＨ
４
－Ｎセンサが配置されており、
上記制御方法は、
上記準備フェーズにおいて、
上記参照池ＮＨ
４
－Ｎセンサの検出値に基づくアンモニア制御を上記参照池に対して実行することにより、当該検出値を含む予測用データを収集する工程と、
上記予測用データに基づいて、上記参照池タンクから流出する水のＤＯ濃度を予測するためのＤＯ濃度予測モデルを生成する工程と、を含んでおり、
上記一括制御フェーズにおいて、
上記代表池ＮＨ
４
－Ｎセンサの検出値に基づくアンモニア制御を上記代表池に対して実行する工程と、
上記ＤＯ濃度予測モデルを用いることにより、上記代表池ＮＨ
４
－Ｎセンサの検出値および上記参照池における特徴量に基づいて、上記参照池タンクから流出する水のＤＯ濃度の予測値を導出する工程と、
上記予測値に基づいて、上記参照池タンクに供給される曝気風量を制御する工程と、を含んでいる、制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、下水処理場における曝気風量を制御する制御装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
下水処理場では、処理池（以下、「池」と略称する）内の反応タンク（反応槽）に流入する水に含まれるＮＨ
４
－Ｎ（アンモニア性窒素）の濃度を低減させる反応を生じさせるために、当該反応タンクが曝気される。近年では、ある池にＮＨ
４
－Ｎセンサを配置し、当該ＮＨ
４
－Ｎセンサによって検出された当該池のＮＨ
４
－Ｎ濃度に基づいて、当該池の反応タンクに供給される曝気風量を制御する手法が広く用いられている。当該手法は、アンモニア制御と称される。
【０００３】
アンモニア制御によれば、ＮＨ
４
－Ｎセンサを使用しない旧来の制御手法（非アンモニア制御）に比べて、適切な曝気風量を定めることができるので、下水処理場の運転コストを低減することが可能となる。このことから、アンモニア制御に関する様々な技術が提案されている。一例として、下記の特許文献１には、アンモニア制御に要するコストを低減することを一目的とした曝気風量制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－１９９１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一態様は、従来とは異なる手法によって参照池の曝気風量を制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御装置は、一括制御フェーズにおいて、下水処理場における代表池および参照池に対する曝気制御を一括的に実行する制御装置であって、上記一括制御フェーズに先行する準備フェーズにおいて、上記参照池には、上記参照池の反応タンクである参照池タンクに流入する水のＮＨ
４
－Ｎ濃度を検出する参照池ＮＨ
４
－Ｎセンサが配置されており、上記一括制御フェーズにおいて、上記参照池からは上記参照池ＮＨ
４
－Ｎセンサが撤去されており、上記代表池には、上記代表池の反応タンクである代表池タンクに流入する水のＮＨ
４
－Ｎ濃度を検出する代表池ＮＨ
４
－Ｎセンサが配置されており、上記制御装置は、上記準備フェーズにおいて、上記参照池ＮＨ
４
－Ｎセンサの検出値に基づくアンモニア制御を上記参照池に対して実行することにより、当該検出値を含む予測用データを収集し、上記予測用データに基づいて、上記参照池タンクから流出する水のＤＯ濃度を予測するためのＤＯ濃度予測モデルを生成し、上記一括制御フェーズにおいて、上記代表池ＮＨ
４
－Ｎセンサの検出値に基づくアンモニア制御を上記代表池に対して実行し、上記ＤＯ濃度予測モデルを用いることにより、上記代表池ＮＨ
４
－Ｎセンサの検出値および上記参照池における特徴量に基づいて、上記参照池タンクから流出する水のＤＯ濃度の予測値を導出し、上記予測値に基づいて、上記参照池タンクに供給される曝気風量を制御する。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る制御方法は、一括制御フェーズにおいて、下水処理場における代表池および参照池に対する曝気制御を一括的に実行する制御方法であって、上記一括制御フェーズに先行する準備フェーズにおいて、上記参照池には、上記参照池の反応タンクである参照池タンクに流入する水のＮＨ
４
－Ｎ濃度を検出する参照池ＮＨ
４
－Ｎセンサが配置されており、上記一括制御フェーズにおいて、上記参照池からは上記参照池ＮＨ
４
－Ｎセンサが撤去されており、上記代表池には、上記代表池の反応タンクである代表池タンクに流入する水のＮＨ
４
－Ｎ濃度を検出する代表池ＮＨ
４
－Ｎセンサが配置されており、上記制御方法は、上記準備フェーズにおいて、上記参照池ＮＨ
４
－Ｎセンサの検出値に基づくアンモニア制御を上記参照池に対して実行することにより、当該検出値を含む予測用データを収集する工程と、上記予測用データに基づいて、上記参照池タンクから流出する水のＤＯ濃度を予測するためのＤＯ濃度予測モデルを生成する工程と、を含んでおり、上記一括制御フェーズにおいて、上記代表池ＮＨ
４
－Ｎセンサの検出値に基づくアンモニア制御を上記代表池に対して実行する工程と、上記ＤＯ濃度予測モデルを用いることにより、上記代表池ＮＨ
４
－Ｎセンサの検出値および上記参照池における特徴量に基づいて、上記参照池タンクから流出する水のＤＯ濃度の予測値を導出する工程と、上記予測値に基づいて、上記参照池タンクに供給される曝気風量を制御する工程と、を含んでいる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、従来とは異なる手法によって参照池の曝気風量を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態１における制御システムの要部の構成を概略的に示す。
一括制御フェーズに先行する準備フェーズにおける、参照池における各機器の配置および処理の流れの例を概略的に示す。
準備フェーズに後続する一括制御フェーズにおける、代表池および参照池における各機器の配置および処理の流れを概略的に示す。
一括制御フェーズにおける参照池の流出水ＤＯ濃度の実測値および予測値の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔実施形態１〕
以下、実施形態１について説明する。説明の便宜上、実施形態１にて説明したコンポーネント（構成要素）と同じ機能を有するコンポーネントについては、以降の各実施形態では同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。簡潔化のため、公知の技術事項についても説明を適宜省略する。本明細書において述べる各コンポーネントおよび各数値はいずれも、特に矛盾のない限り単なる例示である。それゆえ、例えば、特に矛盾のない限り、各コンポーネントの位置関係および接続関係は各図の例に限定されない。また、各図は必ずしもスケール通りに図示されていない。本明細書では、特に矛盾のない限り、２つの数ＡおよびＢについての表記「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上かつＢ以下」を表す。
（【００１１】以降は省略されています）

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