【手続補正書】
【提出日】平成17年9月7日(2005.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】  最初沈澱地、反応槽、最終沈澱地などからなる下水処理場の水質データを蓄積するデータ蓄積装置と、土木構造などの処理場仕様を設定する処理場仕様設定装置と、運転条件を設定する運転条件設定装置と、水質モデルパラメータを設定するモデルパラメータ設定装置と、前記各装置からのデータを受け取り処理場の水質を予測するシミュレーション計算装置とを備えた水質シミュレーション装置において、
前記データ蓄積装置と前記シミュレーション計算装置との間に予測間隔を変更する予測間隔設定装置と、前記データ蓄積装置のデータから、発酵生成物、発酵性易生物分解性有機基質などの有機物データを判定する有機物判定装置と、前記有機物判定装置による値が基準値を超えた場合に前記予測間隔をさらに分割してシミュレーションを行なう予測間隔細分割装置とを設けたことを特徴とする水質シミュレーション装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
但し、各記号の意味はつぎのとおりである。
SA(i)：i時点の対象タンクで増殖・減少した発酵生成物(gCOD/m3)
ρ5：SAによる好気的増殖(gCOD/d)
ρ7：SAによる無酸素的増殖と脱窒(gCOD/d)
ρ8：発酵(gCOD/d)
ρ10：ポリヒドロキシアルカノエートの蓄積(gCOD/d)
ρ15：ポリヒドロキシアルカノエートの分解(gCOD/d)
データ蓄積装置１から入力される分析データ
SO2：溶存酸素濃度(gO2/m3)
SNH4：溶解性のアンモニア濃度(gN/m3)
SNO3：溶解性の硝酸性窒素濃度(gN/m3)
SPO4：無機溶解性リン酸性リン濃度(gP/m3)
SALK：アルカリ度(mole HCO3/m3)
SF：易分解性有機物濃度(gCOD/m3)
SA：発酵生成物濃度(gCOD/m3)
XAUT：硝化菌濃度(gCOD/m3)
XH：従属栄養微生物(gCOD/m3)
XPHA：ポリヒドロキシアルカノエート(gCOD/m3)
XPP：ポリリン酸(gP/m3)
XPAO：リン酸蓄積細菌(gCOD/m3)
モデルパラメータ設定装置４で設定されるモデルパラメータはつぎのとおりである。
uH：従属栄養細菌の最大増殖速度(1/d)
ηNO3：硝酸性窒素濃度の無酸素状態の加水分解による
減少係数(-)
KA：発酵生成物濃度飽和係数(gO2/m3)
KO2：酸素飽和係数(gO2/m3)
KF：易分解性基質増殖飽和係数(gCOD/m3)
KNO3：硝酸性窒素飽和係数(gN/m3) 
注)このシミュレーションでは亜硝酸性窒素と硝酸性窒素を同じ物質として扱う。
KNH4：アンモニア飽和係数(gN/m3)
KP：リン酸性リン飽和係数(gP/m3)
KALK：アルカリ度飽和係数(mole HCO3/m3)
Kfe：SFの発酵飽和係数(gCOD/m3)
qfe：最大比発酵速度(1/d)
KPP：ポリリン酸の飽和係数(gPP/gPAO)
qPHA：ポリヒドロキシアルカノエート蓄積速度(gCOD/(gPAO・d)
bPHA：ポリヒドロキシアルカノエート分解速度(1/d)
予測処理部８では、上記のように硝酸性窒素だけでなく、リン酸性リン濃度、アルカリ度、アンモニア性窒素濃度なども同時に計算される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第一実施例）本発明の第一実施例を図１に示す。図１は水質シミュレーション装置の構成とその周辺との接続状況ブロック図である。図において、６は有機物判定装置、７は予測間隔を設定する予測間隔設定装置、７１は予測間隔をさらに分割する予測間隔分割装置である。有機物判定装置６は、変化量判定装置６１および濃度判定装置６２からなる。その他の符号およびサンプリング地点を示すａ、ｂ、ｃ、ｄは、従来の技術の項で述べたものと同一であるため説明を省略する。  つぎに、水質シミュレーション装置の動作について述べる。
(1) 水質測定・分析データをデータ蓄積装置１に蓄積する（従来技術に同じ）。
(2) 処理場土木構造を処理場仕様設定装置２により設定する（従来技術に同じ）。
(3) 返送率、SRT 、DO濃度など処理場に最も適した値を運転条件設定装置３により設定する（従来技術に同じ）。
(4) 増殖速度、分解速度などの水質モデルのパラメータをモデルパラメータ設定装置４により設定する（従来技術に同じ）。
(5) 予測間隔を予測間隔設定装置７により設定する。シミュレーションの予測間隔を１分に設定する。従来の予測間隔とシミューションの効果を調査した結果、通常は有機物量が少なく、水質の変化量が少ないため予測間隔が短すぎることが判明した。ここでは、予測間隔を従来より長く設定した。
(6) 予測計算をシミュレーション計算装置５により行う。従来技術と同様に各装置の出力データを基に反応槽の水質や処理水の水質の予測を行うが、従来と異なるところは、有機物の判定とその結果によりシミュレーションの予測間隔を細分割する点である。
(6a)有機物の判定を行なう。有機物の変化量判定装置６１により、発酵生成物(SA)、発酵性易生物分解性有機物(SF)などの水質の予測間隔の変化量が基準値を超えたか否かを判断する。超えた場合、予測間隔細分割装置７１に結果を送信する。超えてなければシミュレーション計算装置５に戻り次のステップのシミュレーションを行う。有機物の濃度判定装置６２により、発酵生成物(SA)、発酵性易生物分解性有機物(SF)などの濃度が基準値を超えたか否かを判断する。超えた場合、予測間隔細分割装置７１にその結果を送信する。超えていなければ、シミュレーション計算装置５に戻り次のステップのシミュレーションを行う。
(6b)予測間隔を細分割する。予測間隔細分割装置７１は、有機物判定装置６から情報を受け取るとシミュレーションの予測間隔をさらに分割してシミュレーションを行なう。ここでは、通常の予測間隔１分を１０分の１に分割し、シミュレーション計算装置５にて再シミュレーションを行った。再シミュレーションの結果、有機物量が基準値を超えるか、水質の変化量が基準値を超えると予測間隔１分を１００分の１に分割し、再々シミュレーションを行う。この作業により反応が活発な時の微生物の動きを詳細に計算できるため精度を維持したシミュレーションを行うことができる。このように、水質シミュレーション装置では、有機物量、水質の変化量などを検出し、シミュレーションの予測間隔を設定できる。上述の予測間隔細分割装置の追加により、シミュレーションの精度を維持させることができ、標準状態（変化の少ない状態）で予測間隔を長くできるため、シミュレーション時間を短縮することができる。
（第二実施例）本発明の第二実施例を図２に示す。図２は水質シミュレーション装置の構成とその周辺との接続状況ブロック図である。図において、８はDO判定装置、９は槽変更装置であり、槽合成装置９１および槽分割装置９２からなる。つぎに、水質シミュレーション装置の動作について述べる。
(1) 水質測定・分析データをデータ蓄積装置１に蓄積する（従来技術に同じ）。
(2) 処理場土木構造を処理場仕様設定装置２により設定する（従来技術に同じ）。
(3) 返送率、SRT 、DO濃度など処理場に最も適した値を運転条件設定装置３により設定する（従来技術に同じ）。
(4) 増殖速度、分解速度などの水質モデルのパラメータをモデルパラメータ設定装置４により設定する（従来技術に同じ）。
(5) DO濃度を判定する。DO判定装置８により、各反応槽のDO濃度を判定し、その結果を槽変更装置６に送信する。
(6) 槽変更の判定を行なう。DOが0mg/l 以上の場合、槽変更装置６の槽合成装置９１により、槽を合成する指令を出し、DOが0mg/l の槽を合成する。また、DOが0mg/l 以上の場合、槽はほとんど同様の反応をし、DOが0mg/l の時も同様であるためこのような合成が可能となる。槽中の前端部または後端部など、槽中の反応を詳細に見るために槽分割装置９２により槽を分割する。
(7) 予測計算をシミュレーション計算装置５により行う（従来技術に同じ）。このように、水質シミュレーション装置では、槽変更装置によって、反応が同じと考えられる槽を合成でき、また、槽の詳細な反応を見たいときは槽を分割することができる。このような装置の追加により、反応プロセスが減少するためシミュレーション時間を短縮することができる。なお、本実施例に前述の第一実施例を加えた構成のシミュレーションを用いることにより、さらに、シミュレーション時間の短縮と精度向上に大きな効果が得られる。