(57)【要約】【課題】浄水施設において、節電要請などによる急激な処理水量の変化は、水道水の水質リスクを増大させる可能性がある。このため、電力不足の場合もロバストな運転ができ、需要家に安全な水を供給するシステムを提供する必要がある。【解決手段】本発明の水道管理支援システムによれば、電力供給と水需要予測を入力とする水運用計画策定手段と、水運用計画に基づき自家発電設備の運転を制御する電力制御手段と、ろ過池の運転履歴を元に選択したろ過池をスロースタートさせるろ過池運転計画策定手段と、水運用計画と濁度により凝集剤注入率算出式を決定する凝集剤注入率算出手段とを備えるものである。【選択図】図１
2014124593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給と水需要予測から水運用計画を策定する水運用計画策定手段と、
前記水運用計画に基づき自家発電設備の運転を制御する電力制御手段と、
ろ過池の運転履歴を元に選択したろ過池をスロースタートさせるろ過池運転計画を策定するろ過池運転計画策定手段と、
前記水運用計画と濁度により凝集剤注入率を算出する凝集剤注入率算出手段とを備えたことを特徴とする水道管理支援システム。
【請求項２】
請求項１の水道管理支援システムにおいて、
前記水運用計画より消毒剤注入率を算出する消毒剤注入手段を備えたことを特徴とする水道管理支援システム。
【請求項３】
請求項１の水道管理支援システムにおいて、
前記水運用計画より活性炭注入率を算出する活性炭注入率算出手段を備えたことを特徴とする水道管理支援システム。
【請求項４】
請求項１の水道管理支援システムにおいて、
高度浄水処理施設を備え、
前記水運用計画に基づき前記高度浄水処理施設を運転制御する高度浄水処理制御手段を備えたことを特徴とする水道管理支援システム。
【請求項５】
請求項１の水道管理支援システムにおいて、
前記水運用計画策定手段は電力供給、水需要予測および発電コストに基づいて前記水運用計画を策定することを特徴とする水道管理支援システム。
【請求項６】
請求項１の水道管理支援システムにおいて、
二次電池を備え、
前記水運用計画策定手段は電力供給、水需要予測および前記二次電池の電力量に基づいて前記水運用計画を策定することを特徴とする水道管理支援システム。
【請求項７】
請求項１の水道管理支援システムにおいて、
前記水運用計画に基づいて混和池やフロック形成池で使用される攪拌機の出力を運転制御することを特徴とする水道管理支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水処理施設の運転制御を支援する水道管理支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
新興国は経済発展に伴う電力需要の増加による電力不足が顕在化しており、さらに電力供給自体が不安定な地域もある。
【０００３】
浄水処理施設は、河川からの取水、薬品注入、水道水の送水およびろ過池の逆洗などにポンプを、薬品注入後の攪拌に攪拌機を多く使用しており、大量の電力を消費している。そのため、電力需給が切迫した場合、水道は重要インフラの一つであるものの、節電を要請される可能性がある。
【０００４】
浄水処理施設は、ポンプや攪拌機の他に、着水井、混和池、フロック形成池、沈殿池、砂ろ過池、消毒池、浄水池、さらには高度浄水処理施設（オゾン接触槽、粒状活性炭処理槽など）で構成され、原水中の濁質などを除去する凝集沈殿処理過程、細菌などを不活化する消毒過程を得て上水が得られる。通常、浄水処理施設は複数の系統からなり、損失水頭などから判断して、使用する砂ろ過池の変更や逆洗などの運転を実施している。もしも節電が要請された場合、浄水処理施設としてはポンプや攪拌機の使用台数の削減（使用系統の削減）で対応することになるが、処理水量が減ることになる。
【０００５】
処理水量の減少が長く継続すると上水の不足が発生し、需要家に影響を与える危険性がある。また、通常、浄水処理施設は日変動による処理水量の増減はあるものの、常に安定稼働を続けることが前提であり、節電要請などによる急激な処理水量の変化は、上水の水質リスクを増大させる可能性がある。具体的には、以下のような課題が挙げられる。
（１）定常時の薬品注入や攪拌操作では対応できず、凝集沈殿処理が不安定となる。
（２）消毒目的で注入した残留塩素濃度が時間経過に伴い減少し、細菌が発生する。
（３）不適切な消毒剤の注入で、消毒副生成物や臭気物質が発生する。
（４）砂ろ過池より濁質が漏えいし、ろ過水濁度が上昇する。
【０００６】
需要家に安全な水を供給するために、以下のような技術が提案されている。
【０００７】
たとえば特許文献１には、機器の運転管理のための複数の操作量算出手段を備え、原水水質などの評価指標に応じた上水道施設の機器を制御する自動運転制御システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許０４９０６７９９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の技術は、主に原水水質を考慮した運転制御であり、節電要請などの外的要因に対して最適な運転制御を実施することは困難である。
【００１０】
このため、本発明は電力不足の場合もロバストな運転ができ、需要家に安全な水を供給するシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的の達成の為に、本発明の水道管理支援システムは、電力供給と水需要予測から水運用計画を策定する水運用計画策定手段と、前記水運用計画に基づき自家発電設備の運転を制御する電力制御手段と、ろ過池の運転履歴を元に選択したろ過池をスロースタートさせるろ過池運転計画を策定するろ過池運転計画策定手段と、前記水運用計画と濁度により凝集剤注入率を算出する凝集剤注入率算出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
更に、本発明の水道管理支援システムは、前記水運用計画より消毒剤注入率を算出する消毒剤注入手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
更に、本発明の水道管理支援システムは、前記水運用計画より活性炭注入率を算出する活性炭注入率算出手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
更に、本発明の水道管理支援システムは、高度浄水処理施設を備え、前記水運用計画に基づき前記高度浄水処理施設を運転制御する高度浄水処理制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
更に、本発明の水道管理支援システムは、前記水運用計画策定手段は電力供給、水需要予測および発電コストに基づいて前記水運用計画を策定することを特徴とするものです。
【００１６】
更に、本発明の水道管理支援システムは、二次電池を備え、前記水運用計画策定手段は電力供給、水需要予測および前記二次電池の電力量に基づいて前記水運用計画を策定することを特徴とするものである。
【００１７】
更に、本発明の水道管理支援システムは、前記水運用計画に基づいて混和池やフロック形成池で使用される攪拌機の出力を運転制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、浄水処理施設において水需要予測だけではなく電力供給も考慮した水運用計画に沿い運転制御することで、施設のリスク管理能力が向上する。
【００１９】
また、本発明によれば自家発電設備も合わせて運転制御することで、電力不足の場合もロバストな運転ができ、需要家に安全な水を供給できる。
【００２０】
また、本発明によればろ過池の運転計画策定手段と水運用計画を考慮した凝集剤注入率算出手段を備えることで水質リスクを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１における水道管理支援システムの一実施形態を示す図である。
【図２】実施例１における水道管理支援システム１０の処理フローを示す図である。
【図３】実施例１における通常時と電力不足時の水運用計画を示す図である。
【図４】実施例１における凝集剤注入率式の例を示す図である。
【図５】実施例２における水道管理システムを示す図である。
【図６】実施例２における処理水量と消毒剤注入率の関係を示す図である。
【図７】実施例２における処理水量に対する消毒剤注入率の時間変化を示す図である。
【図８】実施例３における水道管理支援システムを示す図である。
【図９】実施例４における水道管理支援システムを示す図である。
【図１０】通常時と電力不足時の発電コストと処理水量を示す図である。
【図１１】実施例５における発電コストと処理水量を示す図である。
【図１２】実施例６における水道管理支援システムを示す図である。
【図１３】実施例７における水道管理支援システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明による水道管理支援システムについて、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明による水道管理支援システムの一実施形態を示す図である。実施例１での水道管理支援システム１０は、図１に示すように、濁度計１７０、凝集剤注入手段１８０、損失水頭計１９０、水運用計画策定手段２００、電力制御手段３００、凝集剤注入率算出手段４００、ろ過池運転計画策定手段５００、ろ過池運転履歴データベース（以下、ろ過池運転履歴ＤＢと称する）６００およびろ過池制御手段７００から構成される。水道管理支援システム１０のうち、濁度計１７０、凝集剤注入手段１８０、損失水頭計１９０は、浄水処理施設２０内に設けられる。水運用計画策定手段２００、電力制御手段３００、凝集剤注入率算出手段４００、ろ過池運転計画策定手段５００、ろ過池運転履歴データベース（ＤＢ）６００およびろ過池制御手段７００は、浄水処理施設２０内に設けても、浄水処理移設２０外に設けてもよい。そして、本実施例では、浄水処理施設２０外に設けている。水道管理システム１０の濁度計１７０、凝集剤注入手段１８０、損失水頭計１９０、水運用計画策定手段２００、電力制御手段３００、凝集剤注入率算出手段４００、ろ過池運転計画策定手段５００、ろ過池運転履歴データベース（ＤＢ）６００およびろ過池制御手段７００は、図示しないネットワークを介して通信しており、それぞれデータを送受信する。
【００２４】
浄水処理施設２０は、上述した濁度計１７０、凝集剤注入手段１８０および損失水頭計１９０のほかに、着水井１１０、混和池１２０、フロック形成池１３０、沈殿池１４０、砂ろ過池１５０および浄水池１６０を備える。
【００２５】
浄水処理施設２０では、河川、地下水などの水源から取水した原水を浄水処理し、最終的に得られたろ過水を浄水池１６０から上水として送水する。
【００２６】
原水は、まず、着水井１１０に導入され、その後、混和池１２０、フロック形成池１３０、沈殿池１４０、砂ろ過池１５０、浄水池１６０の順に導入されて、浄水処理される。
【００２７】
以下、原水の処理過程を説明する。
【００２８】
原水は、粒径の大きな砂などが沈降除去された後、着水井１１０に導入され、原水の濁度が濁度計１７０により計測される。また，図示しない水量計測手段により水量も計測される。
【００２９】
混和池１２０では、原水は凝集剤注入手段１８０から凝集剤が注入され、急速攪拌される。急速攪拌により、原水中の濁質分は凝集してフロックになる。その後、凝集剤が注入された原水、すなわち凝集剤注入水は、フロック形成池１３０に導入される。
【００３０】
凝集剤注入手段１８０は、凝集剤注入率算出手段４００に制御され、原水に凝集剤を注入し、凝集剤の注入量などのプロセスデータを計測する。
【００３１】
フロック形成池１３０では、凝集剤注入水が緩速攪拌され、フロックの成長が促進される。緩速攪拌された凝集剤注入水は、沈殿池１４０に導入される。
【００３２】
沈殿池１４０では、緩速攪拌後の凝集剤注入水のフロックが沈降分離される。沈殿処理水は、砂ろ過池１５０に導入される。
【００３３】
砂ろ過池１５０では、沈殿処理水がろ過され、沈殿池１４０では沈降分離されなかった微小なフロックが除去される。ろ過処理された沈殿処理水、すなわちろ過水は、浄水池１６０に導入される。ろ過水は、浄水池１６０から上水として需要家に供給される。
【００３４】
砂ろ過池１５０では、損失水頭計１９０で損失水頭が計測される。損失水頭の水質データは、ろ過池運転計画策定手段５００に送信され、例えば、許容損失水頭を超えた場合、ろ過池制御手段７００により使用砂ろ過池の変更、および許容損失水頭を超えた砂ろ過池１５０の逆洗などの運転が実施される。
【００３５】
図２は、水道管理支援システム１０の処理フローを示す図である。ステップ１０１(以下、Ｓ１０１と称す)で電力会社や地方自治体など電力制限情報を発信している場所から、ネットワークを介して情報を取得する。
【００３６】
Ｓ１０２で水需要を予測する。具体的な水需要の予測方法としては、たとえば、気象庁など現在および未来の気象情報を提供する場所からネットワークを介して情報を取得し、過去の気象情報と照らし合わせ、最も近い気象パターンのときの処理水量から予測する方法がある。このとき、少なくとも過去の気象情報および処理水量は、計測年月日および時刻と関連付けられて図示しない水運用履歴データベース（以下、水運用履歴ＤＢと称する）に格納されている。水需要の予測方法は、上述した方法に限定されるわけではなく、他の方法でもよい。
【００３７】
Ｓ１０３で電力制限情報と水需要予測が水運用計画策定手段２００に入力され、水運用計画が策定される。
【００３８】
図３は、実施例１における通常時と電力不足時の水運用計画を示す図である。とくに電力制限がない場合は、通常の水運用となる。しかし、電力制限情報がある場合、自家発電設備を運転して発生する電力量も考慮して、電力が不足するか否かを判断し、新たな水運用計画を策定する。
【００３９】
水運用計画には処理水量の他にも、自家発電設備の運転制御情報、ろ過池の運転制御情報が含まれ、それらの情報に基づいた浄水処理施設の運転制御が実施される。
【００４０】
Ｓ１０４で水運用計画に基づいて、電力制御手段３００により図示しない自家発電用設備を運転制御する。自家発電要設備はとくに限定されず、化石燃料を燃やして蒸気タービンを駆動し発電する設備や風力や太陽光などの自然エネルギーを利用した設備などがある。
【００４１】
Ｓ１０５で処理水量の経時変化に影響を受ける原水濁度の経時変化を予測する。ここで、原水濁度の経時変化は水運用計画策定手段２００で予測しても、凝集剤注入率算出手段４００で予測してもよい。
【００４２】
Ｓ１０６で凝集剤注入率算出手段４００により凝集剤注入率式を選択する。これは処理水量の変化が浄水処理施設２０内における処理水の滞留時間に影響し、凝集剤注入率が変化前と同一でも沈殿処理水濁度やろ過水濁度が変化するためである。凝集剤注入率算出手段４００には、複数の凝集剤注入率式が記憶されており、少なくとも濁度計１７０により計測された原水濁度や処理水量から選択される。凝集剤注入率式は、上述の原水濁度、処理水量の他にも、図示しない水温計、ｐＨセンサ、アルカリ度計、紫外線吸光度計などで計測された原水の水温、ｐＨ、アルカリ度、紫外線吸光度や、気象庁など現在および未来の気象情報を提供する場所から取得した気象情報などで選択されてもよく、とくに限定されない。
【００４３】
図４は、実施例１における凝集剤注入率式の例を示す図である。図では二つの式（凝集剤注入率式ａおよび凝集剤注入率式ｂ）が用意されており、たとえば浄水処理施設２０が通常時の運転をしているならば凝集剤注入率式ａ、電力不足時の運転をしているならば凝集剤注入率式ｂというように、凝集剤注入率式を決定する。
【００４４】
Ｓ１０７で水運用計画に基づき、通常の取水を再開する。
【００４５】
Ｓ１０８で濁度１７０により原水濁度をモニタリングする。これは取水再開時の短期的な原水濁度増加（フラッシング効果）を確認するためである。
【００４６】
Ｓ１０９で原水濁度が、凝集剤注入率算出手段４００に格納された所定値以下か否かを判断する。
【００４７】
Ｓ１１０で取水前に使用した凝集剤注入率式へ変更し、運転制御する。
【００４８】
Ｓ１１１で水運用計画策定手段２００により策定された水運用計画と、損失水頭計１９０より得られた各砂ろ過池の損失水頭のデータおよびろ過池運転履歴ＤＢ６００に格納されたデータを用いて、ろ過池運転計画策定手段５００はろ過池運転計画を策定する。ここで、ろ過池運転履歴ＤＢ６００は、ろ過池の運転履歴データとして、少なくとも各ろ過池のろ過継続時間、汚泥負荷量、損失水頭計１９０で計測した損失水頭を計測年月日および時刻と関連付けて格納している。ろ過池運転計画は、各ろ過池に関する運転／停止、逆洗の情報が含まる。ろ過池制御手段７００はろ過池運転計画に基づいて各砂ろ過池を運転制御する。
【００４９】
Ｓ１１２でろ過池運転計画策定手段５００は、運転停止した砂ろ過池の中で、再起動時、優先使用する砂ろ過池をこれまでのろ過継続時間、汚濁負荷量および損失水頭に基づいて選定する。
【００５０】
Ｓ１１３でろ過池運転計画に基づいて、再起動時優先使用する砂ろ過池を上水への濁質漏えいを防止するためスロースタートする。
【００５１】
Ｓ１１４でスロースタートした砂ろ過池を通常のろ過速度で運転する。
【００５２】
最後にＳ１１５でろ過池数を増加する。これにより、電力不足の場合も水需要に対応できるようになる。
【００５３】
実施例１は、電力供給と水需要予測を入力とする水運用計画策定手段２００により、電力不足の場合もロバストな運転ができる。また、凝集剤注入率算出手段４００により最適な凝集剤注入率式を選択することで、沈殿処理水濁度の上昇を抑えることができ、砂ろ過池のろ過継続時間を長く、汚泥負荷量を少なくすることが可能である。さらに再稼働時、優先使用する砂ろ過池を選定し、スロースタートすることで、水質リスクを低減することが実現できる。
【実施例２】
【００５４】
図５は実施例２における水道管理支援システムを示す図である。
【００５５】
実施例２は実施例１の水道管理支援システム１０に消毒剤注入率算出手段および消毒剤注入手段を備え、凝集剤のほかに消毒剤を考慮した構成になっている。
【００５６】
消毒剤注入率算出手段８００は、水運用計画に基づき消毒剤注入率を決定し、着水井１１０で消毒剤注入（前塩素処理）する消毒剤注入手段８１０、浄水池１６０で消毒剤注入（後塩素処理）する消毒剤注入手段８２０により注入される。ここで、消毒剤とは液体塩素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウムおよび二酸化塩素などであり、とくに限定されるものではない。
【００５７】
消毒剤注入率算出手段８００における消毒剤注入率の決定方法は、どのような方法でもよく、電力不足に対応して適切な消毒剤注入率を決定できればとくに限定されない。本実施例では、水運用計画で策定された処理水量およびろ過池の運転制御情報から前塩素処理と後塩素処理の消毒剤注入率を決定する方法を一例として示す。
【００５８】
図６は、実施例２における処理水量と消毒剤注入率の関係を示す図である。処理水量が低下すると消毒剤注入率は、前塩素処理が低下して後塩素処理が増加する。図６の関係図のように消毒剤を注入する理由を以下で説明する。
【００５９】
処理水量の変化は浄水処理施設２０内における処理水の滞留時間の変化に影響する。処理水量が低下すると滞留時間は増加する。一般に消毒剤として使用される塩素系消毒剤の有効性は塩素濃度で表現されるが、塩素濃度は消毒反応、トリハロメタンなどの消毒副生成物の生成、トリクロラミンなどの臭気物質の生成および水面からの揮発などで時間経過に伴い低下する。前塩素処理のように凝集沈殿処理前の原水に消毒剤を注入すると、原水に含まれる有機物と消毒剤が反応して消毒副生成物および臭気物質が生成し易い。消毒副生成物および臭気物質は有機物濃度および塩素濃度に比例し、時間経過に伴い増加するため、電力不足への対応で処理水量を低下した場合、前塩素処理の消毒剤注入率を減少させる運転制御が有効となる。これにより、消毒副生成物および臭気物質の生成を抑制できる。しかし、前塩素処理の消毒剤注入率を減少すると、処理水中の残留塩素濃度が低下し、細菌などが発生する危険性がある。そのため、後塩素処理の消毒剤注入率を増加させる必要がある。
【００６０】
図７は実施例２における処理水量に対する消毒剤注入率の時間変化を示す図である。図７のように水運用計画に従い、消毒剤注入率算出手段８００が消毒剤注入手段８１０および消毒剤注入手段８２０を運転制御する。図７は、一つの砂ろ過池に関するものだが、これを各砂ろ過池に対して決定することになる。
【００６１】
水運用計画に従い砂ろ過池を停止した後の塩素注入再開時も、前塩素処理で臭気物質が発生し易い。そのため、塩素注入再開時も前述のように前塩素処理の消毒剤注入率を減少し、後塩素処理の消毒剤注入率を増加させる運転が有効となる。
【００６２】
実施例２において、前塩素処理は着水井１１０で実施しているが、着水井１１０の手前で実施してもよく、とくに限定されない。同様に後塩素処理は浄水池１６０で実施しているが、浄水池１６０以降で実施してもよく、とくに限定されない。また、実施例２では、前塩素処理と後塩素処理を実施しているが、これに中塩素処理を追加しても構わない。
【００６３】
図５では図示していないが、少なくとも後塩素処理は、十分な消毒効果を確保しているか確認するため、後塩素処理の前、後もしくは両方で塩素濃度計により残留塩素濃度を計測する。塩素濃度計により計測された残留塩素濃度は消毒剤注入率算出手段８００に入力され、消毒剤注入率の算出に使用される。
【００６４】
このように、実施例２は、実施例１の水道管理支援システム１０に電力不足に対応可能な消毒剤注入制御を備えたことで、さらにリスク管理能力を向上することができる。
【実施例３】
【００６５】
実施例３は、実施例１における水道管理支援システム１０に活性炭注入率算出手段および活性炭注入手段を備え、凝集剤のほかに粉末活性炭を考慮した場合である。ここで、粉末活性炭は、夏などの高水温期に藻類などにより発生した臭気物質などの除去のためによく注入されるものである。
【００６６】
図８は、実施例３における水道管理支援システムを示す図である。活性炭注入率算出手段９００は、水運用計画に基づき活性炭注入率を決定し、着水井１１０で粉末活性炭を注入する活性炭注入手段９１０により注入される。
【００６７】
活性炭注入率算出手段９００における活性炭注入率の決定方法は、どのような方法でもよく、電力不足に対応して適切な活性炭注入率を決定できればとくに限定されない。本実施例では、水運用計画で策定された処理水量およびろ過池の運転制御情報から活性炭注入率を決定する。具体的には、処理水量の低下に伴い活性炭注入率を増加させる運転および、砂ろ過池の運転再開時、図２のＳ１０９のように、原水濁度が、活性炭注入率算出手段９００に格納された所定値以下か否かを判断し、所定値以上の場合、活性炭注入率を増加させる運転をする。このように運転する理由は、処理水量の低下もしくは砂ろ過池の運転停止により滞留した処理水は、藻類の繁殖もしくは有機物と消毒剤の反応によって臭気物質が通常よりも発生し易いためである。処理水量の低下および砂ろ過池の運転再開時に活性炭注入率を増加させることで臭気物質を除去することが可能となる。
【００６８】
実施例３は、実施例１の水道管理支援システム１０に電力不足に対応可能な活性炭注入制御を備えたことで、さらにリスク管理能力を向上することができる。
【実施例４】
【００６９】
実施例４は、実施例１の水道管理支援システム１０に高度浄水処理制御手段、浄水処理施設２０の沈殿池１５０後に高度浄水処理施設を備え、電力不足に対応して高度浄水処理施設を運転制御する場合である。
【００７０】
図９は、実施例４における水道管理支援システムを示す図である。高度浄水処理制御手段１０００は、水運用計画に基づき高度浄水処理施設１０１０の運転制御を実施する。
【００７１】
高度浄水処理施設１０１０は、オゾン接触槽および粒状活性炭処理槽で構成される。前段のオゾン接触槽は、濁質、有機物質および臭気物質などを分解・除去する。後段の粒状活性炭処理槽は、前段により処理水中に存在するオゾンの分解および、濁質、有機物質および臭気物質などを吸着・除去する。
【００７２】
高度浄水処理制御手段１０００は電力不足の場合、オゾン注入率を減少させるなど使用電力量を抑制する方向に制御する。ただし、処理水量の変化時および再稼働時は、非定常運転により水質リスクが増加する可能性があるため、オゾン注入率を増加させる方向に制御する。このとき、通常時の運転に戻す方法としては、図２のＳ１０９のように、原水濁度が、活性炭注入率算出手段９００に格納された所定値以下か否かで判断する方法がある。
【００７３】
実施例４は、浄水処理施設１０に備えた高度浄水処理施設１０１０を、電力不足を考慮して運転制御することで使用電力量を抑制し、さらにリスク管理能力を向上することができる。
【実施例５】
【００７４】
実施例５は、実施例１の水運用計画策定手段２００で発電コストも考慮して水運用計画を策定する場合である。
【００７５】
図１０は、通常時と電力不足時の発電コストと処理水量を示す図である。図１０では、自家発電設備により不足した電力量を補うことができ、浄水処理施設を通常の水運用計画通り運転制御した場合と比較する。自家発電設備として化石燃料を燃やして蒸気タービンを駆動し発電したとすると、発電コストは図１０のように、通常時が電力不足時よりも高くなる。
【００７６】
本実施例では、具体的には電力不足により自家発電設備を運転する必要がある時、電力供給に問題のない時間に浄水処理施設２０による処理水量を増加させる。
【００７７】
図１１は、実施例５における発電コストと処理水量を示す図である。図１１のように発電コストを考慮した水運用計画を策定することで、電力不足時に必要な発電量を抑制し、発電コストを下げることができる。
【００７８】
実施例５では、水運用計画策定手段２００に自家発電設備の発電コストおよび浄水池１６０の容量と貯水率のデータが入力される。
【００７９】
実施例５は実施例１と比較して、水運用計画策定手段２００で発電コストも考慮した水運用計画を策定することで、電力不足時も安価に上水を生産することが実現できる。
【実施例６】
【００８０】
図１２は実施例６における水道管理支援システムを示す図である。
【００８１】
実施例６は、実施例１の浄水処理施設２０に二次電池１１００を備え、水運用計画策定手段２００で二次電池１１００の電力量も考慮して水運用計画を策定する場合である。
【００８２】
二次電池１１００の種類、その充電手段は、とくに限定されないが、自然エネルギーを利用して発電した電力および夜間電力による充電が望ましい。これらの電力は通常の電力会社の電力を充電するよりも以下の利点がある。
【００８３】
（１）自然エネルギーを利用して発電した電力の場合、通常の電力会社の電力よりも環境負荷が小さい。
【００８４】
（２）夜間電力の場合、昼間の電力よりも電気料金が安価で経済的である。また、昼間のピーク電力になり易い時間帯の電力使用を抑制することで、電力負荷を平準化できる。
【００８５】
実施例６は実施例１と比較して、浄水処理施設２０に二次電池１１００を備えることで、さらにロバストな運転制御が可能であり、電力不足時に利用することで発電コストを下げることが実現できる。
【実施例７】
【００８６】
図１3は実施例7における水道管理支援システムを示す図である。
【００８７】
実施例７は、水運用計画にて混和池１２０やフロック形成池１３０で使用される攪拌機１２１０、１２２０の出力（攪拌強度）も考慮した場合である。
【００８８】
一般的に混和池１２０やフロック形成池１３０では凝集剤の混合、フロックの形成・成長のために攪拌処理が実施されている。このとき、良好な凝集剤の混合、フロックの形成・成長を促すための運転条件は、浄水処理施設の設計指針に記載されたＧＴ値を参考とする場合が多い。ここで、ＧＴ値とは攪拌強度×滞留時間である。
【００８９】
電力不足に対応して処理水量が低下すると滞留時間が増加する。これにより、ＧＴ値が増加してＧＴ値の最適範囲（２３０００〜２１００００）から外れる可能性がある。この場合、Ｇ値を低下させる、つまり、攪拌機１２１０、又は/更には攪拌機１２２０の回転数を低下させることで、ＧＴ値を最適範囲にする運転が有効である。これは、電力不足時の処理水量の低下に伴い回転数を低下させることから使用電力を抑制することができる。
【００９０】
これにより、実施例７は実施例１と比較して、発電コストを下げた上にリスク管理能力を向上することが実現できる。
【符号の説明】
【００９１】
１０…水道管理支援システム、２０…浄水処理施設、１１０…着水井、１２０…混和池、１３０…フロック形成池、１４０…沈殿池、１５０…砂ろ過池、１６０…浄水池、１７０…濁度計、１８０…凝集剤注入手段、１９０…損失水頭計、２００…水運用計画策定手段、３００…電力制御手段、４００…凝集剤注入率算定手段、５００…ろ過池運転計画策定手段、６００…ろ過池運転履歴ＤＢ、７００…ろ過池制御手段、８００…消毒剤注入率算出手段、８１０…消毒剤注入手段、８２０…消毒剤注入手段、９００…活性炭注入率算出手段、９１０…活性炭注入手段、１０００…高度浄水処理制御手段、１０１０…高度浄水処理施設、１１００…二次電池、１２１０…攪拌機、１２２０…攪拌機
【図１】
2014124593.tif 000003
【図２】
2014124593.tif 000004
【図３】
2014124593.tif 000005
【図４】
2014124593.tif 000006
【図５】
2014124593.tif 000007
【図６】
2014124593.tif 000008
【図７】
2014124593.tif 000009
【図８】
2014124593.tif 000010
【図９】
2014124593.tif 000011
【図１０】
2014124593.tif 000012
【図１１】
2014124593.tif 000013
【図１２】
2014124593.tif 000014
【図１３】
2014124593.tif 000015