(57)【要約】      （修正有）【課題】水処理システム全体での省エネ或いはＣＯ２排出量の削減に寄与するシミュレーションを可能とする水処理エネルギーシミュレータ及びそれを有する設計支援装置の提供。【解決手段】水処理システムを構成する水処理要素毎にモデルを格納する水処理要素ＤＢ２４、熱発生要素毎にモデルを格納する熱発生要素ＤＢ２５、電力発生要素毎にモデルを格納する電力発生要素ＤＢ２６、及び少なくともユーザにより設定される各要素のパラメータを格納する記憶部２２と、ユーザにより表示画面上に配された該各要素に対応するアイコン間がストリームにて接続されることで形成される水処理フローに対し、パラメータ、水処理要素ＤＢ２４、熱発生要素ＤＢ２５、及び電力発生要素ＤＢ２６に基づき、少なくともパラメータの変化に対応する消費電力及び／又はＣＯ２排出量をシミュレーションする演算部２３と、を備える水処理エネルギーシミュレータ２。【選択図】図１
2018167143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理システムを構成する各種水処理装置を水処理要素とし、水処理要素毎に少なくともモデルを格納する水処理要素データベースと、
水処理システム内に設置され得る熱エネルギーを供給する装置を熱発生要素とし、熱発生要素毎に少なくともモデルを格納する熱発生要素データベースと、
水処理システム内に設置され得る電力を供する装置を電力発生要素とし、電力発生要素毎に少なくともモデルを格納する電力発生要素データベースと、
少なくともユーザにより設定される、前記水処理要素、前記熱発生要素、及び前記電力発生要素のパラメータと、を格納する記憶部と、
前記水処理要素、前記熱発生要素、及び前記電力発生要素に対応するアイコンがユーザの操作により表示画面上に配され、アイコン間がストリームにて接続されたことを検出し、前記アイコン及びストリームにより形成される水処理フローに対し、前記パラメータ、前記水処理要素データベース、前記熱発生要素データベース、及び前記電力発生要素データベースに基づき、少なくとも前記パラメータの変化に対応する消費電力及び／又はＣＯ２排出量をシミュレーションする演算部と、を備えることを特徴とする水処理エネルギーシミュレータ。
【請求項２】
請求項１に記載の水処理エネルギーシミュレータにおいて、
前記水処理要素、前記熱発生要素、及び前記電力発生要素毎に、自身が稼働するために必要となるエネルギーと、自身が稼働することにより供給可能な発生エネルギーとの関係を格納する要素間相関データベースを備えることを特徴とする水処理エネルギーシミュレータ。
【請求項３】
請求項２に記載の水処理エネルギーシミュレータにおいて、
前記演算部は、アイコン間の前記ストリームによる接続の可否を、前記要素間相関データベースに基づき判定することを特徴とする水処理エネルギーシミュレータ。
【請求項４】
請求項３に記載の水処理エネルギーシミュレータにおいて、
前記記憶部に格納されるパラメータは、被処理水の水質、被処理水の流量、被処理水の水温、薬剤の単価、ＣＯ２排出量の原単位、電力料金、及び電力売電単価を含むことを特徴とする水処理エネルギーシミュレータ。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の水処理エネルギーシミュレータにおいて、
前記水処理要素は、最初沈殿池、生物反応槽、最終沈殿池、汚泥濃縮機、消化槽、汚泥脱水機、及び汚泥焼却炉を含むことを含むことを特徴とする水処理エネルギーシミュレータ。
【請求項６】
請求項２乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の水処理エネルギーシミュレータにおいて、
前記熱発生要素は、ボイラ、熱交換機、太陽熱集熱器、及びヒートポンプのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする水処理エネルギーシミュレータ。
【請求項７】
請求項２乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の水処理エネルギーシミュレータにおいて、
前記電力発生要素は、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池、及び水力発電機のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする水処理エネルギーシミュレータ。
【請求項８】
少なくとも、入力装置、表示装置、前記表示装置の画面表示を制御する表示制御部、及び水処理エネルギーシミュレータを備え、
前記水処理エネルギーシミュレータは、
水処理システムを構成する各種水処理装置を水処理要素とし、水処理要素毎に少なくともモデルを格納する水処理要素データベースと、
水処理システム内に設置され得る熱エネルギーを供給する装置を熱発生要素とし、熱発生要素毎に少なくともモデルを格納する熱発生要素データベースと、
水処理システム内に設置され得る電力を供する装置を電力発生要素とし、電力発生要素毎に少なくともモデルを格納する電力発生要素データベースと、
少なくともユーザにより設定される、前記水処理要素、前記熱発生要素、及び前記電力発生要素のパラメータと、を格納する記憶部と、
前記水処理要素、前記熱発生要素、及び前記電力発生要素に対応するアイコンがユーザの操作により前記表示装置の表示画面上に配され、アイコン間がストリームにて接続されたことを検出し、前記アイコン及びストリームにより形成される水処理フローに対し、前記パラメータ、前記水処理要素データベース、前記熱発生要素データベース、及び前記電力発生要素データベースに基づき、少なくとも前記パラメータの変化に対応する消費電力及び／又はＣＯ２排出量をシミュレーションする演算部と、を備えることを特徴とする水処理システムの設計支援装置。
【請求項９】
請求項８に記載の水処理システムの設計支援装置において、
前記水処理エネルギーシミュレータは、
前記水処理要素、前記熱発生要素、及び前記電力発生要素毎に、自身が稼働するために必要となるエネルギーと、自身が稼働することにより供給可能な発生エネルギーとの関係を格納する要素間相関データベースを備えることを特徴とする水処理システムの設計支援装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の水処理システムの設計支援装置において、
前記表示装置の表示画面は、
コマンド入力領域と、
前記水処理要素、前記熱発生要素、及び前記電力発生要素に対応するアイコンを表示する第１表示領域と、
前記水処理フロー、前記パラメータの変化に対応する消費電力及び／又はＣＯ２排出量のグラフを表示する第２表示領域から構成されることを特徴とする水処理システムの設計支援装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の水処理システムの設計支援装置において、
前記第１表示領域に表示される前記水処理要素、前記熱発生要素、及び前記電力発生要素に対応するアイコンのうち、ユーザにより選択されたアイコンが前記入力装置の操作にて前記第２表示領域の所望の位置に配されると、
前記表示制御部は、前記所望の位置に対応する座標を検出し、当該座標で特定される第２表示領域内の位置に前記選択されたアイコンを表示することを特徴とする水処理システムの設計支援装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の水処理システムの設計支援装置において、
前記第２表示領域に表示される一のアイコンが、前記入力装置の操作により他のアイコン上に移動されると、
前記表示制御部は、前記一のアイコンを接続元のアイコン及び前記他のアイコンが接続先のアイコンであることを検出し、前記一のアイコンと前記他のアイコンとの間を接続するストリームを前記第２表示領域に表示することを特徴とする水処理システムの設計支援装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の水処理システムの設計支援装置において、
前記演算部は、前記一のアイコンと前記他のアイコンとをストリームによる接続の可否を、前記要素間相関データベースに基づき判定することを特徴とする水処理システムの設計支援装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の水処理システムの設計支援装置において、
前記第２表示領域に表示されるアイコン及びストリームにより形成される水処理フローのうち、前記入力装置により一のアイコンが選択されると、
前記表示制御部は、選択された一のアイコンに対応する水処理要素の名称の入力を受け付ける領域及びパラメータの入力を受け付ける領域からなるダイアログボックスを前記第２表示領域に表示することを特徴とする水処理システムの設計支援装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の水処理システムの設計支援装置において、
前記コマンド入力領域には、少なくとも、計算実行ボタン、計算条件設定ボタン、グラフ表示ボタン、及び軸設定ボタンが表示されることを特徴とする水処理システムの設計支援装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の水処理システムの設計支援装置において、
前記コマンド入力領域に表示される前記計算条件設定ボタンが前記入力装置により選択されると、
前記表示制御部は、
被処理水の水質、被処理水の流量、被処理水の水温、薬剤の単価、ＣＯ２排出量の原単位、電力料金、及び電力売電単価を含むパラメータの設定を可能とするパラメータ設定用ダイアログボックスを前記第２表示領域に表示することを特徴とする水処理システムの設計支援装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の水処理システムの設計支援装置において、
前記コマンド入力領域に表示される前記グラフ表示ボタン及び前記軸設定ボタンが前記入力装置により選択されると、
前記表示制御部は、
Ｘ軸の設定につき、パラメータ感度分析に関し、対象となる水処理要素を指定可能とする領域及びパラメータを指定可能とする領域と、
Ｙ軸の設定につき、水処理システム全体又は特定の水処理要素を指定可能とする領域、水処理システム全体の消費電力又はＣＯ２排出量を指定可能とする領域、及び特定の水処理要素について少なくとも水質の計算値及び流量の計算値並びに消費電力を指定可能とする領域と、を前記第２表示領域に表示することを特徴とする水処理システムの設計支援装置。
【請求項１８】
請求項１５乃至請求項１７のうち、いずれか１項に記載の水処理システムの設計支援装置において、
前記水処理要素は、最初沈殿池、生物反応槽、最終沈殿池、汚泥濃縮機、消化槽、汚泥脱水機、及び汚泥焼却炉を含むことを含むことを特徴とする水処理システムの設計支援装置。
【請求項１９】
請求項１５乃至請求項１７のうち、いずれか１項に記載の水処理システムの設計支援装置において、
前記熱発生要素は、ボイラ、熱交換機、太陽熱集熱器、及びヒートポンプのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする水処理システムの設計支援装置。
【請求項２０】
請求項１５乃至請求項１７のうち、いずれか１項に記載の水処理システムの設計支援装置において、
前記電力発生要素は、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池、及び水力発電機のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする水処理システムの設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理システムのエネルギーシミュレータ及び水処理エネルギーシミュレータを有する水処理システムの設計支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水処理システムには、有機物或いは熱などの活用可能な潜在エネルギーと省エネの余地が存在すると言われており、省エネ或いはＣＯ２排出量を削減できる水処理システムの需要が高まっている。  
例えば、特許文献１には、水処理プロセスをコンピュータ上で模擬したシミュレーション方法であって、水処理装置に対応するユニットの配置及びユニット間を接続するストリームの形成により水処理プロセスの処理フローを作成する工程と、少なくとも１つのストリームに対して流量、温度、及び水質の初期値を設定する工程と、上記初期値の設定後、各ユニットについて水収支を計算する工程と、上記水収支の計算後、各ユニットについて熱収支を計算する工程と、上記熱収支の計算後、各ユニットについて物質収支を計算する工程と、上記物質収支の計算後、各ユニットの設計計算を行う工程と、を備えるものが開示されている。また、特許文献１では、描画部が、各種ユニットに対応するアイコンを表示装置に表示し、ユーザにより接続すべきアイコンを選択することにより、選択されたアイコン間をストリームにて接続する旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８８４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載される構成では、水収支、熱収支、及び物質収支の計算に止まり、水処理システムを構成する電力発生要素（発電設備）をも考慮した水処理システム全体での消費電力或いはＣＯ２排出量のシミュレーションについては、何ら考慮されていない。  
そこで、本発明は、水処理システム全体での省エネ或いはＣＯ２排出量の削減に寄与し得るシミュレーションを実行可能とする水処理エネルギーシミュレータ及びそれを有する設計支援装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る水処理エネルギーシミュレータは、水処理システムを構成する各種水処理装置を水処理要素とし水処理要素毎に少なくともモデルを格納する水処理要素データベースと、水処理システム内に設置され得る熱エネルギーを供給する装置を熱発生要素とし熱発生要素毎に少なくともモデルを格納する熱発生要素データベースと、水処理システム内に設置され得る電力を供する装置を電力発生要素とし電力発生要素毎に少なくともモデルを格納する電力発生要素データベースと、少なくともユーザにより設定される、前記水処理要素、前記熱発生要素、及び前記電力発生要素のパラメータと、を格納する記憶部と、前記水処理要素、前記熱発生要素、及び前記電力発生要素に対応するアイコンがユーザの操作により表示画面上に配され、アイコン間がストリームにて接続されたことを検出し、前記アイコン及びストリームにより形成される水処理フローに対し、前記パラメータ、前記水処理要素データベース、前記熱発生要素データベース、及び前記電力発生要素データベースに基づき、少なくとも前記パラメータの変化に対応する消費電力及び／又はＣＯ２排出量をシミュレーションする演算部と、を備えることを特徴とする。  
また、本発明に係る水処理システムの設計支援装置は、少なくとも、入力装置、表示装置、前記表示装置の画面表示を制御する表示制御部、及び水処理エネルギーシミュレータを備え、前記水処理エネルギーシミュレータは、水処理システムを構成する各種水処理装置を水処理要素とし水処理要素毎に少なくともモデルを格納する水処理要素データベースと、水処理システム内に設置され得る熱エネルギーを供給する装置を熱発生要素とし熱発生要素毎に少なくともモデルを格納する熱発生要素データベースと、水処理システム内に設置され得る電力を供する装置を電力発生要素とし電力発生要素毎に少なくともモデルを格納する電力発生要素データベースと、少なくともユーザにより設定される、前記水処理要素、前記熱発生要素、及び前記電力発生要素のパラメータと、を格納する記憶部と、前記水処理要素、前記熱発生要素、及び前記電力発生要素に対応するアイコンがユーザの操作により前記表示装置の表示画面上に配され、アイコン間がストリームにて接続されたことを検出し、前記アイコン及びストリームにより形成される水処理フローに対し、前記パラメータ、前記水処理要素データベース、前記熱発生要素データベース、及び前記電力発生要素データベースに基づき、少なくとも前記パラメータの変化に対応する消費電力及び／又はＣＯ２排出量をシミュレーションする演算部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、水処理システム全体での省エネ或いはＣＯ２排出量の削減に寄与し得るシミュレーションを実行可能とする水処理エネルギーシミュレータ及びそれを有する設計支援装置を提供することができる。  
例えば、本発明に係る水処理エネルギーシミュレータでは、水処理システム内の水のストリームのみならず、熱のストリーム及び電力のストリームをも含めて、水処理システムをシミュレーションできる。そのため、高効率に水処理システムの省エネ或いはＣＯ２削減に向けたエネルギー利用の最適化を容易に行うことが可能となる。  
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例に係る水処理システムの設計支援装置の機能ブロック図である。
【図２】水処理システムの一例としての下水処理システムの全体概略構成図である。
【図３】図１に示す水処理エネルギーシミュレータを構成する記憶部に格納される要素間相関ＤＢのデータ構造を示す図である。
【図４】図１に示す水処理システムの設計支援装置を構成する出力部としての表示装置の画面例であって、水処理要素を配置する場合の表示形態を示す図である。
【図５】図１に示す水処理システムの設計支援装置を構成する出力部としての表示装置の画面例であって、水処理要素間を接続する場合の表示形態を示す図である。
【図６】図１に示す水処理システムの設計支援装置を構成する出力部としての表示装置の画面例であって、水処理要素の名称とパラメータとしての流量及び水質を設定する場合の表示形態を示す図である。
【図７】図１に示す水処理システムの設計支援装置を構成する出力部としての表示装置の画面例であって、熱発生要素としての熱交換機を配置し水処理要素と接続する場合の表示形態を示す図である。
【図８】図１に示す水処理システムの設計支援装置を構成する出力部としての表示装置の画面例であって、電力発生要素としてのガスタービンを配置し水処理要素と接続する場合の表示形態を示す図である。
【図９】図１に示す水処理システムの設計支援装置を構成する出力部としての表示装置の画面例であって、シミュレーション結果をグラフ表示する場合のＸ軸及びＹ軸を設定する画面の表示形態を示す図である。
【図１０】図１に示す水処理システムの設計支援装置を構成する出力部としての表示装置の画面例であって、生物反応槽における酸素移動効率と下水処理システム全体消費電力との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書では、水処理システムとして下水処理システムを一例として説明し、下水処理システム内で発生する、例えば、熱或いはガスを利用した発電設備等も含めて水処理システムと称する。また、本明細書では、水処理エネルギーシミュレータは、水処理を行う各装置（水処理プロセス）と、発生するガスをエネルギーとして発電する発電設備と、発生する熱を利用する部分も含め、シミュレーションを実行する。なお、本発明に係る水処理エネルギーシミュレータ及び水処理システムの設計支援装置が対象とする水処理システムは、下水処理システムに限られるものでないことは言うまでもない。
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
先ず、本実施例の水処理システムの設計支援装置が対象とする、水処理システムの一例としての下水処理システムについて説明する。  
＜下水処理システム＞  
図２は、水処理システムの一例としての下水処理システムの全体概略構成図である。下水処理システム１００は、生活廃水又は工業用排水等の下水（以下、被処理水又は原水或いは流入下水と称する場合もある）を、微生物群である活性汚泥により下水を処理する生物反応槽を介して処理するものである。所謂、標準活性汚泥法を用いる場合を一例として示す。図２に示すように、下水処理システム１００は、被処理水の流入側より順に、最初沈殿池１０１、生物反応槽１０２、最終沈殿池１０３から構成される。生物反応槽１０２内には散気管１０４が設けられている。散気管１０４は、風量調整弁１０５を介してブロワ１０６に接続されている。また、生物反応槽１０２には図示しない水質センサが設置され、水質センサにより計測される水質の計測値を取り込み、予め設定された水質基準値に基づき制御部１０７は曝気風量を演算し、ブロワ１０６及び風量調整弁１０５を制御する。ここで、制御部１０７は、例えば、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置等の記憶装置を備えると共に、ＲＯＭに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算処理結果をＲＡＭ又は外部記憶装置に格納するＣＰＵ等から構成される。
【００１１】
最終沈殿池１０３は、生物反応槽１０２より流入する被処理水から活性汚泥を重力沈降させ、上澄み液を分離し処理水として排出する。最終沈殿池１０３内には、底面に沈殿する活性汚泥を掻き寄せる汚泥掻寄機が設けられている。汚泥掻寄機は、所定の間隔でチェーンに取り付けられた複数のフライト、最終沈殿池１０３の水上部に設置された駆動装置により回転力が伝達される駆動軸の両端に設けられた駆動スプロケットホイール、駆動スプロケットホイールの下流側に配置された中間軸の両端に設けられた第１の従動スプロケットホイール、第１の従動スプロケットホイールの下流側であって最終沈殿池１０３の底面付近に配置されたテール軸の両端に設けられた第２の従動スプロケットホイール、最終沈殿池１０３の底面付近であって第２の従動スプロケットホイールの上流側に配置されたヘッド軸の両端に設けられた第３の従動スプロケットホイールからなる。複数のフライトが所定間隔にて取り付けられたチェーンが、これら、駆動スプロケットホイール及び第１から第３の従動スプロケットホイールに２条平行に張架され、駆動装置により循環駆動される。フライトは、この２条平行に張架されたチェーンを渡るように所定間隔にて取り付けられた平板形状を有する。汚泥掻寄機により掻き寄せられた活性汚泥（余剰汚泥）は、汚泥返送ポンプ１０９により生物反応槽１０２へ戻される。
【００１２】
図２に示すように、最終沈殿池１０３と汚泥返送ポンプ１０９との間には、例えば、四方弁１０８が設けられており、汚泥返送ポンプ１０９により生物反応槽１０２へ戻される活性汚泥（余剰汚泥）のうち少なくとも一部を汚泥濃縮機１１０へ送る。また、四方弁１０８により最初沈殿池１０１からの汚泥も汚泥濃縮機１１０へ送られる。汚泥濃縮機１１０としては、例えば、遠心汚泥濃縮機が用いられる。汚泥濃縮機１１０へ流入する余剰汚泥（活性汚泥）は軽く沈殿しにくいため、遠心力を利用し濃縮液分離液を排出することで水分を減らし、水分が減じられた余剰汚泥（活性汚泥）は、消化槽１１１へ送られる。  
消化槽１１１は、例えば、４０℃程度の温度に加温され、有機物を含む余剰汚泥（活性汚泥）は、消化槽１１１内で発酵により有機物が分解されメタンガスを発生する。消化槽１１１により有機物が分解され、メタンガスが除去された消化汚泥は汚泥脱水機１１２へ送られる。  
汚泥脱水機１１２は、消化汚泥から脱水分離液を排出することで、更に水分が減じられ、汚泥焼却炉１１３にて焼却される。
【００１３】
なお、本実施例では標準活性汚泥法を用いる場合を一例と示したが、これに限られるものではない。例えば、硝化を行う好気槽と脱窒を行う無酸素槽より生物反応槽を構成しても良く、嫌気―無酸素―好気法（Ａ２Ｏ法）のように無酸素槽を好気槽の前段に設置した方式を用いても良く、また、硝化内生脱窒法や嫌気―硝化・内生脱窒法（ＡＯＡＯ法）のような無酸素槽を好気槽の後段に設置した方式を用いても良い。
【００１４】
次に、本発明の水処理システムの設計支援装置１について説明する。  
＜水処理システムの設計支援装置１＞
図１は、本発明の一実施例に係る水処理システムの設計支援装置の機能ブロック図である。図１に示すように、水処理システムの設計支援装置１は、キーボード及びマウスなどからなる入力部３、入力Ｉ／Ｆ４、液晶ディスプレイ或いは有機ＥＬディプレイなどの表示装置及びプリンタなどの出力部５、出力Ｉ／Ｆ６、通信Ｉ／Ｆ７、出力部５を構成する表示装置の画面表示を制御する表示制御部８、及び水処理エネルギーシミュレータ２を備える。これらは、内部バス９により相互に接続されている。水処理エネルギーシミュレータ２は、計算条件設定部２１、記憶部２２、及び演算部２３を有し、記憶部２２は、少なくとも、水処理要素ＤＢ２４、熱発生要素ＤＢ２５、電力発生要素ＤＢ２６、及び要素間相関ＤＢ２７を格納している。表示制御部８、水処理エネルギーシミュレータ２を構成する計算条件設定部２１及演算部２３は、例えば、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置等の記憶装置を備えると共に、ＲＯＭに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算処理結果をＲＡＭ又は外部記憶装置に格納するＣＰＵ等から構成される。
【００１５】
水処理要素ＤＢ２４は、下水処理システム１００を構成する各種水処理装置、例えば、最初沈殿池１０１、生物反応槽１０２、最終沈殿池１０３、汚泥濃縮機１１０、消化槽１１１、汚泥脱水機１１２、及び汚泥焼却炉１１３などの水処理要素ごとに、少なくとも数式或いは関数を用いたモデルを格納している。  
また、熱発生要素ＤＢ２５は、下水処理システム１００内に設置され得る、例えば、ボイラ、熱交換器（熱交換機）、太陽熱集熱器、及びヒートポンプなどの熱エネルギーを供給し得る装置である熱発生要素ごとに、少なくとも数式或いは関数を用いたモデルを格納している。ここで、例えば、上述の下水処理システム１００を構成する消化槽１１１は、水分が減じられた余剰汚泥（活性汚泥）、すなわち、濃縮された余剰汚泥（活性汚泥）に含まれる有機物を発酵により分解するため、約４０℃程度に加温する必要がある。そこで、熱交換機などの熱発生要素により消化槽１１１へ熱エネルギーを供給することで省エネ化を図ることが可能となる。熱交換機は、下水処理システム１００内の被処理水或いは処理水との間での熱交換により容易に熱エネルギーを発生できる。ヒートポンプも同様であり、また、ボイラについては、消化槽１１１内にて発酵により有機物が分解される際に発生するメタンガスにより、ボイラを燃焼させ、その熱が消化槽１１１の発酵を促進するための加温に用いられる。なお、熱交換機は、下水処理システム１００内の被処理水或いは処理水との間での熱交換のみならず、下水処理システム１００内の汚泥（活性汚泥）との間での熱交換によっても熱エネルギーを発生する。また、熱交換のみでは、消化槽１１１へ供給すべき熱エネルギーに達しない場合には、ヒートポンプと合わせて熱エネルギーを消化槽１１１へ供給する。
【００１６】
電力発生要素ＤＢ２６は、下水処理システム１００内に設置され得る、例えば、太陽電池パネル、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池、及び水力発電機などの電力を供給し得る装置である電力発生要素ごとに、少なくとも数式或いは関数を用いたモデルを格納している。ガスエンジン或いはガスタービンは、消化槽１１１内にて発酵により有機物が分解される際に発生するメタンガスを燃料として駆動し、発生する電力を、例えば、生物反応槽１０２内を曝気するためのブロワ１０６へ供給する。或いは、発生する電力を汚泥濃縮機１１０としての遠心汚泥濃縮機へ供給する。また、燃料電池は、消化槽１１１内にて発酵により有機物が分解される際に発生するメタンガスを水素に改質することで電力を発生する。また、水力発電機は、被処理水が、下水処理システム１００を構成する、最初沈殿池１０１から生物反応槽１０２への流下、さらには、生物反応槽１０２から最終沈殿池１０３へと流下する際に、段差或いは落差を有する場合、発電できる。
【００１７】
図３は、図１に示す水処理エネルギーシミュレータを構成する記憶部に格納される要素間相関ＤＢのデータ構造を示す図である。図３に示すように、要素間相関ＤＢ２７は、上述の各水処理要素、各熱発生要素、及び各電力発生要素に対応して、自身が稼働するために必要となるエネルギー（電力、熱、その他）、自身が稼働することにより供給可能な発生エネルギー（電力、熱）の関係を格納している。例えば、熱発生要素としての熱交換器（熱交換機）と、発酵のために熱需要を有する水処理要素としての消化槽とは、水処理フローの中で接続可能であることが分かる。また、水処理要素としての消化槽がメタンガス（消化ガス）の供給源となることから、消化槽は電力発生要素としてのガスタービン或いはガスエンジンと、水処理フローの中で接続可能である。また、上述のように電力発生要素としての燃料電池は、消化槽から発生するメタンガスを水素に改質することで電力を発生することから、水処理フローにおいて消化槽と燃料電池とは接続可能であることが分かる。
【００１８】
図１に戻り、水処理システムの設計支援装置１は、ネットワーク１０を介して外部ＤＢ（サーバ）１１に接続されている。ネットワーク１０は、有線或いは無線を問わない。外部ＤＢ（サーバ）１１より、例えば、大気圧（ｋＰａ）、日射量などのデータを通信Ｉ／Ｆ７を介して、詳細後述する共通パラメータとして計算条件設定部２１に取り込まれる。  
また、計算条件設定部２１は、入力部３を介してユーザにより入力されるパラメータ（詳細後述）を、入力Ｉ／Ｆ４及び内部バス９を介して取り込み、上記共通パラメータ及びユーザにより入力されるパラメータを、内部バス９を介して記憶部２２の所定の記憶領域に格納する。  
演算部２３は、内部バス９を介して記憶部２２へアクセスし、所定の記憶領域に格納される共通パラメータ及びユーザにより入力されたパラメータ、並びに、水処理要素ＤＢ２４、熱発生要素ＤＢ２５、及び電力発生要素ＤＢ２６に格納される情報に基づき、シミュレーションを実行する。なお、演算部２３は、ユーザによる水処理フローの設計時（作成時）において、記憶部２２に格納される要素間相関ＤＢ２７を参照し、水処理要素と、熱発生要素及び／又は電力発生要素との接続の可否を判定する。
【００１９】
次に、水処理エネルギーシミュレータ２及び水処理システムの設計支援装置１の動作について説明する。  
＜水処理エネルギーシミュレータ及び水処理システムの設計支援装置の動作＞  
図４は、図１に示す水処理システムの設計支援装置１を構成する出力部５としての表示装置の画面例であって、水処理要素を配置する場合の表示形態を示す図である。
［水処理要素の配置］  
先ず、図４に示すように、水処理システムの設計支援装置１を構成する出力部５としての表示装置の表示画面は、コマンド入力領域５１、第１表示領域５２、及び第２表示領域５３より構成される。コマンド入力領域５１には、「計算実行」ボタン５１ａ、「軸設定」ボタン５１ｂ、「計算条件設定」ボタン５１ｃ、及び「グラフ表示」ボタン５１ｄが表示されている。  
また、第１表示領域５２は、候補表示エリアであって、水処理要素、熱発生要素、及び電力発生要素を表すアイコンを表示する領域である。具体的には、第１表示領域５２の上部より、「混合分配」に対応するアイコン、水処理要素としての「最初沈殿池」或いは「最終沈殿池」に対応するアイコン、「生物反応槽」に対応するアイコン、「汚泥濃縮機」に対応するアイコン、「消化槽」に対応するアイコン、「汚泥脱水機」に対応するアイコン、「汚泥焼却炉」に対応するアイコン、熱発生要素としての「熱交換機」に対応するアイコン、及び電力発生要素としての「ガスタービン」に対応するアイコンが表示される。ここで、アイコンは単なる図形ではなく、各水処理要素の各種パラメータのデフォルト値も対応付けて、上述の記憶部２２に格納されている。また、「混合分配」に対応するアイコンは、水処理要素に流入或いは水処理要素から流出する被処理水、処理水、或いは流入下水などの液体の総称としてのアイコンである。なお、上述の「混合分配」とは、水処理エネルギーシミュレータ２において、水の貯留、混合、分配等の機能を指すものである。
【００２０】
第２表示領域５３は、設計エリアであって、水処理フロー設計（作成）時における水処理フロー図を表示、計算結果（シミュレーション結果）のグラフ表示、各種パラメータの入力領域などを表示する領域である。  
水処理システムの設計支援装置１の入力部３としてのマウスをユーザが操作することにより、第１表示領域５２内の所望のアイコンがマウスカーソル（図中の白抜き矢印）により選択指定され、ドラッグ・アンド・ドロップにより、第２表示領域５３内の所望の位置に配置される（点線矢印にて選択から配置のための移動の軌跡を示す）。例えば、図４に示すように、「混合分配」に対応するアイコンが第２表示領域５３内の所望の位置に配置されると、演算部２３は、「混合分配」アイコンに対応するパラメータである流量Ｑ及び浮遊物質又は懸濁物質ＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）のデフォルト値を、記憶部２２により読み出し、内部バス９を介して表示制御部８へ転送する。表示制御部８は、マウス操作によるドロップ位置に対応する座標を検出し、当該座標で特定される第２表示領域５３内の位置に「混合分配」に対応するアイコンと共に演算部２３より転送された流量Ｑ＝１０００及びＳＳ＝０.００を表示するよう、出力Ｉ／Ｆ６を介して表示装置を制御する。  
同様の動作を繰り返すことにより、上流側（図４の左側）より、順に、「混合分配」に対応するアイコン、「最初沈殿池」に対応するアイコン、「生物反応槽」に対応するアイコン、「混合分配」に対応するアイコンが配置される。そして、これらのアイコンの下側（下段）に、「濃縮分離液」に対応するアイコン及び「汚泥濃縮機」に対応するアイコンが配置される。この段階では、全てのアイコンに共通に流量Ｑ＝１０００及びＳＳ＝０.００が表示されている。  
なお、図４に示す各水処理要素に対応するアイコンの座標は、記憶部２２内の水処理要素ＤＢ２４内の所定の記憶領域に格納される。
［水処理要素の接続］  
図５は、図１に示す水処理システムの設計支援装置１を構成する出力部５としての表示装置の画面例であって、水処理要素間を接続する場合の表示形態を示す図である。図５に示すように、ユーザが接続すべき２つの水処理要素に対応するアイコンのうち、接続元のアイコンにマウスカーソルを位置付けクリック・アンド・ドラッグにより接続先のアイコン上に位置付けドロップすることにより、２つのアイコン間が水のストリーム（Ｗ）にて接続される。ここで、水のストリーム（Ｗ）とは、接続元のアイコン（水処理要素）から流出し、接続先のアイコン（水処理要素）へ流入する水の流れを示す。例えば、図５に示すように、「混合分配」に対応するアイコンが、「最初沈殿池」に対応するアイコン上にドロップされると（ドラッグの軌跡を点線矢印にて表示）、表示制御部８は、ドロップされた接続先のアイコンが「最初沈殿池」であることを検出し、「混合分配」に対応するアイコンと「最初沈殿池」に対応するアイコンとの間に実線矢印にて示す水のストリームＷ１を表示するよう、出力Ｉ／Ｆ６を介して表示装置を制御する。
【００２１】
同様の動作を繰り返すことにより、「最初沈殿池」に対応するアイコンと「生物反応槽」に対応するアイコンとの間に水のストリームＷ２を表示し、「生物反応槽」に対応するアイコンと「混合分配」に対応するアイコンとの間に水のストリームＷ３を表示する。また、「最初沈殿池」に対応するアイコンに一端が接続された水のストリームＷ４と、「生物反応槽」に対応するアイコンに一端が接続された水のストリームＷ５とが合流し、「汚泥圧縮機」に対応するアイコンに接続される。また、「汚泥圧縮機」に対応するアイコンと「濃縮分離液」に対応するアイコンとの間に水のストリームＷ６が表示される。  
なお、生成された各ストリーム、すなわち、水処理要素に対応するアイコン間の接続関係は、記憶部２２内の水処理要素ＤＢ２４に格納される。
［原水条件の設定］  
図６は、図１に示す水処理システムの設計支援装置１を構成する出力部５としての表示装置の画面例であって、水処理要素の名称とパラメータとしての流量及び水質を設定する場合の表示形態を示す図である。図６に示すように、ユーザによりマウスカーソルが「混合分配」に対応するアイコンに位置付けられダブルクリックされると、表示制御部８は、原水条件設定用のダイアログボックスを第２表示領域５３に表示するよう、出力Ｉ／Ｆ６を介して表示装置を制御する。
【００２２】
図６に示すように、原水条件設定用のダイアログボックスは、名称の入力を受け付ける領域、及びパラメータの入力を受け付ける領域からなる。本実施例では、「混合分配」に対応するアイコンに対し、名称として「流入下水」が入力され、パラメータとして、流量Ｑに「１６８７０」ｍ３／Ｌ、浮遊物質又は懸濁物質ＳＳに「２２１」ｍｇ／Ｌが入力された状態を示すが、説明の便宜上、本実施例では２つのパラメータのみを一例として示しているが、パラメータについてはこれに限られるものではない。例えば、これらに加え、ＢＯＤ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ：生物化学的要求量）［ｍｇ／Ｌ］、Ｔ−Ｎ（Ｔｏｔａｌ  Ｎｉｔｒｏｇｅｎ：総窒素（全窒素とも称される））［ｍｇ／Ｌ］、Ｓ−ＢＯＤ（溶解性ＢＯＤ）［ｍｇ／Ｌ］、Ｔ−Ｐ（Ｔｏｔａｌ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ：総リン（全リンとも称される））［ｍｇ／Ｌ］、水温［℃］などを入力するよう構成しても良い。原水条件設定用のダイアログボックスに入力された名称及びパラメータは、計算条件設定部２１により、内部バス９を介して記憶部２２の水処理要素ＤＢ２４に格納される。  
なお、図６では、原水条件設定について示したが、第２表示領域５３に表示される他の水処理要素に対応するアイコンにマウスカーソルを位置付けダブルクリックすることにより、当該水処理要素に対するパラメータ変更用のダイアログボックスを表示するよう構成しても良い。
［共通パラメータの設定］  
図６などに示されるコマンド入力領域５１内の「計算条件設定」ボタン５１ｃに、マウスカーソルが位置付けられ、クリックによりアクティブ状態になると、表示制御部８は、図示しない共通パラメータ設定用のダイアログボックスを第２表示領域５３に表示するよう、出力Ｉ／Ｆ６を介して表示装置を制御する。
【００２３】
ここで、共通パラメータ設定用のダイアログボックス内に入力を促すために表示される項目としては、例えば、気温［℃］、地中温度［℃］、大気圧［ｋＰａ］、日射量［ｋＷｈ／ｍ２ｄ］、日最大下水量［ｍ３／ｄ］、日最大ＳＳ濃度［ｍｇ／Ｌ］、設計水処理系ＳＳ除去率、設計消化率［％］、設計消化有機分当たり消化ガス（メタンガス）発生量、ＢＯＤエネルギー原単位、消化ガス低位発熱量［ＭＪ／ｍ３］、水処理要素としての汚泥焼却炉及び熱発生要素としてのボイラの燃料としても用いられるＡ重油低位発熱量［ｋｃａｌ／ｋｇ］、電力使用ＣＯ２排出量原単位［ｋｇＣＯ２／ｋＷｈ］、ＰＡＣ使用ＣＯ２排出量原単位［ｋｇＣＯ２／ｋｇ］、高分子凝集剤使用ＣＯ２排出量原単位［ｋｇＣＯ２／ｋｇ］、苛性ソーダ使用ＣＯ２排出量原単位［ｋｇＣＯ２／ｋｇ］、硫酸使用ＣＯ２排出量原単位［ｋｇＣＯ２／ｋｇ］、Ａ重油使用ＣＯ２排出量原単位［ｋｇＣＯ２／Ｌ］、Ａ重油単価［￥／Ｌ］、電力料金［￥／ｋＷｈ］、高分子凝集剤単価［￥／ｋｇ］、ＰＡＣ単価［￥／ｋｇ］、苛性ソーダ単価［￥／ｋｇ］、硫酸単価［￥／ｋｇ］、脱水汚泥処分単価［￥／ｔ］、焼却灰処分単価［￥／ｔ］、消化ガス（メタンガス）発電電力売電単価［￥／ｋＷｈ］、太陽光発電電力売電単価［￥／ｋＷｈ］、経過年数などのいずれか又は全てが表示される。上述の共通パラメータは一例として示したものであり、これらに限られるものではない。
【００２４】
なお、共通パラメータ設定用のダイアログボックス内に入力されたパラメータは、入力Ｉ／Ｆ４及び内部バス９並びに計算条件設定部２１を介して、それぞれ対応する水処理要素ＤＢ２４、熱発生要素ＤＢ２５、及び電力発生要素ＤＢ２６に格納される。
［熱発生要素の配置と水処理要素との接続］  
図７は、図１に示す水処理システムの設計支援装置１を構成する出力部５としての表示装置の画面例であって、熱発生要素としての熱交換機を配置し水処理要素と接続する場合の表示形態を示す図である。  
図７に示すように、第１表示領域５２に表示される熱発生要素としての「熱交換機」に対応するアイコンを、水処理システムの設計支援装置１の入力部３としてのマウスをユーザが操作することにより、第２表示領域５３内の「処理水」に対応するアイコンの下流側（図７において右側）に、ドラッグ・アンド・ドロップにより、配置される。
【００２５】
続いて、「処理水」に対応するアイコンが「熱交換機」に対応するアイコン上にドロップされると（ドラッグの軌跡を点線矢印にて表示）、表示制御部８は、ドロップされた接続先のアイコンが「熱交換機」であることを検出する。このとき、水処理エネルギーシミュレータ２を構成する演算部２３は、記憶部２２に格納される熱発生要素ＤＢ２５及び要素間相関ＤＢ２７にアクセスし、上述のように、熱交換機は、下水処理システム１００内の被処理水或いは処理水との間での熱交換により容易に熱エネルギーを発生できることから、「処理水」に対応するアイコンと「熱交換機」に対応するアイコンとの接続が可能であると判定し、判定結果を表示制御部８へ内部バスを介して転送する。判定結果に基づき表示制御部８は、「処理水」に対応するアイコンと「熱交換機」に対応するアイコンとの間に実線矢印にて示す水のストリーム（Ｗ）を表示するよう、出力Ｉ／Ｆ６を介して表示装置を制御する。
【００２６】
次に、「熱交換機」に対応するアイコンが「消化槽」に対応するアイコン上にドロップされると（ドラッグの軌跡を点線矢印にて表示）、表示制御部８は、ドロップされた接続先のアイコンが「消化槽」であることを検出する。このとき、水処理エネルギーシミュレータ２を構成する演算部２３は、記憶部２２に格納される熱発生要素ＤＢ２５及び要素間相関ＤＢ２７にアクセスし、要素間相関ＤＢ２７に格納される情報に基づき、「熱交換機」に対応するアイコンと、発酵のために熱需要を有する「消化槽」に対応するアイコンとは、水処理フローの中で接続が可能であると判定し、判定結果を表示制御部８へ内部バスを介して転送する。判定結果に基づき表示制御部８は、「熱交換機」に対応するアイコンと「消化槽」に対応するアイコンとの間に破線矢印にて示す熱のストリームＨ１を表示するよう、出力Ｉ／Ｆ６を介して表示装置を制御する。
【００２７】
図７に示すように、この状態で第２表示領域５３に表示される水処理要素に対応するアイコンには、デフォルト値として設定された、流量Ｑ＝１０００及びＳＳ＝０.００に代えて、それぞれ次のように表示されている。「最初沈殿池」に対応するアイコンには流量Ｑ＝１６８７０及びＳＳ＝２２１、「生物反応槽」に対応するアイコンには流量Ｑ＝１６６８３及びＳＳ＝１１１、「処理水」に対応するアイコンには流量Ｑ＝１６５６３及びＳＳ＝１０.００、「汚泥濃縮機」に対応するアイコンには流量Ｑ＝３０７及びＳＳ＝１０.８５、「濃縮分離液」に対応するアイコンには流量Ｑ＝２２８及びＳＳ＝７３１、「消化槽」に対応するアイコンには流量Ｑ＝７９.０２及びＳＳ＝４０.００、「汚泥脱水機」に対応するアイコンには流量Ｑ＝７９.０２及びＳＳ＝１８.９０、「脱水分離液」に対応するアイコンには流量Ｑ＝７１.９２及びＳＳ＝１０３８、「汚泥焼却炉」に対応するアイコンには流量Ｑ＝７.１０及びＳＳ＝２０００００、及び「焼却灰」に対応するアイコンには流量Ｑ＝０.１５及びＳＳ＝３００００００が表示されている。
【００２８】
また、「汚泥濃縮機」に対応するアイコンと「消化槽」に対応するアイコンとの間に水のストリームＷ７、「消化槽」に対応するアイコンと「汚泥脱水機」に対応するアイコンとの間に水のストリームＷ８、「汚泥脱水機」に対応するアイコンと脱水分離液」に対応するアイコンとの間に水のストリームＷ９、「汚泥脱水機」に対応するアイコンと「汚泥焼却炉」に対応するアイコンとの間及び「汚泥焼却炉」に対応するアイコンと「焼却灰」に対応するアイコンとの間に水のストリーム（Ｗ）が表示されている。  
なお、これら水のストリームＷ７〜Ｗ９及び水のストリーム（Ｗ）は、記憶部２２内の水処理要素ＤＢ２４に格納される。また、上述の熱のストリームＨ１は、記憶部２２内の熱発生要素ＤＢ２５に格納される。
［電力発生要素の配置と水処理要素との接続］
図８は、図１に示す水処理システムの設計支援装置１を構成する出力部５としての表示装置の画面例であって、電力発生要素としてのガスタービンを配置し水処理要素と接続する場合の表示形態を示す図である。  
図８に示すように、第１表示領域５２に表示される電力発生要素としての「ガスタービン」に対応するアイコンを、水処理システムの設計支援装置１の入力部３としてのマウスをユーザが操作することにより、第２表示領域５３内の「生物反応槽」に対応するアイコンと「消化槽」に対応するアイコンの間に、ドラッグ・アンド・ドロップにより、配置される。
【００２９】
続いて、「消化槽」に対応するアイコンが「ガスタービン」に対応するアイコン上にドロップされると、表示制御部８は、ドロップされた接続先のアイコンが「ガスタービン」であることを検出する。このとき、水処理エネルギーシミュレータ２を構成する演算部２３は、記憶部２２に格納される電力発生要素ＤＢ２６及び要素間相関ＤＢ２７にアクセスし、上述のように、ガスタービンは、消化槽１１１内にて発酵により有機物が分解される際に発生するメタンガスを燃料として駆動し発電することから、「消化槽」に対応するアイコンと「ガスタービン」に対応するアイコンとの接続が可能であると判定し、判定結果を表示制御部８へ内部バスを介して転送する。判定結果に基づき表示制御部８は、「消化槽」に対応するアイコンと「ガスタービン」に対応するアイコンとの間に破線矢印にて示す熱のストリームＨ２を表示するよう、出力Ｉ／Ｆ６を介して表示装置を制御する。
【００３０】
次に、「ガスタービン」に対応するアイコンが「生物反応槽」に対応するアイコン上にドロップされると、表示制御部８は、ドロップされた接続先のアイコンが「生物反応槽」であることを検出する。このとき、水処理エネルギーシミュレータ２を構成する演算部２３は、記憶部２２に格納される水処理要素ＤＢ２４及び電力発生要素ＤＢ２６並びに要素間相関ＤＢ２７にアクセスし、要素間相関ＤＢ２７に格納される情報に基づき、「ガスタービン」に対応するアイコンと、散気管１０４を介して生物反応槽１０２内を曝気するためのブロワ１０６は電力需要を有する「生物反応槽」に対応するアイコンとは、水処理フローの中で接続が可能であると判定し、判定結果を表示制御部８へ内部バス９を介して転送する。判定結果に基づき表示制御部８は、「ガスタービン」に対応するアイコンと「生物反応槽」に対応するアイコンとの間に点線矢印にて示す電力のストリームＥ１を表示するよう、出力Ｉ／Ｆ６を介して表示装置を制御する。
［グラフ表示における軸設定とシミュレーション結果のグラフ表示］
図９は、図１に示す水処理システムの設計支援装置１を構成する出力部としての表示装置の画面例であって、シミュレーション結果をグラフ表示する場合のＸ軸及びＹ軸を設定する画面の表示形態を示す図である。  
図９に示すように、コマンド入力領域５１内の「グラフ表示」ボタン５１ｄに、マウスカーソルが位置付けられ、クリックによりアクティブ状態になると、表示制御部８はグラフ表示モードであることを認識する。続いて、コマンド入力領域５１内の「軸設定」ボタン５１ｂに、マウスカーソルが位置付けられ、クリックによりアクティブ状態になると、表示制御部８は、第２表示領域５３にＸ軸及びＹ軸の設定画面を表示するよう、出力Ｉ／Ｆ６を介して表示装置を制御する。
【００３１】
図９に示すように、Ｘ軸の設定については、「感度分析」（パラメータ感度分析）に関し、対象となる水処理要素を指定可能とする領域及びパラメータを指定可能とする領域を有する。水処理要素を指定可能とする領域では、プルダウンメニューより「生物反応槽」が選択指定され、パラメータを指定可能とする領域では、プルダウンメニューより「酸素移動効率（ＥＡ）」が選択指定された状態を示している。  
また、Ｙ軸の設定については、「下水処理システム」（システム全体）、「各要素（プロセス）のトレース変数」、及び「各要素（プロセス）の計算値」のいずれかを指定可能とする領域が設けられており、図９に示す例では、「下水処理システム」（システム全体）が指定され、プルダウンメニューより「全体消費電力（ｋＷ）」が選択指定された状態を示している。なお、「下水処理システム」（システム全体）に関しては、プルダウンメニュー中に図示しない「ＣＯ２排出量」も選択指定可能となっている。
【００３２】
選択指定されていないものの、「各要素（プロセス）のトレース変数」に関しては、水処理要素としての「流入下水」が、また、トレース変数として「ＴＤＳ」（Ｔｏｔａｌ  Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ  Ｓｏｌｉｄ：総溶解不純物濃度）が、それぞれデフォルトで表示された状態を示している。  
また、「各要素（プロセス）の計算値」に関しては、水処理要素としての「最初沈殿池」と計算値として「流出水ＳＳ濃度（ｍｇ／Ｌ）」が、水処理要素としての「生物反応槽」と計算値として「生物反応槽消費電力（ｋＷ）」が、水処理要素としての「初沈汚泥」計算値として「Ｑ」（流量）が、それぞれデフォルトで表示された状態を示している。
【００３３】
図１０は、図１に示す水処理システムの設計支援装置１を構成する出力部５しての表示装置の画面例であって、生物反応槽１０２における酸素移動効率（ＥＡ）と下水処理システム全体消費電力との関係を示す図である。図１０では、コマンド入力領域５１内の「計算実行」ボタン５１ａに、マウスカーソルが位置付けられ、クリックによりアクティブ状態になると、水処理エネルギーシミュレータ２を構成する演算部２３は、図８に示した水処理フローに対するシミュレーションを実行する。具体的には、演算部２３は、設定された水処理要素のパラメータ、共通パラメータ、水処理要素ＤＢ２４、熱発生要素ＤＢ２５、電力発生要素ＤＢ２６に基づき、選択指定されたパラメータ酸素移動効率（ＥＡ）を変化させた場合の下水処理システム１００全体での消費電力を求めるシミュレーションを実行し、シミュレーション結果を表示制御部８へ内部バス９を介して転送し、表示制御部８により、シミュレーション結果が第２表示領域５３に表示される。図１０の第２表示領域５３に表示されるグラフにより、ユーザは、生物反応槽１０２内における酸素移動効率（ＥＡ）が高くなるに従い下水処理システム１００全体での消費電力が低下する（省エネ化）ことを容易に把握することが可能となる。
【００３４】
なお、選択指定されたパラメータを変化させた場合に、下水処理システム１００全体のＣＯ２排出量或いは各水処理要素の計算結果どのように変化するかもユーザは容易に把握することが可能となる。
【００３５】
以上のとおり本実施例によれば、水処理システム全体での省エネ或いはＣＯ２排出量の削減に寄与し得るシミュレーションを実行可能とする水処理エネルギーシミュレータ及びそれを有する設計支援装置を提供することができる。  
また、本実施例の水処理エネルギーシミュレータ２では、水処理システム内の水のストリームのみならず、熱のストリーム及び発電電力のストリームをも含めて、水処理システムをシミュレーションできる。そのため、高効率に水処理システムの省エネ或いはＣＯ２削減に向けたエネルギー利用の最適化を容易に行うことが可能となる。
【００３６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・水処理システムの設計支援装置
２・・・水処理エネルギーシミュレータ
３・・・入力部
４・・・入力Ｉ／Ｆ
５・・・出力部
６・・・出力Ｉ／Ｆ
７・・・通信Ｉ／Ｆ
８・・・表示制御部
９・・・内部バス
１０・・・ネットワーク
１１・・・外部ＤＢ（サーバ）
２１・・・計算条件設定部
２２・・・記憶部
２３・・・演算部
２４・・・水処理要素ＤＢ
２５・・・熱発生要素ＤＢ
２６・・・電力発生要素ＤＢ
２７・・・要素間相関ＤＢ
５０・・・表示画面
５１・・・コマンド入力領域
５２・・・第１表示領域
５３・・・第２表示領域
１００・・・下水処理システム
１０１・・・最初沈殿池
１０２・・・生物反応槽
１０３・・・最終沈殿池
１０４・・・散気管
１０５・・・風量調整弁
１０６・・・ブロワ
１０７・・・制御部
１０８・・・四方弁
１０９・・・汚泥返送ポンプ
１１０・・・汚泥濃縮機
１１１・・・消化槽
１１２・・・汚泥脱水機
１１３・・・汚泥焼却炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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