(57)【要約】【課題】  膜ろ過処理装置の運転制御のための処理費用を低減できる運転支援装置を提供する。【解決手段】  インタフェイスを介して入力される、原水をろ過する膜ろ過処理装置の膜間差圧とろ過流量を含む膜ろ過処理装置の現状運転情報と、配水池の水位情報と、予め与えられる計画水量情報から求められるろ過時の膜間差圧の過去からの上昇比率又はろ過流量の過去からの減少比率、前記計画水量情報に基づき、消費電力の大きい洗浄工程を電力料金の低い夜間に、消費電力の小さいろ過工程を電力料金の高い昼間に運用した時の、少なくともろ過時間を含んだ膜ろ過処理装置の推奨運転量と、少なくとも洗浄時間を含んだ洗浄処理装置の推奨運転量を算出する算出手段を備えた。【選択図】図１
2009000580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インタフェイスを介して入力される、原水をろ過する膜ろ過処理装置の膜間差圧とろ過流量を含む膜ろ過処理装置の現状運転情報と、配水池の水位情報と、予め与えられる計画水量情報から求められるろ過時の膜間差圧の過去からの上昇比率又はろ過流量の過去からの減少比率、前記計画水量情報に基づき、消費電力の大きい洗浄工程を電力料金の低い夜間に、消費電力の小さいろ過工程を電力料金の高い昼間に運用した時の、少なくともろ過時間を含んだ膜ろ過処理装置の推奨運転量と、少なくとも洗浄時間を含んだ洗浄処理装置の推奨運転量を算出する算出手段を備えた膜ろ過処理装置の運転支援装置。
【請求項２】
インタフェイスを介して入力される、原水をろ過する膜ろ過処理装置の膜間差圧とろ過流量を含む膜ろ過処理装置の現状運転情報と、配水池の水位情報と、予め与えられる計画水量情報から求められるろ過時の膜間差圧の過去からの上昇比率又はろ過流量の過去からの減少比率、前記計画水量情報に基づき、少なくともろ過時間を含んだ膜ろ過処理装置の推奨運転量と、少なくとも洗浄時間を含んだ洗浄処理装置の推奨運転量、膜ろ過処理装置の推奨運転量のときの膜ろ過処理装置の運転費用である膜ろ過処理費情報と、前記洗浄処理装置の推奨運転量のときの洗浄処理装置の運転費用である洗浄処理費情報を計算する算出手段と、算出手段で算出された前記膜ろ過処理費情報と洗浄処理費と膜ろ過処理装置の推奨運転量と洗浄処理装置の推奨運転量を画面に表示する表示装置と、を備えた膜ろ過処理装置の運転支援装置。
【請求項３】
ろ過処理装置からの現状運転情報と、予め与えられる計画水量情報と、水池から取り込む配水池水位情報を入力するためのインタフェイスと、該インタフェイスを介して入力された前記各情報から、膜ろ過処理によるろ過流量予測情報と、膜洗浄処理による洗浄流量予測情報と、膜ろ過処理費予測情報と、洗浄処理予測情報を算出し、洗浄工程に比べ消費電力の低いろ過工程は夜間より契約電力の高い昼間に優先的に行われ、洗浄工程は夜間に行われるとしたときの過去５日の日平均配水量により予測配水量を計算し、全流量ろ過を対象としたルースのモデルを用いて、ろ過時の膜間差圧に対する単位時間あたりのろ過流量を計算し、該ろ過流量により加圧ポンプで消費されるろ過電力を求め、逆洗時の逆洗ポンプの消費電力を算出し、ろ過工程と洗浄工程からなるサイクルの必要な電力量を算出する算出手段を備えた膜ろ過処理装置の運転支援装置。
【請求項４】
前記算出手段は、昼間と夜間の契約電力料金の切り替わり時刻、配水予測値と配水実測値の乖離度の検出、配水池水位異常によるろ過工程、又は洗浄工程の緊急切換時の状態を計算するものであって、電力料金を評価指標としたろ過時間、逆洗時間等の最適解探索アルゴリズムを具備している請求項３に記載の膜ろ過処理装置の運転支援装置。
【請求項５】
原水の濁度あるいは紫外線吸光度を含む膜ろ過処理装置の流入原水水質情報と、予め与えられる計画水量情報と、予め与えられる膜の抵抗係数とろ過係数を入力するためのインタフェイスと、該インタフェイスを介して入力された前記原水の濁度あるいは前記紫外線吸光度と、前記計画水量情報とに基づいて、前記濁度あるいは前記紫外線吸光度の関数で求まるケーク比率に基づき、ろ過時間を少なくとも含む膜ろ過処理装置の推奨運転量と、洗浄時間を少なくとも含む洗浄処理装置の推奨運転量を計算し、前記膜ろ過処理装置の推奨運転量のときの膜ろ過処理費情報と、前記洗浄処理装置の推奨運転量のときの洗浄処理費とを計算する算出手段と、前記膜ろ過処理費情報と洗浄処理費及び前記膜ろ過処理装置の推奨運転操作量を表示する表示装置と、を備えたろ過処理装置の運転支援装置。
【請求項６】
前記インタフェイスは、少なくとも薬品洗浄コストあるいは膜モジュール交換コストのいずれかを含んだ膜ろ過処理装置のメンテナンス情報を入力するものであって、前記算出手段が、少なくとも計画水量情報と膜ろ過処理装置のメンテナンス情報に基づき、ろ過時間を少なくとも含む膜ろ過処理装置の推奨運転量と洗浄時間を少なくとも含む洗浄処理装置の推奨運転量を算出するものである請求項１又は２に記載の膜ろ過処理装置の運転支援装置。
【請求項７】
前記膜ろ過処理装置の前段に濁度を除去する性能を有する前処理装置を備えるものであって、前記インタフェイスが、流入原水水質の情報を入力するものであって、前処理装置の運転条件を設定する前処理装置の運転条件設定手段と、前記算出手段が、前記計画水量情報と前記前処理装置の流入原水水質情報と、前記前処理装置の運転条件情報に基づき、前処理装置出口の水質と前処理装置による前処理費とを計算するものであって、該算出手段により算出された前処理費と前記膜ろ過処理費の合計が最適値であるか判断し、最適値で無い場合には少なくとも前処理装置運転条件設定手段へ運転条件の設定を変更する運転条件設定変更信号を出力する総合処理費判断手段と、前記前処理費と前記膜ろ過処理費の合計が最適値であった場合に前記前処理装置の運転操作量情報を表示する請求項１又は２に記載の膜ろ過処理装置の運転支援装置。
【請求項８】
前記膜ろ過処理装置の前段に凝集沈殿処理装置を備えたものであって、前記インタフェイスが、凝集沈殿処理装置への流入原水水質の情報を入力するものであって、前記算出手段が、前記凝集沈殿処理装置の運転条件を設定する凝集沈殿処理装置の運転条件設定手段と、前記計画水量情報と、前記凝集沈澱処理装置の流入原水水質情報と前記凝集沈殿処理装置の運転条件情報に基づき、凝集沈澱処理装置出口の水質と凝集沈澱処理装置による処理費とを計算し、前記凝集沈殿処理装置の運転条件設定手段へ運転条件の設定を変更する凝集沈殿処理運転条件の設定変更信号を出力する総合処理費判断手段とを供え、前記総合処理費判断手段で凝集沈殿処理装置の処理費と膜ろ過処理費の合計が最適値であった場合に凝集沈殿処理装置の運転操作量情報を画面に表示する請求項１又は２に記載の膜ろ過処理装置の運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原水に含まれる濁質や病原虫などの分離除去のために設置される浄水場向け膜ろ過処理装置の運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水をろ過して浄化するろ過工程で濁質や有機物から成る湿潤ケークにより、膜ろ過処理装置の膜に目詰まりが発生し、膜間差圧が上昇するため、ろ過水量が低下する。膜間差圧を低下させてろ過流量を回復するために、逆洗工程でろ過水を逆流させ、膜に付着したケークを除去する。原水が浄化される過程で、このろ過工程と逆洗工程が繰り返される。逆洗を実施しても膜間差圧が所定の値まで戻らない場合には薬品洗浄を実施し、薬品洗浄を実施しても膜間差圧が所定の値まで戻らない場合には膜モジュールを交換する。ろ過時間と逆洗時間はタイマーで設定されることが多く、ろ過時間は３０〜９０分程度、逆洗時間は１５〜３０秒程度が多く見られる値である。
【０００３】
表流水を原水とした浄水場では、膜ろ過処理装置の前段に濁質除去のための前処理装置が備えられることが多い。前処理として代表的な凝集沈澱処理では、凝集剤を原水に注入して濁質や有機物を沈殿除去する。この処理によって後段の膜ろ過処理装置にかかる水質負荷を低減できるため、膜ろ過処理装置の目詰まり抑制や動力費低減の効果が期待できる。
【０００４】
浄水場における原水をろ過する膜ろ過処理装置のろ過処理にかかる消費電力は、凝集沈殿ろ過処理装置におけるろ過処理に比べて大きく、多量の電力を消費する。そのため、電力量を抑えることが不可欠であり、近年、〔特許文献１〕に記載のように、総合処理費と膜ろ過処理費の合計が最適になるように、ろ過工程で消費電力の最も大きい加圧ポンプの消費電力と洗浄工程で消費電力の最も大きい逆洗ポンプの消費電力の和によるろ過工程と逆洗工程から構成される１サイクルでの消費電力量を費用に換算し、これを小さくするようにろ加圧ポンプ運転時間ｔ１と逆洗ポンプ運転時間ｔ２を最適化する最適解探索アルゴリズムを備えたシステムがある。
【０００５】
また、膜ろ過処理装置と前処理装置の凝集剤注入量制御に関する従来の技術として、〔特許文献２〕に記載のように、凝集剤注入量を原水の色度，濁度の値に基づいて制御することで、膜の目詰まりを抑制可能とするものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２１０９３号公報
【特許文献２】特開平８−２２９５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
〔特許文献１〕に記載の技術では、膜ろ過装置によるろ過処理にかかる消費電力を低減するため、時刻や季節による違いも加味し、ろ過工程と洗浄工程で構成される１サイクルでの消費電力量を小さくしようとしていた。しかし、〔特許文献１〕に記載の技術は、１サイクルごとの消費電力量に注目しているので数サイクルでの消費電力量の最適化を図るには不十分であった。
【０００８】
本発明の目的は、膜ろ過処理装置の運転制御のための処理費用を低減できる運転支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の膜ろ過処理装置の運転支援装置は、インタフェイスを介して入力される、原水をろ過する膜ろ過処理装置の膜間差圧とろ過流量を含む膜ろ過処理装置の現状運転情報と、配水池の水位情報と、予め与えられる計画水量情報から求められるろ過時の膜間差圧の過去からの上昇比率又はろ過流量の過去からの減少比率、前記計画水量情報に基づき、消費電力の大きい洗浄工程を電力料金の低い夜間に、消費電力の小さいろ過工程を電力料金の高い昼間に運用した時の、少なくともろ過時間を含んだ膜ろ過処理装置の推奨運転量と、少なくとも洗浄時間を含んだ洗浄処理装置の推奨運転量を算出する算出手段を備えたものである。
【００１０】
また、インタフェイスを介して入力される、原水をろ過する膜ろ過処理装置の膜間差圧とろ過流量を含む膜ろ過処理装置の現状運転情報と、配水池の水位情報と、予め与えられる計画水量情報から求められるろ過時の膜間差圧の過去からの上昇比率又はろ過流量の過去からの減少比率、前記計画水量情報に基づき、少なくともろ過時間を含んだ膜ろ過処理装置の推奨運転量と、少なくとも洗浄時間を含んだ洗浄処理装置の推奨運転量、膜ろ過処理装置の推奨運転量のときの膜ろ過処理装置の運転費用である膜ろ過処理費情報と、前記洗浄処理装置の推奨運転量のときの洗浄処理装置の運転費用である洗浄処理費情報を計算する算出手段と、算出手段で算出された前記膜ろ過処理費情報と洗浄処理費と膜ろ過処理装置の推奨運転量と洗浄処理装置の推奨運転量を画面に表示する表示装置と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、膜ろ過処理を有する浄水場における水運用を一日単位で管理し、消費電力の低いろ過工程をろ過流量を水需要予測に併せ決定し、それを電力料金の高い昼間に行い、配水池の水位レベルを夜間に備え高くしておくことにより、消費電力の高い洗浄工程を電力料金の低い夜間に行い昼間の膜ろ過運転時に備え、昼間に溜めた浄水を配水し、一日単位での膜ろ過処理に使用する消費電力を小さくすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の各実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。
【００１４】
図１に示すように、現状の運転情報のインタフェイス１２は、膜ろ過処理装置１０及び配水池監視装置１４と接続され、膜ろ過処理装置１０からは、少なくとも膜間差圧とろ過流量を含んだ膜ろ過処理装置の現状運転情報１１が、配水池監視装置１４からは、少なくとも配水池水位を含んだ配水池情報１３がインタフェイス１２に入力される。
【００１５】
インタフェイス１２は、計算機あるいは監視制御盤に備えられたキーボードや電気回路で実現され、インタフェイス１２に入力される情報は、測定器等の電気的な回路での測定値、あるいは操作員が膜ろ過処理装置１０と配水池監視装置１４の測定値を読み取って入力した情報である。
【００１６】
インタフェイス１２は、膜ろ過処理費の低減運転操作量の算出手段１７と接続され、インタフェイス１２を経由した膜ろ過処理装置の運転情報１１と配水池情報１３は、電子化された情報として、算出手段１７に入力される。ここで、電子化された膜ろ過処理装置の現状運転情報１１と配水池情報１３の他に、過去の運転実績情報を使用することも可能である。
【００１７】
膜ろ過処理費の低減運転操作量の算出手段１７には、計画水量情報のインタフェイス１５が接続され、インタフェイス１５から電子化された計画水量情報１６が入力される。インタフェイス１５への情報の与え方は、自動的に計算機から情報が与えられる形態と、操作員など人が値を入力する形態のいずれも可能である。
【００１８】
算出手段１７には、表示装置２１が接続され、入力された膜ろ過処理装置の現状運転情報１１と配水池現状情報１３と計画水量情報１６を用いて、算出手段１７が、洗浄流量予測情報１８とろ過流量予測情報１９と膜ろ過処理装置の推奨運転操作量２０を計算し、これらの運転を支援する情報を表示装置２１に表示する。
【００１９】
算出手段１７では、以下の計算が行われる。全流量ろ過を対象とする一般的なルースのろ過モデルは数１，数２で与えられる。
【００２０】
【数１】
2009000580.tif 000003
【００２１】
【数２】
2009000580.tif 000004
【００２２】
ここで、Ｖｆは：ろ過開始後のろ液総量、Ａは：膜面積、Ｋは：抵抗係数、Ｐｆは：ろ過時の膜間差圧、ｃは：単位ろ過液量に対するケーク比率、μは：水の粘性係数、Ｖ0は：ろ過定数である。
【００２３】
数１の中で、膜面積Ａは、膜モジュールの仕様として既知であり、ろ過時の膜間差圧Ｐｆは、膜ろ過処理装置の現状運転情報１１として与えられる。ろ過開始後のろ液総量Ｖｆは、現状運転情報１１として与えられるろ過流量の積算値であり、水の粘性係数μは、物理定数として与えられる。
【００２４】
抵抗係数ｋと単位ろ液量に対するケーク比率ｃ及びろ過定数Ｖ0を現状運転情報１１の値から同定する。同定には少なくとも異なった２時刻の膜間差圧、あるいはろ過流量の変化が分かればよい。
【００２５】
浄水場では一般的に定流量ろ過が適用されることが多く、ろ過流量が一定であるように制御されるため、膜間差圧の過去からの上昇傾向あるいは上昇比率を同定に使する。一般産業向けの上水プラントでは定圧ろ過も適用されることがあるが、その場合にはろ過圧力が一定であるように制御されるため、ろ過流量の過去からの減少傾向あるいは減少比率を同定で使する。
【００２６】
数１，数２で示すろ過モデルを用いることで、ろ過時の膜間差圧Ｐｆに対する単位時間当たりのろ過流量ｄＶｆ／ｄｔを計算できる。ろ過に必要な加圧ポンプの動力は、吐出圧力Ｐfpとろ過流量ｄＶｆ／ｄｔの積に比例する。配管や揚程差など膜間差圧以外のろ過時圧力損失をＰｆ＆apos；とすると、ろ過用の加圧ポンプで消費される電力Ｗｆは数３で与えられる。
【００２７】
【数３】
2009000580.tif 000005
【００２８】
ここで、ｋ2 は比例定数である。
【００２９】
次に、数１から逆洗モデルを数４，数５のように仮定する。
【００３０】
【数４】
2009000580.tif 000006
【００３１】
【数５】
2009000580.tif 000007
【００３２】
ここで、Ｖｂは逆洗開始後の逆洗水総量、ｋ3 は逆洗時抵抗係数、Ｐｂは逆洗時の膜間差圧、Ｖfsumは逆洗開始直前のろ液総量である。
【００３３】
逆洗時に逆洗ポンプで消費される電力Ｗｂは数６で与えられる。
【００３４】
【数６】
2009000580.tif 000008
【００３５】
ここで、ｋ4 は比例定数、Ｐbpは逆洗ポンプの吐出圧力、Ｐｂ＆aposは：配管や揚程差など膜間差圧以外の逆洗時圧力損失である。
【００３６】
上述のように、基本的に夜間のｔｂ時間に消費電力の大きい逆洗工程を行い、昼間のｔｆ時間に消費電力の小さいろ過工程を行うので一日単位での実ろ過流量は数７となる。
【００３７】
【数７】
2009000580.tif 000009
【００３８】
ここで、膜ろ過処理の現状運転情報１１と配水池情報１３から、ろ過工程と逆洗工程を切り換えを行う緊急切替時のろ過工程時間をｔｖ、逆洗工程時間をｔｕとしている。また、数７で示す流量を得るために消費される電力量は数８となる。
【００３９】
【数８】
2009000580.tif 000010
【００４０】
従って、膜ろ過水の単位量を作るために必要な昼間電力量Ｕ1 と夜間電力量Ｕ2 は数９，数１０で示される。
【００４１】
【数９】
2009000580.tif 000011
【００４２】
【数１０】
2009000580.tif 000012
【００４３】
電力量Ｕ1，Ｕ2を費用に換算するため、電力量料金単価を乗ずる。昼間と夜間で電力料金単価が異なる季節別時間帯別電気契約を電力会社と結んでいる場合には、時刻や季節による違いも加味し、膜ろ過水の単位量を得るために必要な電力量料金Ｃｏを数１１で求める。
【００４４】
【数１１】
2009000580.tif 000013
【００４５】
ここで、ｇ1(ｔ)は昼間電力料金単価、ｇ2(ｔ)は夜間電力料金単価である。
【００４６】
経済性の面から、通常は、ろ過工程を昼間、逆線工程を夜間行う。本実施例では、浄水場の運用として過去のデータから配水量を予測し、昼間に配水池へろ過水を予測水位まで上がるように供給する必要がある。
【００４７】
しかし、目づまりなどによる膜間差圧異常の現状運転情報１１や予測量と乖離した配水池水位情報１３により切替運転を可能とする。その際のろ過時間ｔｖ，逆洗時間ｔｕを電力量料金Ｃｏを評価指標として最適化する最適探索アルゴリズムを算出手段１７に備える。
【００４８】
探索アルゴリズムには総当り法，遺伝アルゴリズム，非線形計画法，最急勾配法などの数学的手段を使っても良いし、予め設定した複数の運転パターンから最適な１つを選択する方法でも良い。
【００４９】
本実施例では、ルースのろ過モデルに基づき、少なくともろ過時間ｔｆ，ｔｖと逆洗時間ｔｂ，ｔｕを適正化する一例を示したが、このアルゴリズムに限定されるものｆではない。
【００５０】
過去の実績運転データを用いて同様の指標、すなわち膜ろ過水の単位量を得るための費用を算出し、そのデータを基にろ過時間ｔｆ，ｔｖと逆洗時間ｔｂ，ｔｕを最適化する最適解探索アルゴリズムを算出手段１７に備える。
【００５１】
このようにして求めた洗浄流量予測情報１８，ろ過流量予測情報１９及び膜ろ過処理装置の推奨運転操作量２０は表示装置２１に表示される。
【００５２】
操作員は表示装置を見て膜ろ過処理装置１０の運転条件のうち、ろ過時間，逆洗時間の設定値を調整する。
【００５３】
膜ろ過処理装置の推奨運転操作量２０には、膜ろ過水の単位量を得るための費用を最小化する情報の他、それ以外の候補や現状の操作量も比較できる画面であればなお良い。また、洗浄流量予測情報１８とろ過流量予測情報１９も画面に表示する。これらの情報には、少なくとも膜ろ過水の単位量を作るために必要な電力量料金、あるいは計画水量を膜ろ過した際に必要な費用が含まれる。
【００５４】
本実施例では計算結果の表示による運転支援について説明したが、上述の計算で求めたろ過時間ｔｆ，ｔｖと逆洗時間ｔｂ，ｔｕの適正値に基づいて膜ろ過処理装置１１を自動運転するようにしても良い。
【００５５】
図２に表示装置の画面例を示す。表示装置２１には運転操作量の一例として、ろ過流量，ろ過時間，逆洗時間，処理コスト費の現状と推奨値が示されている。表示装置は、ＰＣ，計装盤，グラフィックパネル，情報携帯端末，携帯電話のいずれでも良い。
【００５６】
このように、実施例１によれば、膜ろ過処理装置１０の現状運転情報に基づき、ろ過水単位量を製造するために必要な動力費を最小化できる膜ろ過処理装置１０の推奨運転条件を計算し、操作員に提示することが可能となる。
【実施例２】
【００５７】
本発明の実施例２を図３により説明する。図３は、原水水質情報に基づいた計算を実施し、適正に運転支援するための膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。
【００５８】
本実施例では、実施例１と異なり、算出手段１７の入力情報の１つは膜ろ過処理装置の現状運転情報１１ではなく、膜ろ過処理の原水水質情報のインタフェイス２３を介した膜ろ過処理の原水水質情報２２である。計画水量情報のインタフェイス１５，膜ろ過処理費の低減運転操作量の算出手段１７，表示装置２１および入出力情報については実施例１と同じであり、同じ機能を有する。
【００５９】
実施例１では、膜ろ過処理装置現状運転情報１１を用いてルースのろ過モデルのパラメータを同定したが、本実施例では数１で示したルースのろ過モデルのパラメータのうち、「単位ろ液量に対して得られるケークの体積ｃ」を原水水質の情報に基づいて求める。
【００６０】
ケークの体積ｃの値は、原水の濁度，有機物，溶解性Ｍｎ濃度と関係がある。最も単純なケークの体積ｃは、例えば原水の濁度をＴｕ0 として数１２で求められる。
【００６１】
【数１２】
2009000580.tif 000014
【００６２】
あるいは、膜ろ過水の濁度をＴufとすると数１３で求められ、数１３の方がより正確である。
【００６３】
【数１３】
2009000580.tif 000015
【００６４】
紫外線吸光度Ｅ２６０で計測した有機物濃度指標や溶解性Ｍｎ濃度との相関関係を使い、同様にケークの体積ｃの値を推算しても良い。これ以外の水質項目や水温，ｐＨなどによってもケークの体積ｃの値が異なることもあるが、その場合には係数ｋ5を同定することで対応可能である。
【００６５】
数１におけるこれ以外のパラメータである抵抗係数ｋとろ過定数Ｖ0は、論理的には原水水質に依存しないため、膜ろ過処理装置１０の運転開始時あるいは膜モジュール交換時に決定することができる。これらの値は膜パラメータのインタフェイス２４から膜ろ過処理費の低減運転操作量の算出手段１７に与えられる。この結果、数１の右辺の定数と係数が全て与えられることになり、ｄＶｆ／ｄｔの値は、ろ過時の膜間差圧Ｐｆとろ過開始後のろ液総量Ｖｆの関数として計算できる。同様にして、数２から数１１までを計算することができる。
【００６６】
経済性の面から、電力量料金Ｃｏの値は小さいことが望ましい。数９，数１０からも分かるように、電力量料金Ｃｏはろ過時間ｔｆ，ｔｖ、逆洗時間ｔｂ，ｔｕ、ろ過用ポンプの吐出圧力Ｐfp，逆洗用ポンプの吐出圧力Ｐbpにより値が変動する。これらの項目の中で、ろ過時間ｔｆ，ｔｖと逆洗時間ｔｂ，ｔｕは装置スペックなどによる制約が少ないため、運転操作量として変更しやすい項目である。
【００６７】
そこで、電力量料金Ｃｏを評価指標として、少なくともろ過時間ｔｆ，ｔｖと逆洗時間ｔｂ，ｔｕを最適化する最適解探索アルゴリズムを算出手段１７に備える。
【００６８】
探索アルゴリズムには総当り法，遺伝アルゴリズム，非線形計画法，最急勾配法などの数学的手段を使っても良いし、予め設定した複数の運転パターンから最適な１つを選択する手段でも良い。ただし、数７で示した実ろ過水量が計画水量情報１６を満足することが前提条件となる。
【００６９】
電力量料金Ｃｏの値を最小化できるように求められた操作量が本実施例で述べる膜ろ過処理装置の推奨運転操作量であり、そのときの電力量料金Ｃｏが膜ろ過処理費情報に相当する。
【００７０】
本実施例ではルースのろ過モデルに基づき、ろ過時間ｔｆ，ｔｖと逆洗時間ｔｂ，ｔｕを適正化する一例を示したが、このアルゴリズムに限定されない。過去の実績運転データを用いて同様の指標、すなわち膜ろ過水の単位量を得るための費用を算出し、そのデータを基にろ過時間ｔｆ，ｔｖと逆洗時間ｔｂ，ｔｕを適正化するアルゴリズムを用いても良い。
【００７１】
このようにして求めた膜ろ過処理装置の推奨運転操作量情報２０は、表示装置２１に表示される。操作員はそれを見て膜ろ過処理装置１０の運転条件のうち、ろ過時間，逆洗時間の設定値を調整する。
【００７２】
膜ろ過処理装置の推奨運転操作量情報２０には、膜ろ過水の単位量を得るための費用を最小化する情報は少なくとも含まれるが、それ以外の候補や現状の操作量も比較できる画面であればなお良い。また、洗浄流量予測情報１８とろ過流量予測情報１９も画面に表示する。これらの情報には、少なくとも膜ろ過水の単位量を作るために必要な電力量料金、あるいは計画水量を膜ろ過した際に必要な費用が含まれる。
【００７３】
なお、実施例１と同様に、上述した計算で求めたろ過時間ｔｆ，ｔｖと逆洗時間ｔｂ，ｔｕの適正値に基づいて膜ろ過処理装置１０を自動運転しても良い。
【００７４】
実施例２によれば、原水の水質情報に基づき、ろ過水単位量を製造するために必要な動力費を最小化できる膜ろ過処理装置１０の推奨運転条件を操作員に提示することが可能となる。
【実施例３】
【００７５】
本発明の実施例３を図４により説明する。図４は本実施例の現状運転情報及び原水水質情報に基づいた膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。
【００７６】
本実施例では、実施例１で述べた膜ろ過処理装置の現状運転情報１１と実施例２で述べた膜ろ過処理原水水質情報２２を併用して、「抵抗係数ｋ」「ろ過定数Ｖ0 」「単位ろ液量に対して得られるケークの体積ｃ」を同定する。同定に用いる情報が増加することで、パラメータの推定精度を向上することができる。
【００７７】
同定には、例えば、異なる２時刻の膜間差圧とろ過流量の値から求めた「単位ろ液量に対して得られるケークの体積ｃ」と濁度あるいは紫外線吸光度の関数に基づき求めた「単位ろ液量に対して得られるケークの体積ｃ」の値の平均値、あるいは案分した値を使用する方法がある。
【００７８】
また、濁度あるいは紫外線吸光度から求めた「単位ろ液量に対して得られるケークの体積ｃ」の値を固定値とし、異なる２時刻の膜間差圧とろ過流量の値から「抵抗係数ｋ」と「ろ過定数Ｖ0 」の同定値を得ることが可能となる。
【００７９】
これらの値を用いて数１から数１１までを計算する。算出手段１７に備えた最適解探索アルゴリズムを用いることで、電力量料金Ｃｏの値を最小化するろ過時間ｔｆ，ｔｖと逆洗時間ｔｂ，ｔｕを計算することができる。ただし、数７で示した実ろ過水量が計画水量情報１６を満足することが前提条件となる。電力量料金Ｃｏの値を最小化するように求められた操作量は、本実施例で述べる膜ろ過処理装置の推奨運転操作量に相当する。
【００８０】
実施例３によれば、現実をより正確に模擬した膜ろ過処理装置推奨運転操作量２０及び洗浄流量予測情報１８とろ過流量予測情報１９を出力することができる。
【実施例４】
【００８１】
本発明の実施例４を図５により説明する。図５は、現状運転情報，原水水質情報およびメンテナンス情報に基づいた運転支援するための膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。
【００８２】
膜ろ過処理にかかる経費は動力費の他に、膜の薬品洗浄で発生する薬品洗浄コストがある。また、長期的には膜モジュールの交換作業が発生し、膜モジュールの交換作業にもコストがかかる。本実施例は、これらの薬品洗浄コストと膜モジュール交換コストを含んだ膜ろ過処理装置のメンテナンス情報４１を考慮して、コストを最小となるような運転操作量を操作員に提示するものである。
【００８３】
膜ろ過処理装置のメンテナンス情報４１は、回線経由でデータベースなどから自動的に入力される、あるいは操作員が膜ろ過処理装置のインタフェイス４０を介して入力するようにしても良い。ここで、想定している膜ろ過処理装置のメンテナンス情報４１の例としては、（１）薬品洗浄頻度：ｘヶ月に１回、（２）薬品洗浄コスト：ｘｘｘ万円／回、（３）膜モジュール交換時期：ｘ年経過後、（４）膜モジュール交換コスト：ｘｘｘ万円／回などがある。
【００８４】
膜ろ過水の単位量を得るために必要な電力量料金Ｃｏに加えて、薬品洗浄コストと膜モジュール交換コストを考慮した運転維持管理コストＣｏ_totalは数１４で示される。
【００８５】
【数１４】
2009000580.tif 000016
【００８６】
ここで、Ｃｏ_chemは薬品洗浄コスト、Ｔchemは薬品洗浄間隔、Ｃｏ_chgは膜モジュール交換コスト、Ｔchgは膜モジュール交換間隔である。
【００８７】
薬品洗浄間隔と膜モジュール交換間隔が一定である場合には、膜ろ過処理費情報として数１４で示す運転維持管理コストＣｏ_totalを表示装置２１に出力する。
【００８８】
この運転維持管理コストＣｏ_totalを評価指標としたろ過時間ｔｆ及び逆洗時間ｔｂの最適解探索アルゴリズムを膜ろ過処理費の低減運転操作量の算出手段１７に備える。探索アルゴリズムには総当り法，遺伝アルゴリズム，非線形計画法，最急勾配法などの数学的手段を使っても良いし、予め設定した複数の運転パターンから最適な１つを選択する手段でも良い。ただし、数７で示した実ろ過水量が計画水量情報１６を満足することが前提条件となる。本実施例で述べる膜ろ過処理装置推奨運転操作量は運転維持管理コストＣｏ_totalの値を最小化できるように求められた操作量に相当する。
【００８９】
このように、実施例４では動力費に加えて膜モジュール交換コストと薬品洗浄コストを考慮した膜ろ過処理費の情報を操作員に提示することが可能となる。
【実施例５】
【００９０】
本発明の実施例５を図６により説明する。図６は、現状運転情報，原水水質情報及びメンテナンス情報に基づいた計算により、膜ろ過処理装置の運転を支援するとともに、薬品洗浄時期を表示する膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。
【００９１】
本実施例は、薬品洗浄間隔が一定に定められていない場合に、薬品洗浄時期の予測手段５０により、逆洗工程終了直後の膜間差圧の時間的変化をモデル化した連続関数、膜ろ過処理装置における膜の薬品洗浄終了直後の膜間差圧の時間的変化をモデル化した連続関数を用いて、膜ろ過処理装置における膜の薬品洗浄予測時期を予測して出力する。また、薬品洗浄コストを含めて膜ろ過装置の運転操作量を適正化する。
【００９２】
想定している膜ろ過処理装置のメンテナンス情報４１の例としては、（１）薬品洗浄時期：逆洗工程直後の膜間差圧が所定の値以上となった場合、（２）薬品購入＋廃液処理コスト：ｘｘｘ万円／回などがある。
【００９３】
逆洗直後の膜間差圧に基づいて薬品洗浄を実施する場合には、逆洗直後の膜間差圧ができるだけ上昇しないようにろ過および逆洗運転を実施することで薬品洗浄頻度を低減でき、薬品洗浄コストを抑制することが可能となる。
【００９４】
逆洗直後の膜間差圧ができるだけ上昇しないような運転は、「逆洗直後の膜間差圧予測モデル」を構築し、そのモデルを用いた予測計算に従うことで実現できる。この「逆洗直後の膜間差圧予測モデル」の例を以下に述べる。
【００９５】
図７は、逆洗直後のろ過流量モデルの説明図である。図７（１）は、定量ろ過を実施している膜ろ過処理装置の膜間差圧の変化を模式的に示したものである。ろ過工程では、ろ過時間経過に従って膜間差圧が上昇するが、逆洗工程を経ると膜面に付着したケークが除去されるため膜間差圧は一旦減少する。この逆洗直後の膜間差圧が次のろ過工程の初期値となり、再度ろ過時間経過に伴って膜間差圧は上昇する。
【００９６】
しかし、逆洗を実施しても、膜表面あるいは細孔には少しずつ付着物が蓄積する。この影響で、ばらつきはあるが、逆洗直後の膜間差圧は徐々に上昇する。一般的には、この逆洗直後の膜間差圧が設定値以上になると薬品洗浄を実施するが、設定値が全体のコストから考えて最適である保証はない。
【００９７】
逆洗直後の膜間差圧は、時間的には図７（２）に示すように離散値となる。この離散値を数式として模擬できるような関数があれば、将来の「逆洗直後の膜間差圧」を予測できるため、将来を予め見越して、一日単位でのろ過工程と逆洗工程の分離化された時間においてある膜間差圧の設定値以上時に全体のコストを最小にできるようなろ過時間，逆洗時間の切替えを行うことができる。また、薬品洗浄の予測時期も出力することが可能となる。
【００９８】
「逆洗直後の膜間差圧」を予測するための連続関数の模式図を図７（３）に示す。逆洗工程で除去できない蓄積物が徐々に膜面に蓄積する現象は、ろ過工程時にケークが膜面に蓄積するメカニズムと相似している。そこで、例えば数１で示したルースのろ過モデルと同型の方程式を仮定したモデルを数１５，数１６で構築する。
【００９９】
【数１５】
2009000580.tif 000017
【０１００】
【数１６】
2009000580.tif 000018
【０１０１】
ここで、Ｖfbは逆洗直後のろ過流量、Ａは膜面積、ｋ7 は抵抗係数、Ｐfbは逆洗直後の膜間差圧、ｃ＆aposは単位ろ液量に対する強付着性ケーク比率、μは水の粘性係数、Ｖfsumは前回薬品洗浄後のろ液総量、Ｖ0 はろ過定数である。
【０１０２】
数１５，数１６の「抵抗定数ｋ7」，「ろ過定数Ｖ0」，「単位ろ液量に対する強付着性ケーク比率ｃ＆apos」は、膜ろ過処理装置の現状運転情報１１、膜ろ過処理原水水質情報２２のうちの少なくとも１つを用いて同定できる。結果として、数１５は、逆洗後のろ過流量，膜間差圧，ろ液総量の関係を示す関数となる。従って、「逆洗直後の膜間差圧」を予測計算でき、逆洗直後の膜間差圧が所定の値に達するまでの時間Ｔchemも求めることができる。
【０１０３】
以上の計算アルゴリズムは、薬品洗浄時期の予測手段５０および算出手段１７を介して操作員に提示される。
【０１０４】
逆洗工程で除去できない強付着性ケークの存在によって、逆洗直後の膜間差圧の値が変わるため、その後のろ過時の現象を模擬した数１の「ろ過抵抗係数ｋ」あるいは「ろ過定数Ｖ0 」の値もその都度変わることになる。数１５で算出した「逆洗直後の膜間差圧」の予測値に基づけば、「ろ過抵抗係数ｋ」あるいは「ろ過定数Ｖ0 」を推算できる。
【０１０５】
例えば、「逆洗直後の膜間差圧」の予測値が前回の１.０１ 倍であったとする。簡単のため、これを全て数１の「ろ過抵抗係数ｋ」に転嫁すると、ｋの値が１.０１ 倍になったとみなせる。この割合は逆洗工程でも同等で、逆洗工程を記述する数４の「逆洗時抵抗係数ｋ3」の値も１.０１倍になるとみなせる。この係数の値を用いて計算することにより、膜ろ過水の単位量を得るために必要な電力量料金Ｃｏが算出できる。これに加えて、薬品洗浄コストを考慮した運転維持管理コストＣｏ_pow_chemは数１７で求まる。
【０１０６】
【数１７】
2009000580.tif 000019
【０１０７】
運転維持管理コストＣｏ_pow_chemの値は、ろ過時間ｔｆおよび逆洗時間ｔｂによって値が変動するが、経済性の面から、この値は小さいことが望ましい。
【０１０８】
そこで、ろ過時間ｔｆ，ｔｖおよび逆洗時間ｔｂ，ｔｕの最適解探索アルゴリズムを算出手段１７に備える。探索アルゴリズムには総当り法，遺伝子アルゴリズム，非線形計画法，最急勾配法などの数学的手段を使っても良いし、予め設定した複数の運転パターンから最適な１つを選択する手段でも良い。ただし、数７で示される実ろ過水量が計画水量情報１６を満足することが必要である。
【０１０９】
このように、実施例５によれば、薬品洗浄コストと動力費を総合的に考慮した最適な運転条件、及び薬品洗浄の予測時期を操作員に提示することが可能となる。
【実施例６】
【０１１０】
本発明の実施例６を図８により説明する。図８は、現状運転情報，原水水質情報およびメンテナンス情報に基づいた計算により、膜ろ過処理装置の運転を支援するとともに、薬品洗浄時期と膜交換時期を表示する膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。
【０１１１】
本実施例では、膜ろ過処理装置において膜モジュール交換間隔が一定に定められていない場合に、膜交換時期の予測手段６０により次の交換時期を予測して表示し、膜モジュール交換コストを含めて膜ろ過処理装置の運転操作量を適正化する。
【０１１２】
想定している膜ろ過処理装置メンテナンス情報４１の例は、（１）膜モジュール交換時期：薬品洗浄直後の膜間差圧が所定の値以上となった場合、（２）膜モジュール交換コスト：ｘｘｘ万円／回などである。
【０１１３】
薬品洗浄直後の膜間差圧に基づいて膜モジュールを交換する場合には、薬品洗浄直後の膜間差圧ができるだけ上昇しないようにする運転は、「薬品洗浄直後の膜間差圧予測モデル」を構築し、そのモデルを用いた予測計算を用いることで実現できる。この「薬品洗浄直後の膜間差圧予測モデル」の例を以下に述べる。
【０１１４】
図９は、薬品洗浄直後のろ過流量モデルの説明図である。図９（１）は、薬品洗浄後の膜間差圧の時間的変化を模式的に示したものである。ろ過工程と逆洗工程を繰り返して膜ろ過処理装置を運転していると、運転時間に伴い膜間差圧が上昇するが、薬品洗浄工程を経ると膜面に付着したケークが除去されるため膜間差圧は一旦減少する。
【０１１５】
この薬品洗浄直後の膜間差圧が次のろ過工程の初期値となり、再度ろ過時間経過に伴って膜間差圧は上昇する。
【０１１６】
しかし、薬品洗浄を実施しても、膜表面あるいは細孔には少しずつ付着物が蓄積する影響で、ばらつきはあるが、薬品洗浄直後の膜間差圧は徐々に上昇する。一般的には、この薬品洗浄直後の膜間差圧が設定値以上になると膜の交換を実施するが、設定値が全体のコストから考えて最適な値となっている保証は無い。
【０１１７】
薬品洗浄直後の膜間差圧は、時間的には図９（１）に示すように離散値となる。この離散値を数式として模擬できるような連続関数があれば、将来の「薬品洗浄直後の膜間差圧」を予測できるため、将来を見越して、全体のコストが最小となるようなろ過時間、逆洗時間を計算により求めることができる。また、膜モジュール交換の予測時期も出力することが可能となる。
【０１１８】
「薬品洗浄直後の膜間差圧」を予測するための連続関数の模式図を図９（２）に示す。薬品洗浄工程で除去できない蓄積物が徐々に膜面に蓄積する現象は、ろ過工程時にケークが膜面に蓄積するメカニズムと相似している。そこで、例えば数１で示したルースのろ過モデルと同型の方程式を仮定したモデルを数１８，数１９で構築する。
【０１１９】
【数１８】
2009000580.tif 000020
【０１２０】
【数１９】
2009000580.tif 000021
【０１２１】
ここで、Ｖｆ_chemは薬品洗浄直後のろ過流量、Ａは膜面積、ｋ8 は抵抗係数、Ｐｆ_chemは薬品洗浄直後の膜間差圧、ｃ＆apos；＆apos；は単位ろ液量に対する耐薬品性ケーク比率、μは水の粘性係数、Ｖｆ_totalは膜モジュール使用開始後のろ液総量、Ｖ0 はろ過定数である。
【０１２２】
数１８，数１９の「抵抗係数ｋ8」，「ろ過定数Ｖ0」，「単位ろ液量に対する耐薬品性ケーク比率ｃ＆apos；＆apos；」は、膜ろ過処理装置の現状運転情報１１，膜ろ過処理原水水質情報２２の少なくとも１つを用いて同定できる。「薬品洗浄直後の膜間差圧の値が変わるため、その後の逆洗直後の膜間差圧」予測計算が実現でき、薬品洗浄直後の膜間差圧がある定められた値に達するまでの時間Ｔchgも求めることができる。
【０１２３】
以上の計算アルゴリズムは、膜交換時期の予測手段６０および算出手段１７に備えられる。求められた膜交換予測時期情報６１は、表示装置２１を介して操作員に提示される。
【０１２４】
薬品洗浄で除去できない耐薬品性ケークの存在によって、薬品洗浄後の膜間差圧の値が変わるため、その後の逆洗直後の膜間差圧を記述する数１４の「抵抗係数ｋ7 」あるいは「ろ過定数Ｖ0 」の値を推算できる。
【０１２５】
「薬品洗浄直後の膜間差圧」の予測値に基づけば、数１４の「抵抗係数ｋ7 」の値を推算できる。例えば、「薬品洗浄直後の膜間差圧」の予測値が前回の１.０１倍であったとする。簡単のためこれを全て数１４の「抵抗係数ｋ7」に転嫁するとｋ7の値が前回の１.０１倍になったとみなせる。この係数の値を用いて計算することで、膜ろ過水の単位量を得るために必要な電力量料金Ｃｏが算出できる。これに加えて、薬品洗浄コストと膜モジュール交換コストを考慮した運転維持管理コストＣｏ_totalは、数２０で示される。
【０１２６】
【数２０】
2009000580.tif 000022
【０１２７】
ここで、Ｃｏ＿chemは薬品洗浄コスト、Ｔchemは薬品洗浄頻度、Ｃｏ_chgは膜モジュール交換コスト、Ｔchg：膜モジュール交換頻度である。
【０１２８】
運転維持管理コストＣｏ_totalの値は、ろ過時間ｔｆ，ｔｖおよび逆洗時間ｔｂ，ｔｕの設定値によって変動するが、経済性の面から小さいことが望ましい。そこで、ろ過時間ｔｆ，ｔｖおよび逆洗時間ｔｂ，ｔｕの最適解探索アルゴリズムを算出手段１７に備える。
【０１２９】
探索アルゴリズムには総当り法，遺伝子アルゴリズム，非線形計画法，最急勾配法などの数学的手段を使っても良いし、あらかじめ設定した複数の運転パターンから最適な１つを選択する手段でも良い。ただし、数７で示される実ろ過水量が計画水量情報１６を満足することが前提条件となる。
【０１３０】
このように、本実施例によれば、膜モジュールの交換コスト，薬品洗浄コスト，動力費を総合的に考慮した最適な運転条件および膜モジュールの交換予測時期を操作員に提示することが可能となる。
【実施例７】
【０１３１】
本発明の実施例７を図１０により説明する。図１０は、現状運転情報と前処理装置原水水質情報に基づいた計算により、膜ろ過処理装置とその前段の前処理装置の運転を支援する膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。
【０１３２】
膜ろ過処理装置１０は、単独で用いられることもあるが、原水を河川など表流水から取水している浄水場の場合には、凝集処理，凝集沈澱処理，凝集沈殿ろ過処理，高速繊維ろ過処理など濁度を除去する性能を有する前処理装置８１と組み合わせて用いられることが多い。
【０１３３】
濁質は、前処理装置８１でも膜ろ過処理装置１０でも除去できるため、前処理装置８１で十分除去して膜ろ過処理装置１０へ水質負荷を低減する方法や、前処理装置８１で処理を軽減し、膜ろ過処理装置１０に負荷をかける方法など運転方法の選択肢がある。本実施例は、前処理装置８１と膜ろ過処理装置１０の負荷配分を適正化して、プラント全体の処理費用の合計が最小となるようにするものである。
【０１３４】
前処理装置８１に流入する原水の水質情報は、前処理装置の原水水質情報のインタフェイス７０を介し、電子化された前処理装置の原水水質情報７１を前処理装置の水質，費用の算出手段７６に入力する。
【０１３５】
原水の水質情報の具体例としては、濁度，水温，溶解性有機物濃度などがある。前処理装置の原水水質情報のインタフェイス７０への水質情報の水質情報の与え方は、操作員が入力する場合と自動計測機器の電子情報を入力する場合とがある。
【０１３６】
前処理装置の水質，費用の算出手段７６で用いるアルゴリズムは、予め蓄積していたテーブルに基づいて計算するアルゴリズムでも良いし、物理化学現象をモデル化したシミュレータによる計算アルゴリズムでも良い。前処理装置の出口水質情報７４は、膜ろ過処理装置１０の原水水質情報と同じであり、膜ろ過処理水の原水水質情報のインタフェイス７０に入力される。
【０１３７】
一方、前処理費情報７５は総合処理費の判断手段７７に与えられる。これに加えて膜ろ過処理費情報２０も与えられた総合処理費の判断手段７７は、前処理費情報７５と膜ろ過処理費情報２０の和が最小の費用であるかを判断する。そして和がより小さくなるように、少なくとも前処理装置８１の運転条件を変更する内容の前処理装置の推奨運転操作量情報７９を算出し、出力する。好ましくは、膜ろ過処理装置１０の運転条件を変更する内容の膜ろ過処理装置の推奨運転操作量８２を算出し、出力する。表示装置２１には前処理装置の推奨運転操作量情報７９と膜ろ過処理装置の推奨運転操作量情報８２を表示する。
【０１３８】
このように、本実施例によれば、前処理と膜ろ過処理を総合的に把握し、浄水システム全体としての処理費用を最小化できるような前処理装置８１および膜ろ過処理装置１０の運転条件を求めることが可能となる。
【実施例８】
【０１３９】
本発明の実施例８を図１１により説明する。図１１は、現状運転情報と凝集沈殿処理装置の原水水質情報に基づいた計算により、膜ろ過処理装置および前段の凝集沈殿処理装置の運転を支援する膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図である。
【０１４０】
膜ろ過処理装置１０は単独で用いられることもあるが、原水を河川など表流水から取水している浄水場の場合には、既存の凝集沈殿処理装置と組み合わせて用いられることがある。本実施例は、凝集沈殿処理と膜ろ過処理の負荷配分を適正化して、処理費用の合計が最小となるようにするものである。
【０１４１】
凝集沈殿処理装置１０１に流入する原水の水質情報は、凝集沈殿処理装置の原水水質のインタフェイス９０を介し、電子化された凝集沈澱処理装置の原水水質情報９１を凝集沈殿処理装置の水質，費用の算出手段９６に入力する。原水の水質情報の具体例としては、濁度，水温，溶解性有機物濃度などがある。凝集沈澱処理装置の原水水質情報のインタフェイス９０への水質情報の与え方は、操作員が入力する場合と自動計測機器の電子情報を入力する場合がある。
【０１４２】
算出手段９６には、計画水量情報のインタフェイス１５から計画水量情報１６が与えられ、算出手段９６には、凝集沈殿処理装置の運転条件設定手段９２から凝集沈殿処理装置の運転条件情報９３が与えられる。算出手段９６では、凝集沈殿処理装置の原水水質情報９１および計画水量情報１６および凝集沈殿処理装置の運転条件９３に基づき、凝集沈殿処理装置の出口水質情報９４と凝集沈殿処理費情報９５が出力される。算出手段９６のアルゴリズムは、予め蓄積していたテーブルに基づいて計算するアルゴリズムでも良いし、物理化学現象をモデル化したシミュレータによる計算アルゴリズムでも良い。凝集沈殿処理装置の出口水質情報９４は、膜ろ過処理装置１０の原水水質情報と同じであり、膜ろ過処理の水源水水質情報のインタフェイス２３に与えられる。
【０１４３】
一方、凝集沈殿処理費情報９５は総合処理費の判断手段７７に与えられる。これに加えて、膜ろ過処理費情報２０も与えられた総合処理費の判断手段７７は、前処理費情報７５と膜ろ過処理費情報２０の和が最小の費用であるかを判断する。和がより小さくなるように、少なくとも前処理装置８１の運転条件を変更する内容の前処理装置の推奨運転操作量情報７９を算出し、出力する。好ましくは、膜ろ過処理装置１０の運転条件を変更する内容の膜ろ過処理装置の推奨運転操作量８２を表示する。
【０１４４】
このように、本実施例によれば、前処理と膜ろ過処理を総合的に把握し、浄水処理システム全体としての処理費用を最小化できるような前処理装置８１および膜ろ過処理装置１０の運転条件を求めることが可能となる。
【０１４５】
また、凝集沈澱処理費情報９５に加えて膜ろ過処理費用２０も与えられた総合処理費の判断手段７７は、凝集沈殿処理費情報９５と膜ろ過処理費情報２０の和が最小の費用であるかを判断するようにしてもよい。そして和がより小さくなるように、少なくとも凝集沈殿処理装置１０１の運転条件を変更する内容の凝集沈殿処理装置の推奨運転操作量９９を算出し、出力する。表示装置２１には凝集沈殿処理装置の推奨運転操作量９９と膜ろ過処理装置の推奨運転操作量８２を表示する。
【０１４６】
このようにすることにより、凝集沈殿処理と膜ろ過処理を総合的に把握し、浄水処理システム全体としての処理費用を最小化できるような凝集沈殿処理装置１０１および膜ろ過処理装置１０の運転条件を求めることが可能となる。
【０１４７】
以上説明したように、各実施例によれば、膜ろ過処理を有する浄水場における水運用を一日単位で管理し、消費電力の低いろ過工程をろ過流量を水需要予測に併せ決定し、それを電力料金の高い昼間に行い、配水池の水位レベルを夜間に備え高くしておくことにより、消費電力の高い洗浄工程を電力料金の低い夜間に行い昼間の膜ろ過運転時に備え、昼間に溜めた浄水を配水し、一日単位での膜ろ過処理に使用する消費電力を小さくすることが可能である。
【０１４８】
また、膜ろ過処理装置の運転制御のための処理費用を最大限、低減できる運転支援装置を実現できる。
【０１４９】
膜ろ過処理工程における消費電力を一日単位で考えるため、膜ろ過処理工程のろ過工程と洗浄工程の時間帯別運用を考えることで膜ろ過処理における消費電量を極力少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の実施例１である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
【図２】膜ろ過処理装置の運転支援装置の画面出力例を示す平面図。
【図３】本発明の実施例２である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
【図４】本発明の実施例３である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
【図５】本発明の実施例４である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
【図６】本発明の実施例５である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
【図７】逆洗直後のろ過流量モデルの説明図。
【図８】本発明の実施例６である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
【図９】薬品洗浄直後のろ過流量モデルの説明図。
【図１０】本発明の実施例７である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
【図１１】本発明の実施例８である膜ろ過処理装置の運転支援装置の構成図。
【符号の説明】
【０１５１】
１０  膜ろ過処理装置
１２，１５，２３，４０，７０，９０  インタフェイス
１４  配水池監視装置
１７，７６，９６  算出手段
２１  表示装置
５０，６０  予測手段
７２，９２  運転条件設定手段
７７  判断手段
８１  前処理装置
１０１  凝集沈殿処理装置
【図１】
2009000580.tif 000023
【図２】
2009000580.tif 000024
【図３】
2009000580.tif 000025
【図４】
2009000580.tif 000026
【図５】
2009000580.tif 000027
【図６】
2009000580.tif 000028
【図７】
2009000580.tif 000029
【図８】
2009000580.tif 000030
【図９】
2009000580.tif 000031
【図１０】
2009000580.tif 000032
【図１１】
2009000580.tif 000033