JPH07124585A - 活性汚泥プロセスの汚泥量制御装置 - Google Patents
活性汚泥プロセスの汚泥量制御装置Info
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- JPH07124585A JPH07124585A JP5273917A JP27391793A JPH07124585A JP H07124585 A JPH07124585 A JP H07124585A JP 5273917 A JP5273917 A JP 5273917A JP 27391793 A JP27391793 A JP 27391793A JP H07124585 A JPH07124585 A JP H07124585A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Activated Sludge Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ファジイ制御により、簡単なシステムで外乱
因子に対して追従できる高性能な活性汚泥制御装置を得
る。 【構成】 余剰汚泥の制御にあたってファジイ制御を用
い、このファジイ制御部９を活性容量示標計７とファジ
イ演算処理器８によって構成する。
因子に対して追従できる高性能な活性汚泥制御装置を得
る。 【構成】 余剰汚泥の制御にあたってファジイ制御を用
い、このファジイ制御部９を活性容量示標計７とファジ
イ演算処理器８によって構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は活性汚泥プロセスの汚泥
量制御装置に関するものである。
量制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、排水は、活性汚泥微生物により
好気的（脱窒，脱リンが必要な場合は一部嫌気的プロセ
スを含む）に分解処理される。この分解と同時に活性汚
泥微生物は増殖するため、その汚泥の一部は、余剰汚泥
として処理系外に排出される。
好気的（脱窒，脱リンが必要な場合は一部嫌気的プロセ
スを含む）に分解処理される。この分解と同時に活性汚
泥微生物は増殖するため、その汚泥の一部は、余剰汚泥
として処理系外に排出される。
【０００３】現在までに、余剰汚泥の制御方式として、
（１）１日当たりの目標引き抜き汚泥量を設定し、余剰
の積算流量がその設定値になるまで引き抜く方法（定量
引き抜き方式）、（２）曝気槽内汚泥量の一定割合を毎
日引き抜く（汚泥日令制御，ＳＡ制御）、（３）処理系
内汚泥量の一定割合を毎日引き抜く（平均汚泥滞留時間
制御，ＳＲＴ制御）等が提案され、一部実用化されてい
る。
（１）１日当たりの目標引き抜き汚泥量を設定し、余剰
の積算流量がその設定値になるまで引き抜く方法（定量
引き抜き方式）、（２）曝気槽内汚泥量の一定割合を毎
日引き抜く（汚泥日令制御，ＳＡ制御）、（３）処理系
内汚泥量の一定割合を毎日引き抜く（平均汚泥滞留時間
制御，ＳＲＴ制御）等が提案され、一部実用化されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現在の余剰汚泥制御方
式（定量引き抜き制御，ＳＡ制御，ＳＲＴ制御）は汚泥
の沈降特性が変化すると制御が発散状態となる場合があ
る。ここで、汚泥の沈降特性は、例えば、汚泥容量示標
（ｓｌｕｄｇｅ ｖｏｌｕｍｅ ｉｎｄｅｘ，以下、Ｓ
ＶＩと略す）によって定量的な評価が可能である。一般
に糸状細菌が多量に増殖すると、汚泥の沈降特性は悪化
し、ＳＶＩ値は上昇する。ＳＶＩが上昇すると（イ）最
終沈澱池における汚泥の滞留時間が長くなる、（ロ）沈
澱した汚泥の圧密濃度が低下することが知られている。
式（定量引き抜き制御，ＳＡ制御，ＳＲＴ制御）は汚泥
の沈降特性が変化すると制御が発散状態となる場合があ
る。ここで、汚泥の沈降特性は、例えば、汚泥容量示標
（ｓｌｕｄｇｅ ｖｏｌｕｍｅ ｉｎｄｅｘ，以下、Ｓ
ＶＩと略す）によって定量的な評価が可能である。一般
に糸状細菌が多量に増殖すると、汚泥の沈降特性は悪化
し、ＳＶＩ値は上昇する。ＳＶＩが上昇すると（イ）最
終沈澱池における汚泥の滞留時間が長くなる、（ロ）沈
澱した汚泥の圧密濃度が低下することが知られている。
【０００５】最終沈澱池における汚泥滞留時間が長くな
ると、最終沈澱池内汚泥量が増加し、その結果、曝気槽
内汚泥量は減少する。即ち、ＳＶＩ値が変動すると最終
沈澱池内汚泥量（ＭＦ）と曝気槽内汚泥量（ＭＡ）との
比（ＭＦ／ＭＡ比）が変化すると言いかえることができ
る。従って、曝気槽内汚泥量の一定割合を毎日引き抜く
ＳＡ制御の場合、ＳＶＩ変動により引き抜き目標値が変
化し、適正な制御ができなくなる。また、ＳＶＩが上昇
すると、沈澱した汚泥の圧密濃度が低下するため、これ
に伴って返送および余剰汚泥濃度も低下する。この場
合、定量引き抜き制御では、正味の引き抜き固形物量
（Ｋｇ／日）が変化するため、ＳＡ制御と同様適正な制
御ができない。一方、ＳＲＴ制御の場合、処理系内汚泥
量、特に最終沈澱池内汚泥量を、正確に把握することが
困難であるため実用化が難しい。
ると、最終沈澱池内汚泥量が増加し、その結果、曝気槽
内汚泥量は減少する。即ち、ＳＶＩ値が変動すると最終
沈澱池内汚泥量（ＭＦ）と曝気槽内汚泥量（ＭＡ）との
比（ＭＦ／ＭＡ比）が変化すると言いかえることができ
る。従って、曝気槽内汚泥量の一定割合を毎日引き抜く
ＳＡ制御の場合、ＳＶＩ変動により引き抜き目標値が変
化し、適正な制御ができなくなる。また、ＳＶＩが上昇
すると、沈澱した汚泥の圧密濃度が低下するため、これ
に伴って返送および余剰汚泥濃度も低下する。この場
合、定量引き抜き制御では、正味の引き抜き固形物量
（Ｋｇ／日）が変化するため、ＳＡ制御と同様適正な制
御ができない。一方、ＳＲＴ制御の場合、処理系内汚泥
量、特に最終沈澱池内汚泥量を、正確に把握することが
困難であるため実用化が難しい。
【０００６】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的はファジイ規則を応用して簡単なシステ
ムで外乱因子に対して十分な精度で追従できる高性能な
活性汚泥制御装置を提供することである。
ので、その目的はファジイ規則を応用して簡単なシステ
ムで外乱因子に対して十分な精度で追従できる高性能な
活性汚泥制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、曝気槽内の活性汚泥浮遊物量と活性汚泥
沈澱率を基に汚泥容量示標を算出する汚泥容量示標計
と、この汚泥容量示標と汚泥滞留時間設定値および余剰
汚泥流量を基にファジイ規則に従って余剰汚泥量の目標
値を算出する演算処理器によってファジィ制御部を構成
し、該ファジィ制御部が、前件部でメンバーシップ関数
により推論し、後件部でメンバーシップ関数により推論
する手段を備えていることを特徴とする。また、本発明
は、曝気槽内の活性汚泥浮遊物量と活性汚泥沈澱率を基
に汚泥容量示標を算出する汚泥容量示標計と、この汚泥
容量示標と汚泥滞留時間設定値および余剰汚泥流量を基
にファジイ規則に従って余剰汚泥量の目標値を算出する
演算処理器によってファジィ制御部を構成し、該ファジ
ィ制御部が、前件部でメンバーシップ関数により推論
し、後件部で簡略化した異論法により推論する手段を備
えていることを特徴とする。
成するために、曝気槽内の活性汚泥浮遊物量と活性汚泥
沈澱率を基に汚泥容量示標を算出する汚泥容量示標計
と、この汚泥容量示標と汚泥滞留時間設定値および余剰
汚泥流量を基にファジイ規則に従って余剰汚泥量の目標
値を算出する演算処理器によってファジィ制御部を構成
し、該ファジィ制御部が、前件部でメンバーシップ関数
により推論し、後件部でメンバーシップ関数により推論
する手段を備えていることを特徴とする。また、本発明
は、曝気槽内の活性汚泥浮遊物量と活性汚泥沈澱率を基
に汚泥容量示標を算出する汚泥容量示標計と、この汚泥
容量示標と汚泥滞留時間設定値および余剰汚泥流量を基
にファジイ規則に従って余剰汚泥量の目標値を算出する
演算処理器によってファジィ制御部を構成し、該ファジ
ィ制御部が、前件部でメンバーシップ関数により推論
し、後件部で簡略化した異論法により推論する手段を備
えていることを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明においては、ファジイ制御規則に基づき
ＳＲＴ制御を行う。ＳＶＩ計（ＳＶ計＋ＭＬＳＳ計）か
らの出力値を本制御装置への入力とし、このＳＶＩ値と
ＳＲＴ目標値からファジイ制御規則として、マンダニ法
（Mamdani法）又は定数を用いる簡易法を用いる。ファ
ジイ制御の後件部規則に含まれるパラメータを重回帰分
析により求める。この場合、重回帰分析に必要な入力デ
ータは、直接実処理施設において測定するか、または、
数式モデルによる定常解析より求めることができる。数
式モデルを利用する場合は、数式モデルに含まれる各種
プラントモデル用パラメータを解析による出力値と実処
理施設における測定値との差が最小になるように最適化
した後、利用する。ここで、重回帰分析への入力データ
とは、ＳＶＩ値が安定しているときの、ＳＲＴ−ＳＶＩ
−Ｑｗのデータである。
ＳＲＴ制御を行う。ＳＶＩ計（ＳＶ計＋ＭＬＳＳ計）か
らの出力値を本制御装置への入力とし、このＳＶＩ値と
ＳＲＴ目標値からファジイ制御規則として、マンダニ法
（Mamdani法）又は定数を用いる簡易法を用いる。ファ
ジイ制御の後件部規則に含まれるパラメータを重回帰分
析により求める。この場合、重回帰分析に必要な入力デ
ータは、直接実処理施設において測定するか、または、
数式モデルによる定常解析より求めることができる。数
式モデルを利用する場合は、数式モデルに含まれる各種
プラントモデル用パラメータを解析による出力値と実処
理施設における測定値との差が最小になるように最適化
した後、利用する。ここで、重回帰分析への入力データ
とは、ＳＶＩ値が安定しているときの、ＳＲＴ−ＳＶＩ
−Ｑｗのデータである。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１〜図９を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１０】図１は本発明の実施例による活性汚泥プロ
セスの汚泥量制御装置を示すもので、同図において１は
曝気槽、２は最終沈澱池、３は余剰汚泥ポンプ、４は余
剰汚泥流量計である。５は活性汚泥浮遊物計、６は活性
汚泥沈澱率計、７は活性汚泥浮遊物計５の活性汚泥浮遊
物量ＭＬＳＳと活性汚泥沈澱率計６の活性汚泥沈澱率Ｓ
Ｖを入力として汚泥容量示標（ＳＶＩ）を算出する汚泥
容量示標計である。８はこの汚泥容量示標計７によって
算出された汚泥容量示標と余剰汚泥流量計４の余剰汚泥
流量Ｑｗを入力としてファジイ演算する演算処理器で、
この演算処理器８と汚泥容量示標計７によってファジイ
制御部９が構成される。
セスの汚泥量制御装置を示すもので、同図において１は
曝気槽、２は最終沈澱池、３は余剰汚泥ポンプ、４は余
剰汚泥流量計である。５は活性汚泥浮遊物計、６は活性
汚泥沈澱率計、７は活性汚泥浮遊物計５の活性汚泥浮遊
物量ＭＬＳＳと活性汚泥沈澱率計６の活性汚泥沈澱率Ｓ
Ｖを入力として汚泥容量示標（ＳＶＩ）を算出する汚泥
容量示標計である。８はこの汚泥容量示標計７によって
算出された汚泥容量示標と余剰汚泥流量計４の余剰汚泥
流量Ｑｗを入力としてファジイ演算する演算処理器で、
この演算処理器８と汚泥容量示標計７によってファジイ
制御部９が構成される。
【００１１】すなわち、図１の汚泥量制御装置では、曝
気槽１の出口付近にＳＶＩ計７（ＳＶ計５＋ＭＬＳＳ計
６）を設置し、演算処理器８に検出信号を入力する。演
算処理器８ではＳＶＩ値と汚泥滞留時間ＳＲＴの設定値
ＳＲＴｓｅｔ値から目標引き抜き汚泥量を算出し、この
値に基づいて余剰汚泥ポンプ３の運転時間（間欠引き抜
きの場合）や余剰汚泥流量調節弁（連続引き抜きの場
合）を制御する。
気槽１の出口付近にＳＶＩ計７（ＳＶ計５＋ＭＬＳＳ計
６）を設置し、演算処理器８に検出信号を入力する。演
算処理器８ではＳＶＩ値と汚泥滞留時間ＳＲＴの設定値
ＳＲＴｓｅｔ値から目標引き抜き汚泥量を算出し、この
値に基づいて余剰汚泥ポンプ３の運転時間（間欠引き抜
きの場合）や余剰汚泥流量調節弁（連続引き抜きの場
合）を制御する。
【００１２】本実施例ではファジィ制御部９で演算する
ための前件部におけるメンバーシップ関数を図２と図３
に示すメンバーシップ関数を用いた。図２はＳＲＴ
（日）のメンバーシップ関数、図３はＳＶＩ（ミリリッ
トル／グラム）のメンバーシップ関数であって、Ａ１１
＝３，Ａ１２＝６，Ａ２１＝４，Ａ２２＝８，Ａ２３＝
１２，Ａ２４＝１６，Ａ３１＝１４，Ａ３２＝１８，Ａ
４１＝５０，Ａ４２＝３００，Ａ５１＝１５０，Ａ５２
＝４００である。
ための前件部におけるメンバーシップ関数を図２と図３
に示すメンバーシップ関数を用いた。図２はＳＲＴ
（日）のメンバーシップ関数、図３はＳＶＩ（ミリリッ
トル／グラム）のメンバーシップ関数であって、Ａ１１
＝３，Ａ１２＝６，Ａ２１＝４，Ａ２２＝８，Ａ２３＝
１２，Ａ２４＝１６，Ａ３１＝１４，Ａ３２＝１８，Ａ
４１＝５０，Ａ４２＝３００，Ａ５１＝１５０，Ａ５２
＝４００である。
【００１３】後件部ではファジィ推論を行うにあたって
図４に示すようなメンバーシップ関数を用いる。図４は
Ｑｗ（ｍ3／日）のメンバーシップ関数であって、全体
集合はすべてのファジィ集合のメンバーシップ関数は三
角形になっており、ＰＢは正で大きい、ＰＭは正で中ぐ
らい、ＰＳは正で小さい、ＺＯはゼロ、ＮＳは負で小さ
い、ＮＭは負で中ぐらい、ＮＢは負で大きいことを示
す。
図４に示すようなメンバーシップ関数を用いる。図４は
Ｑｗ（ｍ3／日）のメンバーシップ関数であって、全体
集合はすべてのファジィ集合のメンバーシップ関数は三
角形になっており、ＰＢは正で大きい、ＰＭは正で中ぐ
らい、ＰＳは正で小さい、ＺＯはゼロ、ＮＳは負で小さ
い、ＮＭは負で中ぐらい、ＮＢは負で大きいことを示
す。
【００１４】ファジイ制御部９で使われるファジイ制御
規則とこれに基づく推論の形式は種々あるが、ここで
は、その構造およびパラメータの同定を行った。
規則とこれに基づく推論の形式は種々あるが、ここで
は、その構造およびパラメータの同定を行った。
【００１５】ファジイ制御部９による制御規則の一般式
を式１に示す。
を式１に示す。
【００１６】
【数１】
【００１７】ここで、ｍは入力変数の数、ｉ＝１，２，
３，……ｎ：ルール数である。
３，……ｎ：ルール数である。
【００１８】ここでは一例として次の６つの制御規則を
考える。
考える。
【００１９】
【数２】
【００２０】入力（ＳＲＴ設定値（ＳＲＴ０），ＳＶＩ
（ＳＶＩ０））に対する前件部の適合度ω１，ω２，ω
３，ω４，ω５，ω６は、
（ＳＶＩ０））に対する前件部の適合度ω１，ω２，ω
３，ω４，ω５，ω６は、
【００２１】
【数３】
【００２２】全体の推論結果（出力，Ｑｗ０）は、これ
らの重み付き平均値とする。
らの重み付き平均値とする。
【００２３】
【数４】
【００２４】パラメータの同定手順を図２に示す。ここ
での実施例は、対象プロセスを数式モデル化し、シミュ
レーションにより検討した結果である。まず第一に、定
常解析により種々のＳＲＴ設定値におけるＳＶＩと余剰
汚泥量（Ｑｗ）の関係を求めた。この結果を図３に示
す。これより、Ｑｗ−ＳＲＴ−ＳＶＩの関係が明らかと
なる。
での実施例は、対象プロセスを数式モデル化し、シミュ
レーションにより検討した結果である。まず第一に、定
常解析により種々のＳＲＴ設定値におけるＳＶＩと余剰
汚泥量（Ｑｗ）の関係を求めた。この結果を図３に示
す。これより、Ｑｗ−ＳＲＴ−ＳＶＩの関係が明らかと
なる。
【００２５】このＱｗ−ＳＲＴ−ＳＶＩの関係を入力デ
ータとし、重回帰分析により後件部に含まれるパラメー
タ、ａ１１〜ａ６３の同定を行った。まず、式（２）の
制御規則を用いて前件部の適合度ω１〜ω６を求め、式
（４）より出力である余剰汚泥量（Ｑｗ０）を算出す
る。重回帰分析では、定常解析より求められるＱｗと前
述したファジイ規則より算出されるＱｗ（Ｑｗ０）との
差の自乗和が最小になるように後件部パラメータ、ａ１
１〜ａ６３および定数項を決定することになる。表１に
同定結果の一例を示す。
ータとし、重回帰分析により後件部に含まれるパラメー
タ、ａ１１〜ａ６３の同定を行った。まず、式（２）の
制御規則を用いて前件部の適合度ω１〜ω６を求め、式
（４）より出力である余剰汚泥量（Ｑｗ０）を算出す
る。重回帰分析では、定常解析より求められるＱｗと前
述したファジイ規則より算出されるＱｗ（Ｑｗ０）との
差の自乗和が最小になるように後件部パラメータ、ａ１
１〜ａ６３および定数項を決定することになる。表１に
同定結果の一例を示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】動的シミュレーションによる性能検証とし
て、同定したパラメータを用いて、次の２種類の制御方
式（ＲＵＮ１，ＲＵＮ２）についてそれぞれシミュレー
ションを行い、本ファジイ制御方式の有効性を検証し
た。
て、同定したパラメータを用いて、次の２種類の制御方
式（ＲＵＮ１，ＲＵＮ２）についてそれぞれシミュレー
ションを行い、本ファジイ制御方式の有効性を検証し
た。
【００２８】ＲＵＮ１：本ファジイ制御方式 ＲＵＮ２：１日当たりの余剰汚泥量を一定に制御した場
合 ただし、ここでは、外乱因子としてＳＶＩを図６に示す
ように、ランプ状に変動させた場合についてシミュレー
ションした。結果を図７と図８に示す。本ファジイ制御
方式（ＲＵＮ１）の場合、余剰汚泥量を操作することに
より、ＳＶＩ変動時でもプロセス内の総汚泥量（Ｍ）は
ほぼ一定に維持されているのに対して、余剰汚泥量を一
定に制御（ＲＵＮ２）の場合は、ＳＶＩ値の上昇に伴い
処理系内の汚泥分布（ＭＦ／ＭＡ比変動など）が変化
し、また、汚泥の圧密濃度や余剰汚泥濃度が低下するた
め、定量引き抜き条件下では実質的な引き抜き固形物量
が減少する。この結果、図８に示すように、処理系内汚
泥量（Ｍ）は徐々に増加する。即ち、ＳＲＴやＦ／Ｍ比
は一定に維持できなくなる。
合 ただし、ここでは、外乱因子としてＳＶＩを図６に示す
ように、ランプ状に変動させた場合についてシミュレー
ションした。結果を図７と図８に示す。本ファジイ制御
方式（ＲＵＮ１）の場合、余剰汚泥量を操作することに
より、ＳＶＩ変動時でもプロセス内の総汚泥量（Ｍ）は
ほぼ一定に維持されているのに対して、余剰汚泥量を一
定に制御（ＲＵＮ２）の場合は、ＳＶＩ値の上昇に伴い
処理系内の汚泥分布（ＭＦ／ＭＡ比変動など）が変化
し、また、汚泥の圧密濃度や余剰汚泥濃度が低下するた
め、定量引き抜き条件下では実質的な引き抜き固形物量
が減少する。この結果、図８に示すように、処理系内汚
泥量（Ｍ）は徐々に増加する。即ち、ＳＲＴやＦ／Ｍ比
は一定に維持できなくなる。
【００２９】本発明の他の実施例として、前件部に図２
と図３に示すメンバーシップ関数を用いてファジィ推論
し、後件部では定数を用いた簡易法を用いる。この実施
例においては、後件部を簡略化した推論法を用いる。す
なわち、この推論法は後件部として定数を用いる簡易法
であって、例えば、 ＩＦ「ＳＲＴが短く」かつ「ＳＶＩが低い」、ＴＨＥＮ
「Ｑｗ＝ａ1」 ＩＦ「ＳＲＴがやや短く」かつ「ＳＶＩがやや低い」 ＴＨＥＮ「Ｑｗ＝ａ2」。
と図３に示すメンバーシップ関数を用いてファジィ推論
し、後件部では定数を用いた簡易法を用いる。この実施
例においては、後件部を簡略化した推論法を用いる。す
なわち、この推論法は後件部として定数を用いる簡易法
であって、例えば、 ＩＦ「ＳＲＴが短く」かつ「ＳＶＩが低い」、ＴＨＥＮ
「Ｑｗ＝ａ1」 ＩＦ「ＳＲＴがやや短く」かつ「ＳＶＩがやや低い」 ＴＨＥＮ「Ｑｗ＝ａ2」。
【００３０】 ＩＦ「ＳＲＴが中位」かつ「ＳＶＩが中位」 ＴＨＥＮ「Ｑｗ＝ａ3」。
【００３１】 ： ： ＩＦ「ＳＲＴが〜」かつ「ＳＶＩが〜」ＴＨＥＮ「Ｑｗ
＝ａm」。
＝ａm」。
【００３２】ここで、ａ1〜ａmは定数である。
【００３３】図１と図２においては、前件部メンバーシ
ップ関数の数は、ＳＲＴが３，ＳＶＩが２の場合を示し
たが、後件部メンバーシップ関数の数を考慮して認意の
数に変更可能である。
ップ関数の数は、ＳＲＴが３，ＳＶＩが２の場合を示し
たが、後件部メンバーシップ関数の数を考慮して認意の
数に変更可能である。
【００３４】前件部，後件部に含まれる変数の数は、こ
こでは最少必要限の項目（図１では２入力、１出力）に
したが、必要に応じて、これに付加することができる。
例えば、前件部に流入負荷量（または流入水量，流入水
濃度），後件部に返送汚泥量を追加する、等が考えられ
る。
こでは最少必要限の項目（図１では２入力、１出力）に
したが、必要に応じて、これに付加することができる。
例えば、前件部に流入負荷量（または流入水量，流入水
濃度），後件部に返送汚泥量を追加する、等が考えられ
る。
【００３５】後件部に線形関数を用いる前回の提案で
は、線形関数に含まれるパラメータ調整は、シミュレー
ションや重回帰分析を利用する方法が原則として採用さ
れるが、今回の後件部にもメンバーシップ関数を用いる
マンダニ（Mamdani）法の場合や、更に後件部を簡略化
した場合（後件部を定数とした場合）にも応用すること
が可能である。
は、線形関数に含まれるパラメータ調整は、シミュレー
ションや重回帰分析を利用する方法が原則として採用さ
れるが、今回の後件部にもメンバーシップ関数を用いる
マンダニ（Mamdani）法の場合や、更に後件部を簡略化
した場合（後件部を定数とした場合）にも応用すること
が可能である。
【００３６】具体的には、ＳＶＩやＳＲＴの各入力に対
して定数解析を行い、この結果として出力される後件部
変数の値（例えば、余剰汚泥量）から後件部メンバーシ
ップのパラメータ等を決定できる。例えば、後件部にメ
ンバーシップ関数を用いる場合は、各メンバーシップの
中央値（三角形型メンバーシップの場合は、頂点の座
標）、また、後件部に定数を用いる簡易法の場合は、そ
の値を直接求めることが可能である。
して定数解析を行い、この結果として出力される後件部
変数の値（例えば、余剰汚泥量）から後件部メンバーシ
ップのパラメータ等を決定できる。例えば、後件部にメ
ンバーシップ関数を用いる場合は、各メンバーシップの
中央値（三角形型メンバーシップの場合は、頂点の座
標）、また、後件部に定数を用いる簡易法の場合は、そ
の値を直接求めることが可能である。
【００３７】後件部のパラメータ調整を過去の運転デー
タや運転員の経験に基づいて決定する場合は、後件部に
定数を用いる簡易法が最も容易であり、次にマンダニの
方法となる（後件部に線形式を用いる場合は一般にこの
方法では不可能といわれている）。
タや運転員の経験に基づいて決定する場合は、後件部に
定数を用いる簡易法が最も容易であり、次にマンダニの
方法となる（後件部に線形式を用いる場合は一般にこの
方法では不可能といわれている）。
【００３８】一般に、入出力変数が少ないシステムに対
してはマンダニ法や定数法が、また逆に入出力変数が多
い複雑なシステムに対しては、線形関数法が有利と考え
られる。
してはマンダニ法や定数法が、また逆に入出力変数が多
い複雑なシステムに対しては、線形関数法が有利と考え
られる。
【００３９】
【発明の効果】本発明は以上の如くであって、余剰汚泥
の制御にあたってファジイ制御を用い、このファジイ制
御部を、曝気槽内の活性汚泥浮遊物量と活性汚泥沈澱率
を基に沈澱容量示標を算出する汚泥容量示標計と、この
汚泥容量示標と汚泥滞留時間設定値および余剰汚泥流量
を基にファジイ規則に従って余剰汚泥量の目標値を算出
する演算処理器によって構成したものである。従って、
下記のような効果が得られる。
の制御にあたってファジイ制御を用い、このファジイ制
御部を、曝気槽内の活性汚泥浮遊物量と活性汚泥沈澱率
を基に沈澱容量示標を算出する汚泥容量示標計と、この
汚泥容量示標と汚泥滞留時間設定値および余剰汚泥流量
を基にファジイ規則に従って余剰汚泥量の目標値を算出
する演算処理器によって構成したものである。従って、
下記のような効果が得られる。
【００４０】（イ）ＳＶＩ値やＳＲＴ目標値の変更に対
して速やかに追従し、そのＳＲＴ目標量に対応する、処
理系内汚泥量（Ｍ）やＦ／Ｍ比に制御できる。（ロ）Ｓ
ＶＩ変動時もＭやＦ／Ｍ比を一定にできるため、最終沈
澱池からの汚泥の流出を最少限に抑えることができる。
即ち、ＳＶＩ変動による最終沈澱池内汚泥量を予測し、
フィードフォワード的に余剰汚泥量を制御することが可
能となる。（ハ）水質計測項目はＳＶＩ（ＳＶ＋ＭＬＳ
Ｓ濃度）のみでよく、維持管理が容易である。（ニ）フ
ァジイ規則を用いることにより、制御系が簡素化され
る。
して速やかに追従し、そのＳＲＴ目標量に対応する、処
理系内汚泥量（Ｍ）やＦ／Ｍ比に制御できる。（ロ）Ｓ
ＶＩ変動時もＭやＦ／Ｍ比を一定にできるため、最終沈
澱池からの汚泥の流出を最少限に抑えることができる。
即ち、ＳＶＩ変動による最終沈澱池内汚泥量を予測し、
フィードフォワード的に余剰汚泥量を制御することが可
能となる。（ハ）水質計測項目はＳＶＩ（ＳＶ＋ＭＬＳ
Ｓ濃度）のみでよく、維持管理が容易である。（ニ）フ
ァジイ規則を用いることにより、制御系が簡素化され
る。
【図１】本発明の活性汚泥プロセスの汚泥量制御装置の
ブロック図。
ブロック図。
【図２】本発明で用いるファジイ制御システムのパラメ
ータ同定手順を示すフロー図。
ータ同定手順を示すフロー図。
【図３】余剰汚泥流量Ｑｗに対する汚泥容量示標ＳＶＩ
の特性図。
の特性図。
【図４】ＳＲＴのファジイ演算特性図。
【図５】ＳＶＩのファジイ演算特性図。
【図６】ＳＶＩの特性図。
【図７】余剰汚泥流量Ｑｗと総汚泥量の特性図。
【図８】余剰汚泥流量Ｑｗと総汚泥量の特性図。
【図９】
１…曝気槽 ２…最終沈澱池 ４…余剰汚泥流量計 ７…汚泥容量示標計 ８…演算処理器 ９…ファジイ制御部
Claims (2)
- 【請求項１】 曝気槽内の活性汚泥浮遊物量と活性汚泥
沈澱率を基に汚泥容量示標を算出する汚泥容量示標計
と、この汚泥容量示標と汚泥滞留時間設定値および余剰
汚泥流量を基にファジイ規則に従って余剰汚泥量の目標
値を算出する演算処理器によってファジィ制御部を構成
し、該ファジィ制御部が、前件部でメンバーシップ関数
により推論し、後件部でメンバーシップ関数により推論
する手段を備えていることを特徴とする活性汚泥プロセ
スの汚泥量制御装置。 - 【請求項２】 曝気槽内の活性汚泥浮遊物量と活性汚泥
沈澱率を基に汚泥容量示標を算出する汚泥容量示標計
と、この汚泥容量示標と汚泥滞留時間設定値および余剰
汚泥流量を基にファジイ規則に従って余剰汚泥量の目標
値を算出する演算処理器によってファジィ制御部を構成
し、該ファジィ制御部が、前件部でメンバーシップ関数
により推論し、後件部で簡略化した推論法により推論す
る手段を備えていることを特徴とする活性汚泥プロセス
の汚泥量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5273917A JPH07124585A (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 活性汚泥プロセスの汚泥量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5273917A JPH07124585A (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 活性汚泥プロセスの汚泥量制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07124585A true JPH07124585A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17534374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5273917A Pending JPH07124585A (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 活性汚泥プロセスの汚泥量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07124585A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116087024A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-05-09 | 中国科学院大学 | 一种检测污泥性质的方法 |
| CN117069263A (zh) * | 2023-08-20 | 2023-11-17 | 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 | 一种提高生物法捕获碳磷后泥水沉淀分离效果的方法 |
-
1993
- 1993-11-02 JP JP5273917A patent/JPH07124585A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116087024A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-05-09 | 中国科学院大学 | 一种检测污泥性质的方法 |
| CN117069263A (zh) * | 2023-08-20 | 2023-11-17 | 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 | 一种提高生物法捕获碳磷后泥水沉淀分离效果的方法 |
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