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JP7499999B1 - Wastewater treatment equipment - Google Patents

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JP7499999B1 JP2024517112A JP2024517112A JP7499999B1 JP 7499999 B1 JP7499999 B1 JP 7499999B1 JP 2024517112 A JP2024517112 A JP 2024517112A JP 2024517112 A JP2024517112 A JP 2024517112A JP 7499999 B1 JP7499999 B1 JP 7499999B1
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Abstract

施設(1)の排水処理を行う排水処理装置(100)であって、施設(1)の稼働状況に関するデータを入力するデータ取得手段(2)と、データ取得手段(2)が取得したデータに基づき、施設(1)の消費電力のピーク時間を予測する予測手段(S2、S3)と、予測手段(S2、S3)が予測した消費電力のピーク時間帯を避けて、排水処理を行う制御部(3)とを備えることを特徴とする。A wastewater treatment device (100) that performs wastewater treatment for a facility (1) is characterized by comprising: a data acquisition means (2) that inputs data on the operating status of the facility (1); a prediction means (S2, S3) that predicts peak hours of power consumption for the facility (1) based on the data acquired by the data acquisition means (2); and a control unit (3) that performs wastewater treatment while avoiding the peak hours of power consumption predicted by the prediction means (S2, S3).

Description

本願は、排水処理装置に関するものである。 The present application relates to a wastewater treatment device .

一般的に排水処理では、流入する排水の水質変化、あるいは水量の変化に応じた処理が行われる。特に下水処理場では、流入する排水の水質および水量が天候等によって変動するため、流入する排水の水質および水量にかかわる情報を予測して排水処理設備の運転が行われている。In general, wastewater treatment is carried out in response to changes in the quality or volume of the inflowing wastewater. In particular, at sewage treatment plants, the quality and volume of inflowing wastewater fluctuate depending on factors such as the weather, so wastewater treatment facilities are operated by predicting information related to the quality and volume of inflowing wastewater.

例えば、特許文献1には、人の活動に関するデータおよび天候に関するデータを別々に取得し、それぞれのデータに基づく排水量および排水の流入時間を予想し、排水処理設備に加わる負荷および排水量の増加分を予測し、この予測結果に基づき、排水処理設備の運転を制御する排水処理設備の運転制御装置および運転制御方法が記載されている。また、特許文献2には、夜間と昼間の消費電力の比較から夜間に排水処理を行う運転制御方法が記載されている。For example, Patent Document 1 describes an operation control device and an operation control method for a wastewater treatment facility that separately acquires data on human activity and data on weather, predicts the amount of wastewater discharged and the time of wastewater inflow based on each data, predicts the load on the wastewater treatment facility and the increase in the amount of wastewater discharged, and controls the operation of the wastewater treatment facility based on the prediction results. Patent Document 2 describes an operation control method that performs wastewater treatment at night by comparing power consumption during the day and at night.

特開2019-166431号公報JP 2019-166431 A 特開2018-187612号公報JP 2018-187612 A

しかしながら、排水処理設備の運転において、人の活動および天候に関する情報に基づいて排水処理設備の運転状態を最適に管理することは行われているが、排水処理設備を設置する施設の消費電力を常時考慮した排水処理設備の運転は行われていなかった。また、夜間と昼間の消費電力の比較から、夜間に廃水処理をする場合、昼間に発生する廃水を貯留する大きなタンクが必要になるなど排水処理装置が大型化するという問題があった。 However, while wastewater treatment facilities are operated to optimally manage their operating conditions based on information on human activity and weather, they have not been operated while constantly taking into account the power consumption of the facility in which they are installed. Also, when comparing power consumption at night and during the day, treating wastewater at night necessitates a large tank to store the wastewater generated during the day, which creates the problem of the wastewater treatment device becoming larger.

本願は上述のような問題を解決するためになされたもので、消費電力のピーク時間を避けて排水処理することにより、排水処理装置を大型化する必要がなく、排水処理装置を配置する施設の消費電力を平準化できる排水処理装置を提供することを目的とする。 This application has been made to solve the problems described above, and aims to provide a wastewater treatment device that can level out the power consumption of the facility in which it is installed, without the need to enlarge the device by treating wastewater during avoidance of peak power consumption hours.

本願に開示される排水処理装置は、施設の排水処理を行う装置であって、施設の稼働状況に関するデータを入力するデータ取得手段と、データ取得手段が取得したデータに基づき、施設の消費電力のピーク時間帯を予測する予測手段と、予測手段が予測した消費電力のピーク時間帯を避けて、排水処理を行う制御部と、排水を貯留する排水貯留槽と、排水貯留槽に貯留された排水を送水する送水手段と、送水手段により排水貯留槽から滞留槽に排水する間に排水にオゾンを注入するオゾン供給部と、を備え、排水貯留槽から排水を開始する前の稼働開始動作期間と、排水貯留槽から排水を終了した後の停止動作期間にオゾン供給部で発生するオゾンを、排水貯留槽あるいは滞留槽に導入して排水に通気することによりオゾンを分解除去し、排オゾン分解塔から大気開放することを特徴とする。

The wastewater treatment device disclosed in the present application is a device for treating wastewater from a facility, and includes a data acquisition means for inputting data on the operating status of the facility, a prediction means for predicting a peak time period for power consumption of the facility based on data acquired by the data acquisition means, a control unit for treating wastewater while avoiding the peak time period for power consumption predicted by the prediction means , a wastewater storage tank for storing wastewater, a water conveying means for conveying the wastewater stored in the wastewater storage tank, and an ozone supplying unit for injecting ozone into the wastewater while the wastewater is being discharged from the wastewater storage tank to a retention tank by the water conveying means, and is characterized in that ozone generated in the ozone supplying unit during a start-up operation period before discharge from the wastewater storage tank is started and a stop operation period after discharge from the wastewater storage tank is completed is introduced into the wastewater storage tank or the retention tank and ventilated into the wastewater to decompose and remove the ozone, and the ozone is released to the atmosphere from the exhaust ozone decomposition tower .

本願に開示される排水処理装置によれば、消費電力のピーク時間を避けて排水処理をすることにより、排水処理装置を配置する施設の消費電力を平準化できる。 According to the wastewater treatment device disclosed in this application, by performing wastewater treatment during avoidance of peak power consumption times, it is possible to level out the power consumption of the facility in which the wastewater treatment device is installed.

実施の形態1に係る排水処理装置を示す機能構成図である。1 is a functional configuration diagram showing a wastewater treatment device according to a first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る排水処理装置の制御部のハードウエア構成の一例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a hardware configuration of a control unit of the wastewater treatment device according to the first embodiment; FIG. 実施の形態1に係る別の廃水処理装置を示す機能構成図である。FIG. 4 is a functional configuration diagram showing another wastewater treatment device according to the first embodiment. 図1に示した排水貯留槽を複数槽備える構成を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration including a plurality of wastewater storage tanks, each of which is the same as the wastewater storage tank shown in FIG. 1 . 実施の形態1に係る排水処理装置の動作を説明するフローチャートである。4 is a flowchart illustrating the operation of the wastewater treatment device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る排水処理装置の動作を説明するフローチャートである。4 is a flowchart illustrating the operation of the wastewater treatment device according to the first embodiment. 実施の形態2に係る排水処理装置を示す機能構成図である。FIG. 11 is a functional configuration diagram showing a wastewater treatment device according to a second embodiment. 予測のための機械学習装置の一例を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a machine learning device for prediction. 予測のための機械学習装置の一例を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a machine learning device for prediction.

実施の形態1.
以下、本願に係る排水処理装置の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、同一内容および相当部については同一符号を配し、その詳しい説明は省略する。以降の実施形態も同様に、同一符号を付した構成について重複した説明は省略する。
Embodiment 1
Hereinafter, preferred embodiments of the wastewater treatment device according to the present application will be described with reference to the drawings. Note that the same reference numerals are used for the same contents and corresponding parts, and detailed descriptions thereof will be omitted. In the following embodiments, the same reference numerals are used to designate the same components, and redundant descriptions will be omitted.

本願の排水処理装置は、工場、商業施設、教育施設、あるいは医療施設のような間欠排水処理可能な施設に配置される。また、本願の処理方法は、以下の処理装置の構成および作動説明に置き換えるものとする。なお、実施の形態に記載する排水処理装置は、本願に係わる排水処理装置を説明するために例示したにすぎず、これに限定されるものではない。The wastewater treatment device of the present application is installed in a facility capable of intermittent wastewater treatment, such as a factory, a commercial facility, an educational facility, or a medical facility. The treatment method of the present application is replaced with the following explanation of the configuration and operation of the treatment device. Note that the wastewater treatment device described in the embodiment is merely an example for explaining the wastewater treatment device according to the present application, and is not limited thereto.

図1は、実施の形態1に係る排水処理装置の構成を示す概略図である。排水処理装置100は、排水を間欠処理可能な施設1に配置される。例えば施設1は、下水処理場と比べて排水処理量の少ない工場、商業施設、教育施設、あるいは医療施設を含む。図1中、破線矢印は、信号の送信手段および送信方向を示し、実線矢印は、流体の流れの方向を示している。 Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of a wastewater treatment device according to embodiment 1. The wastewater treatment device 100 is placed in a facility 1 capable of treating wastewater intermittently. For example, facility 1 includes a factory, commercial facility, educational facility, or medical facility that treats a smaller amount of wastewater than a sewage treatment plant. In Figure 1, dashed arrows indicate the means and direction of signal transmission, and solid arrows indicate the direction of fluid flow.

排水処理装置100に配置され、データ取得手段2の取得データは、施設1内の設備の稼働状況に基づくデータ、施設1内で発生する排水量変化のデータなどである。The data acquired by the data acquisition means 2, which is installed in the wastewater treatment device 100, includes data based on the operating status of the equipment within the facility 1, data on changes in wastewater volume occurring within the facility 1, etc.

施設1の稼働状況に基づくデータを取得する手段としては、施設1内の上水の供給量、使用量または管網の圧力変化に関するデータ収集、施設1内の電力使用量のデータ収集を行うことが挙げられる。なお、データ取得に関しては、各データの管理者(通信会社、水道局、電力会社等)から提供を受けてもよい。なお、施設の稼働に関するデータに、平日・休日・施設の定休日といったカレンダーに基づく情報を含めてもよい。また、施設1内の人間が実際に活動していることに基づくデータとして、携帯端末による位置情報なども使用することができる。これはGPSの位置信号に関するデータ収集により取得できる。データは、少なくとも1種類以上を含むことが好ましい。 Means for acquiring data based on the operation status of facility 1 include collecting data on the amount of clean water supply, usage, or pressure changes in the pipe network within facility 1, and collecting data on the amount of electricity usage within facility 1. Data may be acquired from the administrator of each data (telecommunications company, waterworks bureau, power company, etc.). Data on the operation of the facility may include calendar-based information such as weekdays, holidays, and regular closing days of the facility. Location information from mobile devices can also be used as data based on the actual activities of people within facility 1. This can be acquired by collecting data on GPS location signals. It is preferable that the data includes at least one type.

また、施設1内で発生する排水量変化についてのデータとは、例えば、排水処理設備に流入する排水量及び排水の水質に関連するデータが挙げられる。 In addition, data regarding changes in the amount of wastewater generated within facility 1 includes, for example, data related to the amount of wastewater flowing into the wastewater treatment equipment and the quality of the wastewater.

データ取得手段2は、制御部3にデータ送信手段4bを介して接続される。制御部3は、取得したデータを記録する記憶部5と、取得したデータに基づいて排水発生量および消費電力の推移等を推測する演算部6と、演算部6で求めた結果に基づいて判断する判断部7等を備える。The data acquisition means 2 is connected to the control unit 3 via the data transmission means 4b. The control unit 3 includes a memory unit 5 for recording the acquired data, a calculation unit 6 for estimating the amount of wastewater generated and the trends in power consumption based on the acquired data, and a judgment unit 7 for making judgments based on the results obtained by the calculation unit 6.

制御部3内のマイコンのハードウエアの一例を図2に示す。プロセッサ200と記憶装置300から構成され、演算部6と判断部7の機能は、プロセッサ200が行い、記憶部5の機能は、記憶装置300で行う。図示していないが、記憶装置300はランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ200は、記憶装置300から入力されたプログラムを実行することにより、例えば、以下に説明するステップS1からステップS13の演算および判断を行う。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ200にプログラムが入力される。また、プロセッサ200は、演算結果等のデータを記憶装置300の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。ステップS1からステップS13の演算および判断を行うことにより、以下に説明する、設備の稼働状況に関するデータなどを取得し記憶するデータ取得手段2の機能、消費電力のピーク時間の予測を算出する機能(予測手段)を有する。2 shows an example of the hardware of the microcomputer in the control unit 3. It is composed of a processor 200 and a storage device 300, and the functions of the calculation unit 6 and the judgment unit 7 are performed by the processor 200, and the functions of the memory unit 5 are performed by the storage device 300. Although not shown, the storage device 300 is equipped with a volatile storage device such as a random access memory and a non-volatile auxiliary storage device such as a flash memory. In addition, instead of the flash memory, an auxiliary storage device such as a hard disk may be provided. The processor 200 executes a program input from the storage device 300 to perform, for example, the calculation and judgment of steps S1 to S13 described below. In this case, the program is input from the auxiliary storage device to the processor 200 via the volatile storage device. In addition, the processor 200 may output data such as the calculation results to the volatile storage device of the storage device 300, or may store the data in the auxiliary storage device via the volatile storage device. By performing the calculation and judgment of steps S1 to S13, the function of the data acquisition means 2 for acquiring and storing data related to the operation status of the equipment, which will be described below, and the function of calculating a prediction of the peak time of power consumption (prediction means) are provided.

制御部3は、演算部6からの演算結果、あるいは判断部7からの判断結果に基づいて排水処理装置100に備えられる各機器を制御する。制御部3は、貯留量測定手段8とデータ送信手段4aを介して接続される。貯留量測定手段8は、排水貯留槽9内の排水貯留量を測定する水位センサ、排水配管18a、18b1に設置可能な排水用の流量計あるいは水圧計などを用いることができる。The control unit 3 controls each device provided in the wastewater treatment device 100 based on the calculation results from the calculation unit 6 or the judgment results from the judgment unit 7. The control unit 3 is connected to the storage volume measurement means 8 via the data transmission means 4a. The storage volume measurement means 8 can be a water level sensor that measures the wastewater storage volume in the wastewater storage tank 9, a drainage flow meter or water pressure gauge that can be installed in the drainage pipes 18a, 18b1, or the like.

制御部3は、送水手段10およびオゾン供給部11と信号送信手段17a、17bを用いて接続されている。たとえば送水手段10には、排水をあらかじめ定めた流量、あらかじめ定めた圧力で圧送するポンプなどが用いられる。オゾン供給部11は、原料ガス供給手段12と、オゾン発生器13等から構成される。オゾン供給部11は、オゾン発生器13で発生されるオゾンを貯蔵するオゾンガス貯蔵装置14を含める構成としてもよい。原料ガス供給手段12は、気体用耐圧容器あるいは酸素発生装置などを用いることができる。The control unit 3 is connected to the water supply means 10 and the ozone supply unit 11 using signal transmission means 17a and 17b. For example, the water supply means 10 may be a pump that pumps wastewater at a predetermined flow rate and pressure. The ozone supply unit 11 is composed of a raw material gas supply means 12 and an ozone generator 13. The ozone supply unit 11 may be configured to include an ozone gas storage device 14 that stores the ozone generated by the ozone generator 13. The raw material gas supply means 12 may be a pressure-resistant container for gas or an oxygen generator.

図1に示すように、オゾン供給部11の原料ガス供給手段12は、ガス配管15aを介してオゾン発生器13を経てガス注入手段16に接続される。ガス注入手段16は、例えばエジェクタ、マイクロバブルのような微細気泡の発生手段等を用いることができる。オゾンガス貯蔵装置14は、オゾン発生器13とガス注入手段16の間に配置される。さらにオゾン供給部11は、ガス配管15bを介して排オゾン分解塔21と接続される構成としてもよい。このような構成により、オゾン供給部11の稼働開始動作中および停止動作中に発生するオゾンを排オゾン分解塔21に導入し、排ガス中に含まれるオゾンを分解除去して大気開放できる。これにより、オゾン注入開始から終了までの期間は、設定したとおりのオゾン注入率で処理できる。As shown in FIG. 1, the raw gas supply means 12 of the ozone supply unit 11 is connected to the gas injection means 16 through the ozone generator 13 via the gas piping 15a. The gas injection means 16 can be, for example, an ejector, a means for generating fine bubbles such as microbubbles, or the like. The ozone gas storage device 14 is disposed between the ozone generator 13 and the gas injection means 16. Furthermore, the ozone supply unit 11 may be configured to be connected to the exhaust ozone decomposition tower 21 via the gas piping 15b. With this configuration, ozone generated during the start-up and stop-up operation of the ozone supply unit 11 can be introduced into the exhaust ozone decomposition tower 21, and the ozone contained in the exhaust gas can be decomposed and removed and released to the atmosphere. As a result, the period from the start to the end of ozone injection can be treated at the set ozone injection rate.

オゾン発生に必要な酸素、あるいは空気等の原料ガスは、原料ガス供給手段12からあらかじめ定めた流量およびあらかじめ定めた圧力に調整されてオゾン発生器13に供給される。オゾン発生器13で発生されたオゾン化酸素ガス、あるいはオゾン化空気は、以下の説明ではまとめてオゾンと称し、あらかじめ定めた流量およびあらかじめ定めた圧力でガス注入手段16を介して排水に注入される。 The raw gas, such as oxygen or air, required for ozone generation is adjusted to a predetermined flow rate and pressure from raw gas supply means 12 and supplied to ozone generator 13. The ozonized oxygen gas or ozonized air generated by ozone generator 13 is collectively referred to as ozone in the following explanation, and is injected into wastewater via gas injection means 16 at a predetermined flow rate and pressure.

排水貯留槽9は、排水が流入する排水配管18aと排水が排出される排水配管18b1とそれぞれ接続されている。排水配管18b1は、送水手段10を経てガス注入手段16に接続される。排水を排水貯留槽9に貯留する構成にすることにより、制御部3からの信号17bに基づいて送水手段10を稼働し、排水をあらかじめ定めた流量で排水できる。The wastewater storage tank 9 is connected to a drainage pipe 18a into which the wastewater flows and a drainage pipe 18b1 from which the wastewater is discharged. The drainage pipe 18b1 is connected to the gas injection means 16 via the water supply means 10. By configuring the wastewater to be stored in the wastewater storage tank 9, the water supply means 10 can be operated based on a signal 17b from the control unit 3, and the wastewater can be discharged at a predetermined flow rate.

このため、単位水量あたりのオゾン注入量を制御し、排水中の有機物を除去するために適切な量のオゾンを排水に注入することができる。さらに、施設1の消費電力のピーク時間を避けて排水処理することができる。排水貯留槽9の出口近傍の排水配管18b1に水圧計を備え、排水貯留槽9に貯留される排水量を把握する構成としてもよい。 This allows the amount of ozone injected per unit water volume to be controlled, and an appropriate amount of ozone to be injected into the wastewater in order to remove organic matter in the wastewater. Furthermore, the wastewater can be treated by avoiding peak hours of power consumption in facility 1. A water pressure gauge may be provided on the drainage pipe 18b1 near the outlet of the wastewater storage tank 9, allowing the amount of wastewater stored in the wastewater storage tank 9 to be grasped.

ガス注入手段16の後段の排水配管18b2は、滞留槽19の下部に接続される。滞留槽19の上方には排水配管18cが接続される。滞留槽19に導入された排水が、あらかじめ定められた時間、滞留槽19内に滞留した後、滞留槽19から排水配管18cに排水される構成とする。滞留槽19にオゾン処理した排水をあらかじめ定められた時間滞留する構成にすることにより、滞留槽19で排水と排水に溶解しなかったガスの気液分離を行う。排水中の溶存オゾンは自己分解し、除去される。 The drain pipe 18b2 downstream of the gas injection means 16 is connected to the bottom of the retention tank 19. A drain pipe 18c is connected to the top of the retention tank 19. The wastewater introduced into the retention tank 19 is retained in the retention tank 19 for a predetermined time, and then discharged from the retention tank 19 to the drain pipe 18c. By retaining the ozone-treated wastewater in the retention tank 19 for a predetermined time, gas-liquid separation of the wastewater and gas not dissolved in the wastewater is performed in the retention tank 19. The dissolved ozone in the wastewater self-decomposes and is removed.

排気配管20は、滞留槽19の排水配管18cの接続口と比べて高い位置に接続され、排オゾン分解塔21を経て排気配管20の末端が大気に開放される。排オゾン分解塔21では、オゾン分解触媒などを用い、滞留槽19から排気されるガスに含まれるオゾンを分解する。さらに、排オゾン分解塔21に、臭気を除去する機能を持たせてもよい。The exhaust pipe 20 is connected to a higher position than the connection port of the drain pipe 18c of the retention tank 19, and the end of the exhaust pipe 20 is opened to the atmosphere via the exhaust ozone decomposition tower 21. The exhaust ozone decomposition tower 21 uses an ozone decomposition catalyst or the like to decompose the ozone contained in the gas exhausted from the retention tank 19. Furthermore, the exhaust ozone decomposition tower 21 may be provided with a function of removing odors.

図1では、排水を循環させない構成を示しているが、図3に示すように、ガス注入手段16の後段の排水配管18b2に排水流路を切り替えるバルブを設け、排水貯留槽9に排水を循環させる構成としてもよい。あるいは、滞留槽19から排水を排水貯留槽9に循環させる構成としてもよい。排水を排水貯留槽9に循環する構成とする場合、排水貯留槽9の上方に排気配管20aを介して排オゾン分解塔21aが接続される。これにより、排水貯留槽9の排気ガスに含まれるオゾンを除去できる。 Although Fig. 1 shows a configuration in which wastewater is not circulated, as shown in Fig. 3, a valve for switching the wastewater flow path may be provided in the drainage piping 18b2 downstream of the gas injection means 16, and the wastewater may be circulated to the wastewater storage tank 9. Alternatively, the wastewater may be circulated from the retention tank 19 to the wastewater storage tank 9. When the wastewater is circulated to the wastewater storage tank 9, an exhaust ozone decomposition tower 21a is connected above the wastewater storage tank 9 via an exhaust piping 20a. This makes it possible to remove ozone contained in the exhaust gas from the wastewater storage tank 9.

施設1で発生した排水は、排水配管18aを経て排水貯留槽9に貯留される。排水貯留槽9に貯留される排水量は、貯留量測定手段8により測定され、データ送信手段4aを介して測定結果が制御部3に送信される。制御部3では、貯留量測定手段8の測定結果に基づき、排水貯留槽9の排水貯留量があらかじめ定められた値に達したこと、あるいは排水貯留量があらかじめ定められた値を下回ったことを判断部7で判断し、排水処理装置100を制御する。なお、貯留量測定手段8は、測定結果に基づき、排水貯留槽9の排水貯留量があらかじめ定められた値に達したこと、あるいは排水貯留槽があらかじめ定められた値を下回ったことを判断し、制御部3に送信する構成としてもよい。Wastewater generated in facility 1 is stored in wastewater storage tank 9 via drainage piping 18a. The amount of wastewater stored in wastewater storage tank 9 is measured by storage amount measuring means 8, and the measurement result is transmitted to control unit 3 via data transmission means 4a. In control unit 3, based on the measurement result of storage amount measuring means 8, judgment unit 7 judges that the wastewater storage amount in wastewater storage tank 9 has reached a predetermined value or has fallen below a predetermined value, and controls wastewater treatment device 100. Note that storage amount measuring means 8 may be configured to judge that the wastewater storage amount in wastewater storage tank 9 has reached a predetermined value or has fallen below a predetermined value, based on the measurement result, and transmit it to control unit 3.

制御部3からの信号に基づいて送水手段10が稼働し、排水貯留槽9に貯留された排水は、送水手段10によって後段のガス注入手段16に圧送される。ガス注入手段16では、排水にオゾン供給部11から供給されるオゾンを排水に注入する。ガス注入手段16から注入されるオゾンは、排水中の有機物と反応して分解される。オゾンと有機物が反応して生成するガスと未反応のオゾンを含むガスは、排水とともに滞留槽19内に導入される。 The water supply means 10 operates based on a signal from the control unit 3, and the wastewater stored in the wastewater storage tank 9 is pressure-fed by the water supply means 10 to the downstream gas injection means 16. The gas injection means 16 injects ozone supplied from the ozone supply unit 11 into the wastewater. The ozone injected from the gas injection means 16 reacts with organic matter in the wastewater and is decomposed. The gas generated by the reaction of ozone with the organic matter and the gas containing unreacted ozone are introduced into the retention tank 19 together with the wastewater.

滞留槽19内に導入された排水は、排水配管18cから排水されるまで滞留槽19内に滞留する。排水とともに滞留槽19内に導入されたガスは、一部排水に溶解して排水とともに排水配管18cから排出される。排水に溶解しなかった残りのガスは滞留槽19内で気液分離され、排気配管20から排オゾン分解塔21を経て大気に開放される。The wastewater introduced into the retention tank 19 remains there until it is discharged from the drainage pipe 18c. Some of the gas introduced into the retention tank 19 together with the wastewater is dissolved in the wastewater and discharged together with the wastewater from the drainage pipe 18c. The remaining gas that did not dissolve in the wastewater is separated into gas and liquid in the retention tank 19 and released into the atmosphere through the exhaust pipe 20 and the exhaust ozone decomposition tower 21.

排水配管18a、18b1、18b2には、図示されていないもののバルブなど排水の貯留および排水に必要な手段が配置され、ガス配管15には、図示されていないもののバルブなどガスの注入制御に必要な手段がそれぞれ設置される。排水配管18a、18b1、18b2およびガス配管15に配置されるバルブなど排水の貯留および排水に必要な手段は、制御部3に接続され、制御される構成としてもよい。 The drainage pipes 18a, 18b1, and 18b2 are provided with means necessary for storing and discharging the wastewater, such as valves (not shown), and the gas pipe 15 is provided with means necessary for controlling the injection of gas, such as valves (not shown). The means necessary for storing and discharging the wastewater, such as valves arranged in the drainage pipes 18a, 18b1, and 18b2 and the gas pipe 15, may be connected to and controlled by the control unit 3.

図4は、図1に示した排水貯留槽を複数槽備える構成を示すための図である。ここでは、2つの排水貯留槽9a、9bを備える場合を例として説明する。排水貯留槽9a、9bには、排水配管18aと排水配管18b1に流路を切り替えるためのバルブ22a、22bをそれぞれ配置する。これにより、排水を貯留する排水貯留槽9a、9bの切替え、あるいは排水貯留槽9a、9bからの排水を切り替えることができる。 Figure 4 is a diagram showing a configuration having multiple wastewater storage tanks, as shown in Figure 1. Here, an example will be described in which two wastewater storage tanks 9a and 9b are provided. Valves 22a and 22b are provided in the wastewater storage tanks 9a and 9b, respectively, for switching the flow path to the wastewater pipe 18a and the wastewater pipe 18b1. This makes it possible to switch between the wastewater storage tanks 9a and 9b that store wastewater, or to switch the wastewater from the wastewater storage tanks 9a and 9b.

バルブ22bは、排水配管18b1に排出する排水貯留槽9a、9bの流路の切り替え、および排水配管18b1の排水を止水する機能を持たせた流路切り替え手段としてもよい。これにより、排水貯留槽9a、9bから排水しない場合、排水貯留槽9a、9bに排水を貯留することができる。バルブ22a、22bは、信号送信手段17bを介して制御部3に接続され、制御部3の信号に基づいて動作する。Valve 22b may be a flow path switching means having the function of switching the flow path of drainage storage tanks 9a, 9b that discharge to drainage pipe 18b1 and stopping the drainage of drainage pipe 18b1. This allows drainage to be stored in drainage storage tanks 9a, 9b when drainage is not performed from drainage storage tanks 9a, 9b. Valves 22a, 22b are connected to control unit 3 via signal transmission means 17b and operate based on a signal from control unit 3.

ガス注入手段16の後段の排水配管18b2に排水流路を切り替えるバルブを設け、排水貯留槽9a、9bに排水を循環させる構成とする図3のような場合、排水貯留槽9a、9bの上方にそれぞれ排気配管20aを介して排オゾン分解塔21aが接続される。In the case of a configuration as shown in Figure 3 in which a valve for switching the drainage flow path is provided in the drainage piping 18b2 downstream of the gas injection means 16 and the drainage is circulated to the drainage storage tanks 9a and 9b, an exhaust ozone decomposition tower 21a is connected to the upper part of each of the drainage storage tanks 9a and 9b via an exhaust piping 20a.

排水配管18aのバルブ22aで流路を切り替えることにより、施設1で発生する排水は、排水貯留槽9a、あるいは排水貯留槽9bに貯留される。排水貯留槽9a、9bのいずれか一方、例えば排水貯留槽9aの排水貯留量があらかじめ定められた値となった場合、排水貯留槽9bに切り替わり、排水が貯留される。排水貯留槽9a、あるいは排水貯留槽9bに貯留された排水は、制御部3からの信号17bに基づいてバルブ22bを切り替えて排水する。バルブ22bは、排水配管18b1の流路を切り替えることで、排水貯留槽9a、9bに貯留された排水を排水する。 By switching the flow path with valve 22a of drainage pipe 18a, wastewater generated in facility 1 is stored in drainage storage tank 9a or drainage storage tank 9b. When the amount of wastewater stored in one of drainage storage tanks 9a or 9b, for example drainage storage tank 9a, reaches a predetermined value, it switches to drainage storage tank 9b and the wastewater is stored there. The wastewater stored in drainage storage tank 9a or drainage storage tank 9b is drained by switching valve 22b based on signal 17b from control unit 3. Valve 22b drains the wastewater stored in drainage storage tanks 9a and 9b by switching the flow path of drainage pipe 18b1.

続いて、実施の形態1に係る排水処理装置の動作について図5、図6のフローチャートにより説明する。施設1の電力ピーク時間帯を避けて排水処理することにより、施設1の最大需要電力を平準化する。施設1内の稼働状況に関するデータに基づいて、施設1の消費電力の時間変化および排水発生量の水量変化をそれぞれ予測することにより、施設1の電力ピーク時間を避けて排水処理を行う。すなわち、施設内の消費電力を計測し、過去データと比較することで消費電力ピーク時間を予測する。また、施設1内の設備の稼働状況に関するデータである消費電力、上水使用量、および施設内の人の人数などを計測することで排水発生量(排水貯留量の変化)を予測する。例えば、商業施設の場合、人が施設内で活動し始めると、電気を点灯させ、上水を調理、清掃、トイレ用水などに使用し、上水使用量に応じて排水量が発生する。このため、消費電力、上水使用量、人の人数を計測することで消費電力のピーク時間と排水の貯留量を予測し、消費電力ピーク時間を避けて排水処理を行うことができる。 Next, the operation of the wastewater treatment device according to the first embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIG. 5 and FIG. 6. By performing wastewater treatment while avoiding the peak power hours of the facility 1, the maximum demand power of the facility 1 is leveled. Based on data on the operation status in the facility 1, the time change in the power consumption of the facility 1 and the water volume change in the amount of wastewater generated are predicted, and wastewater treatment is performed while avoiding the peak power hours of the facility 1. That is, the power consumption in the facility is measured and compared with past data to predict the peak power consumption time. In addition, the amount of wastewater generated (change in the amount of wastewater storage) is predicted by measuring the power consumption, the amount of clean water used, and the number of people in the facility, which are data on the operation status of the equipment in the facility 1. For example, in the case of a commercial facility, when people start to work in the facility, the lights are turned on and the clean water is used for cooking, cleaning, toilet water, etc., and the amount of wastewater is generated according to the amount of clean water used. For this reason, the peak power consumption time and the amount of wastewater stored can be predicted by measuring the power consumption, the amount of clean water used, and the number of people, and wastewater treatment can be performed while avoiding the peak power consumption time.

これを実現するために、施設1内の設備の稼働状況に関するデータをデータ取得手段2で取得する。さらに、それらのデータとともに施設1で発生した排水量変化に関するデータも取得し、保存する(ステップS1)。To achieve this, data on the operating status of the equipment in facility 1 is acquired by data acquisition means 2. In addition to the data, data on changes in wastewater volume that have occurred in facility 1 is also acquired and stored (step S1).

データ取得手段2で取得した施設の稼働状況に起因して増大するデータに基づき、制御部3は、施設1の消費電力の時間変化および排水発生量の変化をそれぞれ予測する(ステップS2)。消費電力の時間変化の予測値を用い、施設1の消費電力のピーク時間を算出する。さらに、排水発生量の予測値から排水貯留槽9の貯留量の変化を算出する(ステップS3)。これらの算出結果は、記憶部5に保存されている施設1の消費電力の変化および排水発生量の変化に関する過去データに基づいて補正することにより、より正確に算出することができる(ステップS4)。本実施の形態の排水処理は、施設1の消費電力のピーク時間、あるいはピーク時間帯に排水処理を行わず、発生する排水を排水貯留槽9に貯留し、ピーク時間あるいはピーク時間帯以外で排水処理を行う(ステップS7)。ここでいう消費電力のピーク時間帯とは、例えば算出された消費電力のピーク時間の前後300分間以内、望ましくはピーク時間の前後150分間以内とする。ただし、これに限るものではない。Based on the data acquired by the data acquisition means 2, which increases due to the operation status of the facility, the control unit 3 predicts the time change in the power consumption of the facility 1 and the change in the amount of wastewater generated (step S2). The predicted value of the time change in the power consumption is used to calculate the peak time of the power consumption of the facility 1. Furthermore, the change in the amount of stored wastewater in the wastewater storage tank 9 is calculated from the predicted value of the amount of wastewater generated (step S3). These calculation results can be calculated more accurately by correcting them based on past data on the change in the power consumption of the facility 1 and the change in the amount of wastewater generated stored in the memory unit 5 (step S4). In this embodiment, the wastewater treatment is not performed during the peak time or peak period of the power consumption of the facility 1, but the generated wastewater is stored in the wastewater storage tank 9 and the wastewater treatment is performed outside the peak time or peak period (step S7). The peak period of power consumption here is, for example, within 300 minutes before and after the calculated peak time of power consumption, preferably within 150 minutes before and after the peak time. However, it is not limited to this.

算出された直近の消費電力のピーク時間帯に排水貯留槽9の排水貯留量があらかじめ定めた水量になると予測される場合(ステップS5)、このピーク時間帯の前に排水処理を行う(ステップS6)。このため、消費電力のピーク時間帯に発生する排水を貯留できる容積を排水貯留槽9に確保する。複数の排水貯留槽9a、9bが配置される場合、施設1の消費電力のピーク時間帯にいずれの排水貯留槽9a、9bにも排水を貯留できなくなることが予測される場合、排水貯留槽9a、9bに貯留される排水を処理する。あるいは、排水貯留槽9a、9bのうち、少なくともひとつの排水貯留槽の排水を処理し、消費電力のピーク時間帯に発生する排水を貯留する容積を準備する構成としてもよい。 If it is predicted that the amount of wastewater stored in the wastewater storage tank 9 will be a predetermined amount of water during the calculated peak time period of the most recent power consumption (step S5), then drainage treatment is performed before this peak time period (step S6). For this reason, a volume capable of storing wastewater generated during the peak time period of power consumption is secured in the wastewater storage tank 9. When multiple wastewater storage tanks 9a, 9b are provided, if it is predicted that wastewater will not be able to be stored in any of the wastewater storage tanks 9a, 9b during the peak time period of power consumption in the facility 1, the wastewater stored in the wastewater storage tanks 9a, 9b is treated. Alternatively, the configuration may be such that wastewater from at least one of the wastewater storage tanks 9a, 9b is treated, and a volume capable of storing wastewater generated during the peak time period of power consumption is prepared.

制御部3は、排水処理を実施すると判断した場合、オゾン供給部11に稼働準備の信号を送信し(ステップS8)、オゾン供給部11の稼働を準備する。ガス注入手段16で、排水に対してあらかじめ定めた濃度のオゾンをあらかじめ定めた流量で注入するためのオゾン供給部11の準備が整った後、制御部3は、送水手段10に排水処理を開始する信号を送信し(ステップS9)、排水貯留槽9に貯留される排水をガス注入手段16に送水する(ステップS10)。複数の排水貯留槽9a、9bの場合、バルブ22bにも信号を送信する。オゾン供給部11の稼働準備中に発生するオゾンは、排オゾン分解塔21に送気して排オゾン処理した後に大気開放する。これにより、排水処理開始時点から排水に対して設定値どおりのオゾン注入率を達成できる。また、処理開始直後から、排水に対してあらかじめ定められた値のオゾンを注入することにより、有機物の分解除去が不十分な排水が後段に排出されることを抑制できる。あるいは、処理開始直後のオゾン注入率が不足する期間は短時間のため、送水手段10とオゾン供給部11を同時に稼働させる構成としてもよい。 When the control unit 3 determines that wastewater treatment is to be performed, it sends a signal to the ozone supply unit 11 to prepare for operation (step S8) and prepares the ozone supply unit 11 for operation. After the gas injection means 16 prepares the ozone supply unit 11 to inject ozone of a predetermined concentration into the wastewater at a predetermined flow rate, the control unit 3 sends a signal to the water supply means 10 to start wastewater treatment (step S9) and sends the wastewater stored in the wastewater storage tank 9 to the gas injection means 16 (step S10). In the case of multiple wastewater storage tanks 9a and 9b, the control unit 3 also sends a signal to the valve 22b. Ozone generated during the preparation for operation of the ozone supply unit 11 is sent to the exhaust ozone decomposition tower 21 for exhaust ozone treatment and then released to the atmosphere. This makes it possible to achieve an ozone injection rate for the wastewater as set from the start of wastewater treatment. In addition, by injecting a predetermined value of ozone into the wastewater immediately after the start of treatment, it is possible to prevent wastewater with insufficient decomposition and removal of organic matter from being discharged to the subsequent stage. Alternatively, since the period during which the ozone injection rate is insufficient immediately after the start of treatment is short, the water conveying means 10 and the ozone supplying unit 11 may be operated simultaneously.

排水貯留槽9の排水貯留量があらかじめ定めた値を下回ると(ステップS11)、制御部3は送水手段10を停止し(ステップS12)、オゾン供給部11の停止動作を行う(ステップS13)。オゾン供給部11の停止操作中に発生するオゾンは、排オゾン分解塔21で排オゾン処理する。When the amount of wastewater stored in the wastewater storage tank 9 falls below a predetermined value (step S11), the control unit 3 stops the water supply means 10 (step S12) and stops the ozone supply unit 11 (step S13). The ozone generated during the stop operation of the ozone supply unit 11 is treated as waste ozone in the waste ozone decomposition tower 21.

ガス注入手段16の後段の排水配管18b2に排水流路を切り替えるバルブを取り付け、排水を排水貯留槽9に循環して処理する場合、排水は、ガス注入手段16をあらかじめ定められた回数循環するため、オゾン供給部11の稼働準備中に発生するオゾンを排水に注入する構成としてもよい。この場合、制御部3は排水処理を実施すると判断すると、送水手段10、オゾン供給部11、およびバルブ22a、22bに排水処理の信号を送信する。 When a valve for switching the drainage flow path is attached to the drainage pipe 18b2 downstream of the gas injection means 16 and the drainage is circulated to the drainage storage tank 9 for treatment, the drainage may be configured to inject ozone generated during preparation for the operation of the ozone supply unit 11 into the drainage so that the drainage circulates through the gas injection means 16 a predetermined number of times. In this case, when the control unit 3 determines that drainage treatment is to be performed, it transmits a drainage treatment signal to the water conveying means 10, the ozone supply unit 11, and the valves 22a and 22b.

施設1の消費電力のピーク時間帯を算出し、算出された直近の消費電力のピーク時間帯の前に排水処理する場合、直近の消費電力のピーク時間帯までにオゾン供給部11の停止動作が開始されることが好ましい。これにより、消費電力のピーク時間帯を避けて排水処理でき、施設1で消費される電力を平準化し、最大需要電力を抑えることで施設1の維持管理コストを抑制する。一方、直近の消費電力のピーク時間帯の後に排水処理を実施する場合、予測される消費電力のピーク時間帯を超えた後にオゾン供給部11の稼働開始動作を行うことが好ましい。これにより、消費電力のピーク時間帯を避けて排水処理することができる。なお、制御部3は、1日当たりの排水処理装置の稼働回数が最小になるよう制御することが好ましい。 When the peak time period of power consumption of the facility 1 is calculated and wastewater treatment is performed before the calculated most recent peak time period of power consumption, it is preferable to start the stop operation of the ozone supply unit 11 before the most recent peak time period of power consumption. This allows wastewater treatment to be performed while avoiding the peak time period of power consumption, and the maintenance and management costs of the facility 1 are reduced by leveling out the power consumed by the facility 1 and suppressing the maximum power demand. On the other hand, when wastewater treatment is performed after the most recent peak time period of power consumption, it is preferable to start the operation of the ozone supply unit 11 after the predicted peak time period of power consumption has passed. This allows wastewater treatment to be performed while avoiding the peak time period of power consumption. It is preferable that the control unit 3 controls the number of times the wastewater treatment device is operated per day to be minimized.

なお、図3に示すように、排水貯留槽が複数(本実施の形態では2槽のため、以降2槽で説明するが、3槽以上でも同様である)配置される排水処理装置では、排水貯留槽9aに貯留される排水があらかじめ定められた水量に到達すると、排水を貯留する排水貯留槽9bへの切り替えを行う。排水貯留槽9bへの切り替えが、消費電力のピーク時間帯に該当しない場合、排水貯留槽9bへの切り替えとともに排水処理を実施してもよい。あるいは、排水処理装置の起動には電力が消費されるため、すべての排水貯留槽9a、9bがあらかじめ定められた水量を超過した時点で、全ての排水貯留槽9a、9bの排水をまとめて排水処理してもよい。全ての排水貯留槽9a、9bがあらかじめ定められた水量に到達した時点で排水処理する場合、排水貯留槽9a、9bの排水は、順次切り替えて排水する。これにより、排水時間帯に発生する排水を複数の排水貯留槽に貯留しながら排水することができる。さらに、1日当たりの排水処理装置の稼働回数を最小化できる。 As shown in FIG. 3, in a wastewater treatment device having multiple wastewater storage tanks (two tanks in this embodiment, so the following description will be given for two tanks, but the same applies to three or more tanks), when the wastewater stored in the wastewater storage tank 9a reaches a predetermined water volume, the wastewater is switched to the wastewater storage tank 9b that stores the wastewater. If the switch to the wastewater storage tank 9b does not correspond to a peak power consumption time period, the wastewater treatment may be performed at the same time as the switch to the wastewater storage tank 9b. Alternatively, since power is consumed to start the wastewater treatment device, the wastewater in all the wastewater storage tanks 9a and 9b may be treated together when all the wastewater storage tanks 9a and 9b exceed a predetermined water volume. When the wastewater treatment is performed when all the wastewater storage tanks 9a and 9b reach a predetermined water volume, the wastewater in the wastewater storage tanks 9a and 9b is discharged by switching sequentially. This allows the wastewater generated during the discharge time period to be discharged while being stored in multiple wastewater storage tanks. Furthermore, the number of times the wastewater treatment device is operated per day can be minimized.

制御部3は、貯留量測定手段8により排水貯留槽9の排水貯留量を把握する。制御部3は、排水貯留量と予測される排水発生量の関係に基づいて、予測された消費電力のピーク時間帯に排水を貯留できなくなることが予測される場合、信号送信手段17bを介して送水手段10を稼働させて排水貯留槽9から排水を送水する。消費電力のピーク時間前に排水処理すると判断した場合、直前のピーク時間前まで最大限排水を貯留して排水する。これにより、施設1の消費電力のピーク時間を避けて、最小回数で排水処理することができる。貯留量測定手段8により、排水貯留槽9の排水貯留量があらかじめ定めた量を下回ったことを検知し、排水処理工程を終了する。The control unit 3 grasps the amount of wastewater stored in the wastewater storage tank 9 using the storage amount measurement means 8. When the control unit 3 predicts that wastewater will not be able to be stored during the predicted peak power consumption time period based on the relationship between the wastewater storage amount and the predicted amount of wastewater generated, it operates the water supply means 10 via the signal transmission means 17b to supply wastewater from the wastewater storage tank 9. When it is determined that wastewater treatment should be performed before the peak power consumption time period, the maximum amount of wastewater is stored and discharged until just before the immediately preceding peak time. This makes it possible to avoid peak power consumption times for the facility 1 and perform wastewater treatment the minimum number of times. The storage amount measurement means 8 detects that the amount of wastewater stored in the wastewater storage tank 9 has fallen below a predetermined amount, and the wastewater treatment process is terminated.

排水貯留槽9を1槽備える排水処理装置において、排水貯留槽9の排水を実施する場合、排水工程が完了すると、制御部3は、バルブ22bの動作によって排水配管18b1の排水を止水する。複数の排水貯留槽9を切り替えて排水処理する場合、制御部3は、バルブ22bを切り替えて排水する排水貯留槽9を切り替える。排水貯留槽9の排水を順次排水し、排水工程が完了するとバルブ22bによる排水配管18b1の排水の止水を行う。In a wastewater treatment device equipped with one wastewater storage tank 9, when draining the wastewater storage tank 9, the control unit 3 stops the drainage of the drainage pipe 18b1 by operating the valve 22b when the drainage process is completed. When switching between multiple wastewater storage tanks 9 for wastewater treatment, the control unit 3 switches the valve 22b to switch the wastewater storage tank 9 from which to drain. The wastewater from the wastewater storage tank 9 is drained sequentially, and when the drainage process is completed, the valve 22b stops the drainage of the drainage pipe 18b1.

さらに、オゾン供給部11にオゾンガス貯蔵装置14を備える場合、消費電力のピーク時間帯を避けて排水処理に必要量のオゾンを貯蔵する。これにより、消費電力のピーク時間帯であっても、施設1の最大需要電力に影響を与えずに排水処理することができる。電力ピーク時間帯に排水処理できるため、排水貯留槽9を小型化し、排水処理装置を小さくできる。 Furthermore, if the ozone supply unit 11 is equipped with an ozone gas storage device 14, the amount of ozone required for wastewater treatment is stored avoiding peak power consumption hours. This allows wastewater treatment to be performed without affecting the maximum power demand of the facility 1, even during peak power consumption hours. Since wastewater treatment can be performed during peak power consumption hours, the wastewater storage tank 9 can be made smaller, and the wastewater treatment device can be made smaller.

なお、予測値と比べて実際に発生した排水量が多くなり、排水貯留槽9がいずれも排水の貯留槽があらかじめ定めた値を超過し、満水になった場合は、電力ピーク時間帯であっても排水処理を行う。これにより、排水貯留槽9から排水があふれることを防止する。 If the actual amount of wastewater discharged is greater than the predicted amount, and all of the wastewater storage tanks 9 exceed the predetermined value and become full, the system will perform drainage treatment even during peak power hours. This will prevent wastewater from overflowing from the wastewater storage tanks 9.

上記のように実施の形態1によれば、予測される施設1の消費電力のピーク時間帯を最大限避けて排水処理することにより、施設1で消費される電力を平準化できるため、施設1の最大需要電力の増大を抑制できる。また、排水処理装置を大型化する必要もないため施設1の維持管理コストを抑制できる。 As described above, according to the first embodiment, by performing wastewater treatment while avoiding as much as possible the peak hours of predicted power consumption of facility 1, the power consumed by facility 1 can be leveled out, thereby suppressing an increase in the maximum power demand of facility 1. In addition, since there is no need to enlarge the wastewater treatment device, the maintenance and management costs of facility 1 can be suppressed.

また、施設に配置される設備の稼働に起因して施設の排水量が増大するため、設備の稼働状況に関する情報に基づいて最適な時間帯に排水処理装置を稼働できる。さらに、排水装置を設置する施設の消費電力のピーク時間帯に排水貯留槽がいずれも満水になった場合、ピーク時間帯でもあっても排水処理することにより、排水が排水貯留槽から溢れることを防止する。排水処理を消費電力のピーク時間を可能な限り避けて実施することにより、施設の消費電力ピークを最大限抑制でき、排水処理設備を配置する施設全体の維持管理費用を抑制する。 In addition, because the amount of wastewater from a facility increases due to the operation of the equipment installed in the facility, the wastewater treatment device can be operated at the optimal time based on information on the equipment's operating status. Furthermore, if all of the wastewater storage tanks become full during peak power consumption hours of the facility in which the drainage device is installed, wastewater is treated even during peak hours, preventing wastewater from overflowing from the wastewater storage tanks. By performing wastewater treatment during times when peak power consumption is avoided as much as possible, the facility's peak power consumption can be minimized, and the maintenance costs of the entire facility in which the wastewater treatment equipment is installed can be reduced.

実施の形態2.
実施の形態2においては、ガス配管15を介してオゾン供給部11と排水貯留槽9、あるいは滞留槽19の両方、あるいはいずれか一方と接続する構成としたものである。
図7は、実施の形態2による排水処理装置の構成を示す図である。図においては、上記実施の形態1と同様の内容分は同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態2では、オゾン供給部11は、排水貯留槽9の下部、あるいは滞留槽19の下部にガス配管15を介して接続される。排水貯留槽9の上部には、滞留槽19と同様、排気配管20aを介して排オゾン分解塔21が接続される。オゾン供給部11の稼働開始動作中に発生するオゾンは、排水貯留槽9、あるいは滞留槽19に導入して排水に通気することにより、オゾンが分解される。これにより、オゾン供給部11の稼働開始動作、あるいは停止動作中に発生するオゾンを排水中の有機物の分解に利用し、発生したオゾンを無駄なく処理に利用できる。さらに、オゾン供給部11で発生したオゾンの濃度を、排オゾン分解塔21の前段で低減することにより、排気されるオゾン濃度が小さくなり排オゾン分解塔21を小型化できる。
Embodiment 2
In the second embodiment, the ozone supply unit 11 is connected to the wastewater storage tank 9 and/or the retention tank 19 via a gas pipe 15 .
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a wastewater treatment device according to the second embodiment. In the figure, the same reference numerals are used for the same contents as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. In the second embodiment, the ozone supply unit 11 is connected to the lower part of the wastewater storage tank 9 or the lower part of the retention tank 19 via a gas pipe 15. The upper part of the wastewater storage tank 9 is connected to the exhaust ozone decomposition tower 21 via an exhaust pipe 20a, as in the retention tank 19. The ozone generated during the start-up operation of the ozone supply unit 11 is introduced into the wastewater storage tank 9 or the retention tank 19 and aerated into the wastewater, whereby the ozone is decomposed. As a result, the ozone generated during the start-up operation or the stop operation of the ozone supply unit 11 is used for decomposing organic matter in the wastewater, and the generated ozone can be used for treatment without waste. Furthermore, by reducing the concentration of ozone generated in the ozone supply unit 11 in the upstream of the exhaust ozone decomposition tower 21, the exhaust ozone concentration is reduced, and the exhaust ozone decomposition tower 21 can be made smaller in size.

図5のステップS2、S3で示した消費電力のピーク時間帯および排水貯留槽の貯留量を算出することについては、特に手法を限定されるものではない。一例として、以下説明するようにAIを利用した機械学習装置を用いてもよい。There is no particular limitation on the method for calculating the peak power consumption time periods and the amount of storage in the drainage storage tank shown in steps S2 and S3 of Figure 5. As an example, a machine learning device using AI may be used as described below.

<学習フェーズ>
まず、学習フェーズとして、図8に示すように、例えば、上水の供給量(以下上水供給量)の入力B1、施設内の消費電力量(以下消費電力量)の入力B2を学習装置30のデータ取得部31に入力する。データ取得部31は、入力B1、B2を学習データとして取得する。本実施例では、入力B1、B2の2つで説明するが、全てを入力しなくてもよく、また、携帯端末による位置情報に基づいた人の人数なども加え、少なくとも1つ以上のデータを選択してもよい。また、変化量などデータの種類を追加してもよい。
<Learning Phase>
First, in the learning phase, as shown in Fig. 8, for example, an input B1 of the amount of clean water supply (hereinafter, clean water supply amount) and an input B2 of the amount of power consumption in the facility (hereinafter, power consumption amount) are input to the data acquisition unit 31 of the learning device 30. The data acquisition unit 31 acquires the inputs B1 and B2 as learning data. In this embodiment, two inputs B1 and B2 are described, but it is not necessary to input all of them. Also, at least one or more pieces of data may be selected by adding the number of people based on location information from a mobile device. Also, a type of data such as the amount of change may be added.

モデル生成部32は、データ取得部31から出力される入力B1、B2の組合せに基づいて作成される学習用データから、ピーク時間帯消費電力時の排水貯留槽の貯留量を学習する。すなわち、上水供給量の入力B1、消費電力量の入力B2からピーク時間帯消費電力時の排水貯留槽の貯留量を推論する学習済モデルを生成する。ここで学習用データは、上水供給量の入力B1および消費電力量の入力B2を互いに関連付けたデータである。
例えば、ピーク時間帯消費電力時の入力B1、B2と、ピーク時間帯以外の消費電力時の入力B1、B2を分類(クラスタリング)するためのモデルとして構成される。
モデル生成部32が用いる学習アルゴリズムは教師あり学習、教師なし学習、強化学習等の公知のアルゴリズムを用いることができる。一例として教師なし学習であるK平均法(クラスタリング)を適用した場合について説明する。教師なし学習とは、結果を含まない学習用データを学習装置に与えることで、それらの学習用データにある特徴を学習する手法をいう。
The model generation unit 32 learns the storage volume of the wastewater storage tank during peak power consumption hours from learning data created based on a combination of inputs B1 and B2 output from the data acquisition unit 31. That is, a trained model is generated that infers the storage volume of the wastewater storage tank during peak power consumption hours from the input B1 of the clean water supply volume and the input B2 of the power consumption volume. Here, the learning data is data in which the input B1 of the clean water supply volume and the input B2 of the power consumption volume are associated with each other.
For example, it is configured as a model for classifying (clustering) inputs B1 and B2 during peak power consumption times and inputs B1 and B2 during power consumption times other than peak power consumption times.
The learning algorithm used by the model generation unit 32 may be a known algorithm such as supervised learning, unsupervised learning, or reinforcement learning. As an example, a case where the K-means method (clustering), which is unsupervised learning, is applied will be described. Unsupervised learning is a method of learning features in learning data that does not include results by providing the learning device with the learning data.

モデル生成部32は、例えば、K平均法によるグループ分け手法に従って、いわゆる教師なし学習によりピーク時間帯消費電力時の排水貯留槽の貯留量の出力Cを学習する。K平均法とは、非階層型クラスタリングのアルゴリズムであり、クラスタの平均を用い、与えられたクラスタ数をk個に分類する手法である。The model generation unit 32 learns the output C of the storage volume of the wastewater storage tank during peak power consumption hours by so-called unsupervised learning, for example, according to a grouping method using the K-means method. The K-means method is a non-hierarchical clustering algorithm that uses the cluster mean to classify a given number of clusters into k.

モデル生成部32は、以上のような学習を実行することで学習済モデルを生成し、出力する。学習済モデル記憶部33は、モデル生成部32から出力された学習済モデルを記憶する。The model generation unit 32 generates and outputs a trained model by performing the above-mentioned learning. The trained model storage unit 33 stores the trained model output from the model generation unit 32.

<活用フェーズ>
次にこの学習済モデルを活用する活用フェーズについて図9を用いて説明する。推論装置40は、データ取得部41、推論部42を備える。データ取得部41は、上水供給量の入力B1、消費電力量の入力B2を取得する。推論部42は、学習済モデル記憶部33に記憶された学習済モデルを利用して得られるピーク時間帯消費電力時の排水貯留槽の貯留量の出力Cを推論する。すなわち、この学習済モデルにデータ取得部41で取得した入力B1、B2を入力することで入力B1、B2が、ピーク時間帯消費電力あるいはピーク時間帯以外の消費電力のいずれのクラスタに属する貯留量であるかを推論し、推論結果であるピーク時間帯消費電力時の排水貯留槽の貯留量を出力Cとして出力することができる。
<Utilization phase>
Next, the utilization phase in which this trained model is utilized will be described with reference to FIG. 9. The inference device 40 includes a data acquisition unit 41 and an inference unit 42. The data acquisition unit 41 acquires an input B1 of the amount of clean water supply and an input B2 of the amount of power consumption. The inference unit 42 infers an output C of the amount of storage in the wastewater storage tank during peak time period power consumption obtained by utilizing the trained model stored in the trained model storage unit 33. That is, by inputting the inputs B1 and B2 acquired by the data acquisition unit 41 to this trained model, it is possible to infer which cluster the inputs B1 and B2 belong to, the cluster of peak time period power consumption or the cluster of power consumption outside the peak time period, and output the inference result, the amount of storage in the wastewater storage tank during the peak time period power consumption, as the output C.

なお、上述の例では、入力B1、B2の2つの入力としたが、全てを入力しなくてもよく、また、携帯端末による位置情報に基づいた人の人数なども含めた少なくとも1つ以上のデータを選択してもよい。また、さらにそれぞれの変化量などデータの種類を追加してもよい。また、学習装置30、推論装置40は、図2で示されるプロセッサ200、記憶装置300によりハードウエア構成されていてもよい。また、上述ではK平均法によるクラスタリングで説明したが、クラスタリング可能な公知の方法であればよい。In the above example, two inputs B1 and B2 are used, but not all of them need to be input. At least one piece of data may be selected, including the number of people based on location information from a mobile device. Further types of data, such as the amount of change in each, may be added. The learning device 30 and the inference device 40 may be configured as hardware, including the processor 200 and storage device 300 shown in FIG. 2. Although the above describes clustering using the K-means method, any known method capable of clustering may be used.

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, the various features, aspects, and functions described in one or more embodiments are not limited to application to a particular embodiment, but may be applied to the embodiments alone or in various combinations.
Therefore, countless modifications not exemplified are assumed within the scope of the technology disclosed in the present specification, including, for example, modifying, adding, or omitting at least one component, and further, extracting at least one component and combining it with a component of another embodiment.

1:施設、2:データ取得手段、3:制御部、4a、4b:データ送信手段、5:記憶部、6:演算部、7:判断部、8:貯留量測定手段、9、9a、9b:排水貯留槽、10:送水手段、11:オゾン供給部、12:原料ガス供給手段、13:オゾン発生器、14:オゾンガス貯蔵装置、15、15a、15b:ガス配管、16:ガス注入手段、17a、17b:信号送信手段、18a、18b1、18b2、18c:排水配管、19:滞留槽、20、20a:排気配管、21、21a:排オゾン分解塔、22a、22b:バルブ。 1: Facility, 2: Data acquisition means, 3: Control unit, 4a, 4b: Data transmission means, 5: Memory unit, 6: Calculation unit, 7: Judgment unit, 8: Storage volume measurement means, 9, 9a, 9b: Wastewater storage tank, 10: Water supply means, 11: Ozone supply unit, 12: Raw gas supply means, 13: Ozone generator, 14: Ozone gas storage device, 15, 15a, 15b: Gas piping, 16: Gas injection means, 17a, 17b: Signal transmission means, 18a, 18b1, 18b2, 18c: Drainage piping, 19: Retention tank, 20, 20a: Exhaust piping, 21, 21a: Waste ozone decomposition tower, 22a, 22b: Valves.

Claims (4)

施設の排水処理を行う排水処理装置において、
前記施設の稼働状況に関するデータを入力するデータ取得手段と、
前記データ取得手段が取得したデータに基づき、前記施設の消費電力のピーク時間帯を予測する予測手段と、
前記予測手段が予測した前記消費電力のピーク時間帯を避けて、前記排水処理を行う制御部と、
排水を貯留する排水貯留槽と、
前記排水貯留槽に貯留された前記排水を送水する送水手段と、
前記送水手段により前記排水貯留槽から滞留槽に排水する間に前記排水にオゾンを注入するオゾン供給部と、
を備え、
前記排水貯留槽から排水を開始する前の稼働開始動作期間と、前記排水貯留槽から排水を終了した後の停止動作期間に前記オゾン供給部で発生するオゾンを、前記排水貯留槽あるいは前記滞留槽に導入して前記排水に通気することによりオゾンを分解除去し、排オゾン分解塔から大気開放することを特徴とする排水処理装置。
In a wastewater treatment device for treating wastewater from a facility,
A data acquisition means for inputting data relating to the operation status of the facility;
A prediction means for predicting a peak time period of power consumption of the facility based on the data acquired by the data acquisition means;
a control unit that performs the drainage treatment while avoiding the peak time period of the power consumption predicted by the prediction means;
A wastewater storage tank for storing wastewater;
A water supply means for supplying the wastewater stored in the wastewater storage tank;
an ozone supplying unit that injects ozone into the wastewater while the wastewater is being discharged from the wastewater storage tank to the retention tank by the water conveying means;
Equipped with
a wastewater treatment device, characterized in that ozone generated in the ozone supply unit during a start-up operation period before discharge from the wastewater storage tank is started and during a stop-operation period after discharge from the wastewater storage tank is completed is introduced into the wastewater storage tank or the retention tank and aerated into the wastewater, thereby decomposing and removing the ozone, and releasing the ozone to the atmosphere from the waste ozone decomposition tower .
前記施設の排水発生量を予測する手段と
記排水貯留槽の排水貯留量を把握する手段と、
をさらに備え、
前記排水貯留槽に貯留される前記排水を前記消費電力のピーク時間帯の前後のいずれかに排水処理することを特徴とする請求項1に記載の排水処理装置。
A means for predicting the amount of wastewater generated by the facility ;
A means for grasping the amount of wastewater stored in the wastewater storage tank;
Further equipped with
The wastewater treatment device according to claim 1, wherein the wastewater stored in the wastewater storage tank is treated either before or after the peak power consumption period.
前記消費電力のピーク時間帯の前後のいずれかに排水処理をする場合に前記送水手段の稼働を前記制御部が指示することを特徴とする請求項2に記載の排水処理装置。 The wastewater treatment device according to claim 2, characterized in that the control unit instructs the water conveying means to operate when wastewater treatment is performed either before or after the peak power consumption period. 前記施設の稼働状況を把握するデータは、前記施設の電力消費量、上水使用量の少なくとも1つ以上を用いることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の排水処理装置。 The wastewater treatment device according to claim 1 , wherein the data for grasping the operation status of the facility is at least one of an amount of power consumption and an amount of clean water consumption of the facility.
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