学会誌「EICA」

[論文] コスト評価指標に基づく循環式硝化脱窒プロセスの最適制御−ベンチマークプロセスを用いた制御の有効性評価−

内容

筆者らは，循環式硝化脱窒プロセスを対象として，放流水質の負荷と運転コストを経済的な指標で評価する評価関数に基づいた最適プロセス制御方式を提案してきた。この制御方式は，プロセスの最適化計算を行う上位系とプロセスの変動を抑制するためのフィードバックコントローラで構成される下位系の二層で構成されるもので、上位系では，流入水量と流入水質を入力し，評価関数を最小化するようにプロセスの操作量や下位系の目標値を計算するものである。下位系は，流入下水に変動があるような場合にも，上位系から供給された目標値に追従するように制御を行う制御系である。
前稿では，シミュレーションにより本制御系の有効性を示したが，実用化のためには，?最適化演算に計算時間がかかる，?沈殿池のモデルの記述を完全沈降モデルとしており，得られた演算結果を実際の運用に適用した場合，放流水へSSが流出する可能性があるため，SSの流出を考慮するモデルの必要性があるという課題があった。そこで，本稿では，前稿で提案した制御系に対して，?を解決するために最適化演算アルゴリズムの改良、?を解決するために放流水へのSS流出を表現する沈殿池モデルの導入，を行い，本制御系の有効性を一般的な制御系と比較評価することにより示す。

巻

9巻2号2004年

Page

91

題名

コスト評価指標に基づく循環式硝化脱窒プロセスの最適制御−ベンチマークプロセスを用いた制御の有効性評価−

Title

An Optimal Control Strategy for Predenifitrication Type of Biological Wastewater Treatment Process based on A Total Cost Index -

著者

○山中 理，小原卓巳，足利伸行，山本勝也 （（株）東 芝）

Authors

O. Yamanaka，T. Obara，N. Ashikaga and K.Yamamoto

著者表記

Author attribution

著者勤務先名

Office name

著者所属名

キーワード

下水，高度処理，窒素，最適制御，評価関数

Key Words

nonlinear optimal control，benchmarking，wastewater treatment，total cost index，process models

概要

筆者らは，循環式硝化脱窒プロセスを対象として，放流水質の負荷と運転コストを経済的な指標で評価する評価関数に基づいた最適プロセス制御方式を提案してきた。この制御方式は，プロセスの最適化計算を行う上位系とプロセスの変動を抑制するためのフィードバックコントローラで構成される下位系の二層で構成されるもので、上位系では，流入水量と流入水質を入力し，評価関数を最小化するようにプロセスの操作量や下位系の目標値を計算するものである。下位系は，流入下水に変動があるような場合にも，上位系から供給された目標値に追従するように制御を行う制御系である。
前稿では，シミュレーションにより本制御系の有効性を示したが，実用化のためには，?最適化演算に計算時間がかかる，?沈殿池のモデルの記述を完全沈降モデルとしており，得られた演算結果を実際の運用に適用した場合，放流水へSSが流出する可能性があるため，SSの流出を考慮するモデルの必要性があるという課題があった。そこで，本稿では，前稿で提案した制御系に対して，?を解決するために最適化演算アルゴリズムの改良、?を解決するために放流水へのSS流出を表現する沈殿池モデルの導入，を行い，本制御系の有効性を一般的な制御系と比較評価することにより示す。

Abstract

This paper evaluates the effectiveness of the hierarchical control scheme already proposed by the authors (Yamanaka et al., EICA, 8(2), 2003) based on the benchmark process presented in Copp et al., http://www.ensic.inpl-nancy.fr/COSTWWTP/. The control scheme consists of a higher-level set-points optimizer and lower-level dynamic controllers.