以下のページでは、Sumo で利用可能なプロセスユニットの一覧と、その機能の簡単な説明を示します。
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一定容積で理想混合された濃度を持つ連続撹拌槽反応槽(Continuously Stirred Tank Reactor)。 |
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Aeration options(曝気オプション):
Dissolved oxygen handling(溶存酸素の取り扱い):
Alpha factor options(アルファ係数オプション):
Museum モデル用には簡略化した CSTR モデルが用意されています。
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一定容積を持ち、個々のセグメント内で理想混合された濃度を持つ押出流れ反応槽(Plug Flow Reactor)。 |
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一定容積を持ち、個々のセグメント内で理想混合された濃度を持つ押出流れ反応槽で、流入水/RAS の分配および内部循環を備える。 |
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高純度酸素を用いて曝気する押出流れ反応槽で、ステップ流入オプションを備える。 |
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時系列で区切られた各フェーズのサイクルと、沈降のための槽構造について、さまざまな設定が可能な連続回分式反応槽(Sequencing Batch Reactor)。 |
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Typical SBR(標準 SBR):
反応、沈降、上澄み排出、引き抜きといった時系列フェーズを固定された順序で備えます(アイドルフェーズも利用可能)。反応フェーズにおいて槽は理想混合とみなされます。上澄み排出と汚泥引き抜きは、TSS 濃度をセットポイントとして計算されます。
Flexible SBR(フレキシブル SBR):
反応、沈降、上澄み排出、引き抜きといった時系列フェーズを、ユーザー設定に基づいて柔軟な順序で備えます。反応フェーズにおいて槽は理想混合とみなされます。上澄み排出と汚泥引き抜きは、TSS 濃度をセットポイントとして計算されます。底部流入サイクルも可能です。
Layered SBR with calculated DO(calculated DO を用いた多層 SBR):
混合、沈降、曝気がサイクルのフェーズに応じて計算される、複数の多層槽です。沈降モデルは 1D 多層沈殿池(1D layered clarifier)モデルと同一です。typical および flexible のサイクル構成でも利用できますが、calculated DO の取り扱いに限定されます。
Manual SBR(手動 SBR):
Typical または Flexible SBR のロジックとは対照的に、この場合は動的テーブルを用いて運転ロジックを設定し、運転の各フェーズを識別します。もう一つの用途は、プラント全体(plantwide)の Excel コードを用いた可変フェーズロジックの実装です。単純なフェーズ分離版と、多層フラックスモデル版の両方が利用できます。
Single prezone SBR(単一プレゾーン SBR):
この複雑なプロセスユニットでは、流入がプレゾーンに入り、そのプレゾーンは主反応槽と水理学的につながっています(両者の水位は同一)。現時点では、単純なフェーズ分離オプションと組み合わせたフレキシブルサイクルロジックで利用できます。
詳細については、Process unit descriptions のページを参照してください。
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理想混合されたバルク相と保存的なメディアを持ち、固定した膜厚の SumoBioFilm モデルを用いる流動床式生物反応槽(Moving Bed BioReactor)。 |
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DO control options(DO 制御オプション):
Museum モデル用には簡略化した MBBR モデルが用意されています(この場合、曝気はモデル化されないため、DO はバルク相で設定されます)。
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固定した膜厚の SumoBioFilm モデルを用いる上向流式生物曝気ろ床(Upflow Biological Aerated Filter)。 |
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DO control options(DO 制御オプション):
逆洗(backwash)は連続的なプロセス流れとしてシミュレートされます。
詳細については、Process unit descriptions のページを参照してください。
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汚泥の上部に一定のガス容積を持つ理想混合された密閉槽で、適切なガス移動計算を行う。 |
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固定した膜厚の SumoBioFilm モデルを用いる膜曝気型バイオフィルム反応槽(Membrane Aerated Biofilm Reactor)。 |
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バイオフィルムは層に分割され、拡散、内部固形物移動、変位、付着、剥離が、層間および最外層とバルク相との間の移動プロセスとして計算されます。
バルク相では散気式曝気が利用でき、次の DO 制御オプションがあります。
アルファ係数は CSTR モデルと同様に predicted または input を選べます。
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理想混合されたバルク相と、グラニュール状バイオフィルム拡張(固定した膜厚)を持つ連続回分式反応槽。 |
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2 つの SBR 運転モードが提供されます。
バルク相では散気式曝気が利用でき、次の DO 制御オプションがあります。
アルファ係数は CSTR モデルと同様に predicted または input を選べます。
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上向流式嫌気性汚泥床反応槽(Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor、嫌気性消化槽モデルの上に構築)。 |
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詳細については、Process unit descriptions のページを参照してください。
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固定した膜厚と制御された DO 移動を持つ SumoBioFilm を用いる散水ろ床(Trickling filter)。 |
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バイオフィルムは層に分割され、拡散、内部固形物移動、変位、付着、剥離が、層間および最外層とバルク相との間の移動プロセスとして計算されます。バルク相の容積は、生物活性の観点からは無視できます。
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脱窒ろ床のシミュレーションを記述するための三次処理プロセスユニット。 |
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一定容積または可変容積で、理想混合された濃度を持つ膜分離活性汚泥反応槽(Membrane BioReactor)。 |
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Dissolved oxygen handling(溶存酸素の取り扱い):
可変反応槽容積の場合は、calculated DO オプションのみ利用できます。アルファ係数は CSTR モデルと同様に predicted または input を選べます。
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可変容積の汚泥および水のサブ区画を持つ池/ラグーン。 |
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流入水(influent)は、プラントへ流入する下水の流れを表します。このプロセスユニットでは、COD(物質収支をこれに基づいて行えるため推奨される方法)または BOD および TSS に基づいて、流入する下水の組成を定義します。Sumo は 3 種類の流入水指定方法を提供します。
多くの場合は concentration based オプションが使用されます(既定の選択肢でもあります)。このタイプの流入水については、利用可能な実験室データや米国での一般的な値に基づいて適切な流入水フラクションを設定する際のガイドとして、便利な Influent tool が提供されています。mass flow based オプションは特定の用途により適する場合があり、state variable based オプションは、例えばモデル化したあるプラントのシミュレーション結果を別のプラントモデルへ移す場合に便利です。
モデル化で pH を考慮する場合、pH の指定は次のアプローチで行えます。
influent プロセスユニットと同様ですが、初沈からの処理水を表します。指定オプションは influent と同一で、専用の Primary effluent tool も利用できます。
carbon ユニットは、次の 3 種類の炭素源を添加するために使用できます。
添加タイプは濃度または質量流量を選べます。
metal ユニットは、次の金属塩を添加するために使用できます。
金属添加の入力は、次のオプションに基づいて指定できます。
上記のオプションでは、薬品の濃度が入力となります。次の選択肢が利用できます。
上記の任意の組み合わせを使用できます。
ASM2D Museum モデル用には、経験的な金属添加オプションが利用できます。
chemicals ユニットは、次の薬品を添加するために使用できます。
薬品添加の入力は、次のオプションに基づいて指定できます。
上記のオプションでは、薬品の濃度が入力となります。次の選択肢が利用できます。
上記の任意の組み合わせを使用できます。
作図ボード上で清浄な洗浄水の入力を表すための専用プロセスユニット。状態変数は検出下限値に設定され、アルファ係数は 1 に設定されます。ただし、成分濃度はカスタマイズできます。
プラントから流出する処理水の流れを表すための専用プロセスユニット。このユニットは結果の報告のみに使用されるため、指定項目はありません。
プラントから流出する汚泥の流れを表すための専用プロセスユニット。4 種類の汚泥を指定でき、この選択は(処分費用を通じて)運転コストの見積もりにのみ影響します。
プラントから流出する市販可能な製品の流れ(例:リン回収由来)を表すための専用プロセスユニット。このユニットは結果の報告のみに使用されるため、指定項目はありません。
汚泥処理のみをモデル化の目的とする場合に、汚泥の入力流れを表すための専用プロセスユニット。4 種類の汚泥を指定できます。
food waste の場合は、さらに 5 つのタイプを指定できます。
行った選択に応じて、代表的な濃度と流入水フラクションがあらかじめ設定されます。
多くの場合、プラントのレイアウトには流れの分配器(divider)が用いられます。Sumo は、同一の基礎モデルを持つ 2 つの幾何形状のバリエーションを提供します。
2 本の流出管への流れの分配は、次のように指定できます。
分配器の運転は、次のように指定できます。
多くの場合、プラントのレイアウトには流れの合流器(combiner)が用いられます。Sumo は、同一の基礎モデルを持つ 3 つの幾何形状のバリエーションを提供します。
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理想混合された濃度を持つ可変容積槽で、流量調整のためのポンプ流出と越流を備える。 |
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指定した固形物除去率と底部流固形物濃度を持つ、物質収支に基づく無容積の点分離器モデル。 |
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指定した入力 VSS 増分または除去グリット質量を持つ、物質収支に基づく無容積の点分離器モデル(渦式沈砂池)。 |
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指定した FOG(fat, oil and grease:油脂)除去率と除去 FOG 流量フラクションを持つ、物質収支に基づく無容積の点分離器モデル。 |
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3 つの複雑さのレベル(無容積の点分離器、3 区画モデル、1D 多層フラックスモデル)のオプションを持つ、高効率初沈モデル。 |
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3 つの複雑さのレベル(無容積の点分離器、3 区画モデル、1D 多層フラックスモデル)のオプションを持つ、従来型初沈モデル。 |
Volumeless model(無容積モデル):
従来型ユニットは、さまざまな入力パラメータの組み合わせを持つ物質収支に基づく代数モデルを用います。
高効率ユニットは、固定汚泥流量と、指定した固形物/コロイド除去率を持つ物質収支に基づく代数モデルを用います。ユニット全体は既定で非反応性であり、ポリマー添加量はコスト計算のみを目的とします。
Three-compartment model(3 区画モデル):
従来型と高効率のいずれのユニットも、供給ウェル(feed well)、清澄水区画、汚泥床(それぞれに反応性容積を提供)で構成され、無容積の点分離器モデルで相互接続されています(詳細は Process unit specific models の章に記載されています)。供給ウェルではポリマーを添加できます。溶出流れ(elutriation flow)により、汚泥床から清澄液への自然循環または強制循環が可能となり、溶存成分の拡散を考慮します。Sumo は、次の入力パラメータの組み合わせを持つ 3 区画初沈モデルを提供します。
1D layered model(1D 多層モデル):
従来型 1D 多層ユニットは、沈殿池容積の各層間の固形物フラックス交換を扱い(層の数はカスタマイズ可能)、処理水固形物濃度を予測する三重指数沈降速度モデルを用います(詳細は Process unit specific models の章に記載されています)。容積は既定で反応性ですが、非反応性に設定することもできます。流入位置(深さ)と汚泥流量はユーザーが指定します。沈降パラメータは、ゾーン沈降実験室試験から導出できます(この目的のために Vesilind settling parameters tool が提供されています)。
高効率 1D 多層ユニットは、沈殿池容積の各層間の固形物フラックス交換を扱い(層の数はカスタマイズ可能)、処理水固形物濃度を予測する三重指数沈降速度モデルを用います(詳細は Process unit specific models の章に記載されています)。容積は既定で反応性です。増加係数を用いて計画表面積(ラメラ構造により拡大される)を計算し、流入位置(深さ)と汚泥流量はユーザーが指定します。沈降パラメータは、ゾーン沈降実験室試験から導出できます(この目的のために Vesilind settling parameters tool が提供されています)。
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3 つの複雑さのレベル(無容積の点分離器、3 区画モデル、1D 多層フラックスモデル)のオプションを持つ、高効率沈殿池モデル。 |
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3 つの複雑さのレベル(無容積の点分離器、3 区画モデル、1D 多層フラックスモデル)のオプションを持つ、従来型沈殿池モデル。 |
Volumeless model(無容積モデル):
従来型ユニットは、さまざまな入力パラメータの組み合わせを持つ物質収支に基づく代数モデルを用います。
高効率ユニットは、固定汚泥流量と、指定した固形物/コロイド/溶存物質のパーセントを持つ物質収支に基づく代数モデルを用います。容積は既定で非反応性であり、ポリマー添加量はコスト計算のみを目的とします。
Three-compartment model(3 区画モデル):
従来型と高効率のいずれのユニットも、供給ウェル、清澄水区画、汚泥床(それぞれに反応性容積を提供。ただし従来型沈殿池の清澄相を除く)で構成され、無容積の点分離器で接続されています(詳細は Process unit specific models の章に記載されています)。供給ウェルではポリマーを添加できます。Sumo は、次の入力パラメータの組み合わせを持つ、最終段およびA段沈殿池向けの 3 区画モデルを提供します。
A段沈殿池では、溶出流れにより汚泥床から清澄液への自然循環または強制循環が可能となり、溶存成分の拡散を考慮します。
1D layered model(1D 多層モデル):
従来型ユニットは、沈殿池容積の各層間の固形物フラックス交換を扱い(層の数はカスタマイズ可能)、処理水固形物濃度を予測する三重指数沈降速度モデルを用います(詳細は Process unit specific models の章に記載されています)。容積は既定で非反応性ですが、反応性に設定することもできます。流入位置(深さ)と汚泥流量はユーザーが指定します。沈降パラメータは、SVI から推定(およびその逆)するか、ゾーン沈降実験室試験から導出できます(この目的のために Vesilind settling parameters tool が提供されています)。
高効率ユニットは、沈殿池容積の各層間の固形物フラックス交換を扱い(層の数はカスタマイズ可能)、処理水固形物濃度を予測する三重指数沈降速度モデルを用います(詳細は Process unit specific models の章に記載されています)。容積は既定で反応性です。増加係数を用いて計画表面積(ラメラ構造により拡大される)を計算し、流入位置(深さ)と汚泥流量はユーザーが指定します。沈降パラメータは、SVI から推定(およびその逆)するか、ゾーン沈降実験室試験から導出できます(この目的のために Vesilind settling parameters tool が提供されています)。
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固形物と FOG(fat, oil and grease:油脂)を同時に除去するための、物質収支に基づく無容積の加圧浮上分離(Dissolved Air Flotation)モデル。 |
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3 つの複雑さのレベル(無容積の点分離器、3 区画モデル、1D 多層フラックスモデル)のオプションを持つ濃縮槽モデル。 |
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3 区画ユニットは、供給ウェル、清澄水区画、汚泥床(それぞれに反応性容積を提供。ただし清澄相を除く)で構成され、無容積の点分離器で相互接続されています(詳細は Process unit specific models の章に記載されています)。供給ウェルではポリマーを添加できます。溶出流れにより、汚泥床から清澄液への自然循環または強制循環が可能となり、溶存成分の拡散を考慮します。Sumo は、次の入力パラメータの組み合わせを持つ 3 区画濃縮槽モデルを提供します。
1D 多層モデルは、沈殿池容積の各層間の固形物フラックス交換を扱い(層の数はカスタマイズ可能)、処理水固形物濃度を予測する三重指数沈降速度モデルを用います(詳細は Process unit specific models の章に記載されています)。容積は既定で非反応性ですが、反応性に設定することもできます。流入位置(深さ)と汚泥流量はユーザーが指定します。沈降パラメータは、ゾーン沈降実験室試験から導出できます(この目的のために Vesilind settling parameters tool が提供されています)。
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汚泥の脱水プロセスを記述するための、一般モデルおよび予測モデルの無容積モデル。 |
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2 つの高度な無容積ユニットは、機構論的モデリングアプローチを用いて、さまざまなタイプの脱水ユニットについて汚泥の結合水分量と脱水性をシミュレートおよび予測します。
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逆洗流れを持つ、物質収支に基づく無容積の点分離器モデル。 |
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内部逆洗流れを持つ、物質収支に基づく無容積の点分離器モデル。 |
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指定した底部流フラクションと状態変数分離を持つ、物質収支に基づく無容積の点分離器モデル。 |
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表面積を持たない簡略化した無容積の膜分離器モデルで、逆浸透(RO)の物質収支とスケーリングリスクのモデル化を目的として設計されている。 |
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| Recovery options(回収オプション) | Brine recirculation options(濃縮水循環オプション) |
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・ Recovery ratio(回収率、透過水流量フラクション)
・ Permeate flow(透過水流量)
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・ Not recirculated(循環しない)
・ Specified fraction of brine recirculated(指定した割合の濃縮水を循環)
・ Specified flow of brine recirculated(指定した流量の濃縮水を循環)
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下記に挙げるさまざまな指定オプションが利用できる、理想的で物質収支に基づく無容積の固形物分離ユニット。 |
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Sumo の代数モデルの能力を示すための活性汚泥設計例。設計負荷、SRT、MLSS から反応槽容積と汚泥発生量を計算する単純な活性汚泥設計。 |
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溶存の難分解性有機物を分解可能なフラクションへ変換する高度酸化プロセス(Advanced oxidation process)。 |
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Deflocculator は、汚泥へのポンプ送りの影響を模擬するプロセスユニットです。フロックの構造を壊し、下水中のコロイド分を増加させるもので、Sumo2C モデル向けに開発された。 |
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ストルバイトまたはリン酸カルシウムを生成するリン回収技術のための専用プロセスユニット。 |
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いずれにおいても、pH 上昇のために炭酸水素塩をストリッピングする曝気と、苛性ソーダ添加が利用できます。
次の添加オプションが利用できます。
薬品添加の入力は、次のオプションに基づいて指定できます。
上記のオプションでは、薬品の濃度が入力となります。次の選択肢が利用できます。
上記の任意の組み合わせを使用できます。
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Temperature adjustment ユニットは、液体流れの温度を上昇させるためのエネルギー需要を計算できるよう用意されている。 |
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THP、別名 thermal hydrolysis(熱加水分解)ユニットは、汚泥の物理的処理を記述する。技術固有の熱および圧力条件下での粒子状物質の可溶化への影響を、代数計算を用いてモデル化する。粒子状物質は溶存成分へ変換される。 |
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Sumo の集水域・河川(catchments and rivers)拡張機能により、ユーザーは下水道管路、プラント、河川を同一の構成内で扱えます。この機能は、プロセスユニットに統合された 2 つの簡略化したプロセスモデル(1 つは都市下水道システム用、もう 1 つは河川システム用)を用いており、モデルコネクタを使って標準のフルプラント Sumo モデルに接続できます。
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経験的な浸入モデルと、窪地貯留、蒸発、集水域水文(流出タンクで表現)を伴う晴天時流量および流出発生を持つ、単純な都市集水域。収集システムはオンライン容積として表現される。 |
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経験的な浸入モデルおよび基底流量モデルと、窪地貯留、蒸発、集水域水文(流出タンクで表現)を伴う流出発生を持つ、単純な河川集水域(自然流域)。 |
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固形物の沈降と混合を伴う都市下水道システム向けの、越流および背水影響を持つ円形管。 |
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固形物の沈降と混合を伴う都市下水道システム向けの、越流および背水影響を持つ矩形管。 |
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都市下水道システム向けの、越流と単純なスクリーンを持つ可変容積のオフラインタンクモデル。 |
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都市下水道システム向けにカスタマイズされた、状態変数ベースの単純な流入水プロセスユニット。 |
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単純な生物反応速度(硝化および BOD 反応、再曝気、光合成/呼吸)、BOD の沈降、および開水路流れとしてモデル化された水理を持つ河川区間で、下水/WRRF 処理水入力(放流)のための専用ポートを備える。 |
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都市下水道システム要素とともに使用する単純な流れの合流器プロセスユニット。 |
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河川システム要素とともに使用する単純な流れの合流器プロセスユニット。 |
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都市下水道システムと Sumo モデルの間をインターフェースするためのコネクタプロセスユニット(状態変数の変換を扱う)。 |
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都市下水道システムと河川モデルの間をインターフェースするためのコネクタプロセスユニット(状態変数の変換を扱う)。 |
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Sumo と河川モデルの間をインターフェースするためのコネクタプロセスユニット(状態変数の変換を扱う)。 |
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大・中・小のイベントによって生じる希釈、補充、再懸濁を用いて、日平均値から動的な流量と汚濁物質の質量流量を合成する固有モデル。 |
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気象パラメータのための特殊ユニットで、気象パラメータをまとめてマッピングするために使用できる。 |
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プロセスに必要な空気流量の電力需要を計算する送風機(ブロワ)エネルギー計算ユニット。 |
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3 種類のエネルギー計算オプションが、次のものに基づいて利用できます。
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入力効率モデルまたは計算効率モデルを用いて、施設の発電および熱発生能力を推定する熱電併給(Combined heat and power)ユニット。 |
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Efficiency calculation options(効率計算オプション):
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ガス組成モデルを統合したバイオガスタンクで、入力ガス流量パラメータを用い、越流したバイオガスをフレアへ送ることを可能にする。 |
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CHP ユニットの外部でガスが燃焼されているかどうかを示す単純なフレアユニット。入力メタンガス質量流量を用い、温室効果ガス排出計算に関与する。 |
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単一の送風機グループから複数の曝気槽へ空気を供給できるようにする空気流コネクタ。 |
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複数の消化槽または UASB ユニットを単一のバイオガスタンクまたは CHP ユニットに接続できるようにするバイオガス流合流器。 |
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単一の消化槽/UASB ユニットから異なるバイオガスタンクまたは CHP ユニットへ供給できるようにするバイオガス流分配器。 |
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プラント全体(plantwide)ユニットの目的は、同一プロジェクト内の異なるユニット間での計算をユーザーが設定できるようにすることです。代表的な使用例は、制御変数が操作変数と異なる場所にある可能性のあるコントローラです。
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Continuous P controller は、離散 PID コントローラの比例部分を用いる。操作変数が状態変数として扱われるため連続的であり、積分ステップごとに再計算される。 |
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Deadband controller は、制御変数の値を制御範囲と比較した結果に基づいて、操作変数を低い値と高い値の間で切り替えるよう設定できる。 |
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離散 PID コントローラ、速度形式。操作変数はあらかじめ定義した時間ステップごとに再計算される。比例、積分、微分ゲインが入力パラメータである。 |
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Ratio controller は連続コントローラで、操作変数の値と制御変数の比が、ユーザー定義のパラメータ値によって固定される。 |
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Switch controller は、制御変数の値をしきい値と比較した結果に応じて、操作変数を 2 つの値の間で連続的に切り替える。 |
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Time based on/off controller は、ユーザー定義のサイクルに基づいて操作変数を 2 つの値の間で変化させる。 |
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統計ユニットは、測定値との比較に必要な形式でシミュレーション結果を生成するための便利なツールです。
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Cycle based totalizer は、ユーザーが設定したサイクル時間について変数を積分する。時間単位の動的な流入流量入力テーブルから、日総流量を提供できる。 |
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Min/Max ユニットは連続値サンプリングユニットで、ステップごとにシミュレーション期間の最小変数値と最大変数値を保存し、ユーザー向けの出力として提供する。 |
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Moving average ユニットは離散値サンプリングユニットで、指定した時間ステップごとに変数値を保存し、ユーザー定義の平均時間期間の平均値を提供する。 |
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Noise ユニットは、変数に測定ノイズを付加する。ノイズは白色ノイズまたはガウスノイズを選べる。 |
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Response time ユニットは、測定変数に零次遅れ関数を適用し、センサーの応答時間の影響を模擬する。 |
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Totalizer ユニットは、選択した変数をシミュレーション時間について積分する。 |
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