技术领域本发明涉及设置于污水处理设备等且具备包括好氧槽在内的生物反应槽的水处理系统。尤其涉及上述水处理系统中的好氧槽的曝气风量的控制。
背景技术：
以往，已知有在生活排水等的排水处理中，使用活性污泥净化排水的水处理系统。这样的水处理系统例如具备贮留原水（流入污水）的原水槽、对原水和活性污泥相混合的活性污泥混合液（以下简称为“混合液”）中的污染物质进行生物处理的一系列的生物反应槽、和从混合液中沉淀分离污泥的沉淀槽。一系列的生物反应槽包括厌氧槽、无氧槽以及好氧槽等，在这些反应槽中进行原水中含有的碳类有机物、含氮化合物、含磷化合物等污染物质的去除。在上述水处理系统中，好氧槽内具备用于对混合液进行曝气的曝气装置。通过对混合液进行曝气，可以提高活性污泥微生物的活动所需的混合液中的溶解氧浓度，或者可以对混合液进行搅拌。当通过曝气装置向好氧槽的混合液供给的空气量（以下称为“曝气风量”）不足时，处理水的水质恶化。为了防止这一问题，提出了基于好氧槽内的氨态氮浓度对好氧槽的曝气风量进行反馈控制的结构（参照专利文献1）。此外，除了好氧槽内的氨态氮浓度以外还对流入一系列的生物反应槽中的原水的氨态氮浓度进行测定，并且基于原水的氨态氮浓度对曝气风量进行前馈控制的结构也被提出（参照专利文献2）。现有技术文献：专利文献：专利文献1：日本特开2005-199116号公报；专利文献2：日本特开2012-66231号公报。
技术实现要素：
发明要解决的问题：然而，在如上所述的除了反馈控制以外还进行前馈控制的结构中，也同样存在难以达到适当的曝气风量的情况。本发明鉴于上述问题而形成，其目的是提供能够适当地控制向好氧槽的混合液供给的空气量的水处理系统以及该系统的曝气风量控制方法。解决问题的手段：根据本发明的一种形态的水处理系统具备：具有配备曝气装置的好氧槽、和设置于该好氧槽的上游侧的至少一个以上的厌氧槽或无氧槽，并且基于活性污泥法进行水处理的一系列的生物反应槽；测定所述好氧槽的活性污泥混合液的氨态氮浓度的第一测氨计；测定流入所述一系列的生物反应槽的原水的氨态氮浓度的第二测氨计；基于作为所述曝气装置的曝气风量的目标值的目标操作量控制所述曝气装置的曝气风量的曝气风量控制装置；和生成所述目标操作量的曝气风量计算装置；所述曝气风量计算装置具有：反馈控制系统，该反馈控制系统包括基于所述好氧槽的活性污泥混合液的氨态氮浓度与其设定值之间的偏差生成反馈目标操作量信号的第一操作量计算单元；前馈控制系统，该前馈控制系统包括根据所述原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量生成先行目标操作量信号的第二操作量计算单元；和加法运算单元，该加法运算单元将所述反馈目标操作量信号以及所述先行目标操作量信号进行加法运算而生成所述目标操作量。根据上述结构，基于好氧槽的活性污泥混合液的氨态氮浓度执行反馈控制，且执行与原水氨态氮浓度的单位时间内的变化量相对应的前馈控制。借助于此，可以从原水氨态氮浓度变化的开始起与之相匹配地改变曝气风量，因此即使是对于难以通过反馈控制追随的氨态氮浓度的急剧变化，也能够控制为适当的曝气风量。又，在原水的氨态氮浓度的值本身较高但是单位时间内的变化量较小的情况下，可以减小由前馈控制进行的曝气风量的变化。在这样的情况下，仅通过反馈控制便能够充分应对，因此抑制因前馈控制而引起的过剩的曝气风量的变化，可以控制为适当的曝气风量且谋求电力的节省。也可以是所述第二操作量计算单元形成为如下结构：算出与所述原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量相对应的先行目标操作量，并且生成使该先行目标操作量的减少在规定的期间得到抑制的所述先行目标操作量信号。根据该结构，在原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量表示原水的氨态氮浓度的上升的情况下，在使与该变化量相对应的操作量成为曝气风量的先行目标操作量后，即使原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量表示原水的氨态氮浓度的减少的情况下，也能够使先行目标操作量的减少在规定的期间得到抑制。因此，在氨态氮浓度的上升时，迅速地执行跟随着好氧槽的活性污泥混合液中氨态氮浓度的上升的曝气风量的增加控制，与此同时，在氨态氮浓度的减少时，抑制因前馈控制而引起过剩的曝气风量的变化，从而能够可靠地进行好氧槽中的曝气处理且可靠地减少处理后的氨态氮浓度。也可以是所述规定的期间形成为能够根据所述一系列的生物反应槽中活性污泥混合液的滞留时间进行设定的结构。曝气处理所需的时间随着一系列的生物反应槽中的活性污泥混合液的滞留时间而变化，因此根据活性污泥混合液的滞留时间改变抑制曝气风量的减少的期间，从而能够可靠地进行好氧槽中的曝气处理且可靠地减少处理后的氨态氮浓度。也可以是所述第二操作量计算单元形成为如下结构：算出与所述原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量相对应的先行目标操作量，并且生成至少一个复制波形，所述至少一个复制波形从表示该先行目标操作量随时间变化的基准波形起在时间轴方向上逐一错开规定的第一单位期间，并且根据所述规定的期间选择所述基准波形以及所述复制波形中的至少两个波形，在所选择的波形中选择所述先行目标操作量最大的值，以此生成所述先行目标操作量信号。根据该结构，通过复制并重叠基准波形，实现先行目标操作量的减少在减少抑制期间得到抑制这样的处理。因此，能够使该处理成为比较简单的运算处理。又，根据本发明的另一种形态的水处理系统的曝气风量控制方法是具备一系列的生物反应槽的水处理系统的曝气风量控制方法，所述一系列的生物反应槽具有配备曝气装置的好氧槽、和设置于该好氧槽的上游侧的至少一个以上的厌氧槽或无氧槽，并且基于活性污泥法进行水处理，所述曝气风量控制方法具有：基于作为所述曝气装置的曝气风量的目标值的目标操作量控制所述曝气装置的曝气风量的风量控制工序；和生成所述目标操作量的目标操作量计算工序；所述目标操作量计算工序具有：测定所述好氧槽的活性污泥混合液的氨态氮浓度的混合液测定工序；测定流入所述一系列的生物反应槽的原水的氨态氮浓度的原水测定工序；基于所述好氧槽的活性污泥混合液的氨态氮浓度与其设定值之间的偏差生成反馈目标操作量信号的反馈信号生成工序；根据所述原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量生成先行目标操作量信号的先行信号生成工序；和将所述反馈目标操作量信号以及所述先行目标操作量信号进行加法运算而生成所述目标操作量的操作量生成工序。根据上述方法，基于好氧槽的活性污泥混合液的氨态氮浓度执行反馈控制，且执行与原水氨态氮浓度的单位时间内的变化量相对应的前馈控制。借助于此，可以从原水氨态氮浓度变化的开始起与之相匹配地改变曝气风量，因此即使是对于难以通过反馈控制追随的氨态氮浓度的急剧变化，也能够控制为适当的曝气风量。又，在原水的氨态氮浓度的值本身较高但是单位时间内的变化量较小的情况下，可以减小由前馈控制进行的曝气风量的变化。在这样的情况下，仅通过反馈控制便能够充分应对，因此抑制因前馈控制而引起的过剩的曝气风量的变化，可以控制为适当的曝气风量且谋求电力的节省。也可以是所述先行信号生成工序算出与所述原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量相对应的先行目标操作量，并且生成使该先行目标操作量的减少在规定的期间得到抑制的所述先行目标操作量信号。根据该方法，在原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量表示原水的氨态氮浓度的上升的情况下，在使与该变化量相对应的操作量成为曝气风量的先行目标操作量后，即使原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量表示原水的氨态氮浓度的减少的情况下，也能够使先行目标操作量的减少在规定的期间得到抑制。因此，在氨态氮浓度的上升时，迅速地执行跟随着好氧槽的活性污泥混合液中氨态氮浓度的上升的曝气风量的增加控制，与此同时，在氨态氮浓度的减少时，抑制因前馈控制而引起过剩的曝气风量的变化，从而能够可靠地进行好氧槽中的曝气处理且可靠地减少处理后的氨态氮浓度。发明效果：根据本发明，能够适当地控制向好氧槽的混合液供给的空气量。附图说明图1是示出根据本发明的一种实施形态的再生水制造系统的概略结构图；图2是示出再生水制造系统的控制结构的框图；图3是示出曝气风量计算部的信号传递的框图；图4是示出FF操作量函数的特征的图表；图5是例示原水的氨态氮浓度的随时间变化的图表以及基于该图表生成的先行目标操作量信号中含有的FF操作量的随时间变化的图表；图6是示出应用本实施形态的再生水制造系统中的各槽的氨态氮浓度以及曝气风量随时间变化的图表；符号说明：1再生水制造系统（水处理系统）；5好氧槽；9曝气装置；10生物反应槽；31原水测氨计（第二测氨计）；32好氧槽测氨计（第一测氨计）；40控制装置；41曝气风量计算部（曝气风量计算装置）；48前馈控制系统；49反馈控制系统；72FB操作量计算单元（第一操作量计算单元）；73微分计算单元（第二操作量计算单元）；74FF操作量函数单元（第二操作量计算单元）；75期间设定单元（第二操作量计算单元）；76前馈增益单元（第二操作量计算单元）；91曝气风量控制部（曝气风量控制装置）。具体实施方式[得到根据本发明的一种形态的原委]本发明的发明人等对于现有结构（专利文献2的结构）即、除了基于好氧槽内的活性污泥混合液的氨态氮浓度控制曝气风量的反馈控制以外，还进行基于流入一系列的生物反应槽内的原水的氨态氮浓度控制曝气风量的前馈控制的结构中，存在无法适当地控制向好氧槽的混合液供给的空气量的情况，研究了其原因。其结果是，本发明的发明人等发现上述现有结构中存在如下所述的问题。首先，在现有结构中，根据原水的氨态氮浓度值本身控制曝气风量。在原水的氨态氮浓度上升较快时，会发生生物反应槽中的反应迟缓，因此将对曝气风量的操作量设定为较大，从而即便在这样的情况下也能将处理水的氨态氮浓度抑制在限定值以下。然而，在原水的氨态氮浓度的上升缓慢时，不会发生生物反应槽中的反应迟缓，因此设定为这样较大的操作量会导致即便是相同的原水的氨态氮浓度也变成过剩的曝气风量。因此，本发明的发明人等在经过深刻研究之后想到了一方面在反馈控制中基于好氧槽内的活性污泥混合液的氨态氮浓度的值本身对曝气风量进行控制，另一方面在前馈控制中，根据流入一系列的生物反应槽的原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量对曝气风量进行控制，从而使曝气风量追随要求迅速的响应的氨态氮浓度的变化的开始，且能够抑制在氨态氮浓度的变化缓慢时过剩的曝气风量的变化。此外，本发明的发明人等发现在上述现有结构中存在如下问题：在一系列的生物反应槽中的活性污泥混合液的滞留时间较长时，曝气处理所需的时间较长，因此会产生无法充分得到前馈控制效果的问题。因此，本发明的发明人等想到了根据活性污泥混合液的滞留时间改变抑制曝气风量的减少的期间，以此可靠地进行好氧槽中的曝气处理从而能够可靠地减少处理后的氨态氮浓度。[实施形态]以下，参照附图详细说明实施本发明的形态。另外，以下在所有附图中对于相同或相当的要素使用相同的参考符号并省略其重复说明。图1是示出根据本发明的一种实施形态的再生水制造系统的概略结构图。该图所示的再生水制造系统1是利用标准活性污泥法净化污水的水处理系统。再生水制造系统1从上游侧依次具备：原水槽2；由厌氧槽3、无氧槽4以及好氧槽5构成的一系列的生物反应槽10；和沉淀槽6。原水槽2发挥暂时贮藏流入的污水的缓冲槽的功能。原水槽2的流出侧通过配管52与一系列的生物反应槽10中位于最上游侧的厌氧槽3的流入侧连接。在配管52中设置有将贮藏于原水槽2中的原水压送至厌氧槽3的供给泵51。在原水槽2的流出侧设置有原水测氨计31（第二测氨计），该原水测氨计31用于测定从原水槽2流入一系列的生物反应槽10（在这里是最上游侧的厌氧槽3）内的原水的氨态氮浓度（以下称为“原水NH4浓度”）。生物反应槽10从上游侧依次设置有厌氧槽3、无氧槽4以及好氧槽5，流入生物反应槽10的原水与活性污泥一起以活性污泥混合液（以下简称为“混合液”）的形式存在。在本实施形态中，厌氧槽3和无氧槽4是将一个反应槽分隔成两个而形成的，隔着分隔件厌氧槽3与无氧槽4连通。因此，厌氧槽3的混合液可以向无氧槽4移动。无氧槽4的流出侧通过配管53与好氧槽5的流入侧连接。此外，好氧槽5的流出侧通过配管54与沉淀槽6的流入侧连接。在好氧槽5内设置有用于对混合液进行曝气（aeration）的曝气装置9。根据本实施形态的曝气装置9是散气式，且形成为使由送风机（图示省略）送入的压缩空气变成微细的汽泡状并从好氧槽5的底部吹入至混合液中的结构。当吹入至好氧槽5的混合液中的空气变成汽泡并上升至水面时，实现混合液的搅拌以及混合，与此同时向混合液中供给通过活性污泥微生物去除氮、磷以及有机物时所需的氧。由曝气装置9供给至好氧槽5的混合液中的空气量（以下称为“曝气风量”）由下述的控制装置40进行控制。又，在好氧槽5中设置有测定好氧槽5中混合液的氨态氮浓度（以下称为“好氧槽NH4浓度”）的好氧槽测氨计32（第一测氨计）。另外，从测定即将从好氧槽5流出的混合液的成分的观点出发，优选的是好氧槽测氨计32均设置于好氧槽5的流出侧，但是因为好氧槽5内的混合液被认为是完全混合的，因此它们的配置并不特别限定。在沉淀槽6中，从好氧槽5流入的处理液中的污泥沉淀后分离成处理液和污泥。污泥通过具备污泥回流泵64的污泥回流配管63回流至厌氧槽3。接着，说明再生水制造系统1的控制结构。图2是示出再生水制造系统的控制结构的框图。在该图中，尤其是详细示出曝气装置9的控制，而省略其余部分。如图2所示，控制装置40主要具有：执行再生水制造系统1的整体的控制的运行控制部42；生成曝气装置9的目标操作量（即，好氧槽5的曝气风量的目标值）的曝气风量计算部41；基于目标操作量控制曝气装置9的曝气风量控制部91等功能部。另外，在本实施形态中，曝气风量控制部91配备于控制装置40，但是也可以配备于曝气装置9。控制装置40由一个或多个计算机构成，各计算机具备CPU（中央处理装置）、可擦写地存储CPU所执行的程序或程序中使用的数据等的主存储装置、在CPU执行程序时暂时地存储数据的副存储装置、用于连接CPU和外部设备的接口；以及将它们进行连接的内部路径等（均未图示）。而且，在CPU中执行规定的程序，以此实现图2所示的控制装置40的各功能部。控制装置40与再生水制造系统1所具备的各泵、即供给泵51以及污泥回流泵64的驱动部是以有线或无线形式连接，各泵51、64的动作由控制装置40的运行控制部42控制。又，控制装置40与在曝气装置9中改变曝气风量的送风机（图示省略）以有线或无线形式连接，曝气装置9的动作由控制装置40的曝气风量控制部91控制。此外，控制装置40与各测氨计31、32可通信地连接，这些测氨计31、32的测定信号发送至控制装置40。然后，控制装置40基于测氨计31、32的测定信号运行各泵51、64以及曝气装置9。借助于此，控制装置40将原水的流入量、处理水的排放量、循环液的流量、回流污泥的流量、剩余污泥的排出量以及曝气风量管理并控制为适当的值，以使过滤水槽7中处理水的氮、磷以及有机物不超过各自的限制值。在根据上述结构的再生水制造系统1进行的再生水制造工序中，如下所述执行混合液（原水）中含有的有机物、氮以及磷等的去除。在再生水制造工序中，混合液中含有的碳类有机物在活性污泥中的好氧性以及兼性的异养细菌的作用下被分解、或者作为活性污泥排出至系统外部。具体而言，混合液中的有机物与活性污泥接触而吸附（絮凝）在活性污泥的表面，被活性污泥吸附的有机物在厌氧槽3以及无氧槽4的厌氧条件下，由活性污泥中的兼性的异养细菌摄入而被分解。又，在好氧槽5的好氧条件下，活性污泥中的好氧性以及兼性的异养细菌为了得到生物体维持和细胞合成等所需的能量而分解（氧化）被活性污泥吸附的有机物。此外，该异养细菌利用通过氧化所得到的能量，将有机物合成（同化）为新的细胞物质。如此一来，混合液中含有的大部分有机物被活性污泥吸附之后利用于活性污泥微生物的氧化以及同化，而从混合液中被去除。另外，未被氧化以及同化的有机物贮留在系统内，并且与未能由活性污泥微生物的内源呼吸氧化的细胞物质一起最终作为剩余污泥排出至系统外部。又，在再生水制造工序中，混合液中含有的磷在活性污泥中的聚磷细菌的作用下以蓄积于活性污泥中的状态排出至系统外部。具体而言，活性污泥中的聚磷细菌在厌氧槽3的厌氧条件下，将从原水槽2流入厌氧槽3的原水中含有的醋酸等有机物摄入至体内，而释放出所保持的磷酸根（PO4）。然后，活性污泥中的聚磷菌在好氧槽5的好氧条件下过剩摄取磷，并且摄入厌氧槽3中所释放出的以上磷酸态的磷。如此一来，混合液中的磷蓄积在活性污泥中，蓄积了磷的活性污泥作为剩余污泥排出至系统外部。又，在再生水制造工序中，氮从无氧槽4排放至系统外部。详细而言，从原水槽2流入厌氧槽3的原水中含有氨态氮（NH4+-N）和有机态氮。混合液中含有的有机态氮通过厌氧槽3、无氧槽4以及好氧槽5变成氨态氮。混合液中的氨态氮在好氧槽5中通过硝化细菌的作用氧化而变成亚硝酸态氮（NO2-N）或硝酸态氮（NO3-N）。因此，通过循环泵62从沉淀槽6送入至无氧槽4中的循环水中含有亚硝酸态氮和/或硝酸态氮。混合液中的亚硝酸态氮以及硝酸态氮，在无氧槽4的无氧条件下通过以原水中的有机物作为营养源的脱氮细菌的硝酸性呼吸或亚硝酸性呼吸还原为氮气（N2），并且从无氧槽4排放至系统外部。在这里，参照图3说明由控制装置40的曝气风量计算部41进行计算的曝气装置9的目标操作量、即好氧槽5的曝气风量的目标值的生成方法。基于在曝气风量计算部41中生成的目标操作量，曝气风量控制部91调节曝气装置9所具备的送风机（图示省略）的旋转速度的操作量、以及设置于从曝气装置9向好氧槽5内供给的空气的供给路径上的调节用执行器（图示省略）的操作量中的至少一方。图3是示出曝气风量计算部的信号传递的框图。如该图所示，曝气风量计算部41具备：基于原水NH4浓度的单位时间内的变化量生成先行目标操作量（以下简称为“FF操作量”），并且将其作为先行目标操作量信号输出的前馈控制系统（以下称为FF控制系统48）；和以好氧槽NH4浓度作为控制量并生成反馈目标操作量（以下简称为“FB操作量”），并且将其作为反馈目标操作量信号输出的反馈控制系统（以下称为FB控制系统49）。FF控制系统48与FB控制系统49相协作并发挥功能，将在FF控制系统48中生成的FF操作量和在FB控制系统49中生成的FB操作量通过加法运算单元70进行加法运算，从而生成曝气装置9的目标操作量。首先，说明FB控制系统49。FB控制系统49具备：算出预先设定的好氧槽5的混合液的氨态氮浓度设定值（以下称为“好氧槽NH4浓度设定值”）与由好氧槽测氨计32测得的好氧槽NH4浓度之间的偏差的偏差计算单元71；和根据该偏差生成FB操作量的FB操作量计算单元（第一操作量计算单元）72。FB操作量计算单元72是例如使用PID控制方法、P控制方法或PI控制方法算出FB操作量的计算单元。FB控制系统49的输出信号（FB操作量）被输入至加法运算单元70。好氧槽NH4浓度设定值是基于处理水的氨态氮浓度（处理水NH4浓度）限制值（目标值）适当设定的值。然而，好氧槽NH4浓度设定值除了基于处理水NH4浓度的限制值以外，还可以基于混合液的水温等其他因素进行设定。接着，说明FF控制系统48。FF控制系统48包括微分计算单元73、FF操作量函数单元74、期间设定单元75、和前馈增益单元76，并且具备生成FF操作量的第二操作量计算单元。FF控制系统48的输出信号（FF操作量）输入至加法运算单元70中。在本实施形态中，FF控制系统48如图3所示形成为在FF操作量函数单元74被执行后执行期间设定单元75的结构，但是也可以形成为在期间设定单元75之后执行FF操作量函数单元74的结构。微分计算单元73对由原水测氨计31测得的原水NH4浓度x进行微分计算，以此算出原水NH4浓度的单位时间内的变化量Δx。FF操作量函数F1(Δx)是为了基于原水NH4浓度的单位时间内的变化量Δx而控制处理水的氨态氮浓度（处理水NH4浓度），将原水NH4浓度的单位时间内的变化量Δx与曝气风量操作量（尤其是FF操作量）之间的静态特性关系进行函数化而得到的。另外，原水NH4浓度x在本实施形态中为设置于原水槽2中的原水测氨计31的测定值，但是只要是流入厌氧槽3的原水的氨态氮浓度即可，因此其测定位置并不限定。图4是示出FF操作量函数F1(Δx)的特性的图表，纵轴y表示FF操作量（L/min），横轴Δx表示原水NH4浓度的单位时间内的变化量（mg/L）。在图4中，原水NH4浓度增大的情况下变化量Δx为正值。FF操作量（L/min）即表示好氧槽5的曝气风量。FF操作量y的最低风量Y1是维持整个系统所需的最低限需求风量。为了维持整个系统所需的最低限需求风量是指，提供用于搅拌好氧槽5的混合液、且在好氧槽5的好氧条件下利用碳类有机物进行增殖的异养生物、对氨态氮进行硝化的硝化细菌等活性污泥微生物维持生物体所需的氧的、最低限的曝气风量。最低风量Y1可根据好氧槽5的活性污泥微生物的数量或好氧槽5的容量等进行适当设定。在原水NH4浓度的单位时间内的变化量Δx从负值（浓度减少状态）至规定的第一变化量ΔX1的范围内，FF操作量y以最低风量Y1保持恒定。在第一变化量ΔX1以上的范围内，FF操作量y随着变化量Δx的增加而增加。第一变化量ΔX1可以是正值，也可以是0，或者可以是负值。例如，如图4的虚线所示，也可以在作为负值的ΔX1’以下的区域中设定为最低风量Y2。在原水NH4浓度减少的情况下，仅通过反馈控制足够能应对，因此FF操作量y设定为作为恒定值的最低风量Y1。像这样进行设定，从而FF操作量函数F1（Δx）单元74形成为如下结构：生成先行目标操作量（下述的基准波形），该先行目标操作量在原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量Δx表示原水的氨态氮浓度x的上升时使曝气风量y增大，在原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量Δx表示原水的氨态氮浓度x的减少时不改变曝气风量y。根据该结构，在氨态氮浓度的上升时，跟随着好氧槽的活性污泥混合液中氨态氮浓度的上升而迅速地执行曝气风量的增加控制，与此同时在氨态氮浓度的减少时，抑制因前馈控制而引起过剩的曝气风量的变化，从而能够可靠地执行好氧槽中的曝气处理且可靠地减少处理后的氨态氮浓度。此外，在第一变化量ΔX1为正值时（不为零时），能够防止因原水NH4浓度的微小的变化而导致FF操作量y频繁地变化。期间设定单元75为了向上述FF操作量y附加动态特性，而设定由FF操作量函数F1（Δx）得到的FF操作量y的效果发挥期间。效果发挥期间包括无用时间（也称为变化时间）以及减少抑制期间（也称为保持时间）。原则上，无用时间是指被原水测氨计31测出氨态氮浓度的原水流入一系列的生物反应槽10，与活性污泥混合变成混合液并且流入好氧槽5为止所需要的时间。然而，在好氧槽5中硝化氨态氮的硝化细菌的增殖速度比通常的活性污泥中的异养细菌慢，因此在混合液的氨态氮浓度的不连续面到达好氧槽5之前增加曝气风量，在该不连续面到达好氧槽5时，优选的是使活性污泥微生物活性化，以能够应对氨态氮浓度的急剧增加。即，优选的是无用时间设定为：比由原水测氨计31测出氨态氮浓度的原水直至流入好氧槽5所需要的时间短的时间。此外，减少抑制期间是指流入好氧槽5的混合液中的氨态氮直至被曝气装置9氧化的时间，即在一系列的生物反应槽10中的活性污泥混合液的滞留时间。换言之，将在原水的氨态氮浓度开始上升后一系列的生物反应槽10中的混合液中氨态氮不超过目标值的时间设定为减少抑制期间。由于曝气处理所需的时间随着一系列的生物反应槽10中的活性污泥混合液的滞留时间而变化，因此根据活性污泥混合液的滞留时间改变抑制曝气风量的减少的期间，从而能够可靠地进行好氧槽5中的曝气处理且可靠地减少处理后的氨态氮浓度。因此，第二操作量计算单元的期间设定单元75算出与原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量Δx相对应的FF操作量，并且生成使该FF操作量的减少在规定的期间（减少抑制期间）得到抑制的先行目标操作量信号。更具体而言，第二操作量计算单元算出与原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量Δx相对应的FF操作量，并且生成表示该FF操作量的随时间变化的基准波形。此外，第二操作量计算单元生成从所生成的基准波形起在时间轴方向上逐一错开规定的第一单位期间的至少一个复制波形。基准波形以及至少一个复制波形随着第一单位期间发生相互重叠。第二操作量计算单元根据无用时间以及减少抑制期间选择基准波形以及复制波形中的至少一个波形。在选择的波形为多个时，第二操作量计算单元在每单位时间内被选择的多个波形中选择FF操作量最大的值，以此生成先行目标操作量信号。即，在所选择的多个波形中发生相互重叠的位置处，选择FF操作量最大的值。在所选择的波形为一个时，第二操作量计算单元将具有该选择的一个波形的先行目标操作量作为先行目标操作量信号进行输出。图5是例示原水的氨态氮浓度的随时间变化的图表、以及例示包含在基于该图表生成的先行目标操作量信号中的FF操作量的随时间变化的图表。图5的上方图表是例示原水的氨态氮浓度的随时间变化的图表，图5的下方图表是例示包含于相对原水的氨态氮浓度所生成的先行目标操作量信号中的FF操作量的随时间变化的图表。如图5的上方图表所示，在原水的氨态氮浓度单调增加后单调减少的情况下，在原水的氨态氮浓度单调增加并直至到达峰值期间，原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量Δx单调增加并迎来峰值，而由该峰值直至原水的氨态氮浓度达到峰值的期间，原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量Δx单调减少。在图5的图表中，在原水的氨态氮浓度单调减少的期间，单位时间内的变化量Δx变成0。例如，第一变化量设定为ΔX1=0，在变化量为ΔX1以下的区域设定为最低风量Y1（≥0）。示出这样的单位时间内的变化量Δx的随时间变化的波形作为由0h表示的波形（基准波形）。另外，在图5中，0h、1h、…等标记对应于在该标记位置处迎来峰值的波形。第二操作量计算单元算出从0h的波形起在时间轴方向上逐一错开规定的第一单位期间的波形。在本示例中，第一单位期间设定为1小时（1h）。第二操作量计算单元算出的FF操作量的波形是如图5的下方图表所示使0h的波形每隔一小时在时间轴方向上平行移动而得到的波形（1h、2h、3h、4h的波形：复制波形）。而且，根据所设定的无用时间A以及减少抑制期间B选择所算出的0h至4h波形中的至少一个。例如，在未设置无用时间A的情况下，至少选择0h的波形。在减少抑制期间B仅为第一单位期间（1小时）的情况下，根据无用时间A仅选择任意一个波形。例如，在无用时间A为2小时且减少抑制期间B仅为第一单位期间时，仅选择2h的波形。另外，无用时间A以及减少抑制期间B的设定也可以由操作员设定输入。取而代之，也可以形成为控制装置40根据季节或时间段自动设定无用时间A以及减少抑制期间B的结构。又，例如在多个波形被选择的情况下，在所选的多个波形中选择每单位时间内FF操作量最大的值。例如在图5的下方图表的示例中，从1h至3h的波形相互重叠的状态下被选择。这意味着无用时间A设定为1小时，减少抑制期间B设定为3小时。在从1h至3h的波形中选择每单位时间内FF操作量最大的值，以此生成包含于先行目标操作量信号中的FF操作量。即，如在图5的下方图表中用实线所表示，所生成的FF操作量具有跟随从1h至3h波形的棱线的波形。将这样设定的FF操作量的随时间变化作为先行目标操作量信号进行输出。另外，在图5的下方图表中，将无用时间A以及减少抑制期间B以各波形的峰值处为基准进行标记，但是只要在各波形中将彼此互相对应的点作为基准，就可以以任何一个点为基准。根据该结构，在原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量Δx表示原水的氨态氮浓度的上升的情况下，在使与该变化量相对应的FF操作量成为曝气风量的目标操作量后，即使原水的氨态氮浓度的单位时间内的变化量表示原水的氨态氮浓度的减少的情况下，也能够使FF操作量的减少在规定的期间得到抑制。因此，在氨态氮浓度上升时，迅速地执行跟随着好氧槽活性污泥混合液中氨态氮浓度的上升的曝气风量的增加控制，与此同时，在氨态氮浓度减少时，抑制因前馈控制而引起过剩的曝气风量的变化，从而能够可靠地进行好氧槽中的曝气处理且可靠地减少处理后的氨态氮浓度。此外，对于在减少抑制期间B中抑制FF操作量的减少的处理，可以通过复制并重复基准波形来实现。因此，可以使该处理变成比较简单的运算处理。另外，在本说明书以及权利要求书的记载中，“先行目标操作量（FF操作量）的减少得到抑制”等用语是指在与单位时间内的变化量Δx相对应的FF操作量的基准波形（0h波形）中，至少一部分包含了相比于FF操作量减少的期间的该FF操作量的值，FF操作量大的时间段。无用时间A以及减少抑制期间B包括原水从流入厌氧槽3开始从无氧槽4流出直至在好氧槽5中实现曝气的滞留时间，可以通过实验或计算求出。又，前馈增益单元76也发挥作为赋予FF操作量y的动态特性的单元的功能。前馈增益Kf是作为输出值的FF操作量y的变化幅度与作为输入值的原水NH4浓度的单位时间内的变化量Δx的变化幅度的比值，被适当地进行设定。在本实施形态中，最终得到的FF操作量y如图5下方的实线表示的曲线所示，以不取值为负值的形式进行设定。为此，也可以如上所述将第一变化量设定为ΔX1=0，且设定为在变化量为ΔX1以下的区域使最低风量为Y1（＞0）。取而代之，也可以在复制并重叠FF操作量的基准波形以此生成FF操作量的随时间变化的值时（生成图5下方的实线表示的曲线时），以FF操作量不取值为负值（不成为最低风量以下）的形式进行运算处理。借助于此，即便在第一变化量ΔX1为负值的情况下也可以防止FF操作量取值为负值。如上所述，通过FF控制系统48，基于原水NH4浓度的单位时间内的变化量Δx算出FF操作量，通过FB控制系统49，基于好氧槽NH4浓度算出FB操作量，将这些FF操作量和FB操作量求和而生成曝气装置9的目标操作量。图6是示出应用本实施形态的再生水制造系统中的各槽的氨态氮浓度以及曝气风量的随时间变化的图表。在图6中示出：以横轴作为共同的时间轴示出原水NH4浓度、好氧槽NH4浓度、经沉淀槽6过滤的处理水的氨态氮浓度（在图6以及以下，记载为处理水NH4浓度）、处理水NH4浓度的限制值（在图6以及以下，记载为处理水限制值）、以及曝气风量随时间变化的图表。另外，处理水NH4浓度例如由测定贮留于过滤水槽7中的处理水的氨态氮浓度的测氨计（未图示）进行测定。在本实施形态中，如上所述，基于好氧槽NH4浓度进行反馈控制，且执行与原水NH4浓度的单位时间内的变化量Δx相对应的前馈控制。借助于此，可以从原水NH4浓度变化的开始起与之相匹配地改变曝气风量。在图6的示例中，设定有无用时间A，并且在时刻t1原水NH4浓度上升时起经过无用时间A后不久的时刻t2时，发生由前馈控制进行的曝气风量的增大。因此，即使是对于难以通过反馈控制追随的氨态氮浓度的急剧变化，也能够控制为适当的曝气风量。此外，在图6的示例中设定有减少抑制期间B，即便发生原水NH4浓度的减少，也能够使由前馈控制进行的曝气风量的增大在（即便减去无用时间A也）比原水NH4浓度的增加期间（直至到达峰值的期间）长的期间得到维持。其结果是，在之后的期间C（时刻t3和时刻t4之间的期间）也能够抑制好氧槽NH4浓度的增大，处理水NH4浓度也被控制在不超过处理水限制值的值。又，如期间D（时刻t4和时刻t5之间的期间）所示，在原水的氨态氮浓度的值本身较高但是单位时间内的变化量较小的情况下，可以减小由前馈控制进行的曝气风量的变化。如图6所示，在期间D，原水NH4浓度缓慢地上升，因此曝气风量不会急剧上升。即，期间D内的曝气风量的变化能够由反馈控制支配。像这样，在仅通过反馈控制便能够充分应对的期间，通过抑制因前馈控制而引起的过剩的曝气风量的变化，可以控制为适当的曝气风量且谋求电力的节省。以上，说明了本发明的实施形态，但是本发明不限于上述实施形态，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种改良、变更、修正。例如，再生水制造系统1的具体结构不限于上述实施形态。根据本实施形态的再生水制造系统1例示在好氧槽5之后具备沉淀槽6的结构，但是上述实施形态也可以应用于：在好氧槽5之后具备从由好氧槽5流入的混合液中分离污泥等的膜分离槽的利用膜分离活性污泥法（MBR：MembraneBio-Reactor）的水处理系统中。又，根据本实施形态的再生水制造系统1同时具备厌氧槽3和无氧槽4，但是也可以具备厌氧槽3和无氧槽4中至少一方。此外，根据本实施形态的曝气装置9形成为通过送风机的转速的操作量或调节执行器的操作量调节曝气风量的结构，但是也可以形成为通过送风机的转速的操作量以及调节执行器的操作量这两者调节曝气风量的结构。又，例如，在本实施形态中，测氨计31、32是分别连续地测定原水以及混合液的氨态氮浓度的浓度计，但是也可以是定期或不定期地采样并通过任意的方法作为测定氨态氮浓度的方法。又，在基于原水氨态氮浓度的单位时间内的变化量Δx生成先行目标操作量时，用于确保减少抑制期间B内的先行目标操作量的减少抑制的结构不限于如上所述使0h波形逐一错开第一单位期间而重叠的形态。例如，也可以形成为第二操作量计算单元检测0h波形的峰值（或者单位时间内的变化量Δx的减少），并且生成如根据减少抑制期间维持或者缓慢减少该峰值那样的先行目标操作量的结构。又，例如也可以形成为如下结构：第二操作量计算单元根据减少抑制期间，将0h波形以在时间轴方向上展开的形式扩大，以此生成先行目标操作量。工业应用性：本发明在提供能够适当地控制向好氧槽的混合液供给的空气量的水处理系统以及其曝气风量控制方法时有用。