No abstract

No abstract

ResumenEn este trabajo se estudia el tratamiento biológico en estaciones depuradoras de aguas residuales mediante el Benchmark de Simulación BSM2. Se establecen como indicadores del proceso los relativos al nitrógeno total, el amonio en el efluente y los nitratos. Y como variables manipulables con mayor influencia en los anteriores indicadores: el caudal de purga, el caudal de recirculación interno, el caudal de la fuente de carbono externo, y la referencia de oxígeno disuelto en los tanques de denitrificación. Se analizan la influencia y los rangos de operación más adecuados de las anteriores variables a través de estudios estacionarios. Asimismo, se realizan análisis dinámicos para determinar el uso de variables en estrategias de control. Se propone un control dual del amonio en el efluente manipulando, en bandas de frecuencia diferentes, la recirculación y la concentración de oxígeno. Esto permite también la regulación de la concentración de oxígeno a valores deseados para favorecer la nitrificación-denitrificación o para minimizar gastos. El resto de variables manipulables se emplearían en lazos de control simples.Palabras clave: EDAR, tratamiento biológico, BSM2, control MISO, control de rango medio INTRODUCCIÓNA lo largo de los últimos años se han desarrollado diferentes estrategias de control aplicadas a los procesos comúnmente usados en las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) para mejorar su rendimiento, tanto en eficiencia y consumo energético como en calidad del agua tratada, para cumplir con las reglamentaciones medioambientales existentes, cada vez más restrictivas. Sin embargo, las plantas de tratamiento de aguas residuales son sistemas altamente no lineales debido a la complejidad de los fenómenos biológicos y bioquímicos, y están sometidas a grandes perturbaciones debido a variaciones en la temperatura, el caudal y las concentraciones de contaminantes en el influente. Además poseen constantes de tiempo muy dispares, que se mueven desde unos pocos minutos hasta varios días y no existe un criterio universal para la evaluación del performance de la planta, dependiendo en todo caso de reglamentaciones locales. Todo ello implica que no sean sistemas fáciles de controlar, evaluar ni comparar.El desarrollo de diferentes sistemas de control aplicado a estos procesos ha sido posible gracias a un trabajo previo de desarrollo de modelos y benchmarks de simulación de los diferentes tratamientos empleados. Entre ellos, el más conocido y ampliamente usado se denomina Benchmark Simulation Model 2 (BSM2) [4] basado en el BSM1[1] el cual define un plant layout del tratamiento biológico basado en la tecnología de nitrificación con predenitrificación en una combinación habitualmente empleada en plantas reales con 5 tanques (2 anóxicos y 3 aireados). El BSM2 representa una planta completa de tratamiento de aguas residuales, incluyendo tanto la conocida como línea de aguas como también la línea de fangos, donde implementa un modelo de digestor anaerobio. Además, implementa un protocolo para la evaluación ...