Sistema de control avanzado basado en el modelo aplicado al proceso de filtración en un reactor anaerobio de membranas

Abstract

[ES] El objetivo principal del presente trabajo ha sido el de elaborar una estrategia de control para aplicar a un proceso de filtración en un MBR anaeróbico sumergido (SAnMBR). Éste, tiene como finalidad controlar el FR del sistema de filtración mediante la optimización del caudal de gas a recircular. Para llevarlo a cabo, se ha basado en el modelo de tres resistencias en serie i contemplando distintas condiciones de operación para encontrar aquellas que sean económicamente más óptimas. Las condiciones de operación con las que se ha trabajado han sido la concentración de sólidos en el licor mezcla al tanque de membranas y tiempo de filtrado. Para la simulación y validación de la estrategia de control se ha utilizado la modelización de una planta piloto SAnMBR realizada por el grupo CalAgua y equipada con membranas de ultrafilación de fibra hueca de escala industrial. Se han contemplado los costes de funcionamiento, de la vida útil de las membranas y del coste de los lavados químicos como factores para encontrar aquellas condiciones que sean económicamente más favorables.

[CA] L’objectiu principal del present treball ha estat l’elaboració d’una estratègia de control per a aplicar al procés de filtració en un MBR anaeròbic submergit (SAnMBR). Aquesta, te com a finalitat controlar el FR del sistema de filtració mitjançant l’optimització del cabal de gas a recircular. Per a fer-ho, s’ha basat en el model de resistències en sèrie i contemplant diferents condicions d’operació per a trobar-ne aquelles que siguin econòmicament més òptimes. Les condicions d’operació amb les que s’ha treballat han estat la concentració de sòlids en el licor mescla al tanc de membranes i la durada de les fases de filtració. Per a la simulació i validació de l’estratègia de control s’ha fet ús de la modelització d’una planta pilot SAnMBR elaborada pel grup CalAgua i equipada amb membranes d’ultrafiltració de fibra buida d’escala industrial. S’han contemplats els costs de funcionament, de la vida útil de les membranes i del cost dels rentats químics com a factors per a trobar aquelles condicions que siguin econòmicament més favorables.

[EN] The main aim of this final master project has been to develop a control strategy for a filtration process in a submerged anaerobic MBR (SAnMBR). The aim is to control the FR of the filtration system by optimizing biogas recycling flow (BRF). To perform this task, it has been based on three resistance-in-series model and worked under different operation conditions to find those that are economically optimal. The operating conditions in which we have worked with have been the solid concentration in the mixed liquor tank and the filtration time. For the control strategy simulation and validation it has been used a SAnMBR pilot plant modeled by CalAgua group and equipped with industrial-scale hollow-fiber ultrafiltration membranes. The team has contemplated operating costs, membranes service-life and chemical-washes costs to find those conditions which are economically more favorable.