OPTIMIZACIÓN DE LA OPERACIÓN Y CONTROL DE CONFIGURACIONES DE NITRIFICACIÓN-DESNITRIFICACIÓN MEDIANTE SIMULACION CON MODELOS ASM1 EN UN REACTOR DE FANGOS ACTIVOS

Abstract

[ES] Satisfacer los requerimientos de especie oxidante que se presentan en los sistemas de fangos activos es fundamental para que tanto los procesos de oxidación de materia orgánica como nitrificación y desnitrificación del medio transcurran en las condiciones adecuadas. Mediante esta investigación se han diseñado diversas estrategias de control sobre las concentraciones de oxígeno y nitrato, posibilitando el seguimiento de cambios en el punto de consigna y el rechazo de perturbaciones generadas en el influente del sistema. Para ello, se ha partido de un modelo de simulación de fangos activos ya implementado en MATLAB/Simulink, el cual se ha completado mediante la adición de un modelo de transferencia de oxígeno propuesto a través de la pertinente revisión bibliográfica. Adicionalmente, el sistema de reacción con transferencia de oxígeno propuesto, se ha establecido respetando la configuración propuesta por el modelo de referencia BSM-1, posibilitando las operaciones en condiciones de nitrificación-desnitrificación y su funcionamiento validado en torno a un punto de consigna. Posteriormente, la simulación de variaciones con respecto al estado estacionario ha permitido la identificación de la dinámica del sistema por medio del uso de un algoritmo genético. Finalmente, se han sintonizado los parámetros característicos de los controladores para diversas estrategias, identificando la arquitectura de control basada en PID para perturbaciones más adecuada en este tipo de sistemas .

[EN] Satisfying the oxidizing species requirements that occur in activated sludge systems is essential so that, both the oxidation processes of organic matter and the nitrification and denitrification of the medium can take place in appropriate conditions. Through this research, different oxygen and nitrate control strategies have been designed, allowing the system to follow changes in the set point and to reject disturbances associated with the flow influent of the waste water treatment plant. A model already implemented in MATLAB/Simulink has been used as starting point. This system has been improved by including an oxygen transfer model proposed through the revision of the most relevant literature and the necessary calculations. Additionally, the reaction system has been setting according to the configuration proposed by the Benchmark Simulation Model Nº1 (BSM-1), enabling the nitrification-denitrification conditions and leading to the validations of the simulation¿s results around a set point operation. Subsequently, the simulation of variations with respect to the steady state allowed the identification of the system dynamics by using a genetic algorithm. Finally, the characteristic parameters of the controllers have been tuned for various strategies, identifying the most suitable PID-based control architecture for disturbances in this type of systems.