Dispositivo de control de nitrógeno: Optimiza el funcionamiento del proceso de fangos reduciendo el consumo energético

El sistema de control se compone de dos controladores independientes para el proceso de nitrificación y desnitrificación, respectivamente. El controlador del proceso de nitrificación actúa sobre la consigna de oxígeno disuelto del reactor aerobio en función de la medida de dos sondas de pH. A partir de estos valores se evalúa la evolución del potencial de nitrificación de la etapa aerobia, información ésta muy relevante para controlar de forma más precisa el proceso de nitrificación.

El controlador actúa como un control supervisor modificando la consigna de oxígeno disuelto (OD) en las distintas zonas aerobias existentes. Cabe destacar que la diferencia de pH aporta mayor información acerca del proceso de nitrificación, frente al uso de un analizador de amonio, distinguiendo si el proceso está limitado o no por la concentración de oxígeno disuelto. De esta forma, este controlador permite ahorrar energía ya que sólo aumenta la consigna de oxígeno disuelto en los casos en que realmente es necesario para eliminar el amonio.

Además, el hecho de trabajar con valores de OD bajos favorece la vía bioquímica de eliminación de nitrógeno a través de nitrito (“nitrite shortcut”), que permite ahorrar un 25% de oxígeno en la nitrificación y un 40% de materia orgánica en la desnitrificación, comparado con la eliminación de nitrógeno vía nitrato. El controlador del proceso de desnitrificación actúa sobre el caudal de recirculación interna del reactor aerobio al anóxico en función de la medida de dos sondas de pH y dos de potencial redox.

A partir de las medidas de las dos sondas de pH se obtiene información acerca de la capacidad de desnitrificación de la etapa anóxica. Con los valores del potencial redox se obtiene, de forma indirecta, la concentración de nitrato existente y la proximidad a condiciones anaerobias al final de la etapa anóxica. Este algoritmo de control actúa en función de la capacidad de desnitrificación de la etapa anóxica y la concentración de nitrato en la última etapa anóxica. El sistema de control sólo incrementa el caudal de recirculación interna en el caso de que la concentración de nitrato en la última etapa anóxica sea baja (reflejada por un bajo potencial redox), y que la etapa anóxica manifieste una mayor capacidad de desnitrificación (reflejada por la evolución de la diferencia de pH en la etapa anóxica), es decir, cuando el proceso tenga capacidad suficiente para desnitrificar el nitrato procedente de esta recirculación. Por este motivo, este sistema de control también minimiza el coste energético derivado de los costes de bombeo.

Además, cabe resaltar que el algoritmo de control del proceso de desnitrificación mantiene una baja concentración de nitrato en la última etapa anóxica que minimiza su recirculación a la etapa anaerobia, optimizando de este modo el proceso de eliminación biológica de fósforo en configuraciones de EDAR que incluyan una etapa anaerobia previa. Asimismo, al evitar concentraciones excesivamente elevadas de nitrato en el tanque anóxico, también se minimiza el riesgo de bulking en el proceso.

La tecnología desarrollada permite optimizar el funcionamiento del proceso de fangos activados ya que mantiene el nitrógeno por debajo de los límites de vertido con el mínimo consumo energético. Además, con esta tecnología se minimiza la inversión inicial sustituyendo los analizadores por sondas de bajo coste, las cuales incluyen la ventaja adicional de una mayor facilidad en su mantenimiento y un menor tiempo de respuesta lo que optimiza la acción del sistema de control.