Dispositivo para el control de aireación: Control de los sistemas de aireación en EDAR
Descripción
Características
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Descripción
La concentración de oxígeno disuelto en los procesos de fangos activados está considerada como uno de los parámetros de control más importantes en una EDAR. Una concentración de oxígeno disuelto baja afecta al crecimiento de los microorganismos pudiendo provocar la aparición de bacterias filamentosas mientras que una concentración de oxígeno alta supone un gasto energético importante y afecta negativamente al proceso de desnitrificación.
Hay que tener en cuenta que el coste energético de la aireación puede suponer más del 50% del coste energético total de la estación depuradora. Tanto por razones económicas como por razones de estabilidad del proceso es conveniente mantener una concentración de oxígeno disuelto adecuada.
El grupo de investigación CALAGUA ha dedicado un gran esfuerzo al desarrollo de diversos algoritmos de control para optimizar el consumo energético y mejorar la estabilidad del proceso biológico en una EDAR. Por lo que respecta al control del sistema de aireación, el grupo CALAGUA ha desarrollado un sistema de control basado en la lógica difusa, que permite optimizar el funcionamiento global del sistema de aireación en cualquier planta que disponga de aireación por difusores y soplantes.
Características
El sistema de control desarrollado está basado en lógica difusa y establece lazos de control independientes para el oxígeno disuelto en cada zona aerobia del reactor biológico y para la presión de descarga de las soplantes. Se entiende por zona aerobia aquél reactor o parte de un reactor equipada con un medidor de oxígeno, una o más parrillas de difusores independientes y una válvula de control que permite regular el caudal de aire que suministran dichas parrillas. La concentración de oxígeno disuelto en cada una de las zonas aerobias se mantiene en el valor de consigna modificando la apertura de la válvula de control correspondiente, mientras que la presión de descarga de aire se puede controlar modificando la velocidad de giro de las soplantes actuando sobre el variador de frecuencia correspondiente. Esto ofrece la posibilidad de airear todas las zonas aerobias con un solo conjunto de soplantes y mantener distintas concentraciones de oxígeno en cada una de las zonas. El movimiento de una válvula no afecta al resto del sistema porque el sistema de control mantiene la presión en el valor de consigna.
Los lazos de control que modifican la apertura de las válvulas y la velocidad de giro de las soplantes están basados en lógica difusa. Las señales de consigna de estos lazos de control vienen determinadas por un algoritmo de control supervisor. El sistema de control supervisor establece en todo momento como consigna del controlador de presión, el valor mínimo necesario para el correcto funcionamiento del sistema, reduciendo así el consumo energético. Dicho valor mínimo es aquél que permite mantener las concentraciones de oxígeno disuelto en el valor deseado y una de las válvulas de control está abierta al 100%. La figura muestra el diagrama de flujo del sistema de control propuesto aplicado a la aireación de tres tanques con un único grupo de soplantes. Cada sensor de oxígeno alimenta un lazo de control independiente que actúa sobre la válvula de control correspondiente. Por otra parte, la presión alimenta el lazo de control que actúa sobre la velocidad de giro de las soplantes. A partir de la información de las concentraciones de oxígeno disuelto, la apertura de las válvulas y la presión, el control supervisor establece las consignas de todos los lazos de control. El valor de la consigna de presión se modifica para mantener siempre una de las válvulas totalmente abierta.
La operación del sistema de aireación en estas condiciones óptimas de funcionamiento permite un ahorro de energía considerable debido a que al mantener las válvulas en su máximo grado de apertura se minimiza las pérdidas de carga en el sistema de aireación. Este sistema de control ha sido implementado, entre otras, en las EDARs de Algemesí, Denia-Ondara-Pedreguer, Ontinyent-Agullent, Almassora, Gandía-La Safor, Castellón y Carraixet obteniendo importantes resultados de ahorro energético.
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