Control Robusto Cuantitativo aplicado a sistemas de Depuración de Aguas basadosen Digestores Aerobios Autosostenidos

Resumen

Esta tesis se centra en el estudio del tratamiento de fango mediante digestión aerobia termófila autosostenida (ATAD). Ladigestión aerobia termófila es un tratamiento que se puede aplicar al fango proveniente de estaciones depuradoras de aguasresiduales (EDAR). Este tratamiento mejora sustancialmente las características del fango, reduciendo el contenido de patógenospresentes en el mismo (higienización), disminuyendo la cantidad de sólidos volátiles que contiene (estabilización) y reduciendo suvolumen. El tratamiento se realiza en tanques cerrados (digestores) en los que se mantiene el fango durante un tiempo hasta que serenueva una porción del mismo. Normalmente se trabaja en periodos de duración mayor de 20 horas y a una temperatura igual osuperior a 55 ºC sin carga ni descarga de fango durante todo el periodo (European Comission, 2000).Para poder analizar el comportamiento de ciertos parámetros del proceso que son muy difíciles de medir experimentalmente ypoder analizar con mayor detalle el comportamiento del digestor, se ha utilizado un reciente modelo matemático del reactor queincluye tanto una parte bioquímica, que reproduce los procesos de degradación aerobia y los fenómenos fisicoquímicos, como unaparte energética que permite predecir la temperatura del reactor. Tras un estudio exhaustivo del sistema, se puede determinar queexiste un complejo problema de control de los parámetros del proceso para que éste sea estable y cumpla con los criteriosestablecidos por la normativa.El establecimiento de los criterios a tener en cuenta en una gestión específica del proceso, será el primer paso a tomar para laresolución del problema, y determinará la estructura de control más adecuada así como las leyes de control estimadas de formacuantitativa. El problema de control que se plantea no es fácilmente resoluble y deberá tener en cuenta aspectos como lavariabilidad del fango a tratar, las múltiples variables manipulables y las pocas variables medibles en línea, la complejidad inherentea un sistema biológico no lineal de tipo batch, y los múltiples objetivos: de calidad, económicos y de control, entre otros.En este trabajo se incluye una primera estrategia de control del ATAD que combina un control realimentado robusto con ungenerador no lineal de puntos de operación en un lazo de prealimentación. Asimismo se establecen las principales líneas de lostrabajos de investigación en curso y futuros.