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    DESARROLLO DE UN SISTEMA DE CONTROL BASADO EN LÓGICA DIFUSA PARA LA PRODUCCIÓN DE ÁCIDOS GRASOS VOLÁTILES EN UN PROCESO DE FERMENTACIÓN-ELUTRIACIÓN DE FANGO PRIMARIO.

     

     AUTOR: Josué Chanona Soto  

    TIPO: Tesis Doctoral

    UNIVERSIDAD/FACULTAD: Universidad Politécnica de Valencia/ Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos

    AÑO: 2005

     


     

    Introducción

    La eliminación del fósforo en las aguas residuales es el método más efectivo para limitar la eutrofización de los medios acuáticos. La eliminación biológica de fósforo marca una diferenciación sustancial frente a la eliminación química de fósforo, siendo la primera más rentable. Debido a esta razón, en los últimos años numerosas plantas de tratamiento de aguas residuales han optado por utilizar este esquema de tratamiento. El mecanismo de eliminación biológica de fósforo, requiere de componentes fácilmente biodegradables, en particular ácidos grasos volátiles. Estos últimos pueden ser obtenidos mediante la fermentación de fango primario. Una planta de tratamientos de aguas residuales podría aprovechar la infraestructura típica realizando el proceso de fermentación en un decantador primario con recirculación (sistema APT). Este tipo de sistemas pueden ser optimizados mediante un control de la altura del manto de sólidos, haciendo posible mantener grandes alturas del manto de sólidos sin afectar seriamente la eficiencia del decantador primario. Así mismo, es necesario controlar el caudal de recirculación de fangos para aportar la cantidad mínima necesaria de ácidos grasos volátiles al caudal del efluente.


    Descripción

    El objetivo principal de esta tesis ha sido el desarrollo de un sistema de control capaz de controlar la altura del manto de sólidos y el pH del efluente en un decantador primario con procesos de fermentación-elutriación. Debido a la relación entre el valor del pH y la concentración de los ácidos grasos volátiles, el pH permite controlar la concentración de estos ácidos a través de una medida indirecta. Este sistema de control está dividido básicamente en dos partes. Una parte ha sido diseñada para controlar la altura del manto de sólidos y otra, ha sido diseñada para controlar el pH de l caudal del efluente. El sistema de control está constituido por algoritmos basados en la lógica difusa, lo que ha hecho posible diseñar un sistema de control robusto a partir del conocimiento en los sistemas APT, capaz de afrontar situaciones anormales. Además, el sistema de control ha sido optimizado para obtener un buen funcionamiento a partir de un mínimo número de reglas, facilitando el ajuste de los parámetros del control. El sistema de control desarrollado se implementó en el software DESASS, con la finalidad de ajustar los parámetros del control y de probar por simulación su funcionamiento. Posteriormente, se llevó a cabo la validación de éste en una planta piloto situada en la estación depuradora de aguas residuales de la Cuenca del Carraixet. Esta validación se realizó mediante una serie de experimentos que permitieron probar el funcionamiento del sistema de control a diferentes valores de consigna en condiciones de entrada transitorias. La validación del sistema de control planteaba la necesidad de obtener medidas on-line de la altura del manto de sólidos en un detector a escala piloto. Este problema se abordó y solventó mediante el diseño y construcción de un dispositivo capaz de detectar la altura del manto de sólidos en tiempo real. Se estudió el efecto del sistema de control sobre la concentración de sólidos y de ácidos grasos volátiles en el caudal del efluente. Se observó la relación de la producción de los ácidos grasos volátiles a la altura del manto de los sólidos, así como, el incremento de la concentración de los ácidos grasos volátiles en el caudal efluente producido por el aumento del caudal de recirculación de fangos. Estos estudios revelan la importancia del sistema de control desarrollado para un sistema APT y las ventajas que conlleva, permitiendo mejorar el proceso de la eliminación biológica de nutrientes.