control óptimo de un sistema de lagunas para el tratamiento

VII CAIQ 2013 y 2das JASP
CONTROL ÓPTIMO DE UN SISTEMA DE LAGUNAS PARA EL
TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES
M. P. Ochoa, V. G. Estrada y P. M. Hoch
Planta Piloto de Ingeniería Química
(Universidad Nacional del Sur - CONICET)
Camino La Carrindanga km. 7 - 8000 Bahía Blanca - Argentina
E-mail: pazochoa@plapiqui.edu.ar, vestrada@plapiqui.edu.ar, p.hoch@plapiqui.edu.ar
Resumen. Los procesos de tratamiento de aguas residuales contribuyen a
minimizar los impactos negativos asociados al crecimiento urbano e
industrial, sobre los cuerpos de agua dulce y los ecosistemas costeros.
Actualmente, los procesos de barros activados son los procesos biológicos
más utilizados. A su vez, las lagunas de estabilización son grandes
estanques donde el agua residual se retiene por largos períodos a fin de
permitir que una amplia gama de microorganismos lleve a cabo la
degradación de la materia orgánica. En el presente trabajo se formulan
balances de masa dinámicos para la concentración de bacterias, levaduras,
principales grupos de fitoplancton, nitrógeno, fósforo, oxígeno disuelto y
demanda bioquímica de oxígeno, para fines de control dentro de un marco
de parametrización de las variables de control. Considerando la potencia
eléctrica del motor de los mezcladores y la velocidad de adición de
nutrientes como variables de control. Debido a que en las condiciones de las
piletas no se alcanzan las especificaciones en la concentración de la
demanda bioquímica de oxígeno en la corriente de salida, se plantea como
objetivo la minimización del offset entre el valor deseado y el valor actual a
lo largo de un horizonte de tiempo de un año.
Palabras clave: Control Óptimo, Lagunas de Estabilización,
Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales.
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1. Introducción
Según el UNEP (2002), la cantidad total de agua en la Tierra es aproximadamente
1400 millones km3. Acerca de 97,5% de esta cantidad es agua salada y sólo el 2,5% o
aproximadamente 35 millones de km3 es de agua dulce. La mayor parte del agua dulce
(alrededor del 69%) está en forma de hielo y de nieves permanente en la Antártida, el
Ártico y en las regiones montañosas. Alrededor del 30% existe como agua dulce
subterránea. Y sólo el 0,3% de la cantidad total de agua dulce en la Tierra se concentra
en lagos, ríos, humedad del suelo y cuencas de aguas subterráneas relativamente poco
profundas, de donde se puede acceder a este recurso para satisfacer las necesidades de
las poblaciones.
Actualmente, cerca de una tercera parte de la población del planeta vive en países
que sufren estrés hídrico entre moderado y alto, es decir donde el consumo de agua es
superior al 10 % de los recursos renovables de agua dulce. Los tres principales factores
que causaron un aumento en la demanda de agua durante el siglo pasado fueron el
crecimiento demográfico, el desarrollo industrial y la expansión de la agricultura de
irrigación para producir alimentos.
Además, la degradación marina y costera se produce por la creciente presión sobre
los recursos naturales, tanto terrestres como marítimos, y sobre el uso de los océanos
como depósitos de desechos. Entre las causas se suma el aumento del turismo en las
zonas costeras. En el plano mundial, las aguas residuales siguen siendo la mayor fuente
de contaminación, por volumen, de los ambientes marinos y costeros, en tanto que las
descargas costeras de estas aguas han aumentado intensamente en los últimos treinta
años. Una de las tendencias que no había sido prevista hace tres décadas, es la
eutrofización marina y costera derivada de la elevada descarga de nitrógeno. Como
consecuencia, la degradación ambiental marina y costera no sólo continúa sino que se
ha intensificado.
En general, hay dos clases de soluciones para los problemas del agua: el aumento de
la oferta de agua y/o la disminución de la demanda de agua (Lalzad, 2007).
Los procesos de tratamiento de aguas residuales se llevan a cabo en 5 etapas:
tratamiento preliminar (remoción y la desintegración de los sólidos de mayor tamaño),
tratamiento primario o sedimentación (remoción de sólidos sedimentables), tratamiento
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secundario o biológico (oxidación de la carga orgánica disuelta y coloidal por
microorganismos), tratamiento terciario (remoción BOD5, bacterias, sólidos en
suspensión, componentes tóxicos o nutrientes) y
tratamiento
de
barros
(deshumidificación, estabilización y disposición del barro generado).
La calidad del efluente requerida, la naturaleza del agua a tratar y su volumen
influirán las unidades de proceso seleccionadas en el diseño de la planta de tratamiento
de aguas residuales (Gray, 2004).
En el presente trabajo, se aborda la formulación de un modelo mecanístico detallado,
basado en primeros principios, de un sistema de lagunas de estabilización
correspondientes al tratamiento secundario. Se formulan balances de masa dinámicos
para la concentración de la biomasa, nutrientes, oxígeno disuelto y demanda bioquímica
de oxígeno. Los parámetros más relevantes del modelo fueron determinados en un
trabajo previo (Iturmendi et al., 2012), a partir de datos recolectados de una planta de
jugos en Villa Regina, Argentina.
Asimismo, en este trabajo se formula un problema de control óptimo considerando
como variables de control a la potencia eléctrica del motor de los mezcladores y a la
velocidad de adición de nutrientes. El objetivo es la minimización del offset entre el
valor deseado de la demanda bioquímica de oxígeno y el valor actual a lo largo de un
horizonte de tiempo de un año. Los resultados numéricos proveen información útil
sobre las complejas relaciones entre los microorganismos, los nutrientes y la
concentración de materia orgánica, así como el manejo óptimo del sistema de lagunas.
2. Lagunas de Estabilización
Las lagunas de estabilización se han usado ampliamente como un método de
eliminación de aguas residuales desde la antigüedad. Su desarrollo como un proceso de
tratamiento secundario ha sido en gran medida accidental, con estanques construidos
inicialmente como simples depósitos de sedimentación o como tanques de retención de
emergencia en plantas de tratamiento. Recientemente se han establecido los criterios de
diseño y de funcionamiento necesarios para operar con éxito las lagunas.
Ahora son aceptados como un proceso de tratamiento principal y se utilizan en todo
el mundo, sirviendo a poblaciones que van desde 1.000 a 100.000 habitantes. Los
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estanques son una alternativa popular a otros sistemas de tratamiento biológico en los
países donde el acceso a tierras es económico y fácil, y gran proporción de días
soleados. Los lugares particularmente favorecidos son Australia, África, India, Israel,
Estados Unidos, Canadá, etc. Actualmente, esta práctica se ha vuelto popular en algunos
países de Europa.
Algunos ejemplos de la utilización de las lagunas de estabilización en la actualidad
son: Francia con 2500 sistemas, cuya instalación más grande cuenta con una superficie
de 40 hectáreas; Portugal con más de 20 sistemas construidos para servir a las zonas
turísticas de la región de Algarve; las zonas rurales de los EE.UU.; Canadá con más de
1000 estanques de estabilización en operación que representan aproximadamente la
mitad de los sistemas de tratamiento de aguas residuales en el país; etc (Gray, 2004).
Las lagunas de estabilización son el método más simple de tratamiento de aguas
residuales que existe. Están constituidos por excavaciones poco profundas.
Generalmente tienen forma rectangular o cuadrada. Sus objetivos consisten en la
remoción de la materia orgánica que ocasiona la contaminación, eliminación de
microorganismos patógenos que representan un grave peligro para la salud y la
utilización de su efluente con finalidades como la agricultura.
Las lagunas de estabilización se clasifican generalmente por el tipo de actividad
biológica que se desarrolla en ellas, en anaerobias, aerobias y en lagunas de oxidación.
Dentro de las lagunas de oxidación se encuentran las lagunas facultativas, de
maduración, de alta producción de algas y lagos de purificación.
La eficiencia de la depuración del agua residual en lagunas de estabilización depende
ampliamente de las condiciones climáticas de la zona, temperatura, radiación solar,
frecuencia y fuerza de los vientos locales, y factores que afectan directamente a la
biología del sistema.
Las lagunas de estabilización operan con concentraciones reducidas de biomasa que
ejerce su acción a lo largo de periodos prolongados. La eliminación de la materia
orgánica en las lagunas de estabilización es el resultado de una serie compleja de
procesos físicos, químicos y biológicos.
A continuación se detallan las principales características de las lagunas aerobias, ya
que constituyen el caso de estudio de este trabajo.
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2.1. Lagunas Aerobias.
2.1.1 Principales Características
Estos sistemas presentan importantes ventajas sobre los sistemas convencionales.
Son fáciles de construir, operar y mantener, y son muy robustos. Debido a los elevados
tiempos de retención hidráulica, las lagunas son capaces de soportar cargas orgánicas e
hidráulicas tipo pulso mejor que cualquier otro proceso de tratamiento secundario de
aguas residuales. Su sencillez se refleja en bajos costos de capital y de funcionamiento.
Sin embargo, los requisitos de los terrenos para la construcción de lagunas de
estabilización
son,
significativamente
más
elevados
que
los
sistemas
más
convencionales. Un sistema de lagunas bien diseñado puede producir efluentes de alta
calidad y excelentes propiedades de eliminación de todos los organismos patógenos,
incluyendo virus, bacterias, protozoos, etc. En general se forman parte de un sistema de
distintos tipos de lagunas en serie (Gray, 2004).
Reciben aguas residuales que han sido sometidos a un tratamiento primario y que
contienen relativamente pocos sólidos en suspensión. Los procesos biológicos más
importantes que tienen lugar en estas lagunas son:
-Oxidación de la materia orgánica por la respiración de las bacterias aerobias, que
consiste en la degradación de la DBO del agua residual hasta CO2 y H2O produciendo
energía y nuevas células.
9 C6H14O2N + 3.35 O20.12 NH4+ + 0.12 OH- +1.6 CO2 + 0.88 C5H7NO2 + 3.62 H2O
-Producción fotosintética algal de oxígeno a partir de CO2, donde se producen nuevas
algas y el O2 que es utilizado en la respiración bacteriana.
106 CO2 + 16 NH4+ + HPO4-2 + 100 H2O
(energía solar)
C106H263O110N16P +103 O2 +2 H+
Las lagunas aerobias se pueden clasificar, según el método de aireación sea natural o
mecánico, en aerobias y aireadas respectivamente.
El grupo específico de algas, animales o especies bacterianas presentes en cualquier
zona de una laguna aerobia depende de factores tales como la carga orgánica, el grado
de mezcla de la laguna, el pH, los nutrientes, la luz solar y la temperatura.
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2.1.2 Modelo de Lagunas de Aireación
En este trabajo, se han formulado balances de masa dinámicos para los principales
componentes de una laguna de aireación: biomasa de los tres grupos que dominan la
comunidad fitoplanctónica (cianobacterias, clorófitas y diatomeas), biomasa de las
bacterias aeróbicas, biomasa de las levaduras, nitratos (NO3), amonio (NH4), fosfatos
(PO4), fósforo y nitrógeno orgánicos (OP y ON), oxígeno disuelto (DO) y demanda
bioquímica de oxígeno (DBO). Esto da lugar a un complejo sistema de ecuaciones
diferenciales a derivadas parciales y algebraicas.
Sin embargo, al tratarse de una laguna aireada, se consideran condiciones
homogéneas en todo el volumen de la misma. Obteniendo así un sistema diferencial a
derivadas totales en lugar de parciales.
Los balances incluyen el caudal de entrada (QIN), de salida (QOUT), términos de
generación, consumo y de variación del volumen
dC j
dt
=
C j dh
QIN
QOUT
CIN j −
C j + rj −
V
V
h dt
(1)
j= cianobacterias (C), diatomeas (D) y clorófitas (G), bacterias aeróbicas (B),
levaduras (L), NO3, NH4, PO4, OP, ON, DO, DBO.
Donde C representa las concentraciones de cada componente j, h y V representan la
profundidad y el volumen, rj corresponden a la generación neta de j.
El último término de la ecuación corresponde a la variación de volumen de la laguna.
Se ha formulado también un balance de masa global que tiene en cuenta además de los
caudales de entrada y salida, las entradas por lluvias (Qrain) y salidas por evaporación
(Qevap).
A
dhT
dt
= QIN − QOUT + Qrain − Qevap
(2)
donde hT corresponde a la altura total de la columna de agua.
Las ecuaciones algebraicas representan los términos de generación/consumo y las
entradas del modelo. Estas últimas fueron aproximadas con funciones sinusoidales y
corresponden a temperatura, radiación solar, precipitaciones, evaporación, caudal de
entrada, concentraciones de entrada de fósforo y nitrógeno (Estrada et al. 2010).
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Las ecuaciones de generación/consumo para la concentración de biomasa modelada
tienen en cuenta producción y pérdida debido a la respiración, mortalidad natural y
pastoreo por el zooplancton herbívoro (este último término no se tiene en cuenta en el
caso de la levadura). Debido a la presencia de aireadores no se incluye la sedimentación.
r j = R j , growth − R j ,resp − R j ,death − R j , pred
(3)
j= cianobacterias (C), diatomeas (D) y clorófitas (G), bacterias aeróbicas (B) y
levaduras (L)
La tasa de crecimiento de los organismos considerados es función de la temperatura,
la disponibilidad de nutrientes y el pH, incluyendo también la radiación solar para la
biomasa de los grupos fotosintéticos. Esta dependencia se incluye a través de funciones
de limitación en un modelo multiplicativo. Las funciones de limitación (f (T), f (I), f (N)
y f (pH)) pueden tomar valores entre 0 y 1 y modifican la tasa máxima de crecimiento.
Las reacciones físicas, químicas y bioquímicas que ocurren en las lagunas de
estabilización son muy influenciadas por la temperatura (Rodriguez Serrano).
En
general y para los intervalos de temperatura normales en las lagunas, se puede decir que
la velocidad de degradación aumenta con la temperatura, en especial en lo que
concierne a la actividad de las bacterias. Se asume que las tasas de respiración y de
mortalidad natural de la biomasa aumentan exponencialmente con la temperatura según
un comportamiento de tipo Arrhenius. Estos fenómenos son retardados por las bajas
temperaturas.
Por otro lado, la luz es fundamental para la actividad fotosintética, ésta depende no
solo de la luz que alcanza la superficie del agua, sino de la que penetra en profundidad.
Como la intensidad de la luz varía a lo largo del año, la velocidad de crecimiento de las
algas cambia de misma forma.
Los nutrientes son fundamentales para el buen funcionamiento del tratamiento en
lagunas. A medida que progresa la depuración se va produciendo una eliminación de
nutrientes que puede dar lugar a que uno o varios alcancen concentraciones limitantes
para el desarrollo subsiguiente de algas o bacterias.
El valor de pH en las lagunas viene determinado fundamentalmente por la actividad
fotosintética del fitoplancton y la degradación de la materia orgánica por las bacterias.
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Las algas consumen anhídrido carbónico en la fotosíntesis, lo que desplaza el equilibrio
de los carbonatos y da lugar a un aumento del pH. Por otra parte, la degradación de la
materia orgánica conduce a la formación de dióxido de carbono como producto final, lo
que causa una disminución del pH.
Como la fotosíntesis depende de la radiación solar, el pH de las lagunas presenta
variaciones durante el día y el año. Cuanto mayor es la intensidad luminosa, los valores
del pH son más altos.
La principal fuente de oxígeno disuelto es la fotosíntesis, seguida por la re aireación
superficial. En cambio, la disminución de la concentración de oxígeno disuelto en la
columna de agua se debe principalmente a la respiración, a la utilización de oxígeno en
el proceso de oxidación de la materia orgánica, y a la nitrificación, así como también de
la demanda de oxígeno del sedimento, producto de la actividad microbiana y de
reacciones redox (Estrada et al. 2010).
El suministro de oxígeno por parte de los aireadores mecánicos y el viento induce a
la mezcla vertical del líquido de la laguna, asegurando una distribución más uniforme de
DBO, oxígeno disuelto, bacterias y algas y por lo tanto un mejor grado de estabilización
del agua residual.
La demanda bioquímica de oxígeno (DBO) es una medida de la cantidad de materia
orgánica susceptible a ser oxidada por microorganismos, y es utilizada como medida de
la eficiencia de la laguna de estabilización (Rodriguez Serrano).
3. Caso de Estudio: Jugos SA
La industria nacional de jugo concentrado está integrada fundamentalmente por
Pequeñas y Medianas Empresas (PyMEs), ubicadas en su mayor parte en las regiones
del Alto Valle de Río Negro y Neuquén y del Valle Medio de Río Negro, donde se
concentra el 80% de la red de agroindustrias elaboradoras de jugos concentrados, sidra,
deshidratados, conservas, pulpas deshidratadas y licores. Parte del proceso productivo
de estas agroindustrias es el tratamiento de los residuos sólidos y líquidos generados por
las mismas. Los efluentes industriales vertidos al medio ambiente provocan diferente
impacto sobre éste en función de su naturaleza. En el caso de las industrias jugueras, sus
efluentes contienen propiedades fisicoquímicas y biológicas diferentes a las encontradas
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en los cauces de agua aledaños, tales como tributarios del Río Negro, a los cuales son
volcados (alto contenido de materia orgánica, bajo pH, desequilibrios de nutrientes, etc)
con lo cual deben ser tratados para cumplir con la legislación ambiental local.
El modelo fue calibrado a partir de datos recolectados por el Ing. Iturmendi en la
empresa JUGOS SA, productora de jugo concentrado de manzana y pera ubicada en el
parque industrial de Villa Regina (Río Negro, Argentina). Esta empresa posee una
planta de tratamiento de efluentes de tipo biológico, compuesta por tres lagunas
dispuestas en serie, dos de aireación con un área de 6.250 m2 y un volumen de afluente
cercano a los 15.000 m3 y una facultativa que ocupa un área de 18.750 m2 y un volumen
de afluente cercano a los 55.000 m3. Cabe aclarar que previo bombeo a las lagunas, hay
una etapa de separación primaria de sólidos consistente en tamices rotativos dispuestos
en serie con poros de 1,5 mm y 0,5 mm de diámetro.
El sistema de lagunas recibe volúmenes de afluente/efluente variables de acuerdo a la
época del año, como consecuencia de la estacionalidad de la materia prima con la que se
trabaja, llegándose a procesar en su punto máximo alrededor de 200.000 toneladas de
fruta. Fuera de la época de cosecha la empresa cuenta con intervalos de producción
donde la fruta proviene de cámaras frigoríficas, y se procesan entre 200 a 2.000
toneladas, aproximadamente. El tiempo total de retención de las aguas residuales en el
sistema de tratamiento es de 14 días (Tarifa et al., 2011).
En esta etapa del trabajo, se considera solamente la primera laguna de aireación.
4. Estrategias de Control
La tasa de absorción de carbono es superior a la velocidad de captación de los demás
nutrientes, causando deficiencia de fósforo y nitrógeno en la biomasa. Este desequilibrio
sólo se puede superar mediante el aumento de la concentración de nutrientes en torno a
la biomasa.
Además, se considera el suministro de oxígeno mediante los aireadores mecánicos
para asegurar la cantidad necesaria de oxígeno disuelto. Variable indispensable para
llevar a cabo la oxidación de la materia orgánica presente en las aguas a tratar.
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4.1 Control de Dosificación de Nutrientes
El objetivo principal de control de una planta de tratamiento de aguas residuales es
mantener las concentraciones de DBO en el efluente a un nivel aceptable, actualmente
el valor máximo permitido corresponde a 50 mg/l. Esto debe lograrse sin la liberación
de un exceso de nutrientes en el receptor.
Para hacer funcionar el proceso biológico, deben añadirse fósforo y nitrógeno a las
aguas residuales deficiente de nutrientes (Lindblom, 2003). El nitrógeno se añade en
forma de urea, un fertilizante común con la fórmula química (NH2)2CO. La urea se
disuelve lentamente cuando se diluye en agua como amonio y CO2. El fósforo se añade
en forma de gránulos NP. Esta sal se compone de NH4-N (14%), NO3-N (12%) y PO4-P
(6%).
4.2 Aireación Mecánica
El proceso de transferencia de oxígeno puede describirse como un fenómeno que
ocurre en tres etapas. Inicialmente las moléculas de gas son transferidas a la superficie
del líquido, alcanzando la condición de saturación, aquí la velocidad de transferencia es
mayor y la película de gas-líquido se vuelve más fina. Luego, las moléculas de oxígeno
atraviesan dicha película por difusión molecular y finalmente el oxígeno se dispersa en
el líquido por difusión y convección (Yanez).
En el modelo se considera que la velocidad de transferencia es proporcional a la
potencia del motor de los aireadores mecánicos e inversamente proporcional al volumen
de la laguna de estabilización.
5. Optimización Dinámica – Control Óptimo
El modelo DAE considerado se describe de la siguiente forma
f ( x(t ), x& (t ), y (t ), u (t ), v) = 0
(4)
Donde x(t) y y(t) son variables diferenciales y algebraicas, x˙(t) son las derivadas de
x(t), u(t) son las variables de control y v los parámetros invariantes a ser determinados
por la optimización (PSEnterprise, 2011).
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La optimización busca determinar los valores de los parámetros invariantes v y de las
variables de control u(t) sobre todo el horizonte de tiempo a fin de minimizar el valor de
la variable z:
tf
z = min ∫ (C DBO − C DBOsetpo int ) dt
2
(5)
o
En el presente trabajo, se ha formulado un problema de optimización con un enfoque
orientado a ecuaciones dentro de un marco de parametrización de las variables de
control.
En este enfoque, las variables de control (grados de libertad dependientes del tiempo)
son aproximados por funciones del tipo piecewise-constant, piecewise linear o
polinomiales sobre un número específico de intervalos de control y también son
aproximados los parámetros invariantes.
Se formula un NLP a nivel exterior, con los coeficientes para las funciones
polinomiales (si hay alguna) y los parámetros como variables de optimización. En el
nivel interno, no hay grados de libertad ya que se fijan los valores de los parámetros con
la solución del problema externo. Entonces se puede integrar el sistema DAE con
estrategias BDF (Backward Differentiation Formula)
En este paso, se determinan las derivadas parciales de las ecuaciones diferenciales y
algebraicas con respecto a las variables de optimización (parámetros a ser estimados)
sobre todo el horizonte de integración.
Esta información se transfiere al problema NLP exterior, donde se actualizan los
valores de los parámetros y se proponen nuevos valores de los parámetros para resolver
el problema DAE interno.
6. Resultados Obtenidos
En el presente trabajo se han aplicado distintas estrategias de control a un modelo
dinámico de una laguna de aireación, a fin de disminuir la concentración de DBO en la
corriente de salida para cumplir con la reglamentación antes mencionada.
En primera instancia, se consideraron como variables de control la potencia del motor
y el agregado de gránulos de NP (nitrógeno y fósforo) individualmente, a fin de
comparar la eficiencia de las mismas. En esta etapa no se incluyó la dosificación de urea
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en forma individual, ya que la velocidad de crecimiento de las bacterias aeróbicas
dependen simultáneamente de la concentración de nitrógeno (en forma de amonio y
nitratos) y de fósforo (en forma de fosfatos).
Luego se aplicaron las tres estrategias simultáneamente al modelo, ocasionando el
mayor descenso de la concentración de DBO como puede observarse en la Fig. 1.
Fig. 1. Concentración de DBO en distintas condiciones. DBO: sin control, DBO1:
control de aireación, DBO2: control en la dosificación de gránulos de NP y DBO123:
control en conjunto de la aireación y dosificación de nutrientes.
Como puede verse en la Fig. 2, la estrategia en conjunto permite un ahorro de energía
relacionado con el consumo por parte de los aireadores, disminuyendo así un gasto
operativo importante.
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Fig. 2. Potencia del motor como única estrategia de control (Pmot1) y en conjunto con
la dosificación de nutrientes (Pmot123).
Fig. 3. Velocidad de agregado de gránulos de NP únicamente (RNP 2) y junto con las
demás estrategias de control (RNP 123).
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Fig. 4. Velocidad de agregado de urea en conjunto con las demás estrategias de
control (RNH4 123).
En las figuras 2, 3 y 4 se presentan los perfiles de las variables de control a lo largo de
todo el horizonte de tiempo. El mismo comienza en el mes de agosto, coincidente con
los toma de datos para la calibración del modelo.
El verano es la época de mayor producción de la empresa, donde se alcanzan los
valores máximos de DBO, que únicamente logran reducirse con la aplicación de la
estrategia en conjunto pero sin alcanzar las especificaciones exigidas.
Sin embargo, la planta cuenta con 2 lagunas más en serie, una más de aireación y una
facultativa, que se incluirán al modelo actual de lagunas. Con lo cual se prevé que se
alcanzarán las especificaciones reglamentarias en todo el horizonte de tiempo.
7. Conclusiones
A partir de un modelo matemático mecanístico se logró describir los procesos que
tienen lugar dentro de una laguna de aireación de tratamiento de aguas residuales, cuyo
objetivo principal es la oxidación de la materia orgánica.
Con el fin de cumplir con la legislación vigente en la provincia de Río Negro sobre el
vertido de efluentes industriales, se aplicaron estrategias de control mediante la
optimización dinámica del modelo en un marco de parametrización de las variables de
control. Obteniendo así los perfiles óptimos de las variables de control consideradas:
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potencia del motor de los aireadores mecánicos y dosificación de los distintos
nutrientes.
Los resultados obtenidos permiten una mejor toma de decisiones en el manejo de las
lagunas, basada en información sobre las complejas relaciones entre todas las variables
del modelo biológico.
Referencias
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