Comparativa de sistemas de control de la aireación por sondas redox vs. sondas ISE amonio-nitrato

Zusammenfassung

Con el objetivo de optimizar energéticamente el sistema de aireación de la depuradora de Alhama de Murcia, gestionada por Facsa, y cuya titularidad corresponde a la Entidad de Saneamiento de Murcia (ESAMUR), se ha llevado a cabo un estudio comparativo del sistema actual de aireación de la depuradora, por sondas redox, con un sistema de control de la aireación (LOBO2) basado en lógica difusa y que trabaja con sondas ISE de amonio-nitrato. El objetivo de dicho sistema borroso (LOBO2), es cumplir en todo momento con los límites de amonio en el efluente, al mismo tiempo que se optimiza el número de conmutaciones de la soplante y se minimiza el consumo energético en los periodos tarifarios más caros. Durante los ciclos de marcha el algoritmo ajusta en todo momento el caudal de aire soplado para situarse en la tasa óptima de oxidación de amonio, evitando aportar más oxígeno del que los microorganismos pueden consumir. En el sistema LOBO2, la variable crítica a controlar es la concentración de amonio a la salida del reactor, que se mide en continuo por medio de una sonda de ión selectivo (ISE) de amonio y nitrato. El objetivo de dicho sistema borroso, es cumplir en todo momento con los límites de amonio en el efluente minimizando el consumo energético en los periodos tarifarios más caros. El estudio se ha realizado alternando el control por LOBO2 con el sistema de control por redox, con el objeto de que las condiciones de funcionamiento fueran las mismas (presión del colector de aire, temperatura, edad del fango, etc.). El control por redox establece dos consignas de potencial redox de arranque/paro de la soplante así como en un control por PID de la frecuencia de la soplante mediante una consigna de oxígeno establecida. Para el análisis de los resultados obtenidos se plantearon tres puntos diferenciados: energía consumida, consumo por períodos (teniendo en cuenta la distribución horaria) y calidad del agua efluente. El estudio comparativo entre ambos sistemas de control de la aireación, se realizó durante dos meses de verano (junio y julio) de 2014. El estudio económico de la implementación del control por LOBO2 se ha obtenido a partir de los ratios de consumo energético de la aireación determinados con las pruebas realizadas en la EDAR para los diferentes sistemas de control. Realizando una estimación anual, la implementación del sistema de control por lógica borrosa supone un ahorro energético del 29% de energía con respecto al consumo del sistema de aireación actual, pasando el consumo anual a 291.249 kW/año.