El proyecto artICA4nr activa sus novedosos controladores en tres estaciones depuradoras

Este primer año de trabajo ha servido para abordar la implantación de art-ICA en dos estaciones depuradoras españolas, operadas por Canal de Isabel II Gestión, y otra EDAR portuguesa, explotada por Águas de Lisboa e Vale do Tejo.

El proyecto artICA4nr tiene como principal objetivo acelerar y estimular la implantación en el mercado de art-ICA, un producto de control automático que optimiza la operación de estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) mediante el aumento de la estabilidad del proceso, la maximización de la calidad del agua tratada y la minimización de los costes operacionales asociados al consumo energético y al empleo de reactivos y otros productos químicos.

El ajuste óptimo de los controladores art-ICA en estas estaciones depuradoras se ha obtenido mediante una metodología desarrollada por CEIT-IK4, basada en una detallada simulación computacional del proceso capaz de pronosticar los beneficios de art-ICA, y que además permite una adaptación de los controladores a las exigencias y restricciones particulares de cada planta. Los resultados de la simulación han mostrado que la metodología art-ICA implica una reducción del 20% en el consumo energético asociado a la aireación de los reactores biológicos, a la vez que supone una importante reducción en el nitrógeno vertido al cauce receptor.

Los resultados obtenidos en las plantas tras la próxima puesta en marcha de los controladores serán comparados con la operación convencional de las plantas antes de la implantación de art-ICA. Los beneficios van a ser recopilados con el fin de producir contenido comercial que se va a utilizar tanto en presentaciones nacionales, especialmente dirigidas a operadores de depuradoras en España y Portugal, como a ferias especializadas de ámbito internacional.

Proyecto art-ICA

El producto art-ICA implementa tres controladores realimentados, cada uno de los cuales mantiene las siguientes variables en sus valores de consigna (o referencia):

• Masa total de Sólidos Suspendidos en los reactores biológicos;
• Concentración de Nitratos (N-NO3) al final de la zona de desnitrificación;
• Concentración de Nitrógeno amoniacal (N-NH4) al final de la zona de nitrificación.

Cada controlador trabaja simultáneamente adaptando de forma continua tres de los actuadores más relevantes en los sistemas convencionales de eliminación biológica de nutrientes (en inglés Biological Nutrient Removal systems -BNR- ): el caudal de purga de los fangos de exceso (QWS), el caudal de recirculación interna (QRI) y el caudal de aire suministrado externamente (QAE). El beneficio que este controlador multivariable avanzado proporciona a las EDAR es doble:

1. Mejora la calidad del agua tratada;
2. Ahorra costes de explotación, tales como los asociados al consumo energético y al consumo de productos químicos y de reactivos.

En las EDAR que no se cumplen los requerimentos exigidos por legislación al agua tratada, los controladores art-ICA permiten mejorar la calidad del agua con el mínimo coste de explotación posible. Las EDAR que quieren mantener las condiciones de calidad en el agua tratada, los controladores art-ICA permiten mejorar la eficiencia energética de la planta manteniendo la misma calidad actual del agua.

Para ello, los controladores minimizan al máximo el aporte externo de aire, maximizan el potencial de desnitrificación, y optimizan la masa de sólidos en los reactores (léase edad celular del fango) considerando que se debe nitrificar el medio, minimizar la respiración endógena y tener en cuenta la producción de fangos (en el caso de limitaciones en la línea de tratamiento de fangos, o de una posible generación de energía eléctrica a través de digestión anaerobia o de incineración, por ejemplo).

La arquitectura hardware y software de los controladores art-ICA está básicamente formada por un PC basado en el sistema operativo Microsoft Windows que ejecuta los algoritmos de control y las interfaces con el usuario necesarias para configurar el producto y su comportamiento.

Debido a las lentas dinámicas que tienen los procesos biológicos, el tiempo de muestreo en el que estos tres algoritmos de control deben ser ejecutados se encuentra en un rango de segundos o incluso minutos. De esta forma, en términos de requerimientos computacionales, un PC estándar es más que suficiente para ejecutar en tiempo real las operaciones de los algoritmos de control de art-ICA.

Reunión en Madrid

El consorcio de socios del proyecto europeo artICA4nr (A multivariable advanced control solution for sustainable operation of nutrient removal urban WWTPs, Grant agreement no. 630386) celebró su tercera reunión general en la sede del Canal de Isabel II Gestión de Madrid, el pasado 29 de junio.

El encuentro sirvió para examinar la situación actual del proyecto, por un lado, y planificar las próximas tareas a repartir entre los expertos europeos en el campo del saneamiento de aguas residuales procedentes de dos entidades públicas (Canal de Isabel II Gestión SA y Águas de Lisboa e Vale do Tejo), la empresa propietaria del producto art-ICA (MSI Grupo), una universidad (Facultad de Ciências e Tecnologia / Universidade Nova de Lisboa) y el centro tecnológico coordinador del proyecto CEIT-IK4.