Panorama depurativo extremeño. Soluciones de control basadas en sensores de bajo coste

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Panorama depurativo extremeño. Soluciones de control basadas en sensores de bajo coste

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Título: Panorama depurativo extremeño. Soluciones de control basadas en sensores de bajo coste
Autor: Martín de la Vega Manzano, Pedro Tomás
Resumen: El presente trabajo propone un sistema de control basado en el análisis de las señales proporcionadas por sensores de bajo coste para actualizar los ya instalados en un gran número EDARs de pequeñas poblaciones extremeña.Para ello se realizó un estudio previo de la situación en la que se encuentran seguido por la toma de muestras durante un año de los sensores de oxígeno disuelto y potencial redox instalados en una planta real. A partir de ellos se extrajeron 16 variables características que fueron tratadas con el método de diagramas de caja para eliminar los valores anómalos. Posteriormente fueron clasificados primero por una red SOM y luego por el algoritmo k-means para definir relaciones entre variables. Así fueron seleccionadas como más representativas las denominadas: OUR, ORAS y ORP arrow. Con toda la información obtenida se definió un control formado por uno directo de la aireación integrado en otro supervisor que ajustaba los diferentes niveles de referencia que el anterior necesitaba para actuar. Para verificar sus prestaciones se construyeron dos prototipos de reactor que procesaron 150 muestras de aguas residuales. El primero era gestionado con un controlador idéntico al instalado en la planta real, mientras que el segundo implementaba el desarrollado en el presente trabajo. Los resultados obtenidos pusieron de manifiesto que el control propuesto igualaba al ya instalado en la eliminación de materia orgánica, superándole ampliamente en la eliminación de nitrógeno y de fósforo, consiguiendo, además, un importante ahorro energético.This work presents a control system based on signals provided by low cost proves in order to actualize those installed in a lot of small village WWTPs in Extremadura. To do that a previous study of the working conditions of those plants was carried out followed by collecting data from dissolved oxygen and redox potential probes running in an actual plant. From these data 16 representatives variables were extracted and then processed with the box-plot tool in order to reject abnormal data. They were processed by a SOM network and then by the k-means algorithm to define relations between variables. So three of them were selected as the most representative ones: OUR, ORAS and ORP arrow. A new control was defined from those data. It was made up of a basic one adjusting aeration and a supervision one adjusting activation levels of the first one. In order to test the new controller performance two prototypes were assembled which processed 150 waste water samples. The first one was managed with the same control as that used in the actual plant and the second by that developed in this work. The results obtained shown that the control proposed in this work equalize those provided by that in the actual plant for organic matter removal and significantly improved nitrogen and phosphorous removal. An important reduction in energy consumption was also achieved.
URI: http://hdl.handle.net/10662/4120
Fecha: 2016-04-04


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