Optimización dinámica de plantas de tratamiento de aguas residuales usando control predictivo económico

Abstract

En este trabajo, se propone la aplicación de una estrategia de control predictivo económico de una sola capa para realizar la optimización dinámica de estaciones de tratamiento de aguas residuales (EDAR). Se ha implementado un algoritmo de control predictivo económico no lineal (EMPC) con una función de coste que minimiza los costes de operación y la penalización de la desviación de la concentración de compuestos amoniacales en el efluente aprovechando la variabilidad de la carga del afluente. La operación se mantiene alrededor del punto de referencia que garantiza el rendimiento del sistema, debido a las restricciones consideradas sobre las variables controladas, pero estas se conducen a puntos de funcionamiento alternativos que optimizan la economía cuando las condiciones de proceso son favorables.

In this paper, a single-layer economic model predictive control (EMPC) strategy is presented. The objective of the EMPC is to perform the dynamic optimization of the operation of a wastewater treatment plant (WWTP). A non-linear EMPC algorithm has been implemented. The controller cost function represents the operating costs and the violations of maximum admitted levels of ammonium concentration in the effluent. The proposed strategy takes advantage of the variability of the influent load to find alternative operating points that minimize the cost function. Constraints are imposed on critical variables to ensure the conditions that guarantee the appropriate process performance