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Control predictivo basado en eventos consciente de la calidad del efluente para plantas de tratamiento de aguas residuales

Autores: Li, Guanting; Zeng, Jing; Liu, Jinfeng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Control predictivo basado en eventos consciente de la calidad del efluente para plantas de tratamiento de aguas residuales


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Plantas de tratamiento de aguas residuales
Estrategias de control basadas en optimización en línea
Control predictivo basado en modelos
Enfoque basado en eventos
Calidad del efluente
Esfuerzo computacional

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 38

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) son procesos a gran escala y no lineales con unidades operativas estrechamente integradas. La aplicación de estrategias de control basadas en optimización en línea, como el control predictivo basado en modelos (MPC, por sus siglas en inglés), a las PTAR generalmente enfrenta una alta complejidad computacional. Este documento propone un enfoque basado en eventos para abordar este problema. El controlador predictivo basado en modelos actualiza la información y resuelve el problema de optimización solo cuando la lógica correspondiente del disparador se cumple. La lógica del disparador establece la desviación máxima permitida para las variables de seguimiento. Además, para garantizar el rendimiento del sistema, el diseño de la lógica basada en eventos incorpora la calidad del efluente. Al obtener la secuencia óptima para la calidad del efluente dentro del horizonte de predicción del MPC, la desviación acumulativa entre la calidad del efluente predicha y deseada se analiza para evaluar el rendimiento dentro de ese horizonte. Basándose en estas dos condiciones, se determina la necesidad de ajustar las acciones de control. Incluso si el rango máximo permitido para las variables de seguimiento en el diseño de la lógica del disparador se establece de manera poco razonable, la consideración de los factores de calidad del efluente en las condiciones de disparo asegura un buen rendimiento. Los resultados de la simulación demuestran una reducción promedio del esfuerzo computacional del 25.49% bajo diferentes condiciones climáticas, al tiempo que se garantiza un impacto mínimo en la calidad del efluente y en el índice de costos totales y el cumplimiento con las regulaciones de descarga de efluentes. Además, este método se puede combinar con otros enfoques para garantizar la calidad del efluente mientras se reduce aún más el tiempo y la complejidad de cálculo.

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