Optimación de un Biorreactor Aerobio para el

Optimación de un Biorreactor Aerobio para el

Tratamiento de AguasResidualesIndustriales

Optimation of an Aerobic Bioreactor for the Industrial Wastewater Treatment

Jaime Moreno y Germán Buitrón

Coordinaciones de Automatización y de Bioprocesos Ambientales Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México

Apartado Postal 70-472 CP. 04510, México, D.F.

E-mails: {moreno, gbm} @pumas. iingen.unarn.mx

Artículo recibido en Junio 21, 2001; aceptado en Febrero 19, 2002

Resumen

El tratamiento de las aguas residuales industriales que con¬tienen compuestos orgánicos tóxicos es difícil de realizar por métodos biológicos convencionales. Los reactores aero¬bios operados como SBR (SequencingBatch Reactor) han demostrado ser la mejor alternativa para tales situaciones. Sin embargo, presentan dificultades relacionadas con los efec¬tos tóxicos e inhibitorios de los residuos. En este trabajo se propone una nueva estrategia de control óptimo de tales reac¬tores, que elimina una gran cantidad de desventajas e incre¬menta todas las variables de proceso del sistema. Tal ley de control se implanta utilizando un observador de estados no lineal. El objetivo del presente trabajo es verificar experimen¬talmente la viabilidad y las características de la estrategia de control propuesta en un reactor piloto.

Palabras Clave: Control de tiempo mínimo, Observador no lineal, Biorreactor aerobio, Plantas de tratamiento de aguas residuales tóxicas

Abstract

The biological treatment of industrial waste waters contain¬ing organic toxic compounds is very difficult. The aerobic SBR (Sequencing Batch Reactors) have shown te be the best alternative in such situations. However, they have difficul-ties in dealing with the toxic and inhibitory character of the wastes. In this work a new optimal control strategy for such reactors is proposed. It eliminates most of the known dis¬advantages and increases all procesa variables. This control law is implemented by using a nonlinear state observen The objective of the present work is to verify th,e experimental vi¬ability and characteristics of the proposed control strategy in a pilot plant.

Keywords: Time optimal control, Nonlinear observer, Aerobic bioreactor, Toxic Wastewater Treatment Plants.

*Trabajo financiado por Conacyt 27530A y 27498T1 Introducción

Los procesos de tratamiento de aguas residuales indus¬triales deben satisfacer, por un lado, los requerimientos cada vez mayores de las leyes ecológicas y, por otra parte, es necesario minimizar los costos de construcción y ope¬ración, que cada vez juegan un papel más importante en la economía de la industria. Para poder satisfacer es¬tos requerimientos son necesarias, además de procesos de tratamiento eficaces, estrategias de control adecuadas.

El tratamiento de las aguas industriales residuales

...