Calibración de un simulador para el sistema de lodos activados de la Planta de Riles de CCU - Chile

Abstract

El tratamiento biológico de los residuos industriales es un tema prio­ritario para el desarrollo sustentable de una sociedad. En los últimos veinte años ha existido un avance significativo en el aumento de la eficiencia y la disminución de los costos energéticos. En este sentido, la simulación de plantas de tratamiento permite explorar nuevas es­trategias de operación y propender a la optimización de tratamiento biológico. En este trabajo se propone simular la planta de tratamiento biológica de Compañía Cerveceras Unidas de la ciudad de Temuco. Esta planta evacua el efluente tratado a un estero (La Laucha), el cual se utiliza como fuente de agua para regadío. Para ello, se modeló y calibró un sistema de lodos activados y su clarificador secundario. El reactor aerobio se caracteriza por un alto gasto energético por aireación y, en este caso, el operador manipula manualmente la instrumentación (PLC, con control PID), a fin de obtener un mayor rendimiento a un menor costo. Este modelo calibrado permite diseñar, proponer y/o optimizar estrategias de control, y crear un sistema supervisor del proceso para minimizar el gasto de energía por aireación del sistema. Así, la estra­tegia de trabajar en primera instancia por simulación persigue reducir riesgos y costos de operación, pues no se establece una intervención directa del proceso.

The biological treatment of industrial residues is a priority topic for the sustainable development of a society. In the last twenty years, there has been a meaningful advance in efficiency increase and lowering of energy costs. In this sense, the simulation of treatment plants allows for the exploration of new operation strategies and probe towards the optimization of biological treatment. This paper aims to simulate the biological treatment plant of Compañía Cerveceras Unidas from the city of Temuco. This plant evacuates the treated effluent into a marsh (La Laucha), which is used as a water source for irrigation. For this task, a calibrated sludge system and its clarifier were modeled and calibrated. Aerobic reactors are categorized for a high energy cost due to aeration and in this case, the operator manually handles the instrumentation, in order to obtain a higher performance at a lower cost. This calibrated model allows the designing, proposal and optimizing of control strategies and the creation of a supervising system of the process in order to lower the energy cost due to the aeration of the system. Thus, the strategy of working in the first instance by simulation seeks to reduce risks and operation costs, since it does not establish a direct intervention of the process.

O tratamento biológico dos resíduos industriais é tema importante para o desenvolvimento sustentável da sociedade. Nos últimos vinte anos têm existido um avanço significativo no aumento da eficiência e diminuição dos custos energéticos. Neste contexto, a simulação de estações de tratamento permite verificar novas estratégias de operação e ajuda na otimização do tratamento biológico. Este documento propõe simular a estação de tratamento biológico da Compañia Cerveceras Unidas da cidade de Temuco. Esta estação evacua o afluente tratado ao fluxo de agua La Laucha, uma fonte de água para irrigação. Para tanto, foi modelado e calibrado um sistema de lamas ativadas e seu clarificador secundário. O reator aeróbio é caraterizado por um alto gasto energético por arejamento. Nesse caso, o operador mexe manualmente a instrumentação (PLC) com o fim de obter maior rendimento e um menor custo. O modelo calibrado permite desenhar, propor e/ou otimizar estratégias de controle, e criar um sistema de verificação para minimizar o gasto de energia pelo arejamento do sistema. Assim, a estratégia de trabalhar por simulação busca reduzir riscos e custos de operação, dado que não tem intervenção direta do processo.