Nueva Metodología de Modelado Matemático Integral de las EDAR

Abstract

Tras una revisión del potencial y las limitaciones de los principales modelos matemáticos existentes para describir de manera conjunta los procesos unitarios de las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR), la presente tesis desarrolla una nueva metodología de modelado. Esta metodología permite la construcción sistemática y rigurosa de modelos integrales de planta capaces de reproducir las mutuas interrelaciones entre los diferentes elementos de las líneas de aguas y fangos, garantizando en todo momento la continuidad de masa elemental y carga. La nueva metodología desarrollada, denominada metodología PWM (Plant Wide Modelling) está basada en la utilización de una lista genérica de transformaciones de las que se eligen las más adecuadas para los procesos que tienen lugar en cada EDAR objeto de estudio. La definición de los componentes en sus fracciones másicas elementales permite garantizar la continuidad de masa y carga en cada transformación y a lo largo de toda la planta. La definición de los componentes en base a sus fracciones másicas ha sido utilizada para el desarrollo de un algoritmo para la caracterización automática del influente. Este algoritmo ha sido empleado con éxito en la caracterización del agua residual influente de la EDAR de Galindo (Bilbao). La metodología PWM propuesta ha sido utilizada para la construcción de un modelo integral para un caso de estudio estándar (BSM2). El modelo obtenido ha sido verificado en diferentes escenarios de simulación. Posteriormente se ha llevado a cabo un análisis comparativo entre la utilización del modelo de EDAR obtenido frente a otras propuestas de modelado integral existentes en la bibliografía. Se ha construido en modelo integral para la EDAR Galindo-Bilbao de acuerdo con la metodología PWM. El modelo obtenido ha sido utilizado en la validación de una estrategia de control automático en la línea de aguas de la EDAR. Posteriormente se ha llevado a cabo una exploración de la operación de la EDAR en escenarios hipotéticos que consideran de forma conjunta líneas de aguas y fangos. La exposición finaliza con el capítulo dedicado a las conclusiones del estudio realizado, la bibliografía utilizada y una serie de anexos que proporcionan información adicional a la incluida en la memoria.