Resumo
Neste trabalho, com auxílio da Teoria de Controle Ótimo, foi estabelecido um controlador discreto no tempo aplicável aos tanques de aeração dos processos de lodos ativados, processo largamente empregado para o tratamento de efluentes líquidos de origem sanitária ou industrial. O comportamento dinâmico das variáveis de estados empregadas para descrever o tanque de aeração foi descrito com auxílio do modelo proposto pela International Water Association. Concentração de biomassa, concentração de substrato e vazão efluente do tanque de aeração constituíram as variáveis de estado. Vazão de recirculação e vazão de descarte de lodo atuaram como variáveis de controle. As simulações computacionais conduzidas indicaram que o controlador proposto permite reduzir substancialmente os tempos de oscilação e as variações nas concentrações das variáveis de estado em relação as suas condições de equilíbrio.
Introdução
O controle operacional de uma estação de tratamento de esgotos tem como principais objetivos aumentar a capacidade de tratamento sem a expansão física dos sistemas, reduzir os custos operacionais (principalmente custos relacionados com produtos químicos, mão de obra e energia elétrica) e produzir um efluente final cujas características atendam às restrições impostas pelos padrões ambientais. Segundo Von Sperling (2005), a grande variação na qualidade e quantidade dos efluentes brutos constitui a principal causa de diferenças entre o controle de um processo industrial e o controle de um sistema de tratamento de esgotos.
Nos processos industriais, onde as técnicas de controle têm sido tradicionalmente empregadas, as características do efluente são determinísticas ou exibem pequenas variações em torno do valor de referência, sendo diretamente controláveis. A dinâmica dos sistemas biológicos, entretanto, é caracterizada por não-linearidades, faixas amplas de taxas de reação, cultura heterogênea de microrganismos metabolizando substrato heterogêneo, imprecisão e interrupção da estabilidade por falhas abruptas, o que torna o seu controle consideravelmente mais complexo.
Autores: José Antonio Tosta dos Reis; Adriana de Oliveira Pereira dos Reis; Antônio Sérgio Ferreira Mendonça e Fernando das Graças Braga da Silva.
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