Bozzo moncada optimización aireación ptas

1. Miguel Ravelo, Área Procesos PTAS La Farfana

2. CONTENIDO
• Antecedentes PTAS La Farfana
• Situación Energética 2011-2012
• Descripción instalaciones y sistema control aireación
• Objetivos nuevo sistema de control
• Descripción general nuevo sistema de control
• Resultados operacionales y de proceso

3. ANTECEDENTES PTAS LA FARFANA
• Tipo Tratamiento: Lodos activados convencionales y digestión
anaerobia.
• Caudal Diseño: 8,8 m3/s
• Población Equivalente: 3.293.377 hab. equiv.
• Volumen tratado 2011-2012: 290.375.474 m3/año = 9,21 m3/s
278.066.050 m3/año = 8,79 m3/s
• Producción de Lodo 2011-2012: 174.713 tMH
183.429 tMH
• Producción de Biogás 2011-2012: 37.999.001 Nm3/año
34.530.610 Nm3/año

4. ANTECEDENTES PTAS LA FARFANA
• N° Análisis de Laboratorio 2011-2012: 103.167
106.611
• Ratios Energéticos 2011-2012: 0,277 kWh/m3 agua tratada
0,283 kWh/m3 agua tratada
• Cargas de entrada 2011-2012:
Máxima
de Diseño
Carga
del Mes
Tasa
de Carga
kg/d kg/d %
DQO 445.928 409.612 92%
DBO5 253.567 197.973 78%
SST 196.733 204.528 104%
SSV 157.386 164.915 105%
Máxima
de Diseño
Máxima Diaria
del Mes
Tasa
de Carga
kg/d kg/d %
DQO 538.991 814.866 151%
DBO5 306.485 342.031 112%
SST 237.790 402.056 169%
SSV 190.232 315.614 166%
CARGAS
MENSUALES
CARGAS
DIARIAS

5. SITUACIÓN ENERGÉTICA 2011-2012
13%
7%
9%
42%
29%
Distribución Energética PTAS La Farfana 2011-2012
Elevación Deshidratación Espesamiento 2° Aireación Resto
• Principales consumos en planta:
o Aireación 42%
o Elevación 13%
o Espesamiento secundario (Flotación DAF) 9%
o Deshidratación 7%
Aireación foco de optimización.

6. DESCRIPCIÓN DE INSTALACIONES
Agua
decantada
Celda
I
Celda
II
Celda
III
Celda
IV
Celda
V
Licor mixto
hacia
clarificadores
FLUJO
PISTÓN
MEZCLA
COMPLETA
• Configuración estanque de aireación:
 N° estanques: 16
 Volumen estanque: 11.300 m3
 Dimensiones: Ancho: 27,7 m
Longitud: 68 m
Altura de líquido: 6 m

7. DESCRIPCIÓN DE INSTALACIONES
• Sistema de control:
 Sensores de OD.
 Flujómetros de aire.
 Ciclos Flushing.
 Ciclos Anoxia.
 Celdas I-II:
• Control por flujo de aire.
• Perfil de aire horario ajustado a curva caudal entrada. AUTO 1.
 Celdas III-IV:
• Control por concentración de OD.
• Consigna 1,3 – 1,5 mg/L de OD. AUTO 2.
 Celdas V:
• Control por concentración de OD con ciclos de Anoxia.
• Consigna 1,5 – 1,8 mg/L de OD. AUTO 3.
Agua
decantada
Celda
I
Celda
II
Celda
III
Celda
IV
Celda
V
Licormixto
hacia
clarificadores
FLUJO
PISTÓN
MEZCLA
COMPLETA

8. DESCRIPCIÓN DE INSTALACIONES
• Difusores:
 Celda I:
241 difusores
 Celda II:
224 difusores
 Celda III: TOTAL ESTANQUE:
200 difusores 1343 difusores
 Celda IV:
150 difusores
 Celda V:
528 difusores

9. DESCRIPCIÓN DE INSTALACIONES
• Sopladores:
 Tipo (modelo): Centrífugo (HV Turbo)
 Caudal pedido: 48.750 Nm3/h
 Caudal Máximo: 60.309 m3/h
(35ºC, 55% HR, caudal 100%)
 Unidades: 2x(2+1) = 6
 Modo de operación con control Scada:
o Presión estática: 670 mbar
o 2 turbos operando 24 horas (1 Prioridad +
Apoyo)
o Se detiene en forma manual 1 turbo
entre las 03:00 y 07:00 am.

10. OBJETIVOS NUEVO SISTEMA DE CONTROL
 Optimizar sistema de regulación y control
 Integración de la calidad del efluente en el control
 Seguimiento y mejora continua sistema de aireación
 Reducción consumo energético
Fecha Descripción
1 – 18 Diciembre 2012 Puesta en Marcha (Creación de
plataforma y ajustes)
19 Diciembre – 03 Enero 2013 Periodo de desconexión sistema
SCADA
04 – 13 Enero 2013 Puesta en marcha (ajustes finales
anoxias y flushing)
14 Enero – 17 Febrero 2013 Primer período de validación
18 Febrero – 30 Abril 2013 Segundo período de validación

11. DESCRIPCIÓN NUEVO SISTEMA DE CONTROL
- Instalación de turbidímetros en estanques de
contacto de cloro.
- Incorporación PIT lectura en línea de presión.
- Creación de plataforma de gestión de datos y
control.
- Mejora PID regulación.
- Incorporación nuevos lazos de control.
- Seguimiento continuo de variables (reporte
histórico).

12. • Control por turbiedad y O2
DESCRIPCIÓN NUEVO SISTEMA DE CONTROL
Sistema Inteligente de
Control de la Aeración
Sistema avanzado para la
eliminación de carbono
- Control de la consigna de presión
- Control de la apertura de la válvula
- Control de los ciclos de anoxia
- Control de los episodios de flushing
- Control de las consignas de O2
- Supervisión de calidad en efluente

13. DESCRIPCIÓN NUEVO SISTEMA DE CONTROL
- Selección de la sonda de O2 a utilizar (por celda)
- % de desviación SPO2 – [O2] (por celda)
- Tendencia de evolución de la [O2] (por celda)
- Seguridades de Q aire máx. y mín. (por celda)
- Tendencia de evolución de la turbiedad
- % de desviación SP Turbiedad – NTU salida Módulo
CONTROL DE ELIMINACIÓN DE CARBONO
Situación favorable
↓ SP [O2]
Situación desfavorable
↑ SP [O2]
↓ gradual
- [O2] > SP O2
- Q. aire > Q min
↑ apertura válvula
- [O2] < SP O2
- Q. aire < Q máx.
↑ apertura válvula
↓ apertura válvula
= apertura válvula
- Tendencia [O2] a
igualarse con SP O2
↑ gradual
DETECCIÓN DE ALARMAS DE MAL FUNCIONAMIENTO DE SONDAS DE [O2]
Lógica de detección:
Variación mínima de la [O2] con importantes variaciones del Q aire.
Evaluación del Nº de sondas con condición de falla
Trato diferenciado en cada una de las celdas:
Celdas I-II:
a) No falla ninguna sonda: Control con media ponderada de oxímetros.
b) Falla una de las sondas: Control 100% sonda operativa.
c) Falla en ambas sondas: El control de la válvula pasa a supervisión.
Celdas III-IV:
a) No falla ninguna sonda: Control con media ponderada de oxímetros.
b) Falla una de las sondas: Control 100% sonda operativa.
c) Falla en ambas sondas: Control de la válvula pasa a supervisión.
Celdas V:
a) Falla la sonda: Control de la válvula pasa a supervisión.
↓ apertura válvula En función de velocidad de variación de la
concentración de oxígeno y proximidad al SP.

14. DESCRIPCIÓN NUEVO SISTEMA DE CONTROL
• Control de presión
 Permite control por presión dinámica y estática.
 Criterios para detención automática de un turbo.
 Todos los parámetros configurables desde
plataforma.
 Informes de consumos eléctricos por turbo y
horas de operación.

15. DESCRIPCIÓN NUEVO SISTEMA DE CONTROL
DETECCIÓN DE VARIACIONES DE LA PRESIÓN EN LA
RED DE COLECTORES
% de desviación SP Presión – lectura Presión
- SP presión> Lectura presión: ↑ difusor Turbo
- SP presión< Lectura presión: ↓ difusor Turbo
Modificaciones de la
apertura de válvulas
SIPART
DETERMINACIÓN DEL SP DE PRESIÓN EN FUNCIÓN DE:
- El logro de las consignas de oxígeno en cada una de las celdas
Si la mayoría de las celdas no alcanzan su consigna de O2: ↑SP presión
Si la mayoría de las celdas logran fácilmente su consigna de O2: ↓ SP presión
-La demanda de aire en el global del sistema
En el momento de detectarse una baja de demanda de aire (intensidad media
operación <154 A; parámetro configurable), el sistema fuerza el SP de presión
hasta un valor que implique la parada del equipo de refuerzo.
Duración mínima de la parada forzada: 150min
Duración máxima de la parada forzada: 720min
La duración del paro forzado dependerá de cómo evolucione la presión en la
red de colectores (indicativo de la carencia de aire en el sistema biológico).
Si presión <605mbar: duración del paro forzado de 150min
Si presión 605-615mbar: duración del paro forzado de 270min
Si presión >615mbar: duración del paro forzado entre 270-720min
Todos los parámetros presentados son configurables desde la plataforma.
Fijación del SP de presión

16. RESULTADOS OPERACIONALES Y DE PROCESO
• N° eventos bulking filamentoso (que requieren cloración):
• Promedio SST efluente:
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Año
EpisodiosBulking
2011
2012
2013
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Año
SST efluente (mg/L)
2011
2012
2013
Reducción de 38% de eventos de
bulking filamentoso durante 2013.
No se aprecia deterioro de calidad
efluente durante 2013.

17. RESULTADOS OPERACIONALES Y DE PROCESO
• Ratios energéticos de aireación:
0,000
0,015
0,030
0,045
0,060
0,075
0,090
0,105
0,120
0,135
0,150
Año
Ratio aireación (kWh/m3)
2011
2012
2013
Año Ratio aireacion %Dif. 2013
2011 0,113 15%
2012 0,115 17%
2013 0,098 0%
• Reducción de 15% de ratio
energético de aireación durante
2013.
• Reducción de 06% de ratio
energético global durante 2013.
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
kW/h/kgDBO/d
Energía v/s DBO eliminada
Energia v/s DBO elim. MOD1 Energia v/s DBO elim. MOD2
0,200
0,212
0,224
0,236
0,248
0,260
0,272
0,284
0,296
0,308
0,320
KWh/m3
Consumo deEnergía porAgua Tratada
P anual Ratio energía

18. Área Procesos