Desenvolvimento de um modelo linear e projeto de um controlador para concentração de oxigênio dissolvido em um reator de lodo ativado em escala de bancada

Abstract

Resumo. Este artigo propõe um modelo linear para o processo de oxigênio dissolvido em um reator de lodo ativado em escala de bancada aerado por bombas do tipo liga -desliga. Tal modelo é utilizado no projeto de um controlador proporcional-derivativo, via Lugar das Raízes, aplicado ao controle da concentração de oxigênio dissolvido. Simulações são apresentadas para ilustrar a validade do modelo proposto e avaliar o desempenho do controlador.Palavras-chave. O xigênio dissolvido, controle de processos, reator de lodo ativado, sistemas não lineares, modelo linear. IntroduçãoSistemas de lodo ativado têm sido comumente empregados no tratamento biológico de despejos domésticos e industriais. Em tais sistemas, colônias de bactérias, sob condições favoráveis, são responsáveis pela remoção da matéria orgânica presente nas águas residuais. Elas consomem o oxigênio dissolvido (OD) e o substrato orgânico disponíveis no licor misto (mistura de esgoto bruto e matéria biológica) e liberam dióxido de carbono e outros subprodutos de suas reações metabólicas. O oxigênio consumido é fornecido ao sistema por meio de aeradores. A principal dificuldade associada com a modelagem e o controle desses processos está relacionada com o comportamento não linear do sistema e com o grande número de parâmetros e estados que podem variar durante a sua operação. Entretanto, modelos reduzidos podem ser levados em consideração caso somente o estado a ser observado seja de interesse (por exemplo, o oxigênio dissolvido) [5]. A concentração de oxigênio dissolvido é uma das principais variáveis controladas nos 1 francisco