Fuzzy control of nitrogen removal in predenitrification process using ORP

Abstract

In order to meet increasingly stringent discharge standards, new applications and control strategies for the sustainable removal of nitrogen from wastewater have to be implemented. In the past years, numerous studies have been carried out dealing with the application of fuzzy logic to improve the control of the activated sludge process. In this paper, fuzzy control strategies of predenitrification systems are presented that could lead to better effluent quality and, in parallel, to a reduction of chemicals consumption. Extensive experimental investigations on lab scale plant studies have shown that there was excellent correlation between nitrate concentration and ORP value at the end of the anoxic zone. Results indicated that ORP could be used as an on-line fuzzy control parameter of nitrate recirculation and external carbon addition. The optimal value of ORP to control nitrate recirculation and external carbon addition was - 86 +/- 2 mV and - 90 +/- 2 mV, respectively. The results obtained with real wastewater also showed the good performance and stability of the fuzzy controllers independently from external disturbances. The integrated control structure of nitrate recirculation and external carbon addition in the predenitrification system is also presented.

Control en Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales: Estado actual y perspectivas

“…Idealmente, la concentración a la salida del reactor anóxico debe ser baja pero no zero. En Yuan et al (2002b), por ejemplo, se derivan las condiciones para un controlador simple pero que asegure una determinada robustez, mientras que en Peng et al (2005) se presenta un controlador fuzzy para esta misma tarea. En Baeza et al (2004) se analizan los efectos de la recirculación interna en el grado de eficiencia para una planta con una configuración A 2 /O.…”

“…El control basado en lógica borrosa ha sido aplicado, también, para controlar la acumulación de fangos sedimentados en el decantador secundario Traoré et al (2006), Zhu et al (2009). También ha sido aplicado para controlar la adición de carbono externa y la recirculación interna de nitratos en Peng et al (2005).…”

Estudo da remoção biológica de nitrogênio via nitrito utilizando fenol como fonte de carbono operando um reator em bateladas seqüenciais (SBR) em escala piloto.

“…O desenvolvimento de sensores de monitoramento on line mais robustos e que exigem baixa manutenção, ficando imersos nos tanques de processo, associados à aplicação de lógica de programação Fuzzy é bastante promissora para o controle e alcance de excelentes eficiências no tratamento de águas residuárias em sistemas operados em bateladas. (WANG et al, 2004;PENG et al, 2005;ARIMA, 2005).…”

“…Aparentemente o perfil de ORP é mais apropriado para o controle das reações durante a fase anóxica dos ciclos de tratamento, valores negativos de ORP foram associados com a extinção do N-NO 3 no conteúdo do reator e início da fermentação anaeróbia. (CASTELLÓ et al, 2002;CECIL, 2003;PENG et al, 2005;ARIMA, 2005).…”