CONTROL SMARTIC PARA POTABILIZADORAS

Transcripción

1 CONTROL SMARTIC PARA POTABILIZADORAS (Sistema de Monitorización del Agua en Tiempo Real con Tecnología Inteligente) 15 de octubre 2015

2 SUMARIO 1.- Introducción 2.- Objetivos 3.- Ubicación de desarrollo 4.- Trabajos realizados 5.- Conclusiones 2

3 Introducción 3

4 Captación de agua de consumo humano - Variabilidad calidad de agua - Datos de calidad de agua (RD 140/2003) Control Calidad Producto Final - Suficiente? - Control de procesos (WSP) - Ensayos de dosificación de reactivos Aplicaciones tecnológicas (optimización y automatización procesos) 1.- Introducción Incremento de la seguridad en calidad de agua de consumo humano. 4

5 SOCIOS CONSORCIO Grandes empresas Líder, S.A. Adasa Sistemas, S.A. Universidad de Extremadura Homeria Open Solutions, S.L. Coveless Ingeniería, S.L. Grupo TRATAGUAS (tratamiento aguas) Grupo GRASP (automatismos) Centro Tecnológico Industrial de Extremadura Grupo QUERCUS (software) Enmusa, S.A. Gestiona Global, S.L. Organismos Públicos de Investigación PYMES extremeñas 5

6 Objetivos 6

7 2.- Objetivos Desarrollar indicadores avanzados que permitan una evaluación en continuo de la calidad de las aguas, desde la captación hasta la salida de los tratamientos, desde un punto de vista de su idoneidad para el consumo humano Concretamente: - Monitorización de la calidad de las aguas embalsadas - Indicadores de calidad de agua pre-potable - Correlaciones entre parámetros de agua captada y dosis de reactivos de potabilización - Sistemas automáticos de ensayo: demanda de Cl 2, demanda de KMnO 4 y ensayo de Jar Test - Integración de los prototipos y sensores inalámbricos para monitorizar la calidad del agua a lo largo del proceso de potabilización -Desarrollo del software necesario para gestionar el sistema de control - Estudio de mercado de las tecnologías para su comercialización posterior 7

8 Ubicación de desarrollo 8

9 3.- Ubicación de desarrollo Extremadura CAPTACIÓN Embalse de Villar del Rey (Badajoz) ETAP Santa Engracia (Badajoz) TRATAMIENTO 9

10 Trabajos realizados 10

11 4.- Trabajos realizados TOMA DE MUESTRAS QUINCENAL PARA ANÁLISIS EN LABORATORIO (1 AÑO) Embalse de Villar del Rey ETAP de Santa Engracia Análisis en laboratorio de 48 parámetros - Índices globales: DQO, DBO 5, COT, - Aniones: Cloruro, sulfato, nitrato, - Metales: hierro, manganeso, cobre, - Determinaciones microbiológicas: coliformes totales y fecales Muestras a diferentes profundidades: Superficie, 5, 10 y 15 m. Muestras arqueta de entrada de agua bruta 11

12 4.- Trabajos realizados DEFINICIÓN DEL ÍNDICE DE CALIDAD DEL AGUA PARA POTABILIZACIÓN (ICAP) q i : calidad del parámetro P i : coeficientes de ponderación q i 100 (1 ν i : valor medido v s i i ) si v s i : valor estándar i s i ICAP i q i P i P i 1/ ai 1/ a i i a i : importancia relativa (1-4) (1: muy importante 4: poco significativo) Básicos - Temperatura - ph - Oxígeno disuelto - Turbidez - Conductividad - Potencial Rédox - COT - UV254 - Fe - Dureza - Mn - Clorofila A - Cloruro - Coliformes totales RD 140/ parámetros Complementarios -As -Se -Cu - Zn - Nitrato - Índice fenoles - Amonio - Cianuro Clasificación de calidad ICAP = Calidad excelente uso recomendado ICAP = Calidad buena uso recomendado ICAP = Calidad aceptable ICAP = Calidad mala (alto gasto reactivos) ICAP < 25 Calidad pésima uso no recomendado 12

13 Profundidad, m 4.- Trabajos realizados CORRELACIÓN ENTRE VARIABLES DEL ÍNDICE Y PARÁMETROS MEDIBLES EN TIEMPO REAL MEDIANTE DISPOSITIVOS AUTOMÁTICOS (SENSORES) EMBALSE Perfil de calidad Cota óptima ICAP Evolución del índice de calidad Sonda aquadam multiparamétrica autoposicionable ICAP = ƒ (parámetros sonda aquadam ) Calidad en la Cota óptima Calidad en la Cota actual de captación 13

14 4.- Trabajos realizados CORRELACIÓN ENTRE VARIABLES DEL ÍNDICE Y PARÁMETROS MEDIBLES EN TIEMPO REAL MEDIANTE DISPOSITIVOS AUTOMÁTICOS (SENSORES) ENTRADA ETAP SONDAS ONLINE ICAP = ƒ (parámetros sondas online) 14

15 4.- Trabajos realizados DETERMINACIÓN DE ECUACIONES PREDICTIVAS DE DOSIS DE REACTIVOS ENSAYOS EN LABORATORIO Pre-oxidación con permanganato Dosis teórica KMnO 4 = ƒ (caracterización agua bruta) Pre-cloración con cloro y/o derivados Dosis teórica Cloro = ƒ (caracterización agua bruta) Coagulación con sulfato de aluminio Dosis teórica Al 2 (SO 4 ) 3 = ƒ (caracterización agua bruta) ENSAYOS EN PLANTA PILOTO 1 m 3 / día Verificación de dosis teóricas 15

16 PARÁMETRO NORMALIZADO DE COSTE 4.- Trabajos realizados Parámetro de coste = f (ph, Conductividad, [Fe 2+ ], [Mn 2+ ], Turbidez, Oxidabilidad) f ( ) Dosis de reactivos Frecuencia de limpieza de filtros de arena Reemplazamiento de filtros de carbón activado Tratamiento y gestión de fangos 16

17 4.- Trabajos realizados SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE ENSAYOS. PROTOTIPOS ENTRADA ETAP Sensores Ecuaciones Prototipos Jar test Demanda de cloro Demanda de permanganato Dosis teóricas - Permanganato - Cloro - Coagulante ENSAYO EN EL RANGO DE DOSIS TEÓRICAS DOSIS ÓPTIMAS 17

18 4.- Trabajos realizados SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE ENSAYOS. PROTOTIPOS Prototipo Jar test Prototipo Demanda de permanganato Prototipo Demanda de cloro 18

19 4.- Trabajos realizados MONITORIZACIÓN DEL PROCESO DE POTABILIZACIÓN MEDIANTE SENSORES ONLINE CAPTACIÓN EMBALSE DE VILLAR DEL REY SALIDA FILTRACIÓN Turbidez ANTES DE OXIDACIÓN ph 1 2 ENTRADA ETAP Sistema central de control - Visualización de puntos de control - Alarmas Toma de decisiones 5 6 ph Tª Fe 2+ Mn 2+ NH 4 + Rédox Turbidez Abs254 CÁMARA MEZCLA COAGULANTE 3 4 SALIDA DECANTACIÓN SALIDA ETAP ph Turbidez Cl 2 libre THM ph Turbidez 19

20 4.- Trabajos realizados INTEGRACIÓN EN SISTEMA INTELIGENTE. COMUNICACIÓN DE SISTEMAS EMBALSE Sonda aquadam ETAP Sensores Prototipos USUARIO USUARIO SISTEMA CENTRAL USUARIOS USUARIO 20

21 SOFTWARE DE GESTIÓN 4.- Trabajos realizados 21

22 SOFTWARE DE GESTIÓN 4.- Trabajos realizados Gráfica del ICAP en la columna de agua 22

23 SOFTWARE DE GESTIÓN 4.- Trabajos realizados Evolución del índice de calidad Calidad en la Cota óptima Calidad en la Cota actual de captación 23

24 SOFTWARE DE GESTIÓN 4.- Trabajos realizados Gráfica de los parámetros en la columna de agua 24

25 SOFTWARE DE GESTIÓN 4.- Trabajos realizados Ejemplo: Evolución temperatura de la columna de agua Gráfica isolíneas 25

26 Conclusiones 26

27 - Definición de un Índice de Calidad de agua captada. 5.- Conclusiones - Definición de Índice Calidad de Potabilización (ICAP) y correlación con parámetros medibles on-line. - Determinación de parámetro normalizado de coste de tratamiento relacionado con parámetros de agua captada. - Definición de ecuaciones predictivas de dosis teóricas de reactivos en función de parámetros medibles on-line. - Diseño y construcción de 3 sistemas automáticos de ensayos de demanda de reactivos. - Diseño de Software para control de todo el sistema. -Validación del sistema en ETAP. - Sistema PORTABLE Y ABIERTO 27

28 Agradecimientos 28

29 José Ignacio Jiménez Jiménez Jefe Tratamientos y Laboratorios Zona I Avda. Aldehuela Salamanca JIJimenezJ@fcc.es Ángel Encinas Bogeat Investigador Responsable Proyecto C/ Montesinos Badajoz angel.encinas.bogeat@fcc.es