Wastewater Treatment Plants (WWTPs) are industrial facilities, which are important for the protection of the environment, because they remove pollutants from wastewater, before it reaches natural bodies of water. WWTPs consist of complex physical, chemical, and biological energy-intensive processes, which are subject to significant disturbances and uncertainties, due to large variations in the load and quality of the influent. Rising energy prices and increasingly stringent effluent requirements have amplified the need of developing more efficient control schemes for WWTPs. In this paper a novel Economic Dynamic Matrix Control (EDMC) configuration is proposed for WWTPs, where the objective is to minimize the plant’s operating costs in terms of energy savings, while maintaining the effluent quality within acceptable regulatory limits. The novelty of the proposed scheme lies in the combination of the standard Dynamic Matrix Control (DMC) methodology, with economic oriented control strategies. The EDMC predictive models are derived from the application of step tests on the COST/IWA Benchmark Simulation Model No. 1 (BSM1). Based on the BSM1 model, the proposed method is compared to standard Multiple Input–Multiple Output (MIMO) DMC controllers, to the default BSM1 control strategy and to other economic control methods, which have been proposed in the literature. The results illustrate that the proposed EDMC scheme is superior to alternative control strategies in terms of minimizing the energy consumption while, the effluent quality of the plant is maintained at acceptable levels.

废水处理厂 (WWTP) 是工业设施，对保护环境非常重要，因为它们在废水到达自然水体之前将污染物从废水中去除。污水处理厂由复杂的物理、化学和生物能源密集型过程组成，由于进水负荷和质量的巨大变化，这些过程会受到很大的干扰和不确定性。不断上涨的能源价格和日益严格的出水要求加大了为污水处理厂制定更有效控制方案的需求。在本文中，为污水处理厂提出了一种新颖的经济动态矩阵控制 (EDMC) 配置，其目标是在节能方面将工厂的运营成本降至最低，同时将出水质量保持在可接受的监管范围内。所提出方案的新颖性在于标准动态矩阵控制 (DMC) 方法与经济导向控制策略的结合。EDMC 预测模型源自对 COST/IWA 基准模拟模型 1 (BSM1) 的步骤测试的应用。基于 BSM1 模型，将所提出的方法与标准的多输入多输出 (MIMO) DMC 控制器、默认的 BSM1 控制策略以及文献中提出的其他经济控制方法进行了比较。结果表明，所提出的 EDMC 方案在最小化能源消耗方面优于替代控制策略，同时工厂的出水质量保持在可接受的水平。以经济为导向的控制策略。EDMC 预测模型源自对 COST/IWA 基准模拟模型 1 (BSM1) 的步骤测试的应用。基于 BSM1 模型，将所提出的方法与标准的多输入多输出 (MIMO) DMC 控制器、默认的 BSM1 控制策略以及文献中提出的其他经济控制方法进行了比较。结果表明，所提出的 EDMC 方案在最小化能源消耗方面优于替代控制策略，同时工厂的出水质量保持在可接受的水平。以经济为导向的控制策略。EDMC 预测模型源自对 COST/IWA 基准模拟模型 1 (BSM1) 的步骤测试的应用。基于 BSM1 模型，将所提出的方法与标准的多输入多输出 (MIMO) DMC 控制器、默认的 BSM1 控制策略以及文献中提出的其他经济控制方法进行了比较。结果表明，所提出的 EDMC 方案在最小化能源消耗方面优于替代控制策略，同时工厂的出水质量保持在可接受的水平。所提出的方法与标准的多输入多输出 (MIMO) DMC 控制器、默认的 BSM1 控制策略以及文献中提出的其他经济控制方法进行了比较。结果表明，所提出的 EDMC 方案在最小化能源消耗方面优于替代控制策略，同时工厂的出水质量保持在可接受的水平。所提出的方法与标准的多输入多输出 (MIMO) DMC 控制器、默认的 BSM1 控制策略以及文献中提出的其他经济控制方法进行了比较。结果表明，所提出的 EDMC 方案在最小化能源消耗方面优于替代控制策略，同时工厂的出水质量保持在可接受的水平。