预测废水处理厂的废水质量参数:基于机器学习的方法
João Vitor Rios Fuck1, Maria Alice Prado Cechinel1, Juliana Neves1
1Hydroinfo - Hydroinformatics Solutions Ltda, Florianópolis, SC, Brazil; Laboratory of Materials and Scientific Computing (LabMAC), Department of Chemical and Food Engineering, Federal University of Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, SC, Brazil.
Chemosphere
|February 21, 2024
概括
机器学习模型准确地预测了模拟和现实世界废水处理厂 (WWTP) 的废水质量参数. 了解运营变化对于改善预测模型性能和数据质量至关重要.
科学领域:
- 环境工程环境工程
- 数据科学数据科学数据科学
- 生物化学工程 生物化学工程
背景情况:
- 污水处理厂 (WWTP) 呈现出复杂,可变的生化过程,挑战了准确的预测.
- 预测废水质量参数对于高效的工厂运行和环保合规至关重要.
研究的目的:
- 开发和评估用于预测废水质量参数的机器学习 (ML) 模型.
- 评估运营变化和数据质量对模拟和现实世界WWTP预测模型性能的影响.
主要方法:
- 应用随机森林 (RF),支持矢量机 (SVM) 和多层感知器 (MLP) 模型与来自模拟 (WEST WWTP) 和现实世界 (AMBEV WWTP) 设施的数据集.
- 在连续数据场景中评估模型性能,并使用部分依赖图 (PDP) 和转换重要性 (PI) 分析特征重要性.
主要成果:
- 在WEST WWTP中,MLP实现了总 (TN) 预测的R2为0.72.
- 尽管有观察到的差异,但RF表现出更好的适应现实世界的AMBEV WWTP数据.
- 影响的参数与模拟场景中的预测结果有很强的相关性.
结论:
- 高质量的数据收集和运营信息对于WWTP中强大的预测建模至关重要.
- 机器学习模型为废水质量预测提供了一个有希望的方法,提高了运营效率和环境管理.
- 进一步的研究应侧重于改进模型,以考虑运营动态和数据变化.
更多相关视频
05:40Comparison of Scale in a Photosynthetic Reactor System for Algal Remediation of Wastewater
Published on: March 6, 2017
9.1K
09:49Use of a Battery of Chemical and Ecotoxicological Methods for the Assessment of the Efficacy of Wastewater Treatment Processes to Remove Estrogenic Potency
Published on: September 11, 2016
14.1K
