释放农业的地下水淡化潜力,利用肥料向前透:通过RSM和ANN进行预测和性能优化
Sarra Elgharbi1, Ali Boubakri2, Salah Bouguecha3
1Chemistry Department, College of Sciences, University of Ha'il, Hail, Saudi Arabia.
概括
肥料向前透 (FDFO) 为农业的水淡化提供了一个具有成本效益的解决方案. 这项研究使用RSM和ANN优化了FDFO,实现了高水流量和低溶解物损失,以实现可持续的作物灌.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 水处理技术水处理技术
背景情况:
- 农业消耗全球70%的淡水资源,导致地下水质量下降和作物产量挑战.
- 盐水淡化为农业用水短缺提供了可行的解决方案,但成本仍然是一个重要的障碍.
- 向前透 (FO) 和其衍生品,肥料向前透 (FDFO),正在成为节能的海水淡化方法.
研究的目的:
- 为了研究肥料提前透 (FDFO) 过程的性能,用于淡水淡化.
- 通过响应表面方法 (RSM) 和人工神经网络 (ANN) 模型优化FDFO操作条件.
- 评估FDFO在现实世界农业用水回收应用中的潜力.
主要方法:
- 利用响应表面方法 (RSM) 来确定FDFO的最佳操作参数.
- 采用人工神经网络 (ANN) 模型来预测水流量 (Jw) 和逆溶液流量 (Js).
- 在优化条件下使用盐水地下水样本评估FDFO性能.
主要成果:
- 在预测FDFO性能方面,RSM和ANN模型都表现出很高的准确性 (Jw的R2值高达0.9801,Js的0.9614).
- 抽取溶液度被确定为影响水和溶液流量的最关键因素.
- 在最佳条件下 (22 mol L-1 DS 度, 8.1 cm s-1 FS 和 DS 速度) 产生了高水流 (4.386 LMH) 和低溶液流 (0.392 gMH).
结论:
- 在农业中,FDFO是一种有前途且具有潜在成本效益的技术,用于淡水淡化水.
- 独立的FO系统比其他淡化方法耗能更少.
- 在FO系统中回收率较低,可能需要额外的稀释才能有效地生产.
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