Predictive modeling based on artificial neural networks for membrane fouling in a large pilot-scale anaerobic membrane bioreactor for treating real municipal wastewater

膜污染 结垢 人工神经网络 废水 计算机科学 环境科学 工艺工程 生化工程 工程类 人工智能 环境工程 化学 生物化学
作者
Tianjie Wang,Yu‐You Li
出处
期刊:Science of The Total Environment [Elsevier BV]
卷期号:912: 169164-169164 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.scitotenv.2023.169164
摘要

Membrane fouling is the primary obstacle to applying anaerobic membrane bioreactors (AnMBRs) in municipal wastewater treatment. This issue holds critical significance as efficient wastewater treatment serves as a cornerstone for achieving environmental sustainability. This study uses machine learning to predict membrane fouling, taking advantage of rapid computational and algorithmic advances. Based on the 525-day operation data of a large pilot-scale AnMBR for treating real municipal wastewater, regression prediction was realized using multilayer perceptron (MLP) and long short-term memory (LSTM) artificial neural networks under substantial variations in operating conditions. The models involved employing the organic loading rate, suspended solids concentration, protein concentration in extracellular polymeric substance (EPSp), polysaccharide concentration in EPS (EPSc), reactor temperature, and flux as input features, and transmembrane pressure as the prediction target output. Hyperparameter optimization enhanced the regression prediction accuracies, and the rationality and utility of the MLP model for predicting large-scale AnMBR membrane fouling were confirmed at global and local levels of interpretability analysis. This work not only provides a methodological advance but also underscores the importance of merging environmental engineering with computational advancements to address pressing environmental challenges.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
hearz完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
P2JY完成签到,获得积分10
2秒前
leiiiiiiii完成签到,获得积分10
2秒前
Bake完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
yuan完成签到,获得积分10
5秒前
论文多多完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Acid完成签到 ,获得积分10
6秒前
1111111111111发布了新的文献求助10
7秒前
linlinyilulvdeng完成签到,获得积分10
7秒前
斯文败类应助历史雨采纳,获得10
8秒前
FashionBoy应助吃个大笼包采纳,获得10
10秒前
海阔天空发布了新的文献求助10
11秒前
薛建伟发布了新的文献求助10
12秒前
高高代珊发布了新的文献求助10
13秒前
害羞的墨镜完成签到,获得积分10
13秒前
lalala发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
guojingjing完成签到,获得积分10
14秒前
打打应助科多兽骑士采纳,获得10
15秒前
angela完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
潇洒的茗茗完成签到 ,获得积分10
17秒前
脂肪小米粥完成签到,获得积分10
18秒前
小幸运完成签到,获得积分10
21秒前
爱吃冻梨完成签到,获得积分10
21秒前
xiang发布了新的文献求助10
21秒前
陈冲冲完成签到,获得积分10
22秒前
changfox完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
23秒前
孙晓燕完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
望着拥有完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
xcx发布了新的文献求助10
26秒前
Jeri完成签到 ,获得积分10
27秒前
Harlotte完成签到 ,获得积分10
28秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
Research on Disturbance Rejection Control Algorithm for Aerial Operation Robots 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038619
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3576294
关于积分的说明 11375058
捐赠科研通 3306084
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819374
邀请新用户注册赠送积分活动 892698
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815066