Modeling Indirect Greenhouse Gas Emissions Sources from Urban Wastewater Treatment Plants: Integrating Machine Learning Models to Compensate for Sparse Parameters with Abundant Observations

温室气体 环境科学 梯度升压 废水 污水处理 缺氧水域 环境工程 生化工程 计算机科学 工程类 生态学 化学 机器学习 环境化学 随机森林 电气工程 生物
作者
Yujun Huang,Yifan Xie,Yipeng Wu,Fanlin Meng,Chengyu He,Hao Zhang,Xiaoting Wang,Ailun Shui,Shuming Liu
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:57 (48): 19860-19870
标识
DOI:10.1021/acs.est.3c06482
摘要

Electricity consumption and sludge yield (SY) are important indirect greenhouse gas (GHG) emission sources in wastewater treatment plants (WWTPs). Predicting these byproducts is crucial for tailoring technology-related policy decisions. However, it challenges balancing mass balance models and mechanistic models that respectively have limited intervariable nexus representation and excessive requirements on operational parameters. Herein, we propose integrating two machine learning models, namely, gradient boosting tree (GBT) and deep learning (DL), to precisely pointwise model electricity consumption intensity (ECI) and SY for WWTPs in China. Results indicate that GBT and DL are capable of mining massive data to compensate for the lack of available parameters, providing a comprehensive modeling focusing on operation conditions and designed parameters, respectively. The proposed model reveals that lower ECI and SY were associated with higher treated wastewater volumes, more lenient effluent standards, and newer equipment. Moreover, ECI and SY showed different patterns when influent biochemical oxygen demand is above or below 100 mg/L in the anaerobic-anoxic-oxic process. Therefore, managing ECI and SY requires quantifying the coupling relationships between biochemical reactions instead of isolating each variable. Furthermore, the proposed models demonstrate potential economic-related inequalities resulting from synergizing water pollution and GHG emissions management.
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
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
TOM龙完成签到,获得积分10
1秒前
AllRightReserved应助芒果奶茶采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
隐形曼青应助plh采纳,获得10
2秒前
grisco发布了新的文献求助10
2秒前
一二完成签到,获得积分10
2秒前
neroil发布了新的文献求助10
3秒前
小尘发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
1111完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
luo发布了新的文献求助10
4秒前
科目三应助Eleanor采纳,获得10
4秒前
英俊的铭应助林韵悠扬采纳,获得10
5秒前
jk关闭了jk文献求助
5秒前
小梦完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
知行合一发布了新的文献求助10
5秒前
xc完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
可爱的函函应助悦耳远望采纳,获得10
6秒前
英俊的铭应助dwd1w采纳,获得10
6秒前
王艾琳完成签到 ,获得积分10
6秒前
xin完成签到,获得积分10
6秒前
我是犇犇完成签到 ,获得积分20
6秒前
peng发布了新的文献求助10
7秒前
MrTam发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
白墨发布了新的文献求助20
8秒前
8秒前
华仔应助不灭的灯采纳,获得10
8秒前
奈落发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
grisco完成签到,获得积分10
9秒前
领导范儿应助han采纳,获得10
9秒前
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 600
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6500214
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8295449
关于积分的说明 17703019
捐赠科研通 5596783
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2918239
邀请新用户注册赠送积分活动 1895340
关于科研通互助平台的介绍 1756222