آنالیز داده های تصفیه خانه فاضلاب جهت بررسی کیفیت پساب خروجی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی و پیش بینی براساس مدل های هوش مصنوعی (مطالعه موردی: تصفیه خانه فاضلاب تهران)
نویسندگان
1 کارشناسی ارشد محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
2 دانشیار گروه محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.
doi
10.22065/jsce.2022.333652.2754چکیده
استفاده از پساب تصفیهخانههای فاضلاب شهری جهت آبیاری اراضی کشاورزی از جمله مسائل مهم و اساسی در زمینه استفاده مجدد از پساب تصفیهخانهها به شمار میرود. در سالهای اخیر استفاده از شبکه هوش مصنوعی جهت مدلسازی فرایند تصفیه فاضلاب مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. از این رو، در این پژوهش از مدلهای شبکه عصبی مصنوعی(ANN)، منطق فازی(FL) و سیستم استنتاج عصبی فازی تطبیقی(ANFIS) برای پیشبینی کیفیت پساب خروجی تصفیهخانه فاضلاب، استفاده شده است. در ابتدا سه سناریو انتخاب گردید و ورودی آنها، با روش تحلیل مؤلفه اصلی(PCA) کاهش یافت و در نهایت مدلسازی یکبار با روش PCA و بار دیگر بدون استفاده از این روش انجام شد و نتایج مدلها با هم مقایسه گردید. ارزیابی نتایج پیشبینیها با استفاده از شاخصهای آماری نشان داد که مدل ANFIS با میانگین کاهش13.92 درصدی خطا نسبت به مدل FL و کاهش 8.22 درصدی نسبت به مدل ANN از دقت بالاتری برخوردار بوده و دقیقتر عمل کرده است که این روند با و بدون PCA معتبر بوده است. همچنین، با محاسبه درصد بازده حذف آلایندهها در خروجی تصفیهخانه مشخص شد حداکثر بهرهوری حذف در تصفیهخانه مربوط به آلاینده TSS بوده و معادل 96.68 درصد است. سایر آلایندهها نیز مقادیری نزدیک به TSS داشتند. نتایج بدست آمده در این پژوهش نشان میدهد که استفاده از مدلهای شبکه هوش مصنوعی، برای پیشبینی کیفیت پساب خروجی تصفیهخانههای فاضلاب شهری امکانپذیر بوده و روشی ساده، دقیق، کارآمد و قابل اطمینان به حساب میآیند.