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废水中鸟粪石回收的机器学习预测和优化

收稿日期:2023-09-06 修回日期:2023-10-17 接受日期:2023-12-02

DOI:10.20078/j.eep.20231102

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    摘要:基于机器学习的方法,探究了从模拟废水中以鸟粪石的形式回收氮和磷的问题。利用极限梯度提升算法(XGBoost)和随机森林(RF)模型对磷回收率和氮回收率进行单目标和多目标预测,明确了7种工艺条件对鸟粪石结晶的影响。XGBoost 在单目标(R... 展开+
    摘要:

    基于机器学习的方法,探究了从模拟废水中以鸟粪石的形式回收氮和磷的问题。利用极限梯度提升算法(XGBoost)和随机森林(RF)模型对磷回收率和氮回收率进行单目标和多目标预测,明确了7种工艺条件对鸟粪石结晶的影响。XGBoost 在单目标(R^2=0.91~0.93)和多目标(R^2=0.89)的预测方面表现均优于RF。此外,在P初始浓度为10 mg/L和 1000 mg/L 的情况下,通过实验验证了多目标模型的优化解集,得到鸟粪石回收的最佳工艺条件为N∶P比值为1.2∶1,Mg∶P 为1∶1,pH 为9.5,反应时间为80 min,反应温度为25 ℃,搅拌速率为240 r/ min。

    收起-

    作者:

    • 佟颖
    • 蒋绍坚*
    • 康冰艳
    • 冷立健*
    • 李海龙

    作者简介

    作者简介:佟颖(1999—),女,河北唐山人,硕士研究生在读,研究方向为生物质能。E-mail:19831026991@163.com
    通讯作者:蒋绍坚(1963—),男,湖南邵阳人,教授,研究方向为生物质能。E-mail:sjjiang@mail.csu.edu.cn
    冷立健(1987—),男,湖南邵阳人,教授,研究方向为生物质热转化与资源化。E-mail:lljchs@126.com

    单位

    • 中南大学 能源科学与工程学院

    关键字

    • 废水资源化
    • 机器学习
    • 鸟粪石
    • 磷回收
    • 氮回收

    基金项目

    国家重点研发计划资助项目(2021YFE0104900)

    引用格式

    佟颖, 蒋绍坚, 康冰艳, 等. 废水中鸟粪石回收的机器学习预测和优化[J]. 能源环境保护, 2023, 37(6):79-88.

    TONG Ying, JIANG Shaojian, KANG Bingyan, et al. Prediction and optimization of struvite recovery from wastewater by machine learning[J]. Energy Environmental Protection, 2023, 37(6): 79-88.

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