کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

صفحه اصلی / هفتمین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

نقش هوش مصنوعی در پایش و پیشبینی کیفیت پساب تصفیهخانههای فاضلاب: مرور رویکردها و مسیرهای آینده

نویسندگان :

سارا صالحی¹ حسین ساسانی² محمد عزیزی پور³

1- دانشکده مهندسی عمران و معماری- دانشگاه شهید چمران اهواز 2- دانشکده مهندسی عمران و معماری- دانشگاه شهید چمران اهواز 3- دانشکده مهندسی عمران و معماری- دانشگاه شهید چمران اهواز

کلمات کلیدی :

هوش مصنوعی،یادگیری ماشین،کیفیت پساب،تصفیه خانه فاضلاب،پیش بینی کیفیت آب،پایش هوشمند

چکیده :

افزایش فشار بر منابع آب شیرین، رشد جمعیت، توسعه صنعتی و تشدید آلودگیهای زیستمحیطی، ضرورت مدیریت پایدار منابع آب و کنترل کیفیت پساب تصفیهخانههای فاضلاب را برجسته کرده است. در این راستا، پایش و پیشبینی دقیق کیفیت پساب برای جلوگیری از آلودگی منابع آب و انطباق با استانداردهای زیستمحیطی اهمیت زیادی دارد. با وجود کاربرد روشهای سنتی، وابستگی به نمونهبرداری دستی، زمانبر بودن تحلیلهای آزمایشگاهی و عدم امکان پایش پیوسته، کارایی این روشها را محدود کرده است. در سالهای اخیر، هوش مصنوعی و یادگیری ماشین بهعنوان رویکردی مؤثر برای مدلسازی، پایش و پیشبینی کیفیت پساب مورد توجه قرار گرفتهاند؛ با این حال، هنوز چارچوبی جامع برای مقایسه روشها، تبیین نیازمندیهای دادهای و عملیاتی و بررسی مزایا و محدودیتهای این فناوریها ارائه نشده است. هدف این مقاله، مرور کاربردهای هوش مصنوعی در پیشبینی کیفیت پساب تصفیهخانههای فاضلاب و بررسی الگوریتمهای پرکاربرد شامل شبکههای عصبی مصنوعی، یادگیری عمیق، ماشین بردار پشتیبان، جنگل تصادفی و مدلهای ترکیبی است. همچنین نیازمندیهای دادهای، الزامات مدیریتی، چالشهای پیادهسازی و مراحل طراحی مدلهای پیشبینی بررسی شدهاند. نتایج مطالعات نشان میدهد مدلهای مبتنی بر هوش مصنوعی توانایی بالایی در پیشبینی پارامترهای کلیدی کیفیت پساب نظیر COD، BOD، TSS، نیتروژن و فسفر دارند و میتوانند به بهبود تصمیمگیری، کاهش مصرف انرژی و مواد شیمیایی، افزایش پایداری عملکرد تصفیهخانه و کاهش ریسکهای زیستمحیطی کمک کنند. در نهایت، این مقاله با ارائه یک چارچوب مفهومی یکپارچه، مسیرهای آینده پژوهش و توسعه سامانههای هوشمند و دادهمحور در مدیریت تصفیه فاضلاب را تبیین میکند.