(Case Study: Pegah Factory in Azerbaijan)

Journal of Water and Sustainable Development تاحفص ،1399 ،3 هرماش ،متفه لاسرادیاپ هعسوت و بآ هیشرن 2020, Vol.7, No.3, Pages

هدیکچ Abstract

:هلاقم عون Article Type:

موزل ،لماس بشر بآ یارب اضاقت شیازفا و یبآ عبانم شهاک ناکما ای و تعیبط هب تشگرب تیلباق هک یبآ عبانم هب هجوت .دبلط یم ،دشاب هتشاد ار یزرواشک ای تعنص شخب رد هدافتسا هیفصت یارب رثوم و هنیهب یاه شور زا هدافتسا ،اتسار نیا رد شیازفا تهج .دراد ییازس هب تیمها نآ هعسوت و باسپ یگدولآ راب شهاک یاتسار رد و بلاضاف هیفصت متسیس ییاراک رایسب هدش هیفصت باسپ تیفیک ینیب شیپ ،یجورخ باسپ باسپ هیفصت متسیس ،یشهوژپ راک نیا رد .تسا تیمها زئاح شور و کیتنژ متیروگلا اب ناجیابرذآ هاگپ هناخراک زا یجورخ تهج هدش یزاس هیبش جیاتن و هدش یزاس لدم ،یبصع هکبش فذح ینیب شیپ ات دش هدافتسا باسپ هیفصت دنیآرف یزاس هنیهب اب ،یبورکیم هدنیلاآ داوم و ینبرک هدنمایقاب داوم شیادز و یجورخ باسپ تیفیک هک COD و BOD5 یاه هداد هب هجوت زا یکاح هدمآ تسد هب جیاتن .دوش نکمم ،دننک یم نیعم ار یاه هداد ینیب شیپ رد ،قوف متیروگلا ود بیکرت هک تسا نیا و هدرک لمع قفوم ،یعقاو یاه هداد اب هسیاقم رد و یجورخ .تسا دصرد 87 اه هداد قباطت ،BOD5 ،یبصع هکبش ،کیتنژ متیروگلا ،باسپ :یدیلك یاه هژاو .COD Reducing water resources and increasing demand

for safe drinking water requires attention to water resources that can be returned to nature or can be used in industry or agriculture. In this regard, the use of optimal and effective methods for wastewater treatment and development is very important. In order to increase the efficiency of the wastewater treatment system and in order to reduce the pollution load of the effluent, it is very important to predict the quality of the treated effluent. In this research work, using genetic algorithm and neural network method, the effluent treatment system of Azerbaijan Pegah factory has been modeled in order to optimize the results using genetic algorithm and neural network method. The effluent treatment process should be carried out in order to anticipate the removal and disinfection of the remaining carbon materials and microbial contaminants according to the BOD5 and COD data that determine the quality of the effluent.

The results show that the combination of the above two algorithms has been successful in predicting the output data compared to the actual data and there is an 87% matching of the data.

Keywords: Effluent, Genetic Algorithm, Neural Network, BOD5, COD.

Investigating the Results of Predicting the Quality of Treated Effluent Using Neural Network and Metaheuristic Algorithm (Case Study: Pegah Factory in Azerbaijan)

M. Yousefi Nejad Attari^1*, Sh. Habbibi², A. derakhshan³

1,2,3- Assistant Professor, MSc and Assistant Professor, Department of In- dustrial Engineering, Bonab Branch, Islamic Azad university, Bonab, Iran.

*(Corresponding Author Email: myousefi@bonabiau.ac.ir) Received: 15-03-2020

Accepted: 26-05-2020

هدش هیفصت باسپ تیفیک ینیب شیپ جیاتن یسررب هعلاطم) یراکتباارف متیروگلا و یبصع هکبش اب (ناجیابرذآ هاگپ هناخراک :یدروم

3ناشخرد یلع ،²یبیبح نیهاش ،^*1یراطع داژن یفسوی یدهم

یسدنهم هورگ ،رایداتسا و دشرا یسانشراک هتخومآ شناد ،رایداتسا بیترت هب -3و2و1 .ناریا ،بانب ،یملاسا دازآ هاگشناد ،بانب دحاو ،عیانص (E-Mail: myousefi@bonabiau.ac.ir ،لوئسم ی هدنسیون)*

98/12/25 :تفایرد خیرات 99/03/06 :شریذپ خیرات 72 ات 63

63 to 72

یدربراک Applied Article

همدقم هیلخت زا یشان بآ یگدولآ یطیحم تسیز تلاكشم نیرت مهم ،ناراکمه و Garcia) تسا هدنریذپ یاه بآ رد یذغم داوم ناونع هب هدشداجیا یاه بلاضاف زا ضراح یایند رد .(2009 و یزاس هنیهب تروضر اذل ؛دننک یم هدافتسا فلتخم عبانم هب یروضر رایسب هدش داجیا یاه باسپ تیفیک یور رب قیقحت یارجا ،هیفصت یشخبرثا دوبهب روظنم هب نینچمه .دسر یم رظن نیرت لوادتم هلمج زا .تسا یروضر بسانم لترنك یاه شور هک تسا یكیژولویب شور ،بلاضاف یاه هناخ هیفصت رد اه شور یرواّنف رب ینتبم ییاهدنیآرف زا بلاضاف یگدولآ فذح تهج .(2008 ،Lerapetritou و Li) دوش یم هدافتسا لاعف نجل یكیژولویب و ییایمیش ،یكیزیف یاه هدیدپ یگدیچیپ لیلد هب طیاشر هب تدش هب دنیآرف یئاراك ،هیفصت یاهدحاو اب طبترم لترنك .(2020 ،Ma و Lu) تسا هتسباو یتایلمع و یطیحم و نایرج دایز تاناسون لیلد هب ،بلاضاف هیفصت یاهدنیآرف هنیمز رد یا هدترسگ تاعلاطم اذل ؛تسا لكشم یدورو راب Chachuat) تسا هدش ماجنا لاعف نجل دنیآرف لترنك یزاس هیبش .(2005 ،ناراکمه و فلتخم لماوع زا یعبات بلاضاف یاه هناخ هیفصت دركلمع لئاسم و هناخ هیفصت یتیریدم طیاشر ،بلاضاف یفیك لباق یفیك یاه هصخشم اب بلاضاف عفد .تسا یطیحم تسیز یطیحم تسیز تلاكشم زا یكی ،هدنریذپ عبانم عاونا هب ،لوبق بلاضاف یزاسدازآ .دنا هجاوم نآ اب یزورما عماوج هك تسا هب ییایمیش و یبوركیم یاز یرمایب لماوع لاقتنا رب نوزفا اه هچایرد ،اه هناخدور نایزبآ زا یرایسب مادهنا ثعاب ،ناسنا ماقرا و رامآ .(2003 ،Eddy و Metcalf) دوش یم اه سونایقا و هلمج زا ،فراعتمان یاه بآ مجح ،دنهد یم ناشن دوجوم 3/4 دودح رد 1375 لاس رد ناریا یتعنص و یرهش یاه باسپ هب طوبرم نآ بعكمترمدرایلیم 2/5 هک هدوب بعكمترمدرایلیم ینیشنرهش هعسوت و دشر هب هجوت اب .تسا یرهش باسپ بعکمترمدرایلیم 4/5 اب ربارب 1380 لاس رد اهباسپ نیا رادقم 1397 لاس رد باسپ مجح .(1385 ،ناراکمه و نز گنر) دش هدشدیلوت باسپ عیسر دشر .دیسر بعکمترمدرایلیم 85 هب تلع هب یزرواشك رد باسپ و بلاضاف دربراك یسررب موزل ناونع هب باسپ ندوب نانیمطا لباق و بآ هب نوزفازور زاین ،ناراب مك و كشخ یاه لاس رد بآ نیزگیاج هبش عبنم لیلد هب لك رد و ناریا كشخ همین و كشخ قطانم رد هژیو هب یارب میساتپ و رفسف ،تزا نوچمه یندعم داوم ندوب لااب .تسا هداد رارق ترشیب هجوت دروم زور هب زور ،ناهایگ دشر (1382 ،یبلطم و نایبارت ؛1388 ،یناگچره یگیب و دنمدارم) باسپ یفیك یاهرایعم ساسارب اه هناخ هیفصت یراتفر یسررب

.تسا دیدج تاعوضوم زا رگ نیمخت یاه لدم بلاق رد هعسوت یفیک و یّمک ظاحل زا تاینبل و ریش عیانص هزورما عیانص نیا زا یجورخ باسپ تیفیک ءاقترا اذل .دنا هتفای یعیسر شیازفا ار هیفصت تعسر دناوتب هک عیسر یاهدنیارف داجیا و .تسا تروضر کی ،دنهد داوم و یترکاب لماش عیزوت یاه لاناک همه هک ییاجنآ زا نیا دراو هک یدئاز بیکرت عون ره ًابیرقت ،دنتسه یذغم نیا .دننک یم زاغآ ار ییایمیشویب یاه شنکاو ،دنوش یم اه هاربآ یریگ هزادنا اه هاگشیامزآ رد هک ییایمیشویب یاه شنکاو عون هدیمان ¹(BOD5) ییایمیشویب زاین دروم نژیسکا ،دنوش یم تنسکش لوئسم ییایمیش داوم نیا BOD5 .دنوش یم هک ییایمیش یاه شنکاو نیا .دنتسه یوق یاه هدننکدیسکا ییایمیش زاین دروم نژیسکا ،دنوش یم ماجنا هاگشیامزآ رد COD و BOD شیامزآ ود ره .دنوش یم هدیمان ²(COD) یاه هدنیلاآ زا لصاح نژیسکا شهاک رثا یریگ هزادنا یارب رد یا هدترسگ روط هب شیامزآ ود ره ریثأت .دنتسه یبلاضاف .تسا هدیسر تابثا هب اه هدنیلاآ رثا یریگ هزادنا هب ناجیابرذآ هاگپ هناخراک باسپ ،هیفصت دنیارف یزاس لدم یارب یریگ هرهب ،بلاضاف عون نیا رد COD دایز ًاتبسن تظلغ لیلد اب ضراح قیقحت .تسا بولطم شور یزاوه یب هیفصت شور زا ناتسا هاگپ تاینبل هناخراک هناخ هیفصت متسیس یسررب فده ینیب شیپ تهج بسانم متیروگلا کی هئارا و یقشر ناجیابرذآ یاه لاس رد .تسا هدش ماجنا دحاو نیا باسپ هیفصت یجورخ هژورپ هک ناجیابرذآ هاگپ تکشر نردم هناخ هیفصت ،ریخا هدش ثادحا ،دوش یم بوسحم ناتسا رد یمهم یطیحم تسیز رد .دراد ار یتآ هعسوت هلحرم یارب مزلا تیفرظ دحاو نیا.تسا یرایبآ تهج ،هدش هیفصت باسپ زا ناوتب یتسیاب ،هیفصت دنیآرف باسپ ،نینچمه .دونم هدافتسا یزرواشك فراصم و زبس یاضف یحطس یاه بآ هب هیلخت تهج مزلا یاهدرادناتسا ،هدش هیفصت باسپ تیفیک یدورو یاهترماراپ هدافتسا اذل .دشاب هتشاد ار یراکتباارف یاه متیروگلا و هیفصت فلتخم لحارم رد یجورخ باسپ تیفیک و هدیسر فراعتم یاهدرادناتسا هب ناوت یم .تسا ینیب شیپ لباق یجورخ و یسررب تفایرد ناوت یم ،هدش حرطم بلاطم هب هجوت اب هیفصت یاه متسیس یگدامآ دناوت یم باسپ تیفیک ینیب شیپ نیا رد .دیانم مهارف یضتقم تامادقا و داوم هیهت تهج ار و یبصع یاه هکبش زا هدافتسا اب تسا هدش یعس قیقحت هاگپ هناخراک رد هدش هیفصت باسپ تیفیک کیتنژ متیروگلا قیقحت زا لصاح جیاتن لیلحت هب و هدش ینیب شیپ ناجیابرذآ .دوش هتخادرپ

قیقحت شور ریز لحارم رد ناوت یم ار قیقحت نیا ماجنا فلتخم لحارم :دونم نایب رثوم لماوع اب طبترم یاه هداد لماش یدورو ریداقم ادتبا .1 ،(T) امد شجنس یاهترماراپ لماش یجورخ باسپ تیفیک رب زاین دروم نژیسکا ،(BOD5) ییایمیشویب زاین دروم نژیسکا هزاب کی یط ناجیابرذآ هاگپ هناخراک رد (COD) ییایمیش .دنوش یم Matlab رازفا مرن دراو و هدش یروآدرگ هلاسکی ینامز یراکتباارف متیروگلا دراو ًمایقتسم هدمآ تسد هب یاه هداد .2 ییاه هداد یوجتسج لابند هب متیروگلا نیا و هدش کیتنژ یگدنیلاآ نازیم هب هجوت اب هک تسا یدورو یاه هداد نیب زا ،عقاو رد .دنهد صاصتخا دوخ هب ار نازیم نیترمک ،هدش دیلوت شجنس یاهترماراپ و دوش یم هیهت یدورو یاه هداد ء هعومجم دروم نژیسکا ،(BOD5) ییایمیشویب زاین دروم نژیسکا ،(T) امد .دنریگ یم رارق یجورخ ناونع هب (COD) ییایمیش زاین یاه هداد شزومآ یارب یدورو ناونع هب یلبق شور یجورخ .3

زا هدافتسا اب یبصع هکبش .دوش یم هدافتسا یبصع هکبش .دنک یم تفایرد ار شزومآ لوا هلحرم یدورو یاه هداد اب ار لوا هلحرم یدورو یاه هداد زا یدصرد یبصع هکبش .4 و هدرک نومزآ ،یشیامزآ یاه هداد ناونع هب ،هیلوا یاه یدورو رد .دهد یم شیانم یجورخ رد رادونم زا هدافتسا اب ار جیاتن دروم هجیتن ،دشاب دصرد 10 زا ترمک ینیب شیپ یاطخ هکیتروص .دوش یم دییأت رظن یدورو هدش هیفصت باسپ یفیک یاه هداد • شجنس یاهترماراپ لماش یجورخ باسپ تیفیک رب رثؤم لماوع دروم نژیسکا ،(BOD5) ییایمیشویب زاین دروم نژیسکا ،(T) امد هناخ هیفصت یجورخ و یدورو رد pH و (COD) ییایمیش زاین (2) و (1) لودج رد .دش هیهت ناجیابرذآ هاگپ هناخ هیفصت زا رد یجورخ و یدورو ریداقم یارب ار هدش یروآ عمج یاه هداد :دونم هدهاشم ناوت یم هام ره کیکفت هب و 1396 لاس

نآ زا یجورخ و هناخ هیفصت هب یدورو باسپ یفیک تاصخشم -1 لودج pH

BOD5ا(mg/l) CODا(mg/l)

فیدر هام

یدورو یجورخ

یدورو یجورخ

یدورو یجورخ

1 نیدرورف 8/52

7/52 3470

30 5639/3

57/3

2 تشهبیدرا 9/3

8/087 2980

28 6102/258 65/8387

3 دادرخ 11/04

8/09 3600

31 5711/64 62/9354

4 ریت

9/4 8/08

3010 29

6007/42 64/71

5 دادرم

9/24 7/94

3790 32

6370/96 79/645

6 رویرهش 9/187

7/88 4490

36 6927/42 68/516

7 رهم

9/086 7/84

4053 45

6597 65/367

8 نابآ

9/257 7/86

3870 36

6264/34 66/01

9 رذآ

9/38 7/85

3560 47

5997/33 66/46

10 ید

9/263 7/86

3010 33

6289/3 63/267

11 نمهب

9/06 7/89

3890 40

6341 61/2

12 دنفسا

9/11 7/86

4020 31

6428/27 65/586

ریداقم هک دوش یم هدهاشم (1) لودج یاه هداد هب هجوت اب یجورخ ریداقم هب تبسن یسررب دروم یاهریغتم یارب یدورو رد هتفرراک هب شور ییاراک رگنایب دناوت یم هک تسا لااب رایسب بلغا رد یدورو باسپ رد pH رادقم .دشاب هیفصت دنیآرف یجورخ باسپ pH ،هیفصت زا سپ هک هدوب ییایلق لاس یاه هام و تعیبط رد یزاساهر ناکما و دریگ یم رارق یثنخ هدودحم رد .دیانم یم سریم pH ظاحل زا ار یزرواشک فراصم ای زا دعب و لبق COD و BOD5 یارب هدش تبث ریداقم فلاتخا

.(3 ات 1 یاه لکش) تسا دایز رایسب هیفصت ناعذا ناوت یم (COD) ییایمیش یگدولآ راب شهاک هب هجوتاب لبق امد .تسا هتفرگ تروص یبوخ هب هیفصت تایلمع هک دونم تباث ترماراپ هجیتن رد و هدرکن رییغت هیفصت تایلمع زا دعب و .دوش یم بوسحم دنیآرف نیا

3500 3000 3700 3000 3700 4200 4500 3500 3750 3000 3900 3800

20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

20 0

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

ﻦﯾدروﺮﻓ ﺖﺸﻬﺒﯾدرا دادﺮﺧ ﺮﯿﺗ دادﺮﻣ رﻮﯾﺮﻬﺷ ﺮﻬﻣ نﺎﺑآ رذآ ید ﻦﻤﻬﺑ ﺪﻨﻔﺳا

BOD(mg/l)

BOD(mg/l) ﻞﺒﻗ BOD(mg/l) ﺪﻌﺑ

لاس یط رد یجورخ و یدورو باسپ BOD5 تارییغت -1 لکش تریل رد مرگ یلیم بسحرب1396

6000 5500 5100 6100 6200 6300 6800 5900 6050 6100 6000 6300

20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

20 0

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

ﻦﯾدروﺮﻓ ﺖﺸﻬﺒﯾدرا دادﺮﺧ ﺮﯿﺗ دادﺮﻣ رﻮﯾﺮﻬﺷ ﺮﻬﻣ نﺎﺑآ رذآ ید ﻦﻤﻬﺑ ﺪﻨﻔﺳا

COD(mg/l)

COD(mg/l) ﻞﺒﻗ COD(mg/l) ﺪﻌﺑ

1396 لاس یط رد یجورخ و یدورو باسپ COD تارییغت -2 لکش تریل رد مرگ یلیم بسحرب

8 9 11 9 9 8 9 9.5 9 9 9 9

7.5 7 7.5 6 6.5 6.5 6 7 7 7 7 7

0 2 4 6 8 10 12

ﻦﯾدروﺮﻓ ﺖﺸﻬﺒﯾدرا دادﺮﺧ ﺮﯿﺗ دادﺮﻣ رﻮﯾﺮﻬﺷ ﺮﻬﻣ نﺎﺑآ رذآ ید ﻦﻤﻬﺑ ﺪﻨﻔﺳا

COD(mg/l)

pH ﻞﺒﻗ pH ﺪﻌﺑ

1396 لاس یط رد یجورخ و یدورو باسپ pH تارییغت -3 لکش یبایزرا یاهرایعم • یگتسبمه بیضر صخاش زا رظن دروم یاه لدم یبایزرا یارب کیتنژ متیروگلا یاه کینکت نیب هسیاقم درکیور اب (R) بیضر .(1 هطبار) دوش یم هدافتسا یبصع یاه هکبش و

ریغتم ود یگتسبمه نییعت یاهرایعم زا یکی ،یگتسبمه هطبار عون نینچمه و هطبار تدش یگتسبمه بیضر .تسا -1 ات 1 نیب بیضر نیا .دهد یم ناشن ار (سوکعم ای میقتسم) رفص ربارب ،ریغتم ود نیب هطبار دوجو مدع تروص رد و تسا یاطخ ،³(RMSE) اطخ تاعبرم نیگنایم رذج ،نینچمه .تسا ای تاعبرم نیگنایم رذج فارحنا ای تاعبرم نیگنایم رذج هدش ینیب شیپ رادقم ⁴(RMSD) اه عبرم نیگنایم رذج یاطخ دوش یم نییعت یعقاو رادقم و یرامآ رگدروآرب ای لدم طسوت تاعبرم نیگنایم زا قوف ترماراپ ود رب هولاع .(3 و 2 طباور) ندروآ تسد هب یارب جیار رایسب رایعم کی هک (MSE) اطخ یصاخ تیبولطم نانادرامآ نیب رد و هدوب رگدروآرب نیترهب .(4 هطبار) دوش یم هدافتسا ،دراد یریگ هزادنا دحاو اب بسانتم RMSE رادقم هک نیا هب هجوت اب یارب هدش هتخاس یاه لدم نیب نآ رادقم هسیاقم ،تسا ریغتم اذل ؛تشاد دهاوخن ار یفاک تقد توافتم یاهدحاو اب ریغتم ود هدرک میسقت هتسباو ریغتم یاه هداد هنماد هب ار RMSE رادقم رایعم نیا .دنمان یم (NRMSE) هدش لامرن RMSE ار نآ و رکذ هب مزلا .دوب دهاوخ بسانم فلتخم یاه لدم هسیاقم یارب ،لدم ندوب قیقد هدنهد ناشن دصرد 10 ریز NRMSE هک تسا و طسوتم تقد دصرد 20-30 ،لدم ندوب بسانم دصرد 10-20 .تسا لدم ندوب فیعض هناشن دصرد 30 زا شیب

1

2 2

1 1

( )( )

( ) ( )

N

i i

i

N N

i i

i i

x x y y R

x x y y

=

= =

− −

=

− −

∑

∑ ∑

(1)

2

1( )

N

i i

i x y

MSE N

=

−

=∑ (2)

2 1

( )

N

i i

i

x y RMSE ⁼ N

−

= ∑ (3)

( )²

1

1 N

i i

i

N i i

x y NRMSE N

x N

=

=

−

=

∑

∑

(4)

yi ،ما i ینامز ماگ رد هدش هدهاشم رادقم xi ،طباور نیا رد ،ینامز یاه ماگ دادعت N ،نامز نماه رد هدش هبساحم رادقم ریداقم نیگنایم زین ^y و یتادهاشم ریداقم نیگنایم x

کیدزن و RMSE و MSE نازیم ندوب مک .تسا یتابساحم یایوگ ،کی هب R رادقم ندوب کیدزن و رفص هب NRMSE ندوب .تسا رگید لدم هب تبسن نآ یرترب و لدم لوبق لباق تقد

جیاتن کیتنژ متیروگلا یجورخ -1 رد کیتنژ متیروگلا اب ادتبا رد ماخ یاه هداد ،دش رکذ هک روطنماه باختنا و یدنب هقبط زا سپ و هدش یسررب MATLAB رازفا مرن دراو ،یزاس هنیهب یارب یجورخ ،یگدولآ نیترمک دیلوت اب یاه هداد متیروگلا یجورخ (4) لکش رد .دوش یم یبصع هکبش متیروگلا و کیتنژ متیروگلا یاهرارکت یقفا روحم .تسا هدش هدروآ کیتنژ .تسا یگدنیلاآ نازیم یدومع روحم

کیتنژ متیروگلا یجورخ جیاتن -4 لکش

یتخاونکی و هنیهب تلاح کی هب اه هداد هک دوش یم هدهاشم .دنا هدیسر کیتنژ متیروگلا یجورخ رد ،متیروگلا نیا یاه موزومورک ای و تیعمج هک دوش رکذ یتسیاب ،لاس کی لوط رد هدمآ تسد هب ماخ یاه هداد ساسا رب عقاو رد ،هدش تبث ناجیابرذآ هاگپ هناخ هیفصت رد هناهام تروص هب هک یناوخزاب لسکا لیاف زا متیروگلا یارجا یط رد هک دشاب یم هیلوا ریداقم زا هدش لیکشت یاه موزومورک ،عقاو رد .دوش یم .دنتسه لسکا لیاف رد دوجوم ،عقاو رد .تسا هدش باختنا یا هطقن تروص هب عطاقت هوحن لبق زا ندرک نیعم اب صخشم تروص هب یا هطقن عطاقت رد باختنا عطاقت هطقن ،(یفداصت تروص هب هژورپ نیا رد) ضوع اه نژ ،هطقن نآ زا ،موزومورک ود نیب و دوش یم شهج ،نینچمه .دوش یم لیکشت دیدج موزومورک و هدش لک زا رارکت ره رد هک یروط هب ،هدش باختنا یا هطقن زین ،تیعمج لک زا هدش صخشم دصرد هب هجوت اب ،اهرارکت تایلمع و هدش باختنا اه نژ زا یناکم یفداصت تروص هب .دریذپ یم ماجنا شهج هدروآ رظن دروم یجورخ و یدورو یاه هداد (3) لودج رد

.تسا هدش رازفا مرن یاه یجورخ و یدورو یفرعم لودج -2 لودج

فیدر رازفا مرن یدورو

رازفا مرن یجورخ

1 هیلوا PH

هیوناث PH

2 هیلوا BOD5

هیوناث BOD5

3 هیلوا COD هیوناث COD

لودج یاهرایعم زا شزومآ تلاح رد رازفا مرن ییاراک شجنس یارب .تسا هدش هدافتسا (4) ییاراک یاهرایعم -3 لودج

.No Error Name

Symbol

1 Mean Squared Error

MSE

2 Root Mean Square Error

RMSE

3 Normalized Mean Squared Error NMSE

4 Regression Coefficient

R

یاه شور ،نیناوق تخاس و یدورو یاه هداد یدنب هقبط یارب : زا دنترابع اه نآ نیرت جیار هک هدش داهنشیپ یددعتم یدنب هشوخ شور و ⁶یشهاک یزاف یدنب هشوخ ،⁵یا هکبش زارفا طسوت یا هکبش زارفا ،یبصع یزاف لدم رد .⁷(FCM) یزاف شور و genfis2 طسوت یشهاک یزاف یدنب هشوخ ، genfis1 .دوش یم دیلوت genfis3 زا هدافتسا اب (FCM) یزاف گنیترسلاک نیا رد .تسا هدش هدافتسا genfis3 شور زا شهوژپ نیا رد نییعت و تیوضع عباوت جارختسا یارب FCM عبات زا شور FIS راتخاس کی داجیا نینچمه .دوش یم هدافتسا نیناوق دادعت اه هشوخ دادعت سپس ،دریگ یم تروص ونگوس ای ینادمم عون زا یدورو تیوضع عبات .دوش یم هداد FCM طسوت (n–cluster) یجورخ تیوضع عبات و gaussmf یسوگ عون زا ،ضرف شیپ .تسا ⁸یطخ عون زا ضرف شیپ یاهترماراپ زا کی ره یارب لک هداد ییاراک رادونم (5) لکش رد هدش هداد ناشن (COD ،pH ،BOD5) هدش هتفرگ رظن رد .تسا

pH

BOD

COD

یگتسبمه بیضر بسحرب راتخاس ییاراک رادونم -5 لکش یگتسبمه بیضر بسحرب راتخاس ییاراک رادونم (5) لکش هظحلام هدش مسر یاهرادونم رد .دهد یم ناشن ار 4 ویرانس هک گنررپ طخ و هدش ترمک اه هداد یگدنکارپ هک دوش یم یاه هداد نیچ هطقن طخ هب ،تسا یجورخ جیاتن هدنهد ناشن طوطخ نیا نیب یکیدزن نیا .تسا هدش رت کیدزن لک .تسا هدمآ تسد هب ریداقم تحص هدنهد ناشن یاهرایعم و اهاطخ زا کی ره یارب هدمآ تسد هب ریداقم

.تسا هدش یروآدرگ (4) لودج رد و هبساحم یبایزرا فلتخم یبایزرا یاهرایعم یارب هدمآ تسد هب ریداقم -4 لودج

یبایزرا یاهرایعم

اهترماراپ MSE

RMSE NRMSE

R

pH 0.005122

0.071568 0.110489

0.910007

BOD5

0.0079594 0.089216

0.230405 0.879474

COD 0.0045788

0.067667 0.238156

0.898616

R رادقم ،تسا هدش هداد ناشن (4) لودج رد هک روطنماه ره .تسا 0/89 و 0/91 ،0/87 ربارب ،COD ،pH ،BOD5 یارب ریداقم هب ینیمخت ریداقم ،دشاب رت کیدزن کی هب R رادقم هچ هس ره دونم ناعذا ناوت یم ،نیاربانب .تسا رت کیدزن یعقاو هولاع .دنراد هدش یریگ هزادنا ریداقم هب یکیدزن ریداقم ترماراپ دروم یبصع هکبش تقد هدننکدییأت زین NRMSE رادقم نیا رب و دصرد 11 اب ربارب pH یارب لدم نیا رد هک هدوب هدافتسا .تسا دصرد 23 اب ربارب COD و BOD5 یارب هجرد طیاشر تحت تدش هب BOD5 رادقم هک نیا هب هجوت اب جیاتن ،دریگ یم رارق طیحم یامد صوصخ هب و نامز ،رون ،ترارح رد هک یدورو یاه هداد زا هدافتسا اب هک دنهد یم ناشن هلصاح هناخ هیفصت یجورخ باسپ تیفیک ناوت یم ،هدشن ظاحل امد اهنآ دونم هبساحم دصرد 30 زا ترمک ییاطخ دصرد اب ار ناجیابرذآ هاگپ تسدب R .دهد یم ناشن ار هدش هدافتسا لدم یرترب مقر نیا هک رایعم نیا رد کی هب یکیدزن هک دشاب یم 0/87 ،BOD5 یارب هدمآ .تسا هدش هدافتسا لدم یلااب تقد هدنهد ناشن یبصع هکبش زا یجورخ جیاتن -2 هکبش درکیور ،یعونصم شوه شور نیدنچ اب هسیاقم رد ار تیزم نیدنچ ،یطخریغ یاهدنیآرف یزاس لدم یارب یبصع یریگدای :دونم هراشا ریز دراوم هب ناوت یم هک دهد یم داهنشیپ .هداس شزومآ و یلبق شناد هب زاین نودب ،هنونم زا (6) لکش دننام هب یبصع هکبش ،شزومآ هلحرم لوط رد ناوت یم نآ رد هک دوش یم لصتم (هتسسگ نامز رگشیانم) نیب یاطخ .دش هجوتم ار هکبش یجورخ و یدورو یاهریغتم شزومآ یارب ym(k( یبصع لدم و y(k( دنیآرف یاه یجورخ یاهریغتم لماش یشزومآ یاه هداد .دور یم راک هب اهترماراپ .دنتسه y(k+1( فادها و y(k( و u(k( یدورو هیلا

یریگدای لاح رد یبصع هکبش راتخاس -6 لکش

نیا رگا .دنتسه یریگ هزادنا لباق اهریغتم هک دوش یم ضرف .تسا مزلا (یبصع هکبش زا ادج) رگدروآرب ،دوشن ققحم دروم یلیلحت لدم یزاس هیبش زا یشزومآ یاه هداد ،قیقحت نیا رد یبایزرا چیه ،نیاربانب ؛هدمآ تسد هب (طخ زا جراخ شزومآ) (7) لکش تروص هب یزاس هدایپ نیح رد یبصع هکبش .درادن مزلا ریز دراوم تهج یبصع هکبش یجورخ .تسا هدش یدنبرکیپ :دوش یم هدافتسا

؛(هدش ینیب شیپ یجورخ زا رتولج ماگ کی) هدنهد رادشه - اه یجورخ ریاس یبایزرا قیرط زا اطخ ییاسانش و صیخشت - یاه یجورخ اب هسیاقم رد ،هکبش هداتفا ریخأت هب یاه یجورخ) .(دنیآرف

یزاس هدایپ لاح رد یبصع هکبش راتخاس -7 لکش طیحم رد شزومآ متیروگلا و یبصع هکبش ،قیقحت نیا رد شیامزآ دروم ،نآ بسانم عباوت زا هدافتسا اب و MATLAB ،یشزومآ یاه هداد یاهرادرب زا یا هعومجم .دش هتفرگ رارق لحارم .دمآ تسد هب ،دنیآرف یلیلحت لدم یزاس هیبش طسوت ار بلاضاف هیفصت لدم هک یعونصم یبصع یاه هکبش یحارط :زا دنترابع ،دنز یم بیرقت فده یاه هداد هعومجم و یدورو داجیا -1 هدش دروخزاب هکبش کی یرماعم داجیا -2 دادعت ثرکادح ،اطخ ،فده دننام یشزومآ یاهترماراپ میظنت -3

هریغ و یریگدای نازیم ،بیش لقادح ،(رارکت) هرود یبصع هکبش شزومآ -4 هدافتسا اب یبصع هکبش یجورخ یزاس هیبش اب جیاتن یریگ هزادنا -5 »فده« یجورخ اب نآ هسیاقم و یدورو یاه هداد زا .لقتسم یاه هداد زا هدافتسا اب یبصع هکبش یشخبرابتعا -6

بلاضاف هیفصت دنیآرف یارب یعونصم یبصع هکبش راتخاس -8 لکش مسر Matlab هک روطنماه ،ار یبصع هکبش راتخاس (8) لکش 10 رادقم هب یدورو یاهریغتم دادعت .دهد یم ناشن ،دنک یم هسیاقم کی ناونع هب ،هرگ 9 یواح ناهنپ هیلا .دوش یم میظنت هلحرم رد هدش شیامزآ) میمعت ییاناوت و شزومآ درکلمع نیب Levenberg-Marquardt متیروگلا .دشاب یم (یجنسرابتعا یریگدای تهج (Matlab رد Trainlm-Neural لاقتنا عبات) .تسا هدافتسا یبایزرا یارب ⁹(DLS) تاعبرم لقادح شور و یاه هعومجم زا هدافتسا اب ییاهن هلحرم رد یبصع یاه هکبش اب دنیآرف لدم یزاس هیبش زا هدمآ تسد هب یاه هداد لقتسم .دوش یم هداد رابتعا ،هیانم یاه یدورو رهاظ Performance هنیزگ باختنا اب ،یبصع هکبش یجورخ و تسا یداهنشیپ شور یارجا تیفیک هدنهد ناشن هک دوش یم یجورخ یاهترماراپ ینیب شیپ یارب یبوخ تیفیک رگنایب رما نیا .دشاب یم

هنیزگ باختنا اب یبصع هکبش هدنهد یجورخ زا لوا یجورخ -9 لکش Performance

اطخ عبرم نیگنایم دوش یم هدهاشم (9) لکش هب هجوت اب نکمم رادقم نیترمک هب هرود 6 زا سپ یبصع هکبش شور رد هک دونم نایب ناوت یم یبیرقت یاطخ یبایزرا اب ،عقاو رد .دسر یم یاطخ نیترمک هب ناوت یم و و هدوب یفاک ًلاومعم هرود 6 رارکت .تفای تسد یبیرقت Training باختنا اب یبصع هکبش هدنهد یجورخ زا مود یجورخ جیاتن و اه یدورو یارب یجورخ جیاتن هک دوش یم لصاح State .دشاب یم یبصع هکبش شور رد رییغت

باختنا اب یبصع هکبش هدنهد یجورخ زا مود یجورخ -10 لکش Training State هنیزگ

یعونصم یبصع یاه هکبش ندوب یفداصت تیصاخ هـب هجوت اب ،(هیلوا ریداقم یبصع هکبـش یاه نزو یفداصت باختنا ببـس هـب) ینیب شیپ شزومآ راب ره اب و دشاب یم یفداصت زین ینیب شیپ جیاتن ددجم شزومآ اب ور نیا زا .دنک یم رییغت اه نزو رییغت لیلد هب

تارییغت نـیا هـک هدرک رییغت زین ینیب شیپ یاطخ ،یبصع هکبش هداد رارق دوخ عاعشلا تحت ار اه لدم نیب هسیاقم جیاتن دناوت یم کی ،اه هداد زا ددجم یریگ هنونم اب .دوش جیاتن رد بیرا ببس و .دوش یم دروآرب یبصع هکبش یاه ینیب شیپ یارب نانیمطا هلصاف بولطم رادقم هب و ترکچوک هچره (10) لکش رد Train .تسا هکبش بسانم درکلمع هدنهد ناشن ،دوش ترکیدزن ینیب شیپ ییاناوت و تیلباق هدنهد ناشن یجنسرابتعا یاه هداد هک یوحن هب ؛تسا یبصع هکبش بولطم و بسانم یهد میمعت و یجورخ یاه هداد اب لماک روط هب متیروگلا یجورخ یاه هداد ثعاب دیدج یاه هداد لباقم رد یجنسرابتعا .دنراد قباطت یعقاو .دوش یم شزومآ دنیآرف فقوت و هکبش یاطخ شیازفا هنیزگ باختنا اب یبصع هکبش هدنهد یجورخ زا موس یجورخ .(11 لکش) تسا هدمآ تسد هب Regression

یبصع هکبش رد نویسرگر یجورخ -11 لکش

دجنس یم ار هتسباو ریغتم رب ریغتم دنچ ای ود رثا نازیم نویسرگر رد .دنک یم شجنس ار ریغتم دنچ ای ود نیب هطبار یگتسبمه و نیب لماک یگتسبمه یبصع هکبش زا لصاح نویسرگر لیلحت و Zhang) تسا هدهاشم لباق متیروگلا زا یجورخ یاه هداد یعقاو یجورخ یاه هداد فلاتخا تلاح نیا رد .(2019 ،ناراکمه زا هدمآ تسد هب یاه هداد و هیفصت دحاو زا هدمآ تسد هب و یجورخ ود نیب فلاتخا نازیم ره هب .دوش یم یسررب رازفا مرن رد هتفرراک هب متیروگلا ییاراک ،دشاب ترمک (رازفا مرن و هناخ هیفصت) .تسا ترشیب یجورخ ینیب شیپ .دهد یم ناشن ار هدش ینیب شیپ یگدنیلاآ نازیم (12) لکش نیب یبسانم قباطت هک دونم هدهاشم ناوت یم لکش نیا ساسارب نآ زا یجورخ یاه هداد و رازفا مرن هب یدورو ماخ یاه هداد یاهرارکت یقفا روحم .دراد دوجو هدش ینیب شیپ ترماراپ ناونع هب .تسا یگدنیلاآ نازیم یدومع روحم و کیتنژ متیروگلا

ییاهن ینیب شیپ رادونم -12 لکش

یریگ هجیتن دراوم ،ضراح قیقحت رد هدمآ تسد هب جیاتن و اه هداد هب هجوت اب :تسا جاتنتسا لباق ریز زا ییاه هداد یوجتسج لابند هب کیتنژ یراکتباارف متیروگلا - دیلوت یگدنیلاآ نازیم هب هجوت اب هک تسا یدورو یاه هداد نیب دوخ هب یبصع یاه هکبش هب تبسن ار اطخ نازیم نیترمک ،هدش .دنهد صاصتخا ساسارب pH ،COD ،BOD5 ترماراپ هس ینیمخت ریداقم - یریگ هزادنا ریداقم) اهنآ یعقاو ریداقم کیدزن کیتنژ متیروگلا ..تسا کی کیدزن R رادقم هکیروط هب ،هدوب (هدش نامز و رون ،ترارح هجرد طیاشر تحت تدش هب BOD5 رادقم - زا هدافتسا اب هک دنهد یم ناشن هلصاح جیاتن اذل دریگ یم رارق تیفیک ناوت یم ،هدشن ظاحل امد اهنآ رد هک یدورو یاه هداد ییاطخ دصرد اب ار ناجیابرذآ هاگپ هناخ هیفصت یجورخ باسپ هدافتسا لدم یرترب مقر نیا هک دونم هبساحم دصرد 30 زا ترمک .دهد یم ناشن ار هدش کی هب یکیدزن هک دشاب یم 0/87 ،BOD5 یارب هدمآ تسدب R - .دشاب یم هدش هدافتسا لدم یلااب تقد هدنهد ناشن رایعم نیا رد متیروگلا یجورخ رد یتخاونکی و هنیهب تلاح کی هب اه هداد - .دنا هدیسر کیتنژ یاهترماراپ ینیب شیپ یارب یبوخ تیفیک و تیلباق یبصع هکبش - .تسا یجورخ هب هرود 6 زا سپ یبصع هکبش شور رد اطخ عبرم نیگنایم - .دسر یم نکمم رادقم نیترمک هرود 6 رارکت هک دونم نایب ناوت یم ییبرقت یاطخ یبایزرا اب - تسد یبیرقت یاطخ نیترمک هب ناوت یم و و هدوب یفاک ًلاومعم .تفای ترکیدزن بولطم رادقم هب و دوش ترکچوک هچرهTrain یاه هداد- .تسا هکبش بسانم درکلمع هدنهد ناشن ،دنوش

ینیب شیپ ییاناوت و تیلباق هدنهد ناشن یجنسرابتعا یاه هداد - .تسا یبصع هکبش بولطم و بسانم یهد میمعت و یاطخ شیازفا ثعاب هک دیدج یاه هداد لباقم رد یجنسرابتعا - شزومآ دنیارف فقوت ثعاب و هداد ناشن تمواقم ،دنوش یم هکبش .ددرگ یم هدهاشم ناوت یم یبصع هکبش زا لصاح نویسرگر لیلحت رد - متیروگلا زا یجورخ یاه هداد نیبام لماک یگتسبمه هک دونم .تسا هدهاشم لباق هناخ هیفصت) یجورخ یاه هداد ود نیبام فلاتخا نازیم ره هب - ینیب شیپ رد هتفر راکب متیروگلا ییاراک ،دشاب ترمک (رازفا مرن و .تسا ترشیب یجورخ

تشون یپ 1- Biochemical Oxygen Demand (BOD)

2- Chemical Oxygen Demand (COD) 3- Root-Mean-Square Error

4- Root-Mean-Square Deviation 5- Grid partition

6- Subtractive Fuzzy clustering 7- Fuzzy c-means clustering 8- linear

9- Damped Least-Squares

عبانم باسپ اب یرایبآ رثا .1388 .ح ،یناگچره یگیب و .م ،دنمدارم .كاخ و زبس لفلف مادنا رد لكین و بسر عیزوت رب هدش هیفصت

.703 – 63 :5 ،ناریا بآ شهوژپ هلجم رب باسپ تیفیك یسررب .1385 .ا ،یدنل و .خ ،هدنیاپ ،.ن ،نز گنر هعومجم. ردبش و موگروس هایگ ود رد نیگنس صرانع تشابنا

.نارهت ،ناریا كاخ مولع هرگنك نیمهن تلااقم ددجم هدافتسا یتیریدم حرط .1382 .م ،یبلطم و .ع ،نایبارت .(ناتابكا كرهش :یدروم هعلاطم) هدش هیفصت باسپ زا

.62-57:(32)29 ،یسانش طیحم Chachuat B., Roche N. and Latfi M.A. 2005. OpTImal

aera on control of industrial alterntiang activated sludge pants. Biochemical Engineering Journal, 23(3):

277-289.

Garcia M.D., Grau P., Huete H., Gomez J., Gar- cia-Heras L. and Ayesa E. 2009. New generic mathematical model for WWTP sludge digesters operating under aerobic and anaerobic conditions:

Model building and experimental verification.

Water Research, 43(18): 4626-4642.

Li Z, and Lerapetritou M. 2008. Process schedul- ing under uncertainly: Review and challenges.

Computers and Chemical Engineering, 32(405):

715-727.

Lu H., and Ma X. 2020. Hybrid decision tree-based ma- chine learning models for short-term water quality prediction. Chemosphere, 126169.

Metcalf, E. (1819). Inc.(2003), Wastewater engineering treatment and reuse.

Zhang L., Ma X., Shi P., Bi S. and Wang C. 2019.

RegCNN: A Deep Multi-output Regression Method for Wastewater Treatment. In 2019 IEEE 31st Interna- tional Conference on Tools with Artificial Intelligence (ICTAI) (pp. 816-823). IEEE.