清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Physics-informed neural network-based serial hybrid model capturing the hidden kinetics for sulfur-driven autotrophic denitrification process

厌氧氨氧化菌 生化工程 反硝化 硫黄 生物系统 过程(计算) 自养 硝酸盐 计算机科学 人工神经网络 工艺工程 化学 氮气 生物 工程类 人工智能 有机化学 遗传学 反硝化细菌 细菌 操作系统
作者
Xu Zou,Hongxiao Guo,Chu-Kuan Jiang,Nguyen Duc Viet,Guanghao Chen,Di Wu
出处
期刊:Water Research [Elsevier BV]
卷期号:243: 120331-120331 被引量:28
标识
DOI:10.1016/j.watres.2023.120331
摘要

Sulfur-driven autotrophic denitrification (SdAD) is a biological process that can remove nitrate from low carbon/nitrogen (C/N) ratio wastewater. Although this process has been intensively researched, the mechanism whereby its intermediates (i.e., elemental sulfur and nitrite ions) are generated and accumulated remains elusive. Existing mathematical models developed for SdAD cannot accurately predict the intermediates in SdAD because of the incomplete knowledge of process kinetic resulting from changes in the environmental conditions and electron competition during SdAD. To address this limitation, we proposed a novel serial hybrid model structure based on a physics-informed neural network (PINN) to capture the dynamics of the process kinetics and predict the substrate concentrations in SdAD. In this study, we evaluated the model through numerical experiments and applied it to real case studies involving batch and continuous-flow reactor scenarios. By leveraging the PINN approach, the hybrid model yielded accurate predictions at both the state (i.e. substrate concentration) and kinetic levels in the numerical experiments and performed better than both mechanistic and purely data-driven models in the case studies. Furthermore, we used the trained hybrid model to design control strategies for SdAD and a novel integrated process involving SdAD and anammox for energy-efficient nitrogen removal. Finally, we discuss the advantages and application scope of the PINN-based hybrid model.
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
4秒前
timesever完成签到,获得积分10
9秒前
诚心金渐基完成签到 ,获得积分10
12秒前
超级苹果完成签到 ,获得积分10
15秒前
聪明安筠完成签到,获得积分10
15秒前
18秒前
科研通AI6.4应助柏月采纳,获得10
22秒前
悄然飘去完成签到 ,获得积分10
22秒前
主人家的大萝卜完成签到 ,获得积分10
24秒前
要减肥青曼完成签到,获得积分10
27秒前
27完成签到 ,获得积分10
34秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
43秒前
YANGMJ完成签到,获得积分10
47秒前
噼里啪啦完成签到,获得积分10
50秒前
YiXianCoA完成签到 ,获得积分10
53秒前
秋阳完成签到 ,获得积分10
56秒前
58秒前
1分钟前
可取完成签到,获得积分10
1分钟前
在九月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
冷傲的夜白完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
执着的寄凡完成签到,获得积分10
1分钟前
梦罪者完成签到,获得积分10
1分钟前
Irefuse完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
柏月发布了新的文献求助10
1分钟前
大可完成签到 ,获得积分10
1分钟前
stone完成签到 ,获得积分10
1分钟前
笨笨完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
夏至完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
小田完成签到 ,获得积分10
2分钟前
科研通AI6.2应助柏月采纳,获得10
2分钟前
田tian完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
小木子发布了新的文献求助10
2分钟前
rockyshi完成签到 ,获得积分10
2分钟前
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
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7754492
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9301042
关于积分的说明 20260041
捐赠科研通 7336927
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3310839
关于科研通互助平台的介绍 2462079
邀请新用户注册赠送积分活动 2324120