استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی (ANN) در مدلسازی جذب بیولوژیکی فلز کروم (VI) از محلول های آبی

Authors

  • رحیمی, سمیه دانشجوی دکتری مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان
  • محمدی, فرزانه دانشجوی دکتری مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان
  • یاوری, زینب دانشجوی دکتری مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان
Abstract:

Background and Objectives: In this work, biosorption of hexavalent chromium from aqueous solution with excess municipal sludge was studied. Moreover, the performance of neural networks to predict the biosorption rate was investigated. Materials and Methods: The effect of operational parameters including initial metal concentration, initial pH, agitation speed, adsorbent dosage, and agitation time on the biosorption of chromium was assessed in a batch system. A part of the experimental results was modeled using Feed-Forward Back propagation Neural Network (FFBP-ANN). Another part of the test results was simulated to assess the model accuracy. Transfer function in the hidden layers and output layers and the number of neurons in the hidden layers were optimized. Results: The maximum removal of chromium obtained from batch studies was more than 96% in 90 mg/L initial concentration, pH 2, agitation speed 200 rpm and adsorbent dosage 4 g/L. Maximum biosorption capacity was 41.69 mg/g. Biosorption data of Cr(VI) are described well by Freundlich isotherm model and adsorption kinetic followed pseudo-second order model.  Tangent sigmoid function determined was the most appropriate transfer function in the hidden and output layer. The optimal number of neurons in hidden layers was 13. Predictions of model showed excellent correlation (R=0.984) with the target vector. Simulations performed by the developed neural network model showed good agreement with experimental results. Conclusion: Overall, it can be concluded that excess municipal sludge performs well for the removal of Cr ions from aqueous solution as a biological and low cost biosorbent. FFBP-ANN is an appropriate technique for modeling, estimating, and prediction of biosorption process If the Levenberg-Marquardt training function, tangent sigmoid transfer function in the hidden and output layers and the number of neurons is between 1.6 to 1.8 times the input data, proper predication results could be achieved.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی (ann) در مدلسازی جذب بیولوژیکی فلز کروم (vi) از محلول های آبی

زمینه و هدف: در این تحقیق میزان حذف فلز کروم شش ظرفیتی از محلول­ های آبی با استفاده از جاذب بیولوژیکی لجن دفعی فاضلاب­ های شهری مطالعه شد. همچنین کارایی شبکه­ های عصبی در پیش­بینی جذب بیولوژیکی مورد بررسی قرار گرفت. روش بررسی: تاثیر پارامترهای غلظت اولیه، دز جاذب، ph، سرعت و  زمان اختلاط در راکتور ناپیوسته بر جذب کروم بررسی و قسمتی از نتایج آزمایشگاهی توسط شبکه عصبی پس انتشار پیش خور مدلسازی شد...

full text

جذب بیولوژیکی فلز کروم با استفاده از لجن دفعی فاضلاب های بهداشتی از محلول های آبی

کاهش غلظت کروم شش ظرفیتی در منابع آب به دلیل غیر قابل تجزیه بودن و زیست تجمع پذیری آن امری ضروری است. روش های تصفیه ی متعددی مانند ترسیب شیمیایی، تبادل یونی، فیلتراسیون غشایی، الکترولیز، شناورسازی، اسمز معکوس و جذب برای تصفیه ی آب های آلوده به کروم مورد استفاده قرار می گیرد؛ که انتخاب بهترین گزینه به غلظت فلز در آب و هزینه های تصفیه بستگی دارد.استفاده از جاذب ها ، به دلایل اقتصادی و سهولت در به...

15 صفحه اول

حذف کروم (VI) از محلول های آبی با استفاده از فرایند های UV/ZnO، UV/TiO2 و UV/H2O2

چکیده زمینه و هدف: مطالعه حاضر با توجه به مخاطرات فراوان فلز سنگین کروم در محیط زیست از جمله سرطان پوست و ریه و آسیبهای کلیوی و کبدی با هدف بررسی حذف Cr(VI) با استفاده از فرایند های نانو فتوکاتالیستی و فتو شیمیایی UV/ZnO، UV/TiO2 و UV/H2O2 از محلول های آبی انجام پذیرفت. مواد و روش کار: در این مطالعه فاکتور های موثر بر فرایند احیاء مثل غلظت کاتالیست (g/L 15/0-05/0)، غلظت H2O2(mol/L 5/1-5/0) و pH...

full text

جذب زیستی فلز نیکل از محلول آبی به وسیله باکتریPseudomonas

فلزات سنگین به دلیل پایداری زیاد در محیط و حضور مقادیر بالایی از آنها در پساب کارخانجات از مهمترین آلاینده‌های زیست‌محیطی به شمار می‌روند.بنابراین تصفیه پساب کارخانجات قبل از استفاده مجدد از آن‌ها ضروری می‌باشد.فلزات سنگین حتی در مقادیر بسیار کم اثرات نامطلوبی در محیط ایجاد می‌کنند. تیمار زیستی که توسط مواد زیست‌شناختی مانند قارچ، مخمر، باکتری و جلبک انجام می‌شود به دلیل داشتن مکانیزم‌های جذب، ...

full text

حذف کروم (VI) از محلول های آبی به وسیله ی کلینوپتیلولیت سدیمی پرتودهی شده

اثر پرتو گاما بر ظرفیت تبادل یون کلینوپتیلولیت سدیمی بررسی شد. پرتودهی نمونه‌ی‌ جاذب با تابش گاما با دز جذب شده‌ی 70 کیلوگری تا 2 مگاگری انجام و ظرفیت جذب کروم (VI) بر روی آن، تحت شرایط مختلف و با استفاده از طیف‌سنجی جذب اتمی اندازه‌گیری شد. جذب کروم (VI) در گستره‌ی غلظتی 80 تا ppm 1800 و در pH برابر 7 انجام شد. نتایج نشان داد که تابش گاما تا دز 2 مگاگری تأثیری بر ظرفیت جذب کروم (VI) به وسیله‌ی...

full text

کارآیی لجن بیولوژیکی در حذف کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی

زمینه و هدف: در میان روش های مختلف حذف کروم، تصفیه بیولوژیکی از جایگاه ویژه ای برخوردار است. این مطالعه با هدف تعیین کارایی لجن بیولوژیکی در حذف کروم 6 ظرفیتی از محلول های آبی انجام شده است. روش بررسی: در این مطالعه تجربی لجن مورد نیاز از تصفیه خانه فاضلاب شهری بعد از حوضچه هوادهی جمع آوری و وارد راکتور شد و کروم و مواد مغذی به آن اضافه گردید. اثر اکسیژن محلول، غلظت اولیه کروم، غلظت لجن، pH، دم...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 8  issue None

pages  433- 446

publication date 2016-03

By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.

Keywords

No Keywords

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023