Modelagem do processo de tratamento do lixiviado de um aterro sanitário usando processos oxidativos avançados, via redes neurais artificiais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Albuquerque, Jayne Cosme
Orientador(a): Vieira, Fernando Fernandes
Banca de defesa: Paiva, William de, Barros, Aldre Jorge Morais
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Estadual da Paraíba
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA
Departamento: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
País: BR
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.uepb.edu.br/handle/123456789/72333
Resumo: Artificial Neural Networks (ANNs) is an alternative approach to traditional statistical methods in mapping a nonlinear system. They are models that have been developed in recent years, and has as a metaphor the functioning of the human brain. These models are based on biological neural networks associated with the parallel processing of the human brain, consisting of interconnected processing elements, called neurons, which are arranged in layers and are responsible for nonlinearity and network memory. This work aims to model a leachate treatment system with advanced oxidative processes using Artificial Neural Networks. The data that were used in this work came from the research developed by Martins (2014). With an experimental system that was installed and monitored in the physical facilities of the Laboratory of the Experimental Station of Biological Treatments of Sanitary Sewage (EXTRABES) of the State University of Paraíba - UEPB. In the treatment of leachate, two types of advanced oxidative processes were used: Photo-Fenton and H2O2 / UV photolysis. For the Photo-Fenton system, the variables concentration of H2SO4, concentration of H2O2, time and rate of ultraviolet radiation were considered. In the H2O2/ UV system H2O2 concentration, time and ultraviolet radiation rate. These parameters that were used to monitor the advanced oxidative processes will be used as input variables in the elaboration of artificial neural networks. For the training and validation of the network, a computational code was used in Matlab software. The best error-mining algorithm was the Levenberg Marquardt with an RNA configuration with a gradient of 2.39.10^-5 and a mean square error (MSE) of 1.10^-6. A hidden layer containing 10 neurons and tangent and purelin sigmoid activation functions were used in the training of these networks. In the H2O2 / UV system the best performance in the training and validation stages was RNA with a hidden layer with 25 neurons presenting a coefficient of determination above 0.97. In the Photo-Fenton system with an architecture with two hidden layers containing in each hidden layer 5 and 25 neurons respectively presented significant results as coefficients of training determination and validation above 0.95.
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spelling 2021-11-30T12:15:01Z2026-02-25T13:33:03Z2019-02-28ALBUQUERQUE, Jayne Cosme. Modelagem do processo de tratamento do lixiviado de um aterro sanitário usando processos oxidativos avançados, via redes neurais artificiais. 2019. 69f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2021.https://repositorio.uepb.edu.br/handle/123456789/7233324004014005P9Artificial Neural Networks (ANNs) is an alternative approach to traditional statistical methods in mapping a nonlinear system. They are models that have been developed in recent years, and has as a metaphor the functioning of the human brain. These models are based on biological neural networks associated with the parallel processing of the human brain, consisting of interconnected processing elements, called neurons, which are arranged in layers and are responsible for nonlinearity and network memory. This work aims to model a leachate treatment system with advanced oxidative processes using Artificial Neural Networks. The data that were used in this work came from the research developed by Martins (2014). With an experimental system that was installed and monitored in the physical facilities of the Laboratory of the Experimental Station of Biological Treatments of Sanitary Sewage (EXTRABES) of the State University of Paraíba - UEPB. In the treatment of leachate, two types of advanced oxidative processes were used: Photo-Fenton and H2O2 / UV photolysis. For the Photo-Fenton system, the variables concentration of H2SO4, concentration of H2O2, time and rate of ultraviolet radiation were considered. In the H2O2/ UV system H2O2 concentration, time and ultraviolet radiation rate. These parameters that were used to monitor the advanced oxidative processes will be used as input variables in the elaboration of artificial neural networks. For the training and validation of the network, a computational code was used in Matlab software. The best error-mining algorithm was the Levenberg Marquardt with an RNA configuration with a gradient of 2.39.10^-5 and a mean square error (MSE) of 1.10^-6. A hidden layer containing 10 neurons and tangent and purelin sigmoid activation functions were used in the training of these networks. In the H2O2 / UV system the best performance in the training and validation stages was RNA with a hidden layer with 25 neurons presenting a coefficient of determination above 0.97. In the Photo-Fenton system with an architecture with two hidden layers containing in each hidden layer 5 and 25 neurons respectively presented significant results as coefficients of training determination and validation above 0.95.As Redes Neurais Artificiais (RNA’s) é uma abordagem alternativa aos métodos estatísticos tradicionais no mapeamento de um sistema linear como também não linear. São modelos que vêm sendo desenvolvidos nos últimos anos, e tem como metáfora o funcionamento do cérebro humano. Estes modelos tomam como base as redes neurais biológicas associadas ao processamento paralelo do cérebro humano, constituído por elementos de processamento interconectados, chamados de neurônios, os quais estão dispostos em camadas e são responsáveis pela não-linearidade e pela memória da rede. Este trabalho tem como objetivo modelar um sistema de tratamento de lixiviado com os processos oxidativos avançados usando Redes Neurais Artificiais. Os dados que foram utilizados neste trabalho foi proveniente da pesquisa desenvolvida por Martins (2014). Com um sistema experimental que foi instalado e monitorado nas dependências físicas do laboratório da Estação Experimental de Tratamentos Biológicos de Esgotos Sanitário (EXTRABES) da Universidade Estadual da Paraíba- UEPB. No tratamento do lixiviado foi utilizado dois tipos de processos oxidativos avançados o Foto-Fenton e a fotólise de H2O2/UV. Para o sistema Foto-Fenton foi considerado às variáveis concentração de H2SO4, concentração de H2O2, tempo e taxa de radiação Ultravioleta. No sistema H2O2/UV concentração de H2O2, tempo e taxa radiação ultravioleta. Estes parâmetros que foram utilizados para monitorar os processos oxidativos avançados serão usados como sendo as variáveis de entrada na elaboração das redes neurais artificiais. Para o treinamento e validação da rede foi utilizado um código computacional no software Matlab. O melhor algoritmo de minização do erro foi o Levenberg Marquardt com uma configuração de RNA com o gradiente igual a 2,39.10^-5 e erro médio quadrático (MSE) igual a 1.10^-6. Utilizou-se no treinamento destas redes uma camada oculta contendo 10 neurônios e funções de ativação sigmóide tangente e purelin. No sistema H2O2/UV o melhor desempenho nas etapas de treinamento e validação foi a RNA com uma camada oculta com 25 neurônios, apresentando um coeficiente de determinação acima de 0,97. No sistema Foto-Fenton com uma arquitetura com duas camadas ocultas contendo em cada camada oculta 5 e 25 neurônios, respectivamente, apresentou resultados significantes como coeficientes de determinação de treinamento e validação acima de 0,95.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESapplication/pdfUniversidade Estadual da ParaíbaPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTAUEPBBRPró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGPPró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGPPhoto-FentonENGENHARIASFoto- FentonAterro sanitárioRedes Neurais ArtificiaisSistema de tratamento de lixiviadoModelagem do processo de tratamento do lixiviado de um aterro sanitário usando processos oxidativos avançados, via redes neurais artificiaisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPaiva, William deBarros, Aldre Jorge MoraisVieira, Fernando FernandesAlbuquerque, Jayne Cosmeinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)instname:Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)instacron:UEPBTHUMBNAILPDF - Jayne Cosme Albuquerque.pdf.jpgPDF - Jayne Cosme Albuquerque.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2921https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/2f888a6d-f0e6-45da-9ca7-2519b87984c0/download743fff677faf6d23e990a162b60a31dfMD54falseAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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