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有關電滲析設備脫鹽率預測模型的研究
時間:2021-04-30   點擊:(64)


電滲析法是以離子交換膜為分離介質,在直流電場的作用下,以電位差為推動力,能夠有效去除水體中的無機鹽。本文介紹了應用于實驗室規模電滲析裝置的實驗數據、模糊模型(FL)、數學模型(MM )。目的是用來預測電滲析的脫鹽率(SP ),脫鹽率為濃度、溫度、流速和電壓的函數。 首先,主要是以離子在直流電場作用下發生電遷移傳質為基礎,根據電化學基本方程和電滲析的膜孔徑傳質平衡建立含鹽廢水脫鹽率數學模型。實驗考察電壓、流量、溫度以及進料濃度對電滲析裝置的影響。應用實驗脫鹽率值計算出數學模型參數α值。利用回歸程序,推導出數學模型參數α與進料濃度、電壓、溫度和流量的關系式,進而計算出數學模型參數α的理論值。從而計算出脫鹽率的理論值。 針對數學模型在預測中存在的不足,以及影響電滲析工藝脫鹽效果因素的復雜性等特點,應用Sugeno模糊邏輯推導機理建立NaCl溶液離子脫鹽率模糊模型用于電滲析中,借助Matlab軟件中的ANFIS功能進行訓練測試,應用ANFIS中的混合學習方法確定隸屬度函數,估算高斯隸屬函數的參數c和σ以及結果函數,通過與實驗數據及數學模型進行比較,對模型的預測能力進行驗證分析,結果模糊模型的預測值和實驗值之間有很好的吻合性,平均相對誤差(MSRE)小于0.01。實驗表明該模型具有預測能力和實用性,ANFIS較適合用來建立電滲析中的參數間映射關系模型,數學模型的主要優點是通過兩個與脫鹽率有關的參數α、β表現出來的,其中α和電滲析的操作條件有關,β和電滲析的水力尺寸有關。這樣數學模型可以按比例擴大應用范圍。然而,根據數學模型的MSRE(大約為0.0397),數學模型不可能像模糊模型一樣很好的預測實驗數據。


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