Skip navigation

DSpace

機構典藏 DSpace 系統致力於保存各式數位資料(如:文字、圖片、PDF)並使其易於取用。

點此認識 DSpace
DSpace logo
English
中文
  • 瀏覽論文
    • 校院系所
    • 出版年
    • 作者
    • 標題
    • 關鍵字
  • 搜尋 TDR
  • 授權 Q&A
    • 我的頁面
    • 接受 E-mail 通知
    • 編輯個人資料
  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 環境工程學研究所
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/93702
標題: 以機器學習模型預測再生水廠放流水中的氨氮含量
Forecasting Ammonia Nitrogen Levels in Effluents from Water Reclamation Plant Using Machine Learning
作者: 鄧臻宜
Tang Chun Yee Joey
指導教授: 于昌平
Chang-Ping Yu
關鍵字: 淺層學習,深度學習,自動化機器學習,再生水廠,逆滲透濃排水,氨氮預測,
Shallow Learning,Deep Learning,Automated Machine Learning,Water Reclamation Plant,Reverse Osmosis Concentrate,Ammonia Nitrogen Prediction,
出版年 : 2024
學位: 碩士
摘要: 在台灣,水短缺的問題日益嚴重,因此再生水作為永續水資源的使用量逐漸增加。然而,再生水廠的處理過程會產生濃排水,有機會造成水體污染。有效的水質監測和預測對於管理十分重要,其中氨氮是評估水質的一個關鍵指標。本研究利用機器學習技術建立預測再生水廠逆滲透濃排水中氨氮含量的模型,並比較淺層學習、深度學習以及自動化機器學習演算法,以尋找最有效的預測模型。為了可以提早預測濃排水水質,本研究以不同數據量及相關性組合,訓練模型預測當天和預測未來日子的氨氮含量。預測結果主要以R平方值進行模型效能評估,顯示長短期記憶網絡(LSTM)的表現整體超越其他演算法。以再生水的所有單元之水質預測濃排水,LSTM模型可達到0.96的R平方值。即使減少訓練數據中的再生水廠處理單元,只使用進流水水質和操作參數,LSTM仍可得出0.82的R平方值準確性。而於預測下一天的氨氮含量,LSTM模型的R平方值為0.64,顯示出尚可的預測準確性。本研究利用機器學習建立高準確性的濃排水氨氮預測模型,以期協助再生水廠未來的運行操作,提早預測之氨氮含量以提供再生水廠單位決策參考,同時此模型有助於降低附近河川受濃排水影響而引起的優養化之風險。
In Taiwan, the growing problem of water scarcity is promoting the increased use of reclaimed water as a sustainable resource. However, reclaimed water can produce waste products like concentrate, which may harm aquatic environments if discharged directly. It’s important to monitor and predict the quality of effluent effectively. This study employs machine learning techniques to develop a model that predicts ammonia nitrogen levels in the reverse osmosis concentrates from a water reclamation plant. Various shallow learning, deep learning and automated machine learning algorithms are tested to find the most effective algorithm for the prediction model, meanwhile exploring the optimal dataset combinations for both immediate and future effluent quality predictions. Results were evaluated based on R-squared values, indicating that the LSTM method outperforms other algorithms. With comprehensive treatment data, the LSTM model achieved a high accuracy with an R-squared value of 0.96. Even with reduced data, including only the influent and operational parameters, the LSTM model maintained an R-squared value of 0.82. For future predictions one day ahead, the LSTM model achieved an R-squared of 0.64, representing a fair accuracy. To summarize, this study utilizes machine learning algorithms to develop a highly accurate prediction model for ammonia nitrogen levels in concentrates of water reclamation plant. This model aims to assist water reclamation plant operators by providing early predictions to support decision making, thereby potentially reducing the risk of eutrophication in nearby rivers affected by effluent discharge.
URI: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/93702
DOI: 10.6342/NTU202401959
全文授權: 同意授權(全球公開)
電子全文公開日期: 2025-07-22
顯示於系所單位:環境工程學研究所

文件中的檔案:
檔案 大小格式 
ntu-112-2.pdf
  此日期後於網路公開 2025-07-22
4.09 MBAdobe PDF
顯示文件完整紀錄


系統中的文件,除了特別指名其著作權條款之外,均受到著作權保護,並且保留所有的權利。

社群連結
聯絡資訊
10617臺北市大安區羅斯福路四段1號
No.1 Sec.4, Roosevelt Rd., Taipei, Taiwan, R.O.C. 106
Tel: (02)33662353
Email: ntuetds@ntu.edu.tw
意見箱
相關連結
館藏目錄
國內圖書館整合查詢 MetaCat
臺大學術典藏 NTU Scholars
臺大圖書館數位典藏館
本站聲明
© NTU Library All Rights Reserved