ДЕЯКІ ПИТАННЯ КОМП'ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЇ ПРОЦЕСІВ СОРБЦІЙНОГО ОЧИЩЕННЯ ВОДИ ВІД СПОЛУК ФТОРУ

Анотація

Дослідження присвячене актуальній проблемі забруднення води фтором. Відсутність (зокрема, внаслідок військових дій) в деяких районах централізованої інфраструктури очищення води посилює ризики для здоров'я, пов'язані з надмірним споживанням фтору, що вказує на необхідність доступних та локально адаптованих рішень для децентралізованого очищення води від сполук фтору. Представлено результати комп’ютерного моделювання із використанням нейронних мереж (НМ) та оптимізації сорбційних процесів очищення води задля видалення сполук фтору. Досліджувалися залізовмісні сорбенти, отримані з відходів водоочищення. Для нейромережевого наближення ключових характеристик якості сорбентів (сорбційної ємності та ефективності видалення фторид-іонів), а також для подальшого пошуку компромісного оптимуму (одночасної багатоцільової максимізації) було розроблено програму на основі Python. Для вирішення задачі багатоцільової оптимізації було застосовано підхід на основі функції бажаності Харрінгтона, для пошуку глобального оптимуму задачі оптимізації обрано алгоритм «диференціальної еволюції». Розрахована компромісна оптимальна точка відповідає результатам попередніх досліджень авторів щодо впливу умов проведення процесу на процес сорбції. Використання моделей, заснованих на штучному інтелекті, сприяє розробці інтелектуальних систем підтримки прийняття рішень щодо створення та модернізації систем водоочищення, сприяючи як науковому прогресу, так і практичному захисту навколишнього середовища. Застосування комп’ютерного моделювання є основою сучасних досліджень сорбційних технологій. Воно покращує наукове розуміння, дозволяє проводити проектування на основі даних та сприяє масштабованому впровадженню інноваційних, стійких рішень для очищення води.