کاربرد هوش مصنوعی در تصفیه آب و فاضلاب مانند سایر جوانب زندگی و صنعت بیش از چیزی است که اغلب افراد تصور می کنند. چون با ورود هوش مصنوعی به این صنعت نه تنها مدیریت آب تا حد زیادی بهبود پیدا می کند، بلکه راهکاری برای بالا بردن راندمان فرآیندهای تصفیه نیز به شمار می رود. در نتیجه می توان گفت از مرحله طراحی و ساخت تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب تا مدیریت این شبکه می توان از قدرت هوش مصنوعی استفاده کرد.
کاربرد هوش مصنوعی در تصفیه فاضلاب
هوش مصنوعی AI در چند سال اخیر با سرعت باورنکردنی در حال رشد و توسعه است و تاثیر آن را بر زندگی و کسب و کارهای مختلف شاهد هستیم. در صنعت تصفیه فاضلاب نیز از هوش مصنوعی و قدرت تحلیل و تصمیم گیری قدرتمند آن می توان استفاده های متعددی داشت. برخی از کاربردهای هوش مصنوعی در تصفیه فاضلاب عبارتند از:
بالا بردن راندمان پکیج تصفیه فاضلاب
یکی از هوش مصنوعی های ارائه شده در این صنعت برای بالا بردن راندمان پکیج تصفیه فاضلاب است. با استفاده از شبکه های عصبی ANN و منطق فازی و دیتای مختلفی که به در اختیار این سیستم قرار گرفته، کارایی پکیج ها افزایش یافته است. هوش مصنوعی قادر به شناسایی محل های تشکیل لایه های رسوبی و نوع آنها است. در نتیجه با اعلام هشدار از ضخیم شدن بیش از اندازه رسوب جلوگیری کرده و مانع از آسیب به پکیج می شود.
از دیگر تاثیرات هوش مصنوعی در تصفیه فاضلاب می توان به کاهش زمان طراحی پکیج اشاره کرد. طراحی پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی و بهداشتی نیاز به مهارت، تخصص و زمان زیادی دارد. این در حالیست که با آموزش دادن هوش مصنوعی می توان بسیاری از مراحل طراحی را بدون نیاز به انسان در زمان کوتاه انجام داد.
بهبود فرآیندهای تصفیه فاضلاب
از دیگر کاربردهای هوش مصنوعی در این صنعت می توان به بهبود فرآیندهای تصفیه اشاره کرد. فرایندهای تصفیه دارای تنوع بالایی هستند که هر یک نوع خاصی از آلاینده ها را با راندمان های متفاوت از فاضلاب حذف می کند. با هوش مصنوعی می توان فرایند با دقت بالا را طراحی کرد. مطالعات زیادی در این زمینه انجام شده و مقالات علمی متعددی در چند سال اخیر برای بهبود روش تصفیه فاضلاب به کمک هوش مصنوعی ارائه شده و در آینده قطعا به صورت عملیاتی پیاده سازی می شوند.
شناسایی اشکالات شبکه فاضلاب
در شبکه های انتقال فاضلاب به تصفیه خانه ها تاسیسات متعددی استفاده می شود. در پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی و غیره قطعات زیادی کاربرد دارد که در معرض خرابی هستند. یکی از اصلی ترین کاربردهای هوش مصنوعی در مدیریت فاضلاب، شناسایی اشکالات موجود در تاسیسات شبکه است. در مرحله train یا آموزش دادن هوش مصنوعی دیتا و اطلاعات مختلفی به آنها ارائه می شود. سپس بر اساس همین اطلاعات و دیتا محل وقوع اشکالات و خرابی ها شناسایی و اطلاع رسانی می شود.
کاربر هوش مصنوعی در تصفیه آب
در صنعت تصفیه آب نیز هوش مصنوعی نقش مهمی را ایفا می کند که از مهم ترین آنها می توان به گزینه های زیر اشاره کرد:
شناسایی رشد آلودگی ها در آب
یکی از هوش مصنوعی های ارائه شده در دانشگاه واترلو کانادا در زمینه شناسایی رشد جلبک ها در آب بسیار موثر عمل کرده است. در منابع آبی آلاینده های مختلفی وجود دارد و جلبک ها یکی از آنها محسوب می شود. این هوش مصنوعی در کمتر از دو ساعت رشد جلبک در آب را شناسایی و هشدار می دهد. این در حالیست که اپراتورهای انسانی حداقل دو تا سه روز زمان برای شناسایی رشد این آلاینده ها صرف می کنند.
در نتیجه می توان گفت، هوش مصنوعی در تصفیه آب نه تنها خطر آلوده شدن آب را کاهش می دهد، بلکه باعث کم شدن هزینه ها خواهد شد.
افزایش راندمان دستگاه تصفیه آب
در دستگاه تصفیه آب صنعتی ممبران های متعددی استفاده میشود که برای حذف املاح کاربرد دارند. بر روی این ممبران ها به مرور رسوب تشکیل شده و منافذ آنها مسدود می شود. در این دستگاه ها در حال حاضر ابزارهایی برای اندازه گیری پارامترهای مختلف وجود دارد تا مسدود شدن ممبران ها شناسایی شود. با استفاده از هوش مصنوعی می توان در زمان بسیار کوتاه اشکالات موجود در ممبران و نوع و میزان لایه های رسوبی را شناسایی کرد. علاوه براین، نوع ماده شوینده مورد نیاز برای شستشوی ممبران اسمز معکوس نیز با هوش مصنوعی قابل شناسایی است.
با پیاده سازی صحیح هوش مصنوعی و ارائه دیتای معتبر می توان راندمان دستگاه را تا حد زیادی افزایش داد.
طراحی دستگاه تصفیه با راندمان بالا
یکی دیگر از موارد کاربرد هوش مصنوعی در تصفیه آب، کمک به روند طراحی تجهیزات این حوزه است. هوش مصنوعی بعد از اندازه گیری پارامترهای آب روند تصفیه با بالاترین راندمان را در زمان کوتاه می تواند ارائه دهد. در نتیجه در دستگاه تصفیه از قطعات مناسب و استاندارد و متناسب با نوع آب استفاده کرده و باعث بالا بردن راندمان آن می شود.
شناسایی اشکالات در تجهیزات تصفیه و آبرسانی
بسیاری از لوله های آبرسانی و لوله کشی در ساختمان های قدیمی رسوب زیادی داشته و باعث بالا رفتن مس آب می شوند. هوش مصنوعی این قابلیت را دارد تا لوله های رسوب گرفته و قدیمی که از متریال استاندارد تولید نشده اند را شناسایی کند. در نهایت اپراتورهای انسانی می توانند این لوله و تاسیسات را تعویض کنند و از آلودگی آب جلوگیری خواهد شد.
در مسیرهای طولانی عبور آب بین شهرهای مختلف همیشه احتمال ترکیدگی لوله و نشت آب وجود دارد. با توجه به اینکه این لوله ها توکار هستند شناسایی محل ترکیدگی آنها چالش های زیادی را به همراه دارد. با هوش مصنوعی می توان این روند را در زمان کوتاه با دقت بالا انجام داد.
کاربرد هوش مصنوعی در مدیریت آب
در تمام دنیا، مخصوصا کشورهایی که با بحران آب مواجه هستند، مدیریت منابع آبی و شبکه های آبرسانی اهمیت زیادی دارد. برای کاهش خطاهای انسانی موجود در این حوزه و بهبود روند مدیریت می توان از قدرت هوش مصنوعی استفاده کرد. برخی از کاربردهای هوش مصنوعی در مدیریت آب عبارتند از:
- شناسایی لوله های آسیب دیده در مسیر انتقال آب
- شناسایی منابع آبی جدید
- کمک به حذف آلاینده ها از آب و قابل استفاده شدن بسیاری از منابع آبی
- ارائه فرایندهای تصفیه جدید و کاهش بیماری های ناشی از مصرف آب آلوده
- کاهش هزینه های طراحی و ساخت تجهیزات تصفیه آب
جمع بندی
بر اساس آنچه در طول متن اشاره شد، از هوش مصنوعی می توان در طراحی و تولید تجهیزات تصفیه آب، شناسایی اشکالات در تاسیسات، شناسایی رشد آلاینده ها در آب و کاهش هزینه های این حوزه استفاده کرد.
