On optimization of substrate removal in a bioreactor with wall attached and suspended bacteria
Notice bibliographique
Résumé
We investigate the question of optimal substrate removal in a biofilm reactor with concurrent suspended growth, both with respect to the amount of substrate removed and with respect to treatment process duration. The water to be treated is fed externally from a buffer vessel to the treatment reactor. In the two-objective optimal control problem, the flow rate between the vessels is selected as the control variable. The treatment reactor is modelled by a system of three ordinary differential equations in which a two-point boundary value problem is embedded. The solution of the associated singular optimal control problem in the class of measurable functions is impractical to determine and infeasible to implement in real reactors. Instead, we solve the simpler problem to optimize reactor performance in the class of off-on functions, a choice that is motivated by the underlying biological process. These control functions start with an initial no-flow period and then switch to a constant flow rate until the buffer vessel is empty. We approximate the Pareto Front numerically and study the behaviour of the system and its dependence on reactor and initial data. Overall, the modest potential of control strategies to improve reactor performance is found to be primarily due to an initial transient period in which the bacteria have to adapt to the environmental conditions in the reactor, i.e. depends heavily on the initial state of the dynamic system. In applications, the initial state, however, is often unknown and therefore the efficiency of reactor optimization, compared to the uncontrolled system with constant flow rate, is limited.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».