Development and Validation of a Process Model and Open-Source Process Simulator for Microalgae-Based Tertiary Phosphorus Recovery
Notice bibliographique
Résumé
Microalgae-based tertiary wastewater treatment has the potential to meet stringent effluent phosphorus limits, with the added benefit of producing a marketable feedstock. However, the lack of validated mechanistic models and their implementation in process simulators have limited the adoption of this technology. In this study, an updated lumped pathway metabolic model (Phototrophic-Mixotrophic Process Model, PM2), including both photoautotrophic and heterotrophic metabolisms of microalgae, was developed to predict effluent phosphorus concentration and biomass yield in response to dynamic influent and varying environmental conditions. The model was implemented in QSDsan – an open-source, Python-based design and simulation platform – for robust simulation under uncertainty. A global sensitivity analysis was performed to prioritize model parameters for calibration. The model was then calibrated and validated using batch experimental data and 45 days of continuous online monitoring data from a full-scale (568 m3·d-1) microalgae-based tertiary wastewater treatment plant (EcoRecover process). In particular, along with dynamic influent composition, temperature and light intensity data with diel variation were provided as model inputs to reflect the microalgal behavior under day-night cycling. Overall, the QSDsan-based microalgae process simulator was able to predict effluent phosphorus within 0.02–0.04 mg-P·L-1, while also capturing the general trends of state variables according to nutrient availability.
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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 | 0,000 | 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 ».