Gaussian Process Regression and Machine Learning Methods for Carbon-Based Material Adsorption
Creators
- 1. Prince Sattam Bin Abdulaziz University
- 2. Taif University
- 3. King Khalid University
- 4. Sana'a University
- 5. Majmaah University
- 6. Menoufia University
Description
Antibiotics have received a lot of attention as promising contaminants because of their ecotoxicological and long-term chemical stability in the atmosphere. Antibiotic adsorption on carbon-based materials (CBMs) such as charcoal and activated carbon has been identified as mainly effective for treating the wastewater strategies. Machine learning (ML) approaches were used to create generalized computation methods for tetracycline (TC) and sulfamethoxazole (SMX) adsorption in CBMs in this investigation. In the existing system, random forest and ANN methods were used for TC and SMX for predicting the quantities of antibiotics in the CBMs. For reducing the antibiotics from the industrial wastewater, the broadcast efforts of the experiments are a little complicated. In the proposed method, Gaussian process regression (GPR), active learning (AL), and ANN are used for predicting the antibiotic levels in the industrial wastewater. Below a variety of environmental parameters (e.g., warmth, solution pH) and adsorbent varieties, the created Ml algorithms outperformed classic isotherm models in conditions of generalisation. To evaluate TC and SMX adsorption on CBMs, we used comparative significance investigation and partial trust plots based on ML models. The proposed GPR reduces the antibiotics in wastewater; minimal experimental screening and the comparative significance and partial trust plot help in the treatment of wastewater.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
وقد حظيت المضادات الحيوية بالكثير من الاهتمام كملوثات واعدة بسبب سمومها البيئية واستقرارها الكيميائي على المدى الطويل في الغلاف الجوي. تم تحديد امتصاص المضادات الحيوية للمواد القائمة على الكربون (CBMs) مثل الفحم والكربون المنشط على أنه فعال بشكل أساسي في معالجة استراتيجيات مياه الصرف الصحي. تم استخدام مناهج التعلم الآلي لإنشاء طرق حسابية معممة لامتزاز التتراسيكلين والسلفاميثوكسازول في تدابير بناء الثقة في هذا التحقيق. في النظام الحالي، تم استخدام طرق عشوائية للغابات و ANN لـ TC و SMX للتنبؤ بكميات المضادات الحيوية في تدابير بناء الثقة. للحد من المضادات الحيوية من مياه الصرف الصناعي، فإن جهود البث للتجارب معقدة بعض الشيء. في الطريقة المقترحة، يتم استخدام انحدار العملية الغاوسية (GPR) والتعلم النشط (AL) و ANN للتنبؤ بمستويات المضادات الحيوية في مياه الصرف الصناعي. تحت مجموعة متنوعة من المعلمات البيئية (على سبيل المثال، الدفء ودرجة الحموضة في المحلول) والأصناف الممتزة، تفوقت خوارزميات Ml التي تم إنشاؤها على نماذج التساوي الحراري الكلاسيكية في ظروف التعميم. لتقييم امتزاز TC و SMX على تدابير بناء الثقة، استخدمنا التحقيق في الأهمية النسبية وقطع الثقة الجزئية بناءً على نماذج غسل الأموال. يقلل الناتج المحلي الإجمالي المقترح من المضادات الحيوية في مياه الصرف الصحي ؛ ويساعد الحد الأدنى من الفحص التجريبي والأهمية النسبية ومخطط الثقة الجزئي في معالجة مياه الصرف الصحي.Translated Description (French)
Les antibiotiques ont reçu beaucoup d'attention en tant que contaminants prometteurs en raison de leur stabilité écotoxicologique et chimique à long terme dans l'atmosphère. L'adsorption antibiotique sur les matériaux à base de carbone (CBM) tels que le charbon de bois et le charbon actif a été identifiée comme étant principalement efficace pour traiter les stratégies de traitement des eaux usées. Des approches d'apprentissage automatique (ML) ont été utilisées pour créer des méthodes de calcul généralisées pour l'adsorption de la tétracycline (TC) et du sulfaméthoxazole (SMX) dans les CBM dans cette enquête. Dans le système existant, les méthodes random forest et ANN ont été utilisées pour TC et SMX pour prédire les quantités d'antibiotiques dans les CBM. Pour réduire les antibiotiques des eaux usées industrielles, les efforts de diffusion des expériences sont un peu compliqués. Dans la méthode proposée, la régression du processus gaussien (GPR), l'apprentissage actif (AL) et l'ANN sont utilisés pour prédire les niveaux d'antibiotiques dans les eaux usées industrielles. En dessous d'une variété de paramètres environnementaux (par exemple, la chaleur, le pH de la solution) et de variétés d'adsorbants, les algorithmes Ml créés ont surpassé les modèles isothermes classiques dans des conditions de généralisation. Pour évaluer l'adsorption de TC et SMX sur les CBM, nous avons utilisé une enquête de signification comparative et des parcelles de confiance partielles basées sur des modèles de ML. Le GPR proposé réduit les antibiotiques dans les eaux usées ; le dépistage expérimental minimal et la signification comparative et la parcelle de confiance partielle aident dans le traitement des eaux usées.Translated Description (Spanish)
Los antibióticos han recibido mucha atención como contaminantes prometedores debido a su estabilidad química ecotoxicológica y a largo plazo en la atmósfera. Se ha identificado que la adsorción de antibióticos en materiales a base de carbono (CBM) como el carbón vegetal y el carbón activado es principalmente efectiva para tratar las estrategias de aguas residuales. Se utilizaron enfoques de aprendizaje automático (ML) para crear métodos de cálculo generalizados para la adsorción de tetraciclina (TC) y sulfametoxazol (SMX) en CBM en esta investigación. En el sistema existente, se utilizaron métodos de bosque aleatorio y ANN para TC y SMX para predecir las cantidades de antibióticos en las CBM. Para reducir los antibióticos de las aguas residuales industriales, los esfuerzos de difusión de los experimentos son un poco complicados. En el método propuesto, se utilizan la regresión de procesos gaussianos (GPR), el aprendizaje activo (AL) y ANN para predecir los niveles de antibióticos en las aguas residuales industriales. Por debajo de una variedad de parámetros ambientales (por ejemplo, calor, pH de la solución) y variedades adsorbentes, los algoritmos MI creados superaron a los modelos isotermos clásicos en condiciones de generalización. Para evaluar la adsorción de TC y SMX en CBM, utilizamos una investigación de significancia comparativa y gráficos de confianza parcial basados en modelos de ML. El GPR propuesto reduce los antibióticos en las aguas residuales; la detección experimental mínima y la importancia comparativa y la parcela de confianza parcial ayudan en el tratamiento de las aguas residuales.Files
3901608.pdf.pdf
Files
(4.5 kB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:dc0ffe71927d4cff4e3bf6416cd97c44
|
4.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- انحدار العملية الغاوسية وطرق التعلم الآلي لامتزاز المواد القائمة على الكربون
- Translated title (French)
- Méthodes de régression des processus gaussiens et d'apprentissage automatique pour l'adsorption des matériaux à base de carbone
- Translated title (Spanish)
- Regresión de procesos gaussianos y métodos de aprendizaje automático para la adsorción de materiales basados en carbono
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4210795039
- DOI
- 10.1155/2022/3901608
References
- https://openalex.org/W2051434435
- https://openalex.org/W2055974394
- https://openalex.org/W2101234009
- https://openalex.org/W2236556070
- https://openalex.org/W2317125696
- https://openalex.org/W2590015823
- https://openalex.org/W2609307272
- https://openalex.org/W2739560992
- https://openalex.org/W2754835088
- https://openalex.org/W2794376292
- https://openalex.org/W2809971923
- https://openalex.org/W2899354085
- https://openalex.org/W2900144772
- https://openalex.org/W2905317118
- https://openalex.org/W2911583999
- https://openalex.org/W2937504655
- https://openalex.org/W2948932432
- https://openalex.org/W2949006411
- https://openalex.org/W2970865417
- https://openalex.org/W2997100726
- https://openalex.org/W3006687926
- https://openalex.org/W3010299704
- https://openalex.org/W3012230641
- https://openalex.org/W3015525519
- https://openalex.org/W3023104989
- https://openalex.org/W3026051997
- https://openalex.org/W3033983793
- https://openalex.org/W3043270278
- https://openalex.org/W3081529317
- https://openalex.org/W3133850887
- https://openalex.org/W3204129194