Identificadores del recurso
Procedencia
(Tesis de la Universitat de Girona)Ficha
- Título:
- A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation
- Tema:
- Problemas de separación de sólidos
- Problemes de separació de sòlids
- Solid separation problems
- Fangos activados
- Activated sludge
- Fangs activats
- Sistemas de razonamiento basado en casos
- Sistemes de raonament basat en casos
- Case-based reasoning system
- Bulking
- Sistemes experts
- Sistemas expertos
- Expert system
- Depuració d'aigües residuals
- Sistema de apoyo a la decisión
- Sistemes de suport a la decisió
- Decision support system
- Wastewater treatment
- Depuración de aguas residuales
- 62
- 628
- 66
- Descripción:
- El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta.
Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent.
En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre.
Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema.
Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi. - The activated sludge system is the most widely used technology for biological wastewater treatment in the world. Its successful performance relies on the correct operation of both the bioreactor and the secondary settler. When settleability deteriorates, the inefficient separation of biomass can affect the quality of the activated sludge effluent, implying on most occasions an impact on the receiving ecosystem. These kind of undesired situations, known as activated sludge solids separation problems, are one of the main causes of inefficiency in activated sludge systems. They include: filamentous bulking, non-filamentous bulking, biological foaming, dispersed growth, pin-point floc and rising sludge. The origin of solids separation problems is (except from rising sludge) an imbalance between the different microbiological communities responsible for the biomass settleability: the floc-forming bacteria and the filamentous bacteria. Due to this microbiological origin, their identification and control is a tough task for plant operators.
Knowledge-Based Decision Support Systems (KBDSS) are a group of tools from the Artificial Intelligence domain characterized by their capability to represent heuristic knowledge and to work with large amounts of data. The main objective of the present thesis is to develop and validate a KBDSS specially designed to support plant operators to handle solids separation problems of microbiological origin occurring in activated sludge systems. In order to achieve this objective, the developed KBDSS must accomplish with the following characteristics: (1) the implementation of the system must be viable and realistic in order to ensure its proper operation; (2) the reasoning process followed by the system must be dynamic and evolutive in order to match the necessities of the domain and (3) the reasoning must be also intelligent,.
First of all, in order to guarantee the feasibility of the system, a thorough study, at a local scale (Catalonia) has contributed to the determination of the most common parameters generally used to diagnose, monitor and control these problems as well as to the detection of the existing limitations that the suggested KBDSS should overcome.
The results obtained from past applications of KBDSS has demonstrated that the main bottleneck in developing KBDSS is the structure of the knowledge base (KB), where all the knowledge acquired from the domain is represented, together with the necessary reasoning processes. In our approach, the additional complexity and the corresponding necessities imposed by the dynamic nature of the domain exacerbate the limitations in developing a feasible system. In this case, a previous conceptualisation phase was considered in which a conceptual design of the system was set up. The Domino Model was suggested as a tool to conceptually design the system.
Finally, in order to efficiently fulfill its main tasks, the last main objective or characteristic that the KBDSS must accomplish is the use of intelligent reasoning. In our approach, an Expert system (based on expert knowledge) and a Case-Based Reasoning System (based on experiential knowledge) have been and integrated as the main intelligent tools to carry out the goals of the KBDSS. In chapter 5 the development of the dynamic ES is presented. In chapter 6, a new temporal approach for classical CBRS is depicted, the Episode-Based Reasoning System (EBRS). Next, in chapter 7 some details of the KBDSS implementation in the G2 environment are presented. After that, in chapter 8 the results obtained during the 11 months of validation are depicted, including the results regarding the accuracy, adequacy, usefulness and usability of the system, which have been validated both experimentally (before the implementation) and as a result of the system's implementation in the Girona WWTP. Finally, in chapter 9, the main conclusions derived from the present thesis are enumerated. - Fuente:
- TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
- Idioma:
- English
- Autor/Productor:
- Martínez i Puentes, Montse
- Editor:
- Universitat de Girona
- Otros colaboradores/productores:
- Rodríguez-Roda Layret, Ignasi
- Comas Matas, Joaquim
- Universitat de Girona. Departament d'Enginyeria Química, Agrària i Tecnologia Agroalimentària
- Derechos:
- ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
- info:eu-repo/semantics/openAccess
- Fecha:
- 2006-02-03
- Tipo de recurso:
- info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
- info:eu-repo/semantics/publishedVersion
- Formato:
- application/pdf
oai_dc
<oai_dc:dc schemaLocation="http://www.openarchives.org/OAI/2.0/oai_dc/ http://www.openarchives.org/OAI/2.0/oai_dc.xsd">
<dc:title>A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation</dc:title>
<dc:creator>Martínez i Puentes, Montse</dc:creator>
<dc:contributor>Rodríguez-Roda Layret, Ignasi</dc:contributor>
<dc:contributor>Comas Matas, Joaquim</dc:contributor>
<dc:contributor>Universitat de Girona. Departament d'Enginyeria Química, Agrària i Tecnologia Agroalimentària</dc:contributor>
<dc:subject>Problemas de separación de sólidos</dc:subject>
<dc:subject>Problemes de separació de sòlids</dc:subject>
<dc:subject>Solid separation problems</dc:subject>
<dc:subject>Fangos activados</dc:subject>
<dc:subject>Activated sludge</dc:subject>
<dc:subject>Fangs activats</dc:subject>
<dc:subject>Sistemas de razonamiento basado en casos</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes de raonament basat en casos</dc:subject>
<dc:subject>Case-based reasoning system</dc:subject>
<dc:subject>Bulking</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes experts</dc:subject>
<dc:subject>Sistemas expertos</dc:subject>
<dc:subject>Expert system</dc:subject>
<dc:subject>Depuració d'aigües residuals</dc:subject>
<dc:subject>Sistema de apoyo a la decisión</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes de suport a la decisió</dc:subject>
<dc:subject>Decision support system</dc:subject>
<dc:subject>Wastewater treatment</dc:subject>
<dc:subject>Depuración de aguas residuales</dc:subject>
<dc:subject>62</dc:subject>
<dc:subject>628</dc:subject>
<dc:subject>66</dc:subject>
<dc:description>El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta. <br/>Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent.<br/>En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre. <br/>Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema.<br/>Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi.</dc:description>
<dc:description>The activated sludge system is the most widely used technology for biological wastewater treatment in the world. Its successful performance relies on the correct operation of both the bioreactor and the secondary settler. When settleability deteriorates, the inefficient separation of biomass can affect the quality of the activated sludge effluent, implying on most occasions an impact on the receiving ecosystem. These kind of undesired situations, known as activated sludge solids separation problems, are one of the main causes of inefficiency in activated sludge systems. They include: filamentous bulking, non-filamentous bulking, biological foaming, dispersed growth, pin-point floc and rising sludge. The origin of solids separation problems is (except from rising sludge) an imbalance between the different microbiological communities responsible for the biomass settleability: the floc-forming bacteria and the filamentous bacteria. Due to this microbiological origin, their identification and control is a tough task for plant operators. <br/>Knowledge-Based Decision Support Systems (KBDSS) are a group of tools from the Artificial Intelligence domain characterized by their capability to represent heuristic knowledge and to work with large amounts of data. The main objective of the present thesis is to develop and validate a KBDSS specially designed to support plant operators to handle solids separation problems of microbiological origin occurring in activated sludge systems. In order to achieve this objective, the developed KBDSS must accomplish with the following characteristics: (1) the implementation of the system must be viable and realistic in order to ensure its proper operation; (2) the reasoning process followed by the system must be dynamic and evolutive in order to match the necessities of the domain and (3) the reasoning must be also intelligent,.<br/>First of all, in order to guarantee the feasibility of the system, a thorough study, at a local scale (Catalonia) has contributed to the determination of the most common parameters generally used to diagnose, monitor and control these problems as well as to the detection of the existing limitations that the suggested KBDSS should overcome. <br/>The results obtained from past applications of KBDSS has demonstrated that the main bottleneck in developing KBDSS is the structure of the knowledge base (KB), where all the knowledge acquired from the domain is represented, together with the necessary reasoning processes. In our approach, the additional complexity and the corresponding necessities imposed by the dynamic nature of the domain exacerbate the limitations in developing a feasible system. In this case, a previous conceptualisation phase was considered in which a conceptual design of the system was set up. The Domino Model was suggested as a tool to conceptually design the system. <br/>Finally, in order to efficiently fulfill its main tasks, the last main objective or characteristic that the KBDSS must accomplish is the use of intelligent reasoning. In our approach, an Expert system (based on expert knowledge) and a Case-Based Reasoning System (based on experiential knowledge) have been and integrated as the main intelligent tools to carry out the goals of the KBDSS. In chapter 5 the development of the dynamic ES is presented. In chapter 6, a new temporal approach for classical CBRS is depicted, the Episode-Based Reasoning System (EBRS). Next, in chapter 7 some details of the KBDSS implementation in the G2 environment are presented. After that, in chapter 8 the results obtained during the 11 months of validation are depicted, including the results regarding the accuracy, adequacy, usefulness and usability of the system, which have been validated both experimentally (before the implementation) and as a result of the system's implementation in the Girona WWTP. Finally, in chapter 9, the main conclusions derived from the present thesis are enumerated.</dc:description>
<dc:date>2006-02-03</dc:date>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</dc:type>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</dc:type>
<dc:identifier>Gi. 381-2006</dc:identifier>
<dc:identifier>8468977055</dc:identifier>
<dc:identifier>http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645</dc:identifier>
<dc:identifier>http://hdl.handle.net/10803/7792</dc:identifier>
<dc:language>eng</dc:language>
<dc:rights>ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</dc:rights>
<dc:rights>info:eu-repo/semantics/openAccess</dc:rights>
<dc:format>application/pdf</dc:format>
<dc:publisher>Universitat de Girona</dc:publisher>
<dc:source>TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</dc:source>
</oai_dc:dc>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
didl
<d:DIDL schemaLocation="urn:mpeg:mpeg21:2002:02-DIDL-NS http://standards.iso.org/ittf/PubliclyAvailableStandards/MPEG-21_schema_files/did/didl.xsd">
<d:DIDLInfo>
<dcterms:created schemaLocation="http://purl.org/dc/terms/ http://dublincore.org/schemas/xmls/qdc/dcterms.xsd">2006-03-03</dcterms:created>
</d:DIDLInfo>
<d:Item id="hdl_10803_7792">
<d:Descriptor>
<d:Statement mimeType="application/xml; charset=utf-8">
<dii:Identifier schemaLocation="urn:mpeg:mpeg21:2002:01-DII-NS http://standards.iso.org/ittf/PubliclyAvailableStandards/MPEG-21_schema_files/dii/dii.xsd">urn:hdl:10803/7792</dii:Identifier>
</d:Statement>
</d:Descriptor>
<d:Descriptor>
<d:Statement mimeType="application/xml; charset=utf-8">
<oai_dc:dc schemaLocation="http://www.openarchives.org/OAI/2.0/oai_dc/ http://www.openarchives.org/OAI/2.0/oai_dc.xsd">
<dc:title>A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation</dc:title>
<dc:creator>Martínez i Puentes, Montse</dc:creator>
<dc:contributor>monmartinez@gmail.com</dc:contributor>
<dc:contributor>true</dc:contributor>
<dc:contributor>Rodríguez-Roda Layret, Ignasi</dc:contributor>
<dc:contributor>Comas Matas, Joaquim</dc:contributor>
<dc:subject>Problemas de separación de sólidos</dc:subject>
<dc:subject>Problemes de separació de sòlids</dc:subject>
<dc:subject>Solid separation problems</dc:subject>
<dc:subject>Fangos activados</dc:subject>
<dc:subject>Activated sludge</dc:subject>
<dc:subject>Fangs activats</dc:subject>
<dc:subject>Sistemas de razonamiento basado en casos</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes de raonament basat en casos</dc:subject>
<dc:subject>Case-based reasoning system</dc:subject>
<dc:subject>Bulking</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes experts</dc:subject>
<dc:subject>Sistemas expertos</dc:subject>
<dc:subject>Expert system</dc:subject>
<dc:subject>Depuració d'aigües residuals</dc:subject>
<dc:subject>Sistema de apoyo a la decisión</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes de suport a la decisió</dc:subject>
<dc:subject>Decision support system</dc:subject>
<dc:subject>Wastewater treatment</dc:subject>
<dc:subject>Depuración de aguas residuales</dc:subject>
<dc:description>El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta. <br/>Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent.<br/>En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre. <br/>Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema.<br/>Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi.</dc:description>
<dc:description>The activated sludge system is the most widely used technology for biological wastewater treatment in the world. Its successful performance relies on the correct operation of both the bioreactor and the secondary settler. When settleability deteriorates, the inefficient separation of biomass can affect the quality of the activated sludge effluent, implying on most occasions an impact on the receiving ecosystem. These kind of undesired situations, known as activated sludge solids separation problems, are one of the main causes of inefficiency in activated sludge systems. They include: filamentous bulking, non-filamentous bulking, biological foaming, dispersed growth, pin-point floc and rising sludge. The origin of solids separation problems is (except from rising sludge) an imbalance between the different microbiological communities responsible for the biomass settleability: the floc-forming bacteria and the filamentous bacteria. Due to this microbiological origin, their identification and control is a tough task for plant operators. <br/>Knowledge-Based Decision Support Systems (KBDSS) are a group of tools from the Artificial Intelligence domain characterized by their capability to represent heuristic knowledge and to work with large amounts of data. The main objective of the present thesis is to develop and validate a KBDSS specially designed to support plant operators to handle solids separation problems of microbiological origin occurring in activated sludge systems. In order to achieve this objective, the developed KBDSS must accomplish with the following characteristics: (1) the implementation of the system must be viable and realistic in order to ensure its proper operation; (2) the reasoning process followed by the system must be dynamic and evolutive in order to match the necessities of the domain and (3) the reasoning must be also intelligent,.<br/>First of all, in order to guarantee the feasibility of the system, a thorough study, at a local scale (Catalonia) has contributed to the determination of the most common parameters generally used to diagnose, monitor and control these problems as well as to the detection of the existing limitations that the suggested KBDSS should overcome. <br/>The results obtained from past applications of KBDSS has demonstrated that the main bottleneck in developing KBDSS is the structure of the knowledge base (KB), where all the knowledge acquired from the domain is represented, together with the necessary reasoning processes. In our approach, the additional complexity and the corresponding necessities imposed by the dynamic nature of the domain exacerbate the limitations in developing a feasible system. In this case, a previous conceptualisation phase was considered in which a conceptual design of the system was set up. The Domino Model was suggested as a tool to conceptually design the system. <br/>Finally, in order to efficiently fulfill its main tasks, the last main objective or characteristic that the KBDSS must accomplish is the use of intelligent reasoning. In our approach, an Expert system (based on expert knowledge) and a Case-Based Reasoning System (based on experiential knowledge) have been and integrated as the main intelligent tools to carry out the goals of the KBDSS. In chapter 5 the development of the dynamic ES is presented. In chapter 6, a new temporal approach for classical CBRS is depicted, the Episode-Based Reasoning System (EBRS). Next, in chapter 7 some details of the KBDSS implementation in the G2 environment are presented. After that, in chapter 8 the results obtained during the 11 months of validation are depicted, including the results regarding the accuracy, adequacy, usefulness and usability of the system, which have been validated both experimentally (before the implementation) and as a result of the system's implementation in the Girona WWTP. Finally, in chapter 9, the main conclusions derived from the present thesis are enumerated.</dc:description>
<dc:date>2011-04-12T17:36:43Z</dc:date>
<dc:date>2006-03-03</dc:date>
<dc:date>2006-02-03</dc:date>
<dc:date>2006-03-03</dc:date>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</dc:type>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</dc:type>
<dc:identifier>8468977055</dc:identifier>
<dc:identifier>http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645</dc:identifier>
<dc:identifier>http://hdl.handle.net/10803/7792</dc:identifier>
<dc:language>eng</dc:language>
<dc:rights>ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</dc:rights>
<dc:rights>info:eu-repo/semantics/openAccess</dc:rights>
<dc:publisher>Universitat de Girona</dc:publisher>
<dc:source>TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</dc:source>
</oai_dc:dc>
</d:Statement>
</d:Descriptor>
<d:Component id="10803_7792_11">
- <d:Resource mimeType="application/pdf" ref="http://www.tdx.cat/bitstream/10803/7792/11/tmmp.pdf" />
</d:Component>
</d:Item>
</d:DIDL>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
dim
<dim:dim schemaLocation="http://www.dspace.org/xmlns/dspace/dim http://www.dspace.org/schema/dim.xsd">
<dim:field element="contributor" mdschema="dc">Universitat de Girona. Departament d'Enginyeria Química, Agrària i Tecnologia Agroalimentària</dim:field>
<dim:field element="contributor" mdschema="dc" qualifier="author">Martínez i Puentes, Montse</dim:field>
<dim:field element="contributor" mdschema="dc" qualifier="authoremail">monmartinez@gmail.com</dim:field>
<dim:field element="contributor" mdschema="dc" qualifier="authoremailshow">true</dim:field>
<dim:field element="contributor" mdschema="dc" qualifier="director">Rodríguez-Roda Layret, Ignasi</dim:field>
<dim:field element="contributor" mdschema="dc" qualifier="codirector">Comas Matas, Joaquim</dim:field>
<dim:field element="date" mdschema="dc" qualifier="accessioned">2011-04-12T17:36:43Z</dim:field>
<dim:field element="date" mdschema="dc" qualifier="available">2006-03-03</dim:field>
<dim:field element="date" mdschema="dc" qualifier="issued">2006-02-03</dim:field>
<dim:field element="date" mdschema="dc" qualifier="submitted">2006-03-03</dim:field>
<dim:field element="identifier" mdschema="dc">Gi. 381-2006</dim:field>
<dim:field element="identifier" mdschema="dc" qualifier="isbn">8468977055</dim:field>
<dim:field element="identifier" mdschema="dc" qualifier="uri">http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645</dim:field>
<dim:field element="identifier" mdschema="dc" qualifier="uri">http://hdl.handle.net/10803/7792</dim:field>
<dim:field element="description" lang="cat" mdschema="dc" qualifier="abstract">El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta. <br/>Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent.<br/>En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre. <br/>Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema.<br/>Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi.</dim:field>
<dim:field element="description" lang="eng" mdschema="dc" qualifier="abstract">The activated sludge system is the most widely used technology for biological wastewater treatment in the world. Its successful performance relies on the correct operation of both the bioreactor and the secondary settler. When settleability deteriorates, the inefficient separation of biomass can affect the quality of the activated sludge effluent, implying on most occasions an impact on the receiving ecosystem. These kind of undesired situations, known as activated sludge solids separation problems, are one of the main causes of inefficiency in activated sludge systems. They include: filamentous bulking, non-filamentous bulking, biological foaming, dispersed growth, pin-point floc and rising sludge. The origin of solids separation problems is (except from rising sludge) an imbalance between the different microbiological communities responsible for the biomass settleability: the floc-forming bacteria and the filamentous bacteria. Due to this microbiological origin, their identification and control is a tough task for plant operators. <br/>Knowledge-Based Decision Support Systems (KBDSS) are a group of tools from the Artificial Intelligence domain characterized by their capability to represent heuristic knowledge and to work with large amounts of data. The main objective of the present thesis is to develop and validate a KBDSS specially designed to support plant operators to handle solids separation problems of microbiological origin occurring in activated sludge systems. In order to achieve this objective, the developed KBDSS must accomplish with the following characteristics: (1) the implementation of the system must be viable and realistic in order to ensure its proper operation; (2) the reasoning process followed by the system must be dynamic and evolutive in order to match the necessities of the domain and (3) the reasoning must be also intelligent,.<br/>First of all, in order to guarantee the feasibility of the system, a thorough study, at a local scale (Catalonia) has contributed to the determination of the most common parameters generally used to diagnose, monitor and control these problems as well as to the detection of the existing limitations that the suggested KBDSS should overcome. <br/>The results obtained from past applications of KBDSS has demonstrated that the main bottleneck in developing KBDSS is the structure of the knowledge base (KB), where all the knowledge acquired from the domain is represented, together with the necessary reasoning processes. In our approach, the additional complexity and the corresponding necessities imposed by the dynamic nature of the domain exacerbate the limitations in developing a feasible system. In this case, a previous conceptualisation phase was considered in which a conceptual design of the system was set up. The Domino Model was suggested as a tool to conceptually design the system. <br/>Finally, in order to efficiently fulfill its main tasks, the last main objective or characteristic that the KBDSS must accomplish is the use of intelligent reasoning. In our approach, an Expert system (based on expert knowledge) and a Case-Based Reasoning System (based on experiential knowledge) have been and integrated as the main intelligent tools to carry out the goals of the KBDSS. In chapter 5 the development of the dynamic ES is presented. In chapter 6, a new temporal approach for classical CBRS is depicted, the Episode-Based Reasoning System (EBRS). Next, in chapter 7 some details of the KBDSS implementation in the G2 environment are presented. After that, in chapter 8 the results obtained during the 11 months of validation are depicted, including the results regarding the accuracy, adequacy, usefulness and usability of the system, which have been validated both experimentally (before the implementation) and as a result of the system's implementation in the Girona WWTP. Finally, in chapter 9, the main conclusions derived from the present thesis are enumerated.</dim:field>
<dim:field element="format" mdschema="dc" qualifier="mimetype">application/pdf</dim:field>
<dim:field element="language" mdschema="dc" qualifier="iso">eng</dim:field>
<dim:field element="publisher" mdschema="dc">Universitat de Girona</dim:field>
<dim:field element="rights" mdschema="dc" qualifier="license">ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</dim:field>
<dim:field element="rights" mdschema="dc" qualifier="accessLevel">info:eu-repo/semantics/openAccess</dim:field>
<dim:field element="source" mdschema="dc">TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Problemas de separación de sólidos</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Problemes de separació de sòlids</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Solid separation problems</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Fangos activados</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Activated sludge</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Fangs activats</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Sistemas de razonamiento basado en casos</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Sistemes de raonament basat en casos</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Case-based reasoning system</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Bulking</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Sistemes experts</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Sistemas expertos</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Expert system</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Depuració d'aigües residuals</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Sistema de apoyo a la decisión</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Sistemes de suport a la decisió</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Decision support system</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Wastewater treatment</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Depuración de aguas residuales</dim:field>
<dim:field element="subject" lang="cat" mdschema="dc" qualifier="udc">62</dim:field>
<dim:field element="subject" lang="cat" mdschema="dc" qualifier="udc">628</dim:field>
<dim:field element="subject" lang="cat" mdschema="dc" qualifier="udc">66</dim:field>
<dim:field element="title" mdschema="dc">A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation</dim:field>
<dim:field element="type" mdschema="dc">info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</dim:field>
<dim:field element="type" mdschema="dc">info:eu-repo/semantics/publishedVersion</dim:field>
</dim:dim>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
etdms
<thesis schemaLocation="http://www.ndltd.org/standards/metadata/etdms/1.0/ http://www.ndltd.org/standards/metadata/etdms/1.0/etdms.xsd">
<title>A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation</title>
<creator>Martínez i Puentes, Montse</creator>
<contributor>monmartinez@gmail.com</contributor>
<contributor>true</contributor>
<contributor>Rodríguez-Roda Layret, Ignasi</contributor>
<contributor>Comas Matas, Joaquim</contributor>
<subject>Problemas de separación de sólidos</subject>
<subject>Problemes de separació de sòlids</subject>
<subject>Solid separation problems</subject>
<subject>Fangos activados</subject>
<subject>Activated sludge</subject>
<subject>Fangs activats</subject>
<subject>Sistemas de razonamiento basado en casos</subject>
<subject>Sistemes de raonament basat en casos</subject>
<subject>Case-based reasoning system</subject>
<subject>Bulking</subject>
<subject>Sistemes experts</subject>
<subject>Sistemas expertos</subject>
<subject>Expert system</subject>
<subject>Depuració d'aigües residuals</subject>
<subject>Sistema de apoyo a la decisión</subject>
<subject>Sistemes de suport a la decisió</subject>
<subject>Decision support system</subject>
<subject>Wastewater treatment</subject>
<subject>Depuración de aguas residuales</subject>
<description>El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta. <br/>Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent.<br/>En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre. <br/>Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema.<br/>Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi.</description>
<description>The activated sludge system is the most widely used technology for biological wastewater treatment in the world. Its successful performance relies on the correct operation of both the bioreactor and the secondary settler. When settleability deteriorates, the inefficient separation of biomass can affect the quality of the activated sludge effluent, implying on most occasions an impact on the receiving ecosystem. These kind of undesired situations, known as activated sludge solids separation problems, are one of the main causes of inefficiency in activated sludge systems. They include: filamentous bulking, non-filamentous bulking, biological foaming, dispersed growth, pin-point floc and rising sludge. The origin of solids separation problems is (except from rising sludge) an imbalance between the different microbiological communities responsible for the biomass settleability: the floc-forming bacteria and the filamentous bacteria. Due to this microbiological origin, their identification and control is a tough task for plant operators. <br/>Knowledge-Based Decision Support Systems (KBDSS) are a group of tools from the Artificial Intelligence domain characterized by their capability to represent heuristic knowledge and to work with large amounts of data. The main objective of the present thesis is to develop and validate a KBDSS specially designed to support plant operators to handle solids separation problems of microbiological origin occurring in activated sludge systems. In order to achieve this objective, the developed KBDSS must accomplish with the following characteristics: (1) the implementation of the system must be viable and realistic in order to ensure its proper operation; (2) the reasoning process followed by the system must be dynamic and evolutive in order to match the necessities of the domain and (3) the reasoning must be also intelligent,.<br/>First of all, in order to guarantee the feasibility of the system, a thorough study, at a local scale (Catalonia) has contributed to the determination of the most common parameters generally used to diagnose, monitor and control these problems as well as to the detection of the existing limitations that the suggested KBDSS should overcome. <br/>The results obtained from past applications of KBDSS has demonstrated that the main bottleneck in developing KBDSS is the structure of the knowledge base (KB), where all the knowledge acquired from the domain is represented, together with the necessary reasoning processes. In our approach, the additional complexity and the corresponding necessities imposed by the dynamic nature of the domain exacerbate the limitations in developing a feasible system. In this case, a previous conceptualisation phase was considered in which a conceptual design of the system was set up. The Domino Model was suggested as a tool to conceptually design the system. <br/>Finally, in order to efficiently fulfill its main tasks, the last main objective or characteristic that the KBDSS must accomplish is the use of intelligent reasoning. In our approach, an Expert system (based on expert knowledge) and a Case-Based Reasoning System (based on experiential knowledge) have been and integrated as the main intelligent tools to carry out the goals of the KBDSS. In chapter 5 the development of the dynamic ES is presented. In chapter 6, a new temporal approach for classical CBRS is depicted, the Episode-Based Reasoning System (EBRS). Next, in chapter 7 some details of the KBDSS implementation in the G2 environment are presented. After that, in chapter 8 the results obtained during the 11 months of validation are depicted, including the results regarding the accuracy, adequacy, usefulness and usability of the system, which have been validated both experimentally (before the implementation) and as a result of the system's implementation in the Girona WWTP. Finally, in chapter 9, the main conclusions derived from the present thesis are enumerated.</description>
<date>2011-04-12</date>
<date>2006-03-03</date>
<date>2006-02-03</date>
<date>2006-03-03</date>
<type>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</type>
<type>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</type>
<identifier>8468977055</identifier>
<identifier>http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645</identifier>
<identifier>http://hdl.handle.net/10803/7792</identifier>
<language>eng</language>
<rights>ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</rights>
<rights>info:eu-repo/semantics/openAccess</rights>
<publisher>Universitat de Girona</publisher>
<source>TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</source>
</thesis>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
marc
<record schemaLocation="http://www.loc.gov/MARC21/slim http://www.loc.gov/standards/marcxml/schema/MARC21slim.xsd">
<leader>00925njm 22002777a 4500</leader>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="042">
<subfield code="a">dc</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="720">
<subfield code="a">Martínez i Puentes, Montse</subfield>
<subfield code="e">author</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="260">
<subfield code="c">2006-02-03</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="520">
<subfield code="a">El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta. <br/>Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent.<br/>En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre. <br/>Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema.<br/>Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi.</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="520">
<subfield code="a">The activated sludge system is the most widely used technology for biological wastewater treatment in the world. Its successful performance relies on the correct operation of both the bioreactor and the secondary settler. When settleability deteriorates, the inefficient separation of biomass can affect the quality of the activated sludge effluent, implying on most occasions an impact on the receiving ecosystem. These kind of undesired situations, known as activated sludge solids separation problems, are one of the main causes of inefficiency in activated sludge systems. They include: filamentous bulking, non-filamentous bulking, biological foaming, dispersed growth, pin-point floc and rising sludge. The origin of solids separation problems is (except from rising sludge) an imbalance between the different microbiological communities responsible for the biomass settleability: the floc-forming bacteria and the filamentous bacteria. Due to this microbiological origin, their identification and control is a tough task for plant operators. <br/>Knowledge-Based Decision Support Systems (KBDSS) are a group of tools from the Artificial Intelligence domain characterized by their capability to represent heuristic knowledge and to work with large amounts of data. The main objective of the present thesis is to develop and validate a KBDSS specially designed to support plant operators to handle solids separation problems of microbiological origin occurring in activated sludge systems. In order to achieve this objective, the developed KBDSS must accomplish with the following characteristics: (1) the implementation of the system must be viable and realistic in order to ensure its proper operation; (2) the reasoning process followed by the system must be dynamic and evolutive in order to match the necessities of the domain and (3) the reasoning must be also intelligent,.<br/>First of all, in order to guarantee the feasibility of the system, a thorough study, at a local scale (Catalonia) has contributed to the determination of the most common parameters generally used to diagnose, monitor and control these problems as well as to the detection of the existing limitations that the suggested KBDSS should overcome. <br/>The results obtained from past applications of KBDSS has demonstrated that the main bottleneck in developing KBDSS is the structure of the knowledge base (KB), where all the knowledge acquired from the domain is represented, together with the necessary reasoning processes. In our approach, the additional complexity and the corresponding necessities imposed by the dynamic nature of the domain exacerbate the limitations in developing a feasible system. In this case, a previous conceptualisation phase was considered in which a conceptual design of the system was set up. The Domino Model was suggested as a tool to conceptually design the system. <br/>Finally, in order to efficiently fulfill its main tasks, the last main objective or characteristic that the KBDSS must accomplish is the use of intelligent reasoning. In our approach, an Expert system (based on expert knowledge) and a Case-Based Reasoning System (based on experiential knowledge) have been and integrated as the main intelligent tools to carry out the goals of the KBDSS. In chapter 5 the development of the dynamic ES is presented. In chapter 6, a new temporal approach for classical CBRS is depicted, the Episode-Based Reasoning System (EBRS). Next, in chapter 7 some details of the KBDSS implementation in the G2 environment are presented. After that, in chapter 8 the results obtained during the 11 months of validation are depicted, including the results regarding the accuracy, adequacy, usefulness and usability of the system, which have been validated both experimentally (before the implementation) and as a result of the system's implementation in the Girona WWTP. Finally, in chapter 9, the main conclusions derived from the present thesis are enumerated.</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="8" ind2=" " tag="024">
<subfield code="a">8468977055</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="8" ind2=" " tag="024">
<subfield code="a">http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="8" ind2=" " tag="024">
<subfield code="a">http://hdl.handle.net/10803/7792</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Problemas de separación de sólidos</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Problemes de separació de sòlids</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Solid separation problems</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Fangos activados</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Activated sludge</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Fangs activats</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sistemas de razonamiento basado en casos</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sistemes de raonament basat en casos</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Case-based reasoning system</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Bulking</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sistemes experts</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sistemas expertos</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Expert system</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Depuració d'aigües residuals</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sistema de apoyo a la decisión</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sistemes de suport a la decisió</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Decision support system</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Wastewater treatment</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Depuración de aguas residuales</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="0" ind2="0" tag="245">
<subfield code="a">A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation</subfield>
</datafield>
</record>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
marc_ccuc
<record schemaLocation="http://www.loc.gov/MARC21/slim http://www.loc.gov/standards/marcxml/schema/MARC21slim.xsd">
<leader>nam a 5i 4500</leader>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Problemas de separación de sólidos</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Problemes de separació de sòlids</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Solid separation problems</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Fangos activados</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Activated sludge</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Fangs activats</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sistemas de razonamiento basado en casos</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sistemes de raonament basat en casos</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Case-based reasoning system</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Bulking</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sistemes experts</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sistemas expertos</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Expert system</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Depuració d'aigües residuals</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sistema de apoyo a la decisión</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sistemes de suport a la decisió</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Decision support system</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Wastewater treatment</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Depuración de aguas residuales</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="1" ind2="0" tag="245">
<subfield code="a">A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2="1" tag="264">
<subfield code="a">[Girona] :</subfield>
<subfield code="b">Universitat de Girona,</subfield>
<subfield code="c">[2006]</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="4" ind2="0" tag="856">
<subfield code="z">Accés lliure</subfield>
<subfield code="u">http://hdl.handle.net/10803/7792</subfield>
</datafield>
<controlfield tag="007">cr |||||||||||</controlfield>
<controlfield tag="008">AAMMDDs2006 sp ||||fsm||||0|| 0 eng|c</controlfield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="020">
<subfield code="a">8468977055</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="1" ind2=" " tag="100">
<subfield code="a">Martínez i Puentes, Montse,</subfield>
<subfield code="e">autor</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="502">
<subfield code="g">Tesi</subfield>
<subfield code="b">Doctorat</subfield>
<subfield code="c">Universitat de Girona. Departament d'Enginyeria Química, Agrària i Tecnologia Agroalimentària</subfield>
<subfield code="d">2006</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="2" ind2=" " tag="710">
<subfield code="a">Universitat de Girona. Departament d'Enginyeria Química, Agrària i Tecnologia Agroalimentària</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2="4" tag="655">
<subfield code="a">Tesis i dissertacions electròniques</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="1" ind2=" " tag="700">
<subfield code="a">Rodríguez-Roda Layret, Ignasi,</subfield>
<subfield code="e">supervisor acadèmic</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="1" ind2=" " tag="700">
<subfield code="a">Comas Matas, Joaquim,</subfield>
<subfield code="e">supervisor acadèmic</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="0" ind2=" " tag="730">
<subfield code="a">TDX</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="017">
<subfield code="a">DL Gi. 381-2006</subfield>
<subfield code="b">Biblioteca de Catalunya</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="520">
<subfield code="a">El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta. <br/>Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent.<br/>En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre. <br/>Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema.<br/>Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi.</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="998">
<subfield code="a">g</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="040">
<subfield code="a">ES-BaCBU</subfield>
<subfield code="b">cat</subfield>
<subfield code="e">rda</subfield>
<subfield code="c">ES-BaCBU</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="336">
<subfield code="a">text</subfield>
<subfield code="b">txt</subfield>
<subfield code="2">rdacontent</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="337">
<subfield code="a">informàtic</subfield>
<subfield code="b">c</subfield>
<subfield code="2">rdamedia</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="338">
<subfield code="a">recurs en línia</subfield>
<subfield code="b">cr</subfield>
<subfield code="2">rdacarrier</subfield>
</datafield>
</record>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
mets
<mets ID=" DSpace_ITEM_10803-7792" OBJID=" hdl:10803/7792" PROFILE="DSpace METS SIP Profile 1.0" TYPE="DSpace ITEM" schemaLocation="http://www.loc.gov/METS/ http://www.loc.gov/standards/mets/mets.xsd">
<metsHdr CREATEDATE="2021-10-30T07:26:36Z">
<agent ROLE="CUSTODIAN" TYPE="ORGANIZATION">
<name>TDX</name>
</agent>
</metsHdr>
<dmdSec ID="DMD_10803_7792">
<mdWrap MDTYPE="MODS">
<xmlData schemaLocation="http://www.loc.gov/mods/v3 http://www.loc.gov/standards/mods/v3/mods-3-1.xsd">
<mods:mods schemaLocation="http://www.loc.gov/mods/v3 http://www.loc.gov/standards/mods/v3/mods-3-1.xsd">
<mods:name>
<mods:role>
<mods:roleTerm type="text">author</mods:roleTerm>
</mods:role>
<mods:namePart>Martínez i Puentes, Montse</mods:namePart>
</mods:name>
<mods:name>
<mods:role>
<mods:roleTerm type="text">authoremail</mods:roleTerm>
</mods:role>
<mods:namePart>monmartinez@gmail.com</mods:namePart>
</mods:name>
<mods:name>
<mods:role>
<mods:roleTerm type="text">authoremailshow</mods:roleTerm>
</mods:role>
<mods:namePart>true</mods:namePart>
</mods:name>
<mods:name>
<mods:role>
<mods:roleTerm type="text">director</mods:roleTerm>
</mods:role>
<mods:namePart>Rodríguez-Roda Layret, Ignasi</mods:namePart>
</mods:name>
<mods:name>
<mods:role>
<mods:roleTerm type="text">codirector</mods:roleTerm>
</mods:role>
<mods:namePart>Comas Matas, Joaquim</mods:namePart>
</mods:name>
<mods:extension>
<mods:dateAccessioned encoding="iso8601">2011-04-12T17:36:43Z</mods:dateAccessioned>
</mods:extension>
<mods:extension>
<mods:dateAvailable encoding="iso8601">2006-03-03</mods:dateAvailable>
</mods:extension>
<mods:originInfo>
<mods:dateIssued encoding="iso8601">2006-02-03</mods:dateIssued>
</mods:originInfo>
- <mods:identifier type="none" />
<mods:identifier type="isbn">8468977055</mods:identifier>
<mods:identifier type="uri">http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645</mods:identifier>
<mods:abstract>El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta. <br/>Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent.<br/>En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre. <br/>Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema.<br/>Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi.</mods:abstract>
<mods:abstract>The activated sludge system is the most widely used technology for biological wastewater treatment in the world. Its successful performance relies on the correct operation of both the bioreactor and the secondary settler. When settleability deteriorates, the inefficient separation of biomass can affect the quality of the activated sludge effluent, implying on most occasions an impact on the receiving ecosystem. These kind of undesired situations, known as activated sludge solids separation problems, are one of the main causes of inefficiency in activated sludge systems. They include: filamentous bulking, non-filamentous bulking, biological foaming, dispersed growth, pin-point floc and rising sludge. The origin of solids separation problems is (except from rising sludge) an imbalance between the different microbiological communities responsible for the biomass settleability: the floc-forming bacteria and the filamentous bacteria. Due to this microbiological origin, their identification and control is a tough task for plant operators. <br/>Knowledge-Based Decision Support Systems (KBDSS) are a group of tools from the Artificial Intelligence domain characterized by their capability to represent heuristic knowledge and to work with large amounts of data. The main objective of the present thesis is to develop and validate a KBDSS specially designed to support plant operators to handle solids separation problems of microbiological origin occurring in activated sludge systems. In order to achieve this objective, the developed KBDSS must accomplish with the following characteristics: (1) the implementation of the system must be viable and realistic in order to ensure its proper operation; (2) the reasoning process followed by the system must be dynamic and evolutive in order to match the necessities of the domain and (3) the reasoning must be also intelligent,.<br/>First of all, in order to guarantee the feasibility of the system, a thorough study, at a local scale (Catalonia) has contributed to the determination of the most common parameters generally used to diagnose, monitor and control these problems as well as to the detection of the existing limitations that the suggested KBDSS should overcome. <br/>The results obtained from past applications of KBDSS has demonstrated that the main bottleneck in developing KBDSS is the structure of the knowledge base (KB), where all the knowledge acquired from the domain is represented, together with the necessary reasoning processes. In our approach, the additional complexity and the corresponding necessities imposed by the dynamic nature of the domain exacerbate the limitations in developing a feasible system. In this case, a previous conceptualisation phase was considered in which a conceptual design of the system was set up. The Domino Model was suggested as a tool to conceptually design the system. <br/>Finally, in order to efficiently fulfill its main tasks, the last main objective or characteristic that the KBDSS must accomplish is the use of intelligent reasoning. In our approach, an Expert system (based on expert knowledge) and a Case-Based Reasoning System (based on experiential knowledge) have been and integrated as the main intelligent tools to carry out the goals of the KBDSS. In chapter 5 the development of the dynamic ES is presented. In chapter 6, a new temporal approach for classical CBRS is depicted, the Episode-Based Reasoning System (EBRS). Next, in chapter 7 some details of the KBDSS implementation in the G2 environment are presented. After that, in chapter 8 the results obtained during the 11 months of validation are depicted, including the results regarding the accuracy, adequacy, usefulness and usability of the system, which have been validated both experimentally (before the implementation) and as a result of the system's implementation in the Girona WWTP. Finally, in chapter 9, the main conclusions derived from the present thesis are enumerated.</mods:abstract>
<mods:language>
<mods:languageTerm authority="rfc3066">eng</mods:languageTerm>
</mods:language>
- <mods:accessCondition type="useAndReproduction" />
<mods:subject>
<mods:topic>Problemas de separación de sólidos</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Problemes de separació de sòlids</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Solid separation problems</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Fangos activados</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Activated sludge</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Fangs activats</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sistemas de razonamiento basado en casos</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sistemes de raonament basat en casos</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Case-based reasoning system</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Bulking</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sistemes experts</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sistemas expertos</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Expert system</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Depuració d'aigües residuals</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sistema de apoyo a la decisión</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sistemes de suport a la decisió</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Decision support system</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Wastewater treatment</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Depuración de aguas residuales</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:titleInfo>
<mods:title>A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation</mods:title>
</mods:titleInfo>
<mods:genre>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</mods:genre>
</mods:mods>
</xmlData>
</mdWrap>
</dmdSec>
<amdSec ID="FO_10803_7792_11">
<techMD ID="TECH_O_10803_7792_11">
<mdWrap MDTYPE="PREMIS">
<xmlData schemaLocation="http://www.loc.gov/standards/premis http://www.loc.gov/standards/premis/PREMIS-v1-0.xsd">
<premis:premis>
<premis:object>
<premis:objectIdentifier>
<premis:objectIdentifierType>URL</premis:objectIdentifierType>
<premis:objectIdentifierValue>http://www.tdx.cat/bitstream/10803/7792/11/tmmp.pdf</premis:objectIdentifierValue>
</premis:objectIdentifier>
<premis:objectCategory>File</premis:objectCategory>
<premis:objectCharacteristics>
<premis:fixity>
<premis:messageDigestAlgorithm>MD5</premis:messageDigestAlgorithm>
<premis:messageDigest>e7d03a46c5b6d9b036633a7daecdf773</premis:messageDigest>
</premis:fixity>
<premis:size>8377108</premis:size>
<premis:format>
<premis:formatDesignation>
<premis:formatName>application/pdf</premis:formatName>
</premis:formatDesignation>
</premis:format>
</premis:objectCharacteristics>
<premis:originalName>tmmp.pdf</premis:originalName>
</premis:object>
</premis:premis>
</xmlData>
</mdWrap>
</techMD>
</amdSec>
<amdSec ID="FT_10803_7792_10">
<techMD ID="TECH_T_10803_7792_10">
<mdWrap MDTYPE="PREMIS">
<xmlData schemaLocation="http://www.loc.gov/standards/premis http://www.loc.gov/standards/premis/PREMIS-v1-0.xsd">
<premis:premis>
<premis:object>
<premis:objectIdentifier>
<premis:objectIdentifierType>URL</premis:objectIdentifierType>
<premis:objectIdentifierValue>http://www.tdx.cat/bitstream/10803/7792/10/tmmp.pdf.txt</premis:objectIdentifierValue>
</premis:objectIdentifier>
<premis:objectCategory>File</premis:objectCategory>
<premis:objectCharacteristics>
<premis:fixity>
<premis:messageDigestAlgorithm>MD5</premis:messageDigestAlgorithm>
<premis:messageDigest>ee474ce9c514861e087289337af1e858</premis:messageDigest>
</premis:fixity>
<premis:size>261510</premis:size>
<premis:format>
<premis:formatDesignation>
<premis:formatName>text/plain</premis:formatName>
</premis:formatDesignation>
</premis:format>
</premis:objectCharacteristics>
<premis:originalName>tmmp.pdf.txt</premis:originalName>
</premis:object>
</premis:premis>
</xmlData>
</mdWrap>
</techMD>
</amdSec>
<fileSec>
<fileGrp USE="ORIGINAL">
<file ADMID="FO_10803_7792_11" CHECKSUM="e7d03a46c5b6d9b036633a7daecdf773" CHECKSUMTYPE="MD5" GROUPID="GROUP_BITSTREAM_10803_7792_11" ID="BITSTREAM_ORIGINAL_10803_7792_11" MIMETYPE="application/pdf" SEQ="11" SIZE="8377108">
- <FLocat LOCTYPE="URL" href="http://www.tdx.cat/bitstream/10803/7792/11/tmmp.pdf" type="simple" />
</file>
</fileGrp>
<fileGrp USE="TEXT">
<file ADMID="FT_10803_7792_10" CHECKSUM="ee474ce9c514861e087289337af1e858" CHECKSUMTYPE="MD5" GROUPID="GROUP_BITSTREAM_10803_7792_10" ID="BITSTREAM_TEXT_10803_7792_10" MIMETYPE="text/plain" SEQ="10" SIZE="261510">
- <FLocat LOCTYPE="URL" href="http://www.tdx.cat/bitstream/10803/7792/10/tmmp.pdf.txt" type="simple" />
</file>
</fileGrp>
</fileSec>
<structMap LABEL="DSpace Object" TYPE="LOGICAL">
<div ADMID="DMD_10803_7792" TYPE="DSpace Object Contents">
<div TYPE="DSpace BITSTREAM">
- <fptr FILEID="BITSTREAM_ORIGINAL_10803_7792_11" />
</div>
</div>
</structMap>
</mets>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
mods
<mods:mods schemaLocation="http://www.loc.gov/mods/v3 http://www.loc.gov/standards/mods/v3/mods-3-1.xsd">
<mods:name>
<mods:namePart>Martínez i Puentes, Montse</mods:namePart>
</mods:name>
<mods:extension>
<mods:dateAvailable encoding="iso8601">2011-04-12T17:36:43Z</mods:dateAvailable>
</mods:extension>
<mods:extension>
<mods:dateAccessioned encoding="iso8601">2006-03-03</mods:dateAccessioned>
</mods:extension>
<mods:originInfo>
<mods:dateIssued encoding="iso8601">2006-02-03</mods:dateIssued>
</mods:originInfo>
<mods:identifier type="isbn">8468977055</mods:identifier>
<mods:identifier type="uri">http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645</mods:identifier>
<mods:identifier type="uri">http://hdl.handle.net/10803/7792</mods:identifier>
<mods:abstract>El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta. <br/>Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent.<br/>En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre. <br/>Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema.<br/>Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi.</mods:abstract>
<mods:abstract>The activated sludge system is the most widely used technology for biological wastewater treatment in the world. Its successful performance relies on the correct operation of both the bioreactor and the secondary settler. When settleability deteriorates, the inefficient separation of biomass can affect the quality of the activated sludge effluent, implying on most occasions an impact on the receiving ecosystem. These kind of undesired situations, known as activated sludge solids separation problems, are one of the main causes of inefficiency in activated sludge systems. They include: filamentous bulking, non-filamentous bulking, biological foaming, dispersed growth, pin-point floc and rising sludge. The origin of solids separation problems is (except from rising sludge) an imbalance between the different microbiological communities responsible for the biomass settleability: the floc-forming bacteria and the filamentous bacteria. Due to this microbiological origin, their identification and control is a tough task for plant operators. <br/>Knowledge-Based Decision Support Systems (KBDSS) are a group of tools from the Artificial Intelligence domain characterized by their capability to represent heuristic knowledge and to work with large amounts of data. The main objective of the present thesis is to develop and validate a KBDSS specially designed to support plant operators to handle solids separation problems of microbiological origin occurring in activated sludge systems. In order to achieve this objective, the developed KBDSS must accomplish with the following characteristics: (1) the implementation of the system must be viable and realistic in order to ensure its proper operation; (2) the reasoning process followed by the system must be dynamic and evolutive in order to match the necessities of the domain and (3) the reasoning must be also intelligent,.<br/>First of all, in order to guarantee the feasibility of the system, a thorough study, at a local scale (Catalonia) has contributed to the determination of the most common parameters generally used to diagnose, monitor and control these problems as well as to the detection of the existing limitations that the suggested KBDSS should overcome. <br/>The results obtained from past applications of KBDSS has demonstrated that the main bottleneck in developing KBDSS is the structure of the knowledge base (KB), where all the knowledge acquired from the domain is represented, together with the necessary reasoning processes. In our approach, the additional complexity and the corresponding necessities imposed by the dynamic nature of the domain exacerbate the limitations in developing a feasible system. In this case, a previous conceptualisation phase was considered in which a conceptual design of the system was set up. The Domino Model was suggested as a tool to conceptually design the system. <br/>Finally, in order to efficiently fulfill its main tasks, the last main objective or characteristic that the KBDSS must accomplish is the use of intelligent reasoning. In our approach, an Expert system (based on expert knowledge) and a Case-Based Reasoning System (based on experiential knowledge) have been and integrated as the main intelligent tools to carry out the goals of the KBDSS. In chapter 5 the development of the dynamic ES is presented. In chapter 6, a new temporal approach for classical CBRS is depicted, the Episode-Based Reasoning System (EBRS). Next, in chapter 7 some details of the KBDSS implementation in the G2 environment are presented. After that, in chapter 8 the results obtained during the 11 months of validation are depicted, including the results regarding the accuracy, adequacy, usefulness and usability of the system, which have been validated both experimentally (before the implementation) and as a result of the system's implementation in the Girona WWTP. Finally, in chapter 9, the main conclusions derived from the present thesis are enumerated.</mods:abstract>
<mods:language>
<mods:languageTerm>eng</mods:languageTerm>
</mods:language>
<mods:accessCondition type="useAndReproduction">ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</mods:accessCondition>
<mods:accessCondition type="useAndReproduction">info:eu-repo/semantics/openAccess</mods:accessCondition>
<mods:subject>
<mods:topic>Problemas de separación de sólidos</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Problemes de separació de sòlids</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Solid separation problems</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Fangos activados</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Activated sludge</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Fangs activats</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sistemas de razonamiento basado en casos</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sistemes de raonament basat en casos</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Case-based reasoning system</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Bulking</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sistemes experts</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sistemas expertos</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Expert system</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Depuració d'aigües residuals</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sistema de apoyo a la decisión</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sistemes de suport a la decisió</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Decision support system</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Wastewater treatment</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Depuración de aguas residuales</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:titleInfo>
<mods:title>A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation</mods:title>
</mods:titleInfo>
<mods:genre>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</mods:genre>
<mods:genre>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</mods:genre>
</mods:mods>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
ore
<atom:entry schemaLocation="http://www.w3.org/2005/Atom http://www.kbcafe.com/rss/atom.xsd.xml">
<atom:id>http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645/ore.xml</atom:id>
- <atom:link href="http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645" rel="alternate" />
- <atom:link href="http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645/ore.xml" rel="http://www.openarchives.org/ore/terms/describes" />
- <atom:link href="http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645/ore.xml#atom" rel="self" type="application/atom+xml" />
<atom:published>2006-03-03</atom:published>
<atom:updated>2011-04-12T17:36:43Z</atom:updated>
<atom:source>
<atom:generator>TDX</atom:generator>
</atom:source>
<atom:title>A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation</atom:title>
<atom:author>
<atom:name>Martínez i Puentes, Montse</atom:name>
</atom:author>
- <atom:category label="Aggregation" scheme="http://www.openarchives.org/ore/terms/" term="http://www.openarchives.org/ore/terms/Aggregation" />
- <atom:category scheme="http://www.openarchives.org/ore/atom/modified" term="2011-04-12T17:36:43Z" />
- <atom:category label="DSpace Item" scheme="http://www.dspace.org/objectModel/" term="DSpaceItem" />
- <atom:link href="http://www.tdx.cat/bitstream/10803/7792/11/tmmp.pdf" length="8377108" rel="http://www.openarchives.org/ore/terms/aggregates" title="tmmp.pdf" type="application/pdf" />
<oreatom:triples>
<rdf:Description about="http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645/ore.xml#atom">
- <rdf:type resource="http://www.dspace.org/objectModel/DSpaceItem" />
<dcterms:modified>2011-04-12T17:36:43Z</dcterms:modified>
</rdf:Description>
<rdf:Description about="http://www.tdx.cat/bitstream/10803/7792/12/tmmp.pdf.xml">
- <rdf:type resource="http://www.dspace.org/objectModel/DSpaceBitstream" />
<dcterms:description>MEDIA_DOCUMENT</dcterms:description>
</rdf:Description>
<rdf:Description about="http://www.tdx.cat/bitstream/10803/7792/11/tmmp.pdf">
- <rdf:type resource="http://www.dspace.org/objectModel/DSpaceBitstream" />
<dcterms:description>ORIGINAL</dcterms:description>
</rdf:Description>
<rdf:Description about="http://www.tdx.cat/bitstream/10803/7792/10/tmmp.pdf.txt">
- <rdf:type resource="http://www.dspace.org/objectModel/DSpaceBitstream" />
<dcterms:description>TEXT</dcterms:description>
</rdf:Description>
</oreatom:triples>
</atom:entry>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
qdc
<qdc:qualifieddc schemaLocation="http://purl.org/dc/elements/1.1/ http://dublincore.org/schemas/xmls/qdc/2006/01/06/dc.xsd http://purl.org/dc/terms/ http://dublincore.org/schemas/xmls/qdc/2006/01/06/dcterms.xsd http://dspace.org/qualifieddc/ http://www.ukoln.ac.uk/metadata/dcmi/xmlschema/qualifieddc.xsd">
<dc:title>A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation</dc:title>
<dc:creator>Martínez i Puentes, Montse</dc:creator>
<dc:contributor>monmartinez@gmail.com</dc:contributor>
<dc:contributor>true</dc:contributor>
<dc:contributor>Rodríguez-Roda Layret, Ignasi</dc:contributor>
<dc:contributor>Comas Matas, Joaquim</dc:contributor>
<dc:subject>Problemas de separación de sólidos</dc:subject>
<dc:subject>Problemes de separació de sòlids</dc:subject>
<dc:subject>Solid separation problems</dc:subject>
<dc:subject>Fangos activados</dc:subject>
<dc:subject>Activated sludge</dc:subject>
<dc:subject>Fangs activats</dc:subject>
<dc:subject>Sistemas de razonamiento basado en casos</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes de raonament basat en casos</dc:subject>
<dc:subject>Case-based reasoning system</dc:subject>
<dc:subject>Bulking</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes experts</dc:subject>
<dc:subject>Sistemas expertos</dc:subject>
<dc:subject>Expert system</dc:subject>
<dc:subject>Depuració d'aigües residuals</dc:subject>
<dc:subject>Sistema de apoyo a la decisión</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes de suport a la decisió</dc:subject>
<dc:subject>Decision support system</dc:subject>
<dc:subject>Wastewater treatment</dc:subject>
<dc:subject>Depuración de aguas residuales</dc:subject>
<dcterms:abstract>El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta. <br/>Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent.<br/>En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre. <br/>Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema.<br/>Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi.</dcterms:abstract>
<dcterms:abstract>The activated sludge system is the most widely used technology for biological wastewater treatment in the world. Its successful performance relies on the correct operation of both the bioreactor and the secondary settler. When settleability deteriorates, the inefficient separation of biomass can affect the quality of the activated sludge effluent, implying on most occasions an impact on the receiving ecosystem. These kind of undesired situations, known as activated sludge solids separation problems, are one of the main causes of inefficiency in activated sludge systems. They include: filamentous bulking, non-filamentous bulking, biological foaming, dispersed growth, pin-point floc and rising sludge. The origin of solids separation problems is (except from rising sludge) an imbalance between the different microbiological communities responsible for the biomass settleability: the floc-forming bacteria and the filamentous bacteria. Due to this microbiological origin, their identification and control is a tough task for plant operators. <br/>Knowledge-Based Decision Support Systems (KBDSS) are a group of tools from the Artificial Intelligence domain characterized by their capability to represent heuristic knowledge and to work with large amounts of data. The main objective of the present thesis is to develop and validate a KBDSS specially designed to support plant operators to handle solids separation problems of microbiological origin occurring in activated sludge systems. In order to achieve this objective, the developed KBDSS must accomplish with the following characteristics: (1) the implementation of the system must be viable and realistic in order to ensure its proper operation; (2) the reasoning process followed by the system must be dynamic and evolutive in order to match the necessities of the domain and (3) the reasoning must be also intelligent,.<br/>First of all, in order to guarantee the feasibility of the system, a thorough study, at a local scale (Catalonia) has contributed to the determination of the most common parameters generally used to diagnose, monitor and control these problems as well as to the detection of the existing limitations that the suggested KBDSS should overcome. <br/>The results obtained from past applications of KBDSS has demonstrated that the main bottleneck in developing KBDSS is the structure of the knowledge base (KB), where all the knowledge acquired from the domain is represented, together with the necessary reasoning processes. In our approach, the additional complexity and the corresponding necessities imposed by the dynamic nature of the domain exacerbate the limitations in developing a feasible system. In this case, a previous conceptualisation phase was considered in which a conceptual design of the system was set up. The Domino Model was suggested as a tool to conceptually design the system. <br/>Finally, in order to efficiently fulfill its main tasks, the last main objective or characteristic that the KBDSS must accomplish is the use of intelligent reasoning. In our approach, an Expert system (based on expert knowledge) and a Case-Based Reasoning System (based on experiential knowledge) have been and integrated as the main intelligent tools to carry out the goals of the KBDSS. In chapter 5 the development of the dynamic ES is presented. In chapter 6, a new temporal approach for classical CBRS is depicted, the Episode-Based Reasoning System (EBRS). Next, in chapter 7 some details of the KBDSS implementation in the G2 environment are presented. After that, in chapter 8 the results obtained during the 11 months of validation are depicted, including the results regarding the accuracy, adequacy, usefulness and usability of the system, which have been validated both experimentally (before the implementation) and as a result of the system's implementation in the Girona WWTP. Finally, in chapter 9, the main conclusions derived from the present thesis are enumerated.</dcterms:abstract>
<dcterms:dateAccepted>2006-03-03</dcterms:dateAccepted>
<dcterms:available>2006-03-03</dcterms:available>
<dcterms:created>2006-03-03</dcterms:created>
<dcterms:issued>2006-02-03</dcterms:issued>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</dc:type>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</dc:type>
<dc:identifier>8468977055</dc:identifier>
<dc:identifier>http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645</dc:identifier>
<dc:identifier>http://hdl.handle.net/10803/7792</dc:identifier>
<dc:language>eng</dc:language>
<dc:rights>ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</dc:rights>
<dc:rights>info:eu-repo/semantics/openAccess</dc:rights>
<dc:publisher>Universitat de Girona</dc:publisher>
<dc:source>TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</dc:source>
</qdc:qualifieddc>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
rdf
<rdf:RDF schemaLocation="http://www.openarchives.org/OAI/2.0/rdf/ http://www.openarchives.org/OAI/2.0/rdf.xsd">
<ow:Publication about="oai:www.tdx.cat:10803/7792">
<dc:title>A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation</dc:title>
<dc:creator>Martínez i Puentes, Montse</dc:creator>
<dc:contributor>monmartinez@gmail.com</dc:contributor>
<dc:contributor>true</dc:contributor>
<dc:contributor>Rodríguez-Roda Layret, Ignasi</dc:contributor>
<dc:contributor>Comas Matas, Joaquim</dc:contributor>
<dc:subject>Problemas de separación de sólidos</dc:subject>
<dc:subject>Problemes de separació de sòlids</dc:subject>
<dc:subject>Solid separation problems</dc:subject>
<dc:subject>Fangos activados</dc:subject>
<dc:subject>Activated sludge</dc:subject>
<dc:subject>Fangs activats</dc:subject>
<dc:subject>Sistemas de razonamiento basado en casos</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes de raonament basat en casos</dc:subject>
<dc:subject>Case-based reasoning system</dc:subject>
<dc:subject>Bulking</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes experts</dc:subject>
<dc:subject>Sistemas expertos</dc:subject>
<dc:subject>Expert system</dc:subject>
<dc:subject>Depuració d'aigües residuals</dc:subject>
<dc:subject>Sistema de apoyo a la decisión</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes de suport a la decisió</dc:subject>
<dc:subject>Decision support system</dc:subject>
<dc:subject>Wastewater treatment</dc:subject>
<dc:subject>Depuración de aguas residuales</dc:subject>
<dc:description>El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta. <br/>Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent.<br/>En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre. <br/>Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema.<br/>Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi.</dc:description>
<dc:description>The activated sludge system is the most widely used technology for biological wastewater treatment in the world. Its successful performance relies on the correct operation of both the bioreactor and the secondary settler. When settleability deteriorates, the inefficient separation of biomass can affect the quality of the activated sludge effluent, implying on most occasions an impact on the receiving ecosystem. These kind of undesired situations, known as activated sludge solids separation problems, are one of the main causes of inefficiency in activated sludge systems. They include: filamentous bulking, non-filamentous bulking, biological foaming, dispersed growth, pin-point floc and rising sludge. The origin of solids separation problems is (except from rising sludge) an imbalance between the different microbiological communities responsible for the biomass settleability: the floc-forming bacteria and the filamentous bacteria. Due to this microbiological origin, their identification and control is a tough task for plant operators. <br/>Knowledge-Based Decision Support Systems (KBDSS) are a group of tools from the Artificial Intelligence domain characterized by their capability to represent heuristic knowledge and to work with large amounts of data. The main objective of the present thesis is to develop and validate a KBDSS specially designed to support plant operators to handle solids separation problems of microbiological origin occurring in activated sludge systems. In order to achieve this objective, the developed KBDSS must accomplish with the following characteristics: (1) the implementation of the system must be viable and realistic in order to ensure its proper operation; (2) the reasoning process followed by the system must be dynamic and evolutive in order to match the necessities of the domain and (3) the reasoning must be also intelligent,.<br/>First of all, in order to guarantee the feasibility of the system, a thorough study, at a local scale (Catalonia) has contributed to the determination of the most common parameters generally used to diagnose, monitor and control these problems as well as to the detection of the existing limitations that the suggested KBDSS should overcome. <br/>The results obtained from past applications of KBDSS has demonstrated that the main bottleneck in developing KBDSS is the structure of the knowledge base (KB), where all the knowledge acquired from the domain is represented, together with the necessary reasoning processes. In our approach, the additional complexity and the corresponding necessities imposed by the dynamic nature of the domain exacerbate the limitations in developing a feasible system. In this case, a previous conceptualisation phase was considered in which a conceptual design of the system was set up. The Domino Model was suggested as a tool to conceptually design the system. <br/>Finally, in order to efficiently fulfill its main tasks, the last main objective or characteristic that the KBDSS must accomplish is the use of intelligent reasoning. In our approach, an Expert system (based on expert knowledge) and a Case-Based Reasoning System (based on experiential knowledge) have been and integrated as the main intelligent tools to carry out the goals of the KBDSS. In chapter 5 the development of the dynamic ES is presented. In chapter 6, a new temporal approach for classical CBRS is depicted, the Episode-Based Reasoning System (EBRS). Next, in chapter 7 some details of the KBDSS implementation in the G2 environment are presented. After that, in chapter 8 the results obtained during the 11 months of validation are depicted, including the results regarding the accuracy, adequacy, usefulness and usability of the system, which have been validated both experimentally (before the implementation) and as a result of the system's implementation in the Girona WWTP. Finally, in chapter 9, the main conclusions derived from the present thesis are enumerated.</dc:description>
<dc:date>2011-04-12T17:36:43Z</dc:date>
<dc:date>2006-03-03</dc:date>
<dc:date>2006-02-03</dc:date>
<dc:date>2006-03-03</dc:date>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</dc:type>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</dc:type>
<dc:identifier>8468977055</dc:identifier>
<dc:identifier>http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645</dc:identifier>
<dc:identifier>http://hdl.handle.net/10803/7792</dc:identifier>
<dc:language>eng</dc:language>
<dc:rights>ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</dc:rights>
<dc:rights>info:eu-repo/semantics/openAccess</dc:rights>
<dc:publisher>Universitat de Girona</dc:publisher>
<dc:source>TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</dc:source>
</ow:Publication>
</rdf:RDF>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
uketd_dc
<uketd_dc:uketddc schemaLocation="http://naca.central.cranfield.ac.uk/ethos-oai/2.0/ http://naca.central.cranfield.ac.uk/ethos-oai/2.0/uketd_dc.xsd">
<dc:title>A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation</dc:title>
<dc:creator>Martínez i Puentes, Montse</dc:creator>
<dcterms:abstract>El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta. <br/>Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent.<br/>En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre. <br/>Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema.<br/>Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi.</dcterms:abstract>
<dcterms:abstract>The activated sludge system is the most widely used technology for biological wastewater treatment in the world. Its successful performance relies on the correct operation of both the bioreactor and the secondary settler. When settleability deteriorates, the inefficient separation of biomass can affect the quality of the activated sludge effluent, implying on most occasions an impact on the receiving ecosystem. These kind of undesired situations, known as activated sludge solids separation problems, are one of the main causes of inefficiency in activated sludge systems. They include: filamentous bulking, non-filamentous bulking, biological foaming, dispersed growth, pin-point floc and rising sludge. The origin of solids separation problems is (except from rising sludge) an imbalance between the different microbiological communities responsible for the biomass settleability: the floc-forming bacteria and the filamentous bacteria. Due to this microbiological origin, their identification and control is a tough task for plant operators. <br/>Knowledge-Based Decision Support Systems (KBDSS) are a group of tools from the Artificial Intelligence domain characterized by their capability to represent heuristic knowledge and to work with large amounts of data. The main objective of the present thesis is to develop and validate a KBDSS specially designed to support plant operators to handle solids separation problems of microbiological origin occurring in activated sludge systems. In order to achieve this objective, the developed KBDSS must accomplish with the following characteristics: (1) the implementation of the system must be viable and realistic in order to ensure its proper operation; (2) the reasoning process followed by the system must be dynamic and evolutive in order to match the necessities of the domain and (3) the reasoning must be also intelligent,.<br/>First of all, in order to guarantee the feasibility of the system, a thorough study, at a local scale (Catalonia) has contributed to the determination of the most common parameters generally used to diagnose, monitor and control these problems as well as to the detection of the existing limitations that the suggested KBDSS should overcome. <br/>The results obtained from past applications of KBDSS has demonstrated that the main bottleneck in developing KBDSS is the structure of the knowledge base (KB), where all the knowledge acquired from the domain is represented, together with the necessary reasoning processes. In our approach, the additional complexity and the corresponding necessities imposed by the dynamic nature of the domain exacerbate the limitations in developing a feasible system. In this case, a previous conceptualisation phase was considered in which a conceptual design of the system was set up. The Domino Model was suggested as a tool to conceptually design the system. <br/>Finally, in order to efficiently fulfill its main tasks, the last main objective or characteristic that the KBDSS must accomplish is the use of intelligent reasoning. In our approach, an Expert system (based on expert knowledge) and a Case-Based Reasoning System (based on experiential knowledge) have been and integrated as the main intelligent tools to carry out the goals of the KBDSS. In chapter 5 the development of the dynamic ES is presented. In chapter 6, a new temporal approach for classical CBRS is depicted, the Episode-Based Reasoning System (EBRS). Next, in chapter 7 some details of the KBDSS implementation in the G2 environment are presented. After that, in chapter 8 the results obtained during the 11 months of validation are depicted, including the results regarding the accuracy, adequacy, usefulness and usability of the system, which have been validated both experimentally (before the implementation) and as a result of the system's implementation in the Girona WWTP. Finally, in chapter 9, the main conclusions derived from the present thesis are enumerated.</dcterms:abstract>
<uketdterms:institution>Universitat de Girona</uketdterms:institution>
<dcterms:issued>2006-02-03</dcterms:issued>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</dc:type>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</dc:type>
<dc:language type="dcterms:ISO639-2">eng</dc:language>
<dcterms:isReferencedBy>http://www.tdx.cat/TDX-0303106-115645</dcterms:isReferencedBy>
<dcterms:isReferencedBy>http://hdl.handle.net/10803/7792</dcterms:isReferencedBy>
<dc:identifier type="dcterms:URI">http://www.tdx.cat/bitstream/10803/7792/11/tmmp.pdf</dc:identifier>
<uketdterms:checksum type="uketdterms:MD5">e7d03a46c5b6d9b036633a7daecdf773</uketdterms:checksum>
<dcterms:hasFormat>http://www.tdx.cat/bitstream/10803/7792/10/tmmp.pdf.txt</dcterms:hasFormat>
<uketdterms:checksum type="uketdterms:MD5">ee474ce9c514861e087289337af1e858</uketdterms:checksum>
<dc:subject>Problemas de separación de sólidos</dc:subject>
<dc:subject>Problemes de separació de sòlids</dc:subject>
<dc:subject>Solid separation problems</dc:subject>
<dc:subject>Fangos activados</dc:subject>
<dc:subject>Activated sludge</dc:subject>
<dc:subject>Fangs activats</dc:subject>
<dc:subject>Sistemas de razonamiento basado en casos</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes de raonament basat en casos</dc:subject>
<dc:subject>Case-based reasoning system</dc:subject>
<dc:subject>Bulking</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes experts</dc:subject>
<dc:subject>Sistemas expertos</dc:subject>
<dc:subject>Expert system</dc:subject>
<dc:subject>Depuració d'aigües residuals</dc:subject>
<dc:subject>Sistema de apoyo a la decisión</dc:subject>
<dc:subject>Sistemes de suport a la decisió</dc:subject>
<dc:subject>Decision support system</dc:subject>
<dc:subject>Wastewater treatment</dc:subject>
<dc:subject>Depuración de aguas residuales</dc:subject>
<dc:identifier>8468977055</dc:identifier>
</uketd_dc:uketddc>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
xoai
Se ha omitido la presentación del registro por ser demasiado largo. Si lo desea, puede descargárselo en el enlace anterior.