01 / RESEARCH QUESTION
研究问题
在去除水中四环素的同时，如何兼顾膜的产水能力？这项研究把截留率和水通量作为两个目标，用文献数据建立预测模型，再筛选运行参数。
建立四环素去除与水通量的联合预测及参数优化方法，支持正渗透水处理条件筛选。
02 / METHODS
研究思路与图1
图1a 分离对象
原料液中的水透过正渗透膜，四环素主要留在原料侧。活性层与支撑层共同影响截留和产水。
图1b 数据与模型
汇集膜性质和运行条件，处理缺失值并增强训练数据，分别预测四环素截留率与水通量。
图1c 解释与筛选
用预测结果和SHAP分析识别关键因素，为后续运行参数优化提供依据。
数据。汇集92条文献实验记录，包含9个输入变量，以四环素截留率和水通量为预测目标；采用数据插补、训练集增强及交叉验证建立模型。
03 / FINDINGS
核心结果
CatBoost测试集截留率和通量R²分别为0.91077和0.91344。PSO采用70:30加权目标，筛选得到预测截留率99.45%、水通量48.12 LMH的候选参数组合。
04 / GLOSSARY
术语说明
- PSO
- Particle Swarm Optimization｜粒子群优化：通过一组候选解协同搜索参数。
- SHAP
- SHapley Additive exPlanations｜夏普利加性解释：量化特征对模型预测的贡献。
- R²
- 决定系数：衡量模型对目标变量变化的解释程度。
- LMH
- L·m⁻²·h⁻¹｜每平方米膜面积每小时通过的液体升数，是体积通量单位。
- TC
- Tetracycline｜四环素。
- ICE
- Individual Conditional Expectation｜个体条件期望：展示单个样本的模型响应。
- RF
- Random Forest｜随机森林。
- CatBoost
- Categorical Boosting｜一种梯度提升决策树算法。
- ζ电位
- 读作“泽塔电位”（zeta potential）：表征界面电动学性质。
- S
- 膜结构参数：综合支撑层厚度、曲折度和孔隙率，常写作S=tτ/ε。
05 / REFERENCE
论文来源
Shengnan Hao 等
Interpretable modeling and multi-objective optimization of tetracycline micropollutant removal in forward osmosis membrane systems for advanced water treatment
Environmental Technology & Innovation 43 (2026) 105165
DOI: 10.1016/j.eti.2026.105165 ↗图表来源：上述论文原图。研究解读据科研成果汇报材料整理；模型候选设计与实验验证结果按原文区分。