响应曲面法优化高铁酸钾预氧化强化混凝效果

以高铁酸钾和聚合氯化铝为预氧化剂和混凝剂,采用响应曲面法考察高铁酸钾投加量和水体pH的交互作用对浊度和UV_(254)去除率的影响规律,并通过建立二次响应模型优化工艺参数。结果表明,两者的交互作用对混凝效果有较大的影响,高铁酸钾的预氧化作用有助于强化PAC混凝沉淀工艺对浊度和UV_(254)的去除效果,当水体在偏酸性或中性条件下,PAC和高铁酸钾联用强化混凝效果较优;对浊度和UV_(254)去除的二次多项式模型解逆矩阵得到优化的混凝参数为:高铁酸钾投加量为2.13 mg/L和水体pH为6.52,在优化条件下模型预测的浊度和UV_(254)去除率分别可达到91.9%和63.0%,实验验证得到92.5%和63.8%的浊度及UV_(254)去除率,与预测结果接近。证明利用响应曲面法能比较准确的预测混凝效果,可指导实际混凝过程、优化混凝参数。     

响应面法优化Fenton工艺处理反渗透浓缩液

采用Fenton工艺处理垃圾渗滤液处理过程中产生的反渗透浓缩液,应用BBD实验设计建立数学模型,以COD去除率、UV_(254)去除率和色度去除率为考察指标进行响应面分析,研究各因素及因素间的交互作用对响应值的影响。结果表明,根据COD最大去除率预测模型优化的组合条件为:初始pH值为5.08、H_2O_2投加量为19.53 mmol/L、[Fe~(2+)]/[H_2O_2]为0.59,COD去除率为48.34%,UV_(254)去除率为51.48%,色度去除率为76.99%。最终通过模型验证,说明采用响应面法优化Fenton处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液是可行的。     

响应面法优化Fenton工艺处理反渗透浓缩液

采用Fenton工艺处理垃圾渗滤液处理过程中产生的反渗透浓缩液,应用BBD实验设计建立数学模型,以COD去除率、UV_(254)去除率和色度去除率为考察指标进行响应面分析,研究各因素及因素间的交互作用对响应值的影响。结果表明,根据COD最大去除率预测模型优化的组合条件为:初始pH值为5.08、H_2O_2投加量为19.53 mmol/L、[Fe⁽²⁺⁾]/[H_2O_2]为0.59,COD去除率为48.34%,UV_(254)去除率为51.48%,色度去除率为76.99%。最终通过模型验证,说明采用响应面法优化Fenton处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液是可行的。     

PSAF-PD絮凝剂的研制及在造纸废水中的应用

在单因素法考察絮凝剂稳定性和絮凝性能的基础上,采用响应曲面法建立Box-Behnken Design(BBD)数学模型,优化聚硅酸铝铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵(PSAF-PD)絮凝剂制备条件。结果表明,对响应值的影响顺序为:铝铁摩尔比[n(Al)/n(Fe)]PD质量分数[ω(PD)]反应温度(T),最佳制备条件为n(Al)/n(Fe)=2.33,ω(PD)=0.44%,T=41.12℃。PSAF-PD投加量为0.04 m L/m L时,模拟液浊度、色度、木质素磺酸钠的去除率分别为96.89%、97.70%、89.02%。造纸废水絮凝实验表明,PSAF-PD投加量为0.8 m L/m L,其化学需氧量(COD)、色度、浊度、UV_(254)的去除率分别为78.88%、92.06%、96.07%、79.12%。PSAF-PD比某商品PSAF的投加量少,反应速率快,絮体紧凑,处理效果好。     

水力空化深度处理焦化废水的实验研究

采用单因素方法研究了环境因素对撞击流-水力空化深度处理焦化废水的影响,通过响应面法优选出最佳反应环境条件,以期为撞击流-水力空化在焦化废水深度处理中的应用提供依据。结果表明,水力空化能有效处理焦化废水,3个因素对UV254去除率影响的大小顺序为:初始pH温度循环时间。其中初始pH和温度的交互作用对UV254去除率影响最为显著。优化得到最佳工艺条件:pH=2.12,温度为52℃,循环时间为48.15 min,在此条件下,焦化废水的UV_(254)、Vis_(380)、COD去除率能达到47.465%、67.53%、23.63%。     

絮凝-超滤去除城市污水中有机物的实验研究

分别以聚合氯化铝(PAC)、三氯化铁(FeCl_3)为絮凝剂,采用絮凝-超滤工艺处理城市污水厂二级出水,考察了絮凝-超滤联合工艺对污水中有机物的去除效果,分析了有机物的三维荧光特征,并探讨了絮体的分形维数及对超滤膜通量的影响。实验结果表明,絮凝预处理强化了超滤对污水中有机物的去除率,FeCl_3+UF对UV_(254)和DOC的去除率分别可达62.1%、79.6%,PAC+UF对UV_(254)和DOC的去除率分别可达68.6%、85.4%。PAC形成的絮体分形维数比FeCl_3要小,形成的絮体更加疏松,更有利于延缓膜通量的下降速度。     

响应面法优化混凝处理高浊度黄河水

夏季西北地区暴雨过后附近高浊度山洪水流入黄河,导致黄河水受到轻微污染呈现微污染水质特性。为了进一步提高水中有机物、氨氮、浊度、UV_(254)的去除率,采用响应面软件中的Box-Behnken中心组合设计方法,考察了混凝剂投加量、搅拌时间、pH等各因素交互作用对混凝沉淀法去除水中浊度、高锰酸盐指数、氨氮、UV_(254)污染物的影响。研究建立了相关的二次多项式数学模型,以浊度、高锰酸盐指数、氨氮及UV_(254)去除率作为响应值,确定出最佳的混凝沉降反应参数。     

响应曲面法优化微絮凝-微滤工艺

为提高微滤膜的水通量和延长使用寿命,研究了絮凝条件对微絮凝-微滤工艺的影响。采用单因素法确定絮凝剂投加量范围,并借助响应曲面法建立了以水通量、跨膜压差变化率为响应值的二次回归模型,通过求解确定了微絮凝-微滤工艺的最佳絮凝条件:慢速搅拌速率为26r·min-1,慢速搅拌时间为6.09min,絮凝剂投加量为0.11mg·L-1。验证实验值与模型预测值相吻合。     

化学沉淀结合Fenton法处理焦化废水中氰化物

采用化学沉淀结合Fenton法处理焦化废水中的氰化物,采用合理的实验设计方案,在应用响应曲面法讨论Fe SO4的投加量、H2O2的投加量以及溶液初始p H值对总氰去除率影响的基础上,优化了总氰去除工艺条件。实验结果表明,Fe SO4投加量、溶液初始p H值对总氰去除率影响极为显著;回归分析和验证实验表明应用响应曲面法优化实验是合理可行;在H2O2投加量为175μL/L、Fe SO4投加量为265mg/L、p H值为5.10,总氰去除率为97.35%,此时溶液中残留的总氰浓度为0.272mg/L,可以实现达标排放。     

应急净水设备处理有机污染原水效能与分析

针对水源存在有机污染问题,开发了一套应急供水设备。研究了"电絮凝-气浮分离、超滤膜、活性炭吸附和氯消毒"集成工艺对原水浊度、COD_(Mn)、氨氮、铁等常规水质指标的去除效果。结果表明,该集成工艺对原水中的有机物具有良好的去除效果,浊度、COD_(Mn)和UV_(254)的去除率分别为99.1%、67.5%、66.2%。其中,电絮凝-气浮分离工艺对COD_(Mn)和UV_(254)的去除起主要作用,对铁也有68.5%的去除率。设备供水水质符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006),供水水量为53.4m~3/d,能满足突发应急状况下10 000人/d的饮用水需求,为解决突发状况下饮用水的应急供应提供了方法。     

响应曲面法优化介质阻挡放电工艺处理苯胺废水

为了优化介质阻挡放电（DBD）处理苯胺废水，选择反应放电功率、初始溶液pH值和电导率为自变量，以苯胺去除率为响应值，采用响应曲面法Box-Behnken设计原理对DBD处理苯胺废水的试验方法进行分析。苯胺降解优化条件如下：放电功率为300 W，初始溶液pH值为7.47，电导率为100 μS/cm，该优化条件下苯胺去除率达到69.29%。     

Na_2S-重金属捕集剂(DTC)协同处理酸性含铬废水

研究了硫化钠和重金属捕集剂(DTC)联合对酸性含铬废水中铬的去除效果,选定了最佳操作参数,并在此基础上利用响应曲面法,以总铬去除率为响应指标,对处理工艺参数进行优化。结果表明,在第1阶段,初始pH为2.5,硫化钠质量浓度为2.18 g/L,反应75 min;第2阶段,初始pH为3.0,捕集剂体积分数为0.004 m L/L,反应75 min时,Cr(Ⅵ)和总铬去除率分别达到100%和93.19%;通过优化实验拟合的二次回归模型可以较真实地反映条件参数对总铬去除率的影响。     

基于响应面的电絮凝除As(Ⅲ)研究

PB法和Central Composite Design(CCD)法对电絮凝除As(Ⅲ)的影响因素进行筛选优化,建立以As(Ⅲ)去除率为目标响应值的模型,研究各因素影响,确定优化反应条件。结果表明,电絮凝除As(Ⅲ)影响显著的因素是:反应时间、电流、溶液初始pH及初始As(Ⅲ)含量;优化反应条件:反应时间9.91 min、电流0.31 A、溶液初始pH为6.94、初始As(Ⅲ)的质量浓度19.89 mg/L,在此条件下,As(Ⅲ)的实测去除率达98.8%,出水As(Ⅲ)的质量浓度为0.24 mg/L,达到GB 8978-1996排放要求。     

RSM优化SCWO处理高浓度氨氮化肥废水的研究

针对化肥废水难生物降解的特性,采用超临界水氧化(SCWO)法对其进行处理。通过响应面法(RSM)对影响处理效果的各因素进行了研究,建立了NH_3-N去除率的二次回归模型,优化了处理条件。结果表明,各因素对NH_3-N去除率影响的显著性依次为温度过氧比压力反应时间。在优化条件下,NH_3-N去除率预测值为97.11%。对比实测值与模型预测值,二者偏差介于-3.88%～2.14%,采用该模型预测值代替实验值进行分析具有较高的可信度。     

基于响应面法优化电絮凝处理含砷冶炼废水的研究

利用电絮凝法处理含砷铜冶炼废水,采用单因素实验及响应面法对影响因素进行了研究,优化了处理条件,并运用XPS技术测定了固体中As、Fe的存在形式,探讨了作用机理。结果表明,响应曲面模型对电絮凝除砷行为拟合较好;在拟合的最佳条件下处理此冶炼废水,砷的去除率可达99%以上。XPS分析结果表明,固体中的Fe主要以Fe3+形式存在;部分As3+发生了氧化反应,生成了As5+。     

响应曲面法优化硝酸分解磷矿工艺

采用响应曲面法优化硝酸法生产磷酸工艺，探讨硝酸浓度、液固质量比、反应温度对磷矿分解率的影响，对优化实验结果进行多项回归拟合分析，建立反映硝酸浓度、液固质量比、反应温度及三者之间交互作用对磷矿分解率影响的二次多项回归模型。结果表明，优化后的最佳工艺条件为反应时间1.5 h、硝酸w(HNO3)45%、液固质量比14、反应温度65℃，此条件下磷矿分解率的模型预测值与验证实验平均值的偏差很小，说明模型预测与优化的可信度高。     

磷矿酸浸脱镁提磷过程的响应曲面分析

采用响应曲面法中Central composite模式对磷矿盐酸酸浸脱镁提磷过程进行分析研究,建立响应曲面方程,探讨主要因素的影响效应及其交互作用。分析结果表明:液固质量比、盐酸量以及反应温度对磷矿酸浸脱镁提磷效果都有显著影响,显著性排序为盐酸量反应温度液固质量比。通过模型拟合出磷矿酸浸脱镁提磷最优条件:液固质量比为3,盐酸量为34.237 mL,反应温度为70℃。在此条件下,MgO去除率/P_2O_5损失率预测值为10.12,实验值为9.98,相对误差为1.4%,证实了响应曲面法优化磷矿酸浸脱镁提磷效果的精确性与科学性。     

预氧化强化微涡流絮凝处理微污染水的优化

针对常规混凝工艺处理微污染水时存在的药剂成本高、出水水质不稳定等问题，对比研究了高锰酸钾、二氧化氯和过氧化氢强化混凝处理微污染水的效果，并采用响应面法(RSM)建立了浊度、UV₂₅₄及COD_Mn去除率与流量、混凝剂投加量及预氧化剂投加量间的二次回归模型，研究了各因素间的交互作用对预氧化-微涡流絮凝工艺处理微污染水的影响。结果表明：高锰酸钾在降低颗粒排斥力和去除有机污染物方面优于二氧化氯和过氧化氢；结合Design-Expert软件预测值与验证实验得到最佳工艺参数如下：流量为6.5 m³/h(絮凝时间为15.7 min)、PAC投加量为20.8 mg/L、KMnO₄投加量为1.0 mg/L，此条件下浊度、UV₂₅₄、COD_Mn去除率分别为90.69%、69.26%、67.99%。优化后的工艺可为实际应用提供一定参考。     

磁性树脂去除垃圾渗滤液生化出水中的COD和UV_(254)

垃圾渗滤液生化出水COD_(Cr)为924.2 mg/L,MIEX~树脂对垃圾渗滤液生化出水最优投加量为1.725 g∶50.0 m L,COD去除率为56.51%,UV_(254)去除率77.44%。pH为8.72时,MIEX~树脂对垃圾渗滤液生化出水COD和UV_(254)的去除率最高。随着电解质的加入,MIEX~树脂对垃圾渗滤液生化出水中COD和UV_(254)的去除率降低。升高温度有利于MIEX~树脂对垃圾渗滤液生化出水中COD和UV_(254)的去除。MIEX~树脂可用2 mol/L Na OH溶液再生。机理研究表明:MIEX~树脂可通过阴离子交换和疏水作用去除垃圾渗滤液生化出水中的COD和UV_(254)。     

混凝沉淀法和Fenton氧化法组合工艺深度处理煤气化废水的实验研究

采用混凝沉淀和Fenton试剂氧化组合工艺,对煤气化废水进行了深度处理实验研究,经实验得出的最优反应条件为:混凝实验最佳pH值为6.50,投加的聚合硫酸铁质量浓度为300 mg/L,混凝处理后,再调节pH值为3.03,投加过氧化氢和硫酸亚铁质量浓度分别为500 mg/L和511 mg/L,反应75 min,达到最佳的处理效果。经组合工艺处理后,COD_(Cr)、色度和UV_(254)的总去除率分别为87.4%、98.5%和95.0%,废水主要指标可以达到GB8978—1996《污水综合排放标准》一级排放标准。