BDD电极电解印染RO浓水的响应面优化研究

结合杭州市萧山区某印染厂现有工艺，采用BDD电极深度处理印染RO浓水，并采用Box-Behnken响应面法分别探讨了电流密度、pH和电极间距对COD去除率的影响规律。结果表明，各因素显著性顺序为：电流密度（B）>pH(A)>极板间距（C）；同时各因素交互作用显著。建立了以COD去除率作为响应值的二次回归模型，在最佳反应条件pH=6.53，电流密度为20.68 mA/cm2，电极间距为2.09 cm的条件下，预测COD去除率为96.0934%，与实验值（97.16%）偏差仅为0.006%，表明该模型对电解处理印染废水工艺优化具有一定的可行性，同时为印染RO浓水的深度处理提供参考。     

氧化絮凝-三维电极法处理页岩气返排液

采用以二氧化钛为粒子电极,铝板为阳极,钛板为阴极形成的三维电化学体系对经氧化絮凝预处理的页岩气返排液进行深度处理。通过单因素实验得到最佳频率、占空比及二氧化钛投加量。依据响应面分析结果预测的最佳工艺条件:pH=7.33,电流为58.01 m A,处理时间为39.44 min。在最佳工艺条件下,模型预测COD去除率为92.3%,与实际值误差为1.4%。采用氧化絮凝-三维电极法处理页岩气返排液,出水可达到排放标准要求。     

铁掺杂生物质衍生碳电催化深度处理精制棉废水的研究

以豆渣为原料制备铁基粒子电极(Fe_2O_3/C),并将其用于三维电化学系统深度处理精制棉废水。基于响应面优化法(RSM)的中心复合设计(CCD)模型实验,考察反应时间、电流和极板间距对氯离子及COD去除的影响。通过模拟和方差分析得到显著水平的二次响应曲面模型。由响应曲面分析氯离子及COD去除的最佳处理条件为:反应时间为173. 8 min、电流为0. 58 A和极板间距为4. 0 cm,此时氯离子及COD实际去除率分别为71. 87%、75. 23%,与模型预测值(74. 72%、79. 34%)接近。     

板式活性炭纤维电极电吸附除盐实验研究

自行制作板式活性炭纤维电极电吸附除盐装置,通过单因素实验分析方法,研究了电极板间距、电压、进水流速和进水浓度对未改性的活性炭纤维电极电吸附除盐的影响效果。结果表明,最佳电压2.0 V,电极板间距1 mm,进水流量10 mL/min,进水电导率1 000μS/cm条件下,电导率去除率最高,在40%以上,显示了活性炭纤维电极在电吸附除盐方面较好的应用前景。     

曲面响应法优化电化学氧化工艺深度处理垃圾渗滤液生化出水的研究

以Ti/RuO₂-IrO₂电极为阳极、不锈钢电极为阴极构建电化学氧化工艺，用于前置反硝化/PN/Anammox混凝后的垃圾渗滤液脱氮除碳处理的研究。采用响应曲面法的BBD法考察电流密度、极板间距、初始pH、反应时间对COD去除率的交互影响，并建立相关的数学模型，分析电化学氧化过程中总氮的转化。结果表明，各个影响因素显著，模型回归线性好，预测COD去除率最大值为89.38%。最佳实验条件为：电流密度为350 mA/cm²、极板间距为24 mm、初始pH为7.0、反应时间为3.2 h。实际测得的COD去除率为90.12%,对腐殖酸、腐殖质类物质去除效果好，总氮中的氨氮被完全去除，部分氨氮转化为硝氮。     

Ti/RuO2-IrO2电极电催化氧化处理钴湿法冶金废水研究

为解决钴湿法冶金废水中较高的有机物影响Na_2SO_4回收质量问题,开展了电催化氧化处理钴湿法冶金废水研究。以COD去除率为考核指标,通过单因素实验,探讨了COD去除率与反应时间、电流密度、反应初始pH和极板间距的关系;通过响应面优化实验,得到目标范围内的最佳处理条件,在此条件下,COD去除率可达71.72%。结合反应能耗再次进行优化实验,优化条件下,COD去除率为69.75%,反应平均能耗为0.173 5 k W·h/g。     

电化学除磷系统的工艺运行条件优化

近些年来,电化学除磷工艺日益兴起,通过构建电化学除磷工艺中去除率的影响因素模型,分析了工艺运行条件与去除效果的相关关系,在此基础上对工艺运行条件进行了优化设计。模型分析结果表明:电化学除磷系统中的除磷反应符合二级反应关系;磷酸盐去除率与停留时间、极板间距和电流密度等运行参数有关。试验结果表明,磷酸盐去除率随着停留时间的延长而增大,停留时间的拐点可表达为:t=[L/(7.25×10^-5kJ)]^0.5;随着极板间距的增大,磷酸盐去除率随之下降,极板间距的拐点可表达为L=3.63×10^-5kJt²;电流密度与去除率成正相关关系,依据磷酸盐出水浓度C=C_0exp(-1.45×10^-4k Jt²/L)模型控制电流密度可以实现特定的磷酸盐去除率。研究成果揭示了电化学除磷工艺运行条件对运行效果的作用规律,为工艺的设计运行提供了理论依据。     

三维电极电化学法处理聚苯硫醚废水研究

采用三维电极电化学方法对合成PPS废水进行处理,主要通过单因素试验和正交试验考察了初始pH、电极电流、极板间距、曝气强度、电解时间对于该PPS废水CODCr去除效果的影响,并在最佳条件下测试实验效果。结果表明:当在pH=8,电解电流为1 A,极板间距为8 cm,曝气强度为0.8 L/min,以8 g/L Na2SO4作为支持电解质电解100 min时,废水CODCr去除率可以达到54.3%。由正交试验得出影响CODCr去除率各因素的主次关系为:电极电流初始pH极板间距曝气强度电解时间。这充分说明三维电极法处理PPS废水是行之有效的方法,值得进一步研究。     

响应曲面法优化电催化降解染料废水工艺的研究

采用中心复合设计的响应曲面法预测电催化降解染料废水的最优条件。具体以Ti/SnO₂-Sb 电极作为阳极，应用响应曲面法研究了pH、施加电压值、电极间距对亚甲基蓝溶液脱色效率的影响。研究结果表明模型拟合精度R²=0.9942，初始pH、施加电压值、电极间距及交互作用对脱色率响应值影响大。模型预测最佳反应条件pH为 6.98，施加电压6.0 V，电极间距为1.01 cm时，脱色效率预测值达到98.68%。采用实验进一步验证该模型，预测最佳条件下三次实验脱色率平均值98.47%。该方法可用于优化电催化降解染料废水的工艺参数，为实际废水处理提供优化方案。     

响应面法优化嗜酸氧化亚铁硫杆菌次生高铁矿物吸附水中铅

采用响应面分析法优化氧化亚铁硫杆菌次生高铁矿物吸附水中铅的工艺。根据单因素实验结果,选择次生高铁矿物投加量、pH和吸附时间作为自变量,铅去除率为响应值,进行三因素三水平的响应面实验,通过建立的二次多项式数学模型,研究各因素对响应值的影响,得到高铁矿物吸附水中铅的最佳条件。当次生高铁矿物投加量为0.15 g,pH为2.95、吸附时间为35.85 h时,水中铅的平均去除率达100%,与预测结果近似吻合。结果表明,采用响应面分析法优化氧化亚铁硫杆菌次生高铁矿物吸附水中铅的工艺具有实际应用价值,为水中铅污染的修复提供参考。     

污泥发酵液中磷回收的优化研究

确定鸟粪石沉淀法回收污泥发酵液中磷的最佳优化工艺参数。在单因素试验的基础上,采用响应曲面分析法对鸟粪石沉淀法回收污泥发酵液中PO43--P和NH4+-N的影响条件进行了优化分析和探讨。采用实验设计软件Design-Expert的中心组合设计,以pH、Mg/P摩尔比为自变量,以PO43-P回收率为响应值进行分析,预测最佳优化工艺参数。预测结果:pH 9.58,镁磷比值1.2时,污泥发酵液回收磷效果最好,PO43--P去除率可达90.70%。通过试验验证,预测值与实验值接近。响应曲面分析法对鸟粪石沉淀法回收污泥发酵液中氮磷的工艺参数优化合理。     

掺锑二氧化锡钛网阳极对酸性玫瑰红的电化学氧化

研究了掺锑二氧化锡钛网阳极对酸性玫瑰红的电化学氧化。通过单因素优化分析法得出最佳反应条件:反应时间为4 h、初始pH 3、电流密度30 mA/cm2、Na2SO4质量浓度为12 g/L、温度为26℃。在最佳反应条件下,对于质量浓度小于200 mg/L的酸性玫瑰红模拟废水,COD去除率大于97.2%,酸性玫瑰红(AR52)去除率大于99.8%。     

基于响应面法的电絮凝处理高浓度聚丙烯酰胺废水工艺优化

为探讨电絮凝技术去除高浓度含聚废水中的聚丙烯酰胺(PAM)的效果,通过单因素试验分析讨论了电流密度、极板间距、极板材料、电解时间和聚合物浓度对处理效果的影响。使用Box-Behnken响应面法分析因素之间的显著关系,以优化最佳操作条件。对于PAM初始质量浓度为800 mg/L的模拟废水,确定最佳参数:极板间距为2.603 cm,电流密度为15.382 mA/cm2,电解时间为40 min。预测结果表明,PAM的去除率达到100%,COD的去除率为66.8%。最佳参数下的试验结果证明,PAM和COD的去除率与预测值相差0.45%和14.9%,合意性良好。红外光谱分析结果表明,PAM的结构基本没有变化,出水干燥后得到的底物结构发生了明显变化,表明反应过程中发生少量氧化,主要影响PAM的酰胺基和C—C链。     

电渗透交变电场联合双氧化技术污泥深度脱水研究

以带式压滤机处理过的一次脱水污泥为研究对象,运用电渗透交变电场联合双氧化技术对污泥进行脱水,研究不同单因素条件对污泥深度脱水的影响。利用响应曲面法的Box-Benhnken中心组合设计对污泥脱水条件进行优化,分析了投药摩尔比n(CaO2)∶n[(NH4)2S2O8]、电压梯度、时间比之间的交互作用,探究最佳工艺参数。单因素实验结果表明,当投药摩尔比为0. 96∶1、电压梯度为13. 76 V/cm、不等占空比为4. 59∶1时,污泥含水率可降至53. 99%。优化结果显示,回归模型可达到显著水平,在实验研究区域内拟合较好,模型的精确度、准确度及可信度均在可信范围内,并且各因素之间交互作用显著,可以真实地反映对污泥脱水效果的影响。     

响应面法超声波提取胡芦巴薯蓣皂苷元的研究

采用超声波法对胡芦巴中薯蓣皂苷元的提取工艺过程进行了研究。在单因素实验基础上根据中心组合实验设计原理,采用四因素五水平的响应面分析法对提取工艺进行了优化。通过响应面实验及回归分析得出最佳工艺条件为:原料粒径50目,料水质量比1∶16.2,浸泡7 h后,在频率20 kHz、功率200 W超声强度下提取35 min,胡芦巴中薯蓣皂苷元的提取率可达87.65%。验证实验表明,所得二次模型方程能较好地预测实验结果。     

利用响应面分析法优化蔗糖-对甲酚树脂胶黏剂的合成

利用响应面分析法对蔗糖-对甲酚树脂胶黏剂的合成条件进行了优化。对催化剂用量、反应温度进行单因素实验,应用minitab软件选取4因素2水平全因子的响应面分析优化方法,找到了最佳工艺条件,即催化剂用量为8.39%,反应温度为75.33℃,反应时间为4h48min,物料比为3.94:1。通过验证试验,结果与模型预测值基本一致。     

超临界水氧化技术处理煤化工废水的试验研究

采用小型连续式超临界水氧化装置,对煤化工废水进行处理。通过单因素实验考察了反应温度、反应压力、停留时间、过氧量对COD去除率的影响,并在此基础上,采用响应面法对超临界水氧化处理煤化工废水工艺条件进行优化。优化结果表明,各因素对COD去除率的影响大小为:过氧量反应压力停留时间反应温度。此外,得出该技术对处理煤化工废水的最佳工艺参数为:温度545℃,压力25.5 MPa,停留时间149 s,过氧量230%。在此条件下,废水COD去除率为99.40%,与响应面优化理论值相差0.56%,该模型是合理有效的。     

响应面法优化青皮竹叶中总黄酮的提取工艺

通过采用响应面分析法优化青皮竹叶中总黄酮的热回流提取工艺。以异荭草苷计总黄酮的提取率作为评价指标,在考察单因素实验的基础上,利用Box-Behnken响应面分析法确定最佳提取工艺条件。青皮竹叶中总黄酮的最佳提取工艺条件为:提取时间74.27 min,提取温度63.27℃,乙醇比例52.26%,液料比为25.57 mL/g,此条件下模型预测总黄酮提取率为17.07 mg/g。响应面优化得到的热回流提取工艺合理、可行、可靠,是提取青皮竹叶中总黄酮类化合物的有效方法。     

响应曲面法对离心萃取高浓度含酚废水工艺的优化

采用智能离心萃取系统萃取高浓度含酚废水。通过单因素实验,研究了油水相比、萃取级数和转速对苯酚去除率的影响。利用响应面Central–Composite实验设计探究了萃取剂比例、油水相比、萃取级数和转速对苯酚去除率的影响并优化最优工艺参数。单因素实验结果表明:加大油水相比有利于苯酚的去除,4级苯酚去除率为99.99%,最优转速为2800 r/min。通过响应面分析发现各因素对苯酚去除率的影响顺序为萃取级数油水相比萃取剂比例,转速对萃取影响不显著;在最佳条件25%N235-25%TBP-50%磺化煤油,油水比3︰1,转速为3200 r/min,级数为2级逆流操作,苯酚去除率达99.99%。     

响应面分析法优化壳聚糖复合海绵的制备工艺

为了确定壳聚糖复合海绵的最佳制备工艺条件,通过单因素实验选取实验因素与水平,根据Box-Benhnken的中心组合实验设计原理,在单因素试验的基础上采用三因素三水平的响应面分析法,依据回归分析确定各工艺条件的影响因子,以复合海绵材料的拉伸强度为响应值作响应面和等值曲线图。壳聚糖复合海绵材料的最佳工艺条件为:电机搅拌速度为541 r/min,透明质酸钠质量分数为14%,壳聚糖与海藻酸钠的质量配比为3.71∶1,得到理论拉伸强度为0.1652 MPa,实际拉伸强度为0.1709 MPa。通过响应面分析法确定了壳聚糖复合海绵的最佳制备工艺,表明该海绵材料具有均匀的多孔与多层次的结构,吸水、保水性能均良好。