响应曲面法优化固相反硝化的工艺条件

以一种新型可降解材料PLA/PHBV共混物为碳源和生物膜载体,对硝酸盐污染水进行反硝化脱氮。在温度为(29±1)℃,pH为(7.5±0.2)条件下,利用响应曲面法考察了进水硝态氮浓度、水力停留时间(HRT)和出水硝态氮浓度之间的关系,建立了以出水硝态氮浓度为响应值的二次多项式回归模型,模型预测值与实验值能很好吻合。方差分析结果表明,进水硝态氮浓度和HRT及其交互作用对响应值均具有显著性影响(P<0.01)。     

响应曲面法优化土壤镉浸提过程

以温度、提取时间、土液比为研究因素,考察浸提剂乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）对土壤Cd浸提率的影响。首先,以单因素实验为基础,研究3因素单独对土壤Cd浸提率的影响,结果发现随着3因素水平的提高,土壤Cd浸提率整体呈上升趋势,在一定的范围内（温度20~25 ℃、提取时间50~90 min、土液比1:2~1:5）,土壤Cd浸提率增大较为明显,分别上升了35%、8%、17%,而随着3因素水平的提升（温度30~35 ℃、提取时间130~170 min、土液比1:7~1:10）,土壤Cd浸提率上升了5%、1%、4%;其次,采用响应曲面分析法中Box-Behnken中心实验设计法,建立了基于土壤Cd浸提率影响因素的二次函数预测模型,结果表明,模型预测值与实验实测值较为接近,各实验点几乎全部位于1:1线。在3因素研究范围内,当温度为30 ℃、提取时间为130 min、土液比约为1:6.5时,土壤Cd浸提率效果最佳。所得结论有助于进一步改进浸提剂EDTA-2Na对土壤Cd的浸提效率。     

响应曲面法优化强化混凝工艺处理微污染水

为进一步提高微污染水中氨氮、有机物去除效果,采用响应曲面法对强化混凝工艺处理微污染水的影响因素和去除效果进行研究,实验以混凝剂投加量、助凝剂投加量和助凝剂投加点为影响因素,浊度、氨氮和COD去除效果为响应值,利用Design-Expert软件对实验数据进行处理,得到二次响应曲面模型,各因素间的交互作用对响应值的影响以及优化水平值。模型优化结果显示,强化混凝处理微污染水的最佳工艺条件为：PAFC投加量17.80 mg·L-1,PAM投加量0.39 mg·L-1,PAM于快速搅拌结束投加,此时浊度、氨氮、COD的去除率分别为68.03%、10.92%和30.2%,最终通过模型的验证证明了响应曲面法用于优化强化混凝工艺处理微污染水的可行性和有效性。     

响应面法优化超临界水氧化处理农药废水

在间歇式超临界水氧化系统中对草甘膦农药废水进行降解实验。选取温度、反应时间、过氧量3个量为因素量,总有机碳(TOC)去除率为响应量进行中心组合设计（CCD）。在实验的基础上,利用响应面分析法（RSM）对实验结果进行分析及参数优化：建立了TOC去除率与各个因素关系的二次多项式数学模型;分析了各个因素单独的及相互作用对TOC去除率的影响;优化结果表明,在温度483℃、反应时间29.2 min、过氧量148.4%的条件下,达到了最佳效果,此时TOC的去除率为100%。     

超临界水氧化处理煤气化废水的响应面优化

采用响应面法对超临界水氧化处理煤气化废水的工艺参数进行了优化.运用中心复合设计,建立了COD、NH3-N去除率与温度、压强、氧化系数、反应时间4因素的二次回归模型,分析了各因素的显著性及交互作用.结果表明,各因素对COD、NH3-N去除率影响大小为:温度＞氧化系数＞反应时间＞压强.温度和氧化系数对COD去除率交互影响显著;温度和氧化系数、温度和反应时间、氧化系数和反应时间对NH3-N去除率交互影响显著.以COD、NH3-N去除率最大化,温度最低为目标条件,获得试验范围内最佳工艺条件:温度520℃,压强27.00 MPa,氧化系数3.0,反应时间10 min.该条件下3次验证试验的COD、NH3-N平均去除率分别为99.92％、99.54％,与预测值99.89％、99.51％无显著差异,表明所建模型切实可行.     

响应面分析法优化给水污泥吸附除磷工艺

以给水污泥为吸附材料,对模拟含磷废水进行了吸附研究。在单因素实验基础上,选取投加量、pH和粒径3种因素为影响因子,以磷的去除率为响应值,采用Box-Behnken响应面分析法(BBD)研究了3种因素对磷去除率的影响以及各因素间的交互作用。建立了二次多项式回归方程预测模型,成功预测出最佳除磷工艺条件为污泥投加量3.88 g/L,pH=3.00,粒径1.00 mm,该条件下磷的去除率可达95.13%.因此,响应面分析法是优化给水污泥吸附除磷工艺的可行方法。     

Optimization of electro-oxidation process for the treatment of Reactive Orange 107 using response surface methodology

Introduction  

Textile industries release large amount of wastewater to the environment which alters the clarity of water, interfere with light penetration, and pose toxicity to microbes and fish species. In order to remove the dye from wastewater, this study aimed to optimize electro-oxidation process for the degradation of textile dye C.I. Reactive Orange 107 in wastewater using a statistical tool.     

响应面法优化克浅十油田废水的混凝沉淀工艺

以克浅十污水处理站原水为研究对象,采用混凝沉淀工艺,探讨优选出的复配混凝剂投加量、助凝剂投加量及静置时间对原水中浊度和总铁去除效果的影响.应用Box-Behnken中心组合实验和响应面分析法,建立混凝剂对处理原水的二次多项式数学模型,确定了混凝沉淀去除原水浊度和总铁的优化工艺参数分别为:复配混凝剂投加量为152.15 mg/L、143.84 mg/L,助凝剂投加量为4.14 mg/L、4.32 mg/L,静置时间为11.77 min、11.22 min.在此工艺条件下回归方程得到的浊度和总铁的去除率预测值与实验值接近,且拟合性良好,误差介于3％～5％之间.通过均值内插法,对比浊度和总铁的多元二次回归方程,推导得出的2组最佳工艺条件均能满足浊度和总铁的去除要求.     

响应面法优化污泥电渗透脱水工艺参数

以泥饼含固率作为衡量污泥脱水效果的指标,采用响应面法进行污泥电渗透脱水工艺参数的优化研究。结果表明,最佳反应条件为初始污泥含固率为8.58%,初始电压梯度为20.88 V/cm,初始污泥厚度为2.25 cm,此条件下得到的污泥含固率为48.82%(预测值为48.45%)。方差分析结果表明,回归模型达到显著水平,在研究区域(初始污泥含固率:5%~10%、初始电压梯度12~30 V/cm、初始污泥厚度:1~2.5 cm)内拟合较好,与实验结果吻合度较高。     

基于数值模拟和响应面法的PRB设计影响研究

影响PRB设计的因素很多,利用COMSOL Multiphysics软件建立地下水连续PRB的流体流动和溶质运移的数值模型,采用响应面方法研究了PRB与含水层渗透系数的比log K、PRB的位置D及PRB的墙体厚度W对水力停留时间和捕获区域宽度的影响。多元回归分析得到水力停留时间的二次方程模型,方差分析结果显示PK的增加而变小,超过某一值时,并不变化。污染源与PRB距离越近,所需捕获区域宽度越小,墙体的厚度越大;距离越远,所需捕获区域宽度越大,污染范围越广,不利于污染物的治理与控制。设计PRB应用时,需平衡各因素之间的关系,兼顾效率与效益,同时注意安全因子的量化。     

响应面法在超滤过程分析和评价中的应用

以天然水体中普遍存在的天然有机物腐殖酸(humic acid,HA)为模型污染物,采用PVC合金中空纤维超滤膜去除水中腐殖酸。以腐殖酸去除率和水透过系数作为评价指标,采用响应面法对超滤过程中溶液pH、溶液离子浓度和初始膜通量进行三因素五水平中心组合设计实验,并采用二次回归方程拟合影响因素与响应值之间的函数关系,建立回归方程。结果表明,在腐殖酸的超滤过程中,溶液pH值、溶液离子浓度、初始膜通量对腐殖酸去除率的影响显著性大小为:溶液pH值>溶液离子浓度>初始膜通量,对水透过系数影响显著性大小为:溶液pH值=初始膜通量>溶液离子浓度。腐殖酸去除率和水透过系数方程的调整决定系数Adj. R2分别为为77.10%和88.12%,显著性水平分别为0.001504和0.0001,达到极显著水平,说明方程拟合良好,可用于超滤过程中腐殖酸去除率和水透过系数的分析和评价。     

Laccase mediated biodegradation of 2,4-dichlorophenol using response surface methodology

The effects of different environmental parameters, i.e., pH, temperature, time and enzyme concentration on the biodegradation of 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) in aqueous phase was evaluated with laccase from Pleurotus sp. using response surface methodology (RSM) in the present investigation. The Box-Behnken design of experiments was used to construct second order response surfaces with the investigated parameters. It was observed that the maximum degradation efficiency of approximately 98% was achieved at pH 6, temperature of 40 degrees C, time 9h and an enzyme concentration of 8IUml(-1). The adequacy of the model was confirmed by the coefficient of multiple regression, R(2) and adjusted R(2) which were adjudged to be 87.9% and 73.6%, respectively indicating a reasonably good model for practical implementation. Despite the fact that many successful attempts have been taken in the past for biodegradation of 2,4-DCP using whole cells, the present study emphasizes the fastest biodegradation of 2,4-DCP, a potent xenobiotic compound.     

基于响应面法的新型餐厨垃圾菌剂制备

设计三因素三水平实验并采用响应面优化法对反应适宜的实验参数进行了优化。选择温度、供氧条件和反应时间作为菌剂制备的可控因素,选择温度、菌剂投加量和木屑投加量(水分调节)作为菌剂处理厨余垃圾的可控因素,研究菌剂制备与处理垃圾的优化工艺参数。研究结果表明,菌剂的最优制备条件为:温度35℃、间歇震荡、培养108 h,按重量百分比为碎花生壳:刨花:鱼骨粉:麸皮:菌体=2:1:1:1:1比例制得的固体菌剂具有较高的活性。菌剂处理厨余垃圾的响应面优化法分析结果表明,当温度为45℃,菌剂投加量为6%,木屑投加量为30%时,厨余垃圾的减量率最大,2 d降解率可达40%。     

基于响应面法的污泥快速固化效能综合影响简

针对现有污泥固化技术存在的固化养护时间长、低温条件下固化效能低等问题。研究提出污泥快速（3 d）固化技术,采用响应曲面分析方法,重点考察了石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和温度等5因素对固化效能的综合影响,研究结果表明,石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和养护温度等因素对3 d固化体的无侧限抗压强度和含水率的线性效应显著,石灰和组分A、石灰和养护温度对无侧限抗压强度的交互影响显著,石灰和粉煤灰、组分A和养护温度、硅酸盐水泥和粉煤灰对含水率的交互影响显著;得出了5因素对固化体3 d无侧限抗压强度和含水率影响的定量模型,可对污泥快速固化进行优化和预测;并利用XRD和SED对污泥固化块的化学成分和微观结构进行了分析。     

基于响应面法的污泥快速固化效能综合影响

针对现有污泥固化技术存在的固化养护时间长、低温条件下固化效能低等问题。研究提出污泥快速（3d）固化技术,采用响应曲面分析方法,重点考察了石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和温度等5因素对固化效能的综合影响,研究结果表明,石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和养护温度等因素对3d固化体的无侧限抗压强度和含水率的线性效应显著,石灰和组分A、石灰和养护温度对无侧限抗压强度的交互影响显著,石灰和粉煤灰、组分A和养护温度、硅酸盐水泥和粉煤灰对含水率的交互影响显著;得出了5因素对固化体3d无侧限抗压强度和含水率影响的定量模型,可对污泥快速固化进行优化和预测;并利用XRD和SED对污泥固化块的化学成分和微观结构进行了分析。     

响应面法优化超临界CO2流体处理油基钻屑工艺

采用超临界CO2流体处理油基钻屑,考察了萃取温度、萃取压力以及分离温度对油基钻屑油相回收率的影响,在单因素实验基础上,应用响应面法最终确定超临界CO2流体处理油基钻屑的最佳条件为：萃取压力21 MPa,萃取温度55℃,分离温度64℃。各因素对油相回收率的影响依次为：萃取压力 > 分离温度 > 萃取温度。在最佳条件下,油相回收率为99.65%,处理后废渣油相含量0.08%,满足《农用污泥中污染物控制标准》（GB 4284-84）,同时达到GB18599-2001的Ⅱ类固废物要求,可安全处置。     

响应面法优化石油降解菌性能的研究

从延长油田石油污染土壤中筛选出4株能以原油为唯一碳源生长的细菌单菌株,鉴定其优势菌株YC-2为枯草芽孢杆菌;利用响应面法进行实验设计,选定培养温度、pH值、氮磷比以及盐度为影响因素,对原油含量为0.5%的培养基进行YC-2菌株降解工艺优化,得到了原油降解率与4种因素之间的非线性回归方程,确定了降解原油的最优工艺条件:培养温度28℃;pH值6.5,氮磷比5.2:1,盐度0.45%。在最优条件下,预测降解率为53.9%,实验验证值为52.5%,结果显示,建立的模型具有较高的精度。     

Subcritical water oxidation of propham by H2O2 using response surface methodology (RSM)

This study was conducted to investigate the degradation of propham, which is a compound that pollutes water and seriously threatens human health, by subcritical water oxidation and using H₂O₂ as an oxidising agent. The maximum total organic carbon removal rate of propham was obtained as 73.65% at 40 min of treatment time and 60 mM of H₂O₂ concentration and 373 K of temperature. In addition, response surface method based on the Box-Behnken design was applied to design the degradation experiments of propham for determination of the combined effects of process variables, namely temperature, concentration of oxidising agent and treatment time. The proposed quadratic model of propham degradation, which was examined with the analysis of variance, was used for navigating the design space. The R² and adjusted R² values of the model were determined as 0.9921 and 0.9819 respectively. It was shown that propham was effectively degraded, thus could be removed from the water by using an environmentally friendly method.     

Fenton and Fenton-like oxidation of pesticide acetamiprid in water samples: Kinetic study of the degradation and optimization using response surface methodology

The aims of this study were (a) to evaluate the degradation of acetamiprid with the use of Fenton reaction, (b) to investigate the effect of different concentrations of H₂O₂ and Fe²⁺, initial pH and various iron salts, on the degradation of acetamiprid and (c) to apply response surface methodology for the evaluation of degradation kinetics.