响应曲面法优化电化学氧化技术处理染料废水

采用IR和XRD等手段对自制磷钼酸铁(FePMo12)杂多酸进行表征,表明杂多阴离子具有Keggin结构。将FePMo12负载于修饰后的分子筛上制备FePMo12/APTES-4A催化剂填充于电化学反应器中,考察电化学氧化体系对酸性大红3R染料废水的脱色效果,其脱色率高于二维电化学反应器。利用Box-Behnken中心组合实验设计及响应面(RSM)分析,以pH值,板间距,槽电压,曝气量为实验因素,建立了以酸性大红3R的脱色率为响应值的二次多项式回归模型。研究表明,当电解时间为60 min时,曝气量0.05 m3/h、pH为2、板间距3.0 cm、槽电压11.0 V,在此条件下色度去除率可达69.4%,模型预测值与实验值能很好地吻合。方差分析结果表明,槽电压和pH、pH和曝气量的交互作用对响应值具有显著性影响。     

Medium optimization for the production of anti-cyanobacterial substances by Streptomyces sp. HJC-D1 using response surface methodology

Bioremediation using isolated anti-cyanobacterial microorganism has been widely applied in harmful algal blooms (HABs) control. In order to improve the secretion of activated anti-cyanobacterial substances, and lower the cost, a sequential optimization of the culture medium based on statistical design was employed for enhancing the anti-cyanobacterial substances production and chlorophyll a (Chl a) removal by Streptomyces sp. HJC-D1 in the paper. Sucrose and KNO₃ were selected as the most suitable carbon and nitrogen sources based on the one-at-a-time strategy method, and sucrose, KNO₃ and initial pH were found as major factors that affected the anti-cyanobacterial ability of the isolated stain via the Plackett–Burman design. Based on the response surface and canonical analysis, the optimum condition of culture medium was obtained at 22.73 g l^-1 of sucrose, 0.96 g l^-1 of KNO₃, and initial pH 8.82, and the Chl a removal efficiency by strain HJC-D1 increased from 63?±?2 % to 78?±?2 % on the optimum conditions.     

响应面方法优化Fenton试剂处理甲萘酚废水

利用响应面方法(RSM)对Fenton试剂处理甲萘酚废水工艺过程进行优化,考察了Fe2+浓度、H2O2 浓度和初始pH 3种工艺条件对甲萘酚废水处理效果的影响,并提出Fenton试剂降解甲萘酚废水的数学模型及优化后的工艺参数。Fenton试剂降解甲萘酚废水的数学模型可以较好地模拟真实的曲面,方程的F值为24.90,相关系数(R2)为0.9573,调整相关系数(Radj2)为0.9188。通过优化得到最佳的工艺参数Fe2+浓度为0.89 g/L,H2O2浓度为0.79 g/L,pH为4.00。在此条件下,COD去除率的预测值为91.15%,与实测值90.78%接近。说明建立的模型能真实地反映各主要因素的影响,模型与实际情况吻合。     

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.     

响应面法优化酵母菌处理餐饮废水

从餐饮废水集水井壁上的生物膜中筛选出酵母菌菌株,选择废水降解能力相对较高的3株酵母菌对餐饮废水进行处理。以COD去除率为主要指标,在单因素实验的基础上,运用响应面法对pH、TN和TP进行优化,得到酵母菌处理餐饮废水的最优条件。结果表明,酵母菌处理餐饮废水最优的工艺条件为pH=5.55、TN=27.63 mg/L、TP=4.40 mg/L,COD去除率达到90.3%;当进水COD为2 235 mg/L、油为660. 2 mg/L时,COD与油实际去除率分别达到了89.9%和89.8%。     

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%。     

响应曲面法优化聚硅酸铁混凝剂处理腈纶废水

为了提高聚硅酸铁（PSF）混凝剂处理腈纶废水处理效果,采用响应曲面法对实验反应条件进行优化。实验选取原水pH值、混凝剂投加量、沉降时间为自变量,COD去除率和浊度去除率为响应值,采用Box-Behnken实验设计方法,分别建立了二次多项式响应曲面模型。方差分析结果表明,该模型方程显著,模型与实际情况拟合良好,实验误差较小,可以用此模型来分析和预测聚硅酸铁混凝剂处理腈纶生化出水的最佳反应条件。模型优化结果显示,在pH值为7.44,投加量为1.74 g·L-1,沉降时间为17.26 min的条件下,响应曲面模型预测最大COD去除率为57.88%,浊度去除率为95%。     

铁碳微电解响应面优化预处理染料废水

在单因素实验的基础上,以色度和COD去除率为评价指标,染料废水的初始pH值、铁碳比以及反应时间为考察因素,采用Box-Behnken方案构建与拟合响应曲面模型,通过该模型分析了这3个独立变量以及变量之间的交互作用对色度和COD去除率的影响,并确定了最佳工艺,即当控制曝气量9.42 L/min时,pH值为3.5,铁碳比为0.75,反应时间为35 min,COD和色度的去除率分别达到83.1％和87.8％,回归模型的预测值和测定值偏差率分别为0.7％和0.4％.     

响应曲面法优化微波诱导载铜活性炭处理焦化废水

以焦化废水好氧池出水为研究对象,采用微波诱导载铜活性炭深度处理焦化废水。在单因素实验的基础上,以焦化废水COD去除率为评价指标,微波功率、微波时间、催化剂用量为考察因素,采用Box-Behnken响应曲面法考察各影响因素的单独作用及交互作用对焦化废水COD去除率的影响,建立数学模型。通过响应曲面分析可知,微波功率、时间、催化剂用量以及微波功率与微波时间的交互作用对COD去除率均有显著影响,模型预测最佳工艺条件为微波功率550 W,微波时间5 min,催化剂用量20 g·L-1,COD去除率为84.23%,在该条件下通过两次验证实验得出结果平均值为82.63%,预测值与测定值相对误差为1.90%,两者具有较好的一致性。     

脂肽类生物表面活性剂液体发酵条件的响应面优化

通过Plackett-Burman和Box-Behnken实验对解淀粉芽孢杆菌XZ-173液体发酵生产表面活性素进行了响应面优化研究。首先使用Plackett-Burman实验对影响表面活性素产量的17个因素进行显著性筛选,结果表明,MnSO4、CuSO4、温度和转速为显著性因素。再运用Box-Behnken实验对这4个显著因素的取值进一步优化,得到各因素优化后的数值分别为4.4 mg/L(MnSO4)、0.18 mg/L(CuSO4)、29℃(温度)和163 r/min(转速)。响应面分析结果表明:该菌株产生表面活性素的最佳培养基为:葡萄糖15 g/L,蛋白胨5 g/L,L-谷氨酸钠6 g/L,KH2PO40.8 g/L,MgSO40.4 g/L,KCl 0.4 g/L,酵母提取物3 g/L,L-苯丙氨酸2.5 mg/L,MnSO44.4 mg/L,CuSO40.18 mg/L,FeSO40.12 mg/L;最适培养条件:pH 7.5,温度29℃,转速163 r/min,接种量5%,装液量50 mL/250 mL,摇床培养36 h。在优化后的条件下,表面活性素实际产量为336 mg/L,实际实验结果与模型预测结果相一致。表面活性素采用HPLC技术分离,发现其在浓度仅为50 mg/L时EI24就可达到70%以上,反映了表面活性素优异的乳化活性以及广阔的应用前景。     

响应面法分析Fenton氧化处理采油废水的过程

采用Fenton氧化对采油废水进行研究,选取双氧水与二价铁离子的摩尔比、初始pH值和反应时间为自变量,以废水的COD去除率为响应值,通过Box-Behnken设计方法进行实验设计,进行了3因素3水平共15个实验点的实验。使用响应面分析法对实验结果进行模拟及分析,建立了响应值与3个自变量的二次多项式方程模型。Fenton氧化的优化工艺条件:n(H2O2):n(Fe2+)=0.8,pH=3.0以及反应时间60 min。在该优化条件下,废水的COD去除率可达72.8%,经实验验证,实际值与模型预测值拟合性好,偏差仅为0.5%。实验结果证实了该模型分析采油废水处理运行参数的准确性。优化工艺后的处理水质COD值完全满足油田废水达标排放的要求。通过总离子色谱图和质谱检索分析原油中的成分变化情况,证实Fenton方法对原油组分的降解效果。     

响应面法优化海绵铁/碳微电解技术预处理腈纶废水

以腈纶废水的进水pH值、海绵铁投加量、铁碳质量比及反应时间为考察因素,COD去除率为评价指标,在单因素实验基础上,通过Box-Behnken方案构建与拟合响应曲面模型,分析了此4个独立因素及因素之间的交互作用对COD去除效果的影响,确定了最佳预处理工艺,即当进水pH为2,海绵铁投加量为35 g·L-1,铁碳质量比为0.5,反应时间为75 min时,COD去除率可达29.59%,回归模型的预测值为29.68%,该模型可靠。并考察了预处理对生化系统的影响,在进水COD均值923.09 mg·L-1条件下,最终出水浓度为232.89 mg·L-1,去除率为74.77%,较单独生化处理提高25.49%。     

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.     

响应面分析法优化稀土废水MAP沉淀法脱氮

经过预处理后的稀土生产废水,其氨氮浓度大幅降低,但并未达到中华人民共和国《稀土工业污染物排放标准》（GB26451-2011）中氨氮浓度限值。实验通过响应面分析法中的Box-Behnken实验设计（BBD）,取pH、n（Mg）：n（N）、n（P）：n（N）3因素,采用Design-Expert 8.0.6,建立合适的剩余氨氮浓度及剩余总磷浓度模型,得到回归方程,并分析模型各项指标,各因素及其相互作用对剩余氨氮浓度及剩余总磷浓度的影响。利用预测模型预测最佳实验条件,在最佳实验条件下验证预测结果,并对沉淀物进行X射线衍射（XRD）分析。结果显示,二次响应模型适用于剩余氨氮浓度及剩余总磷浓度,2个模型均拥有较好的拟合程度、可信度及精密度,最优反应条件为：pH=9.88、n（Mg）：n（N）=1.50：1、n（P）：n（N）=1.38：1时,剩余氨氮浓度为46.58 mg/L,剩余总磷浓度为7.85 mg/L。在最优条件下所得到的沉淀物并非纯净的MgNH₄PO₄·6H₂O,还有Mg₃（PO₄）₂·22H₂O生成。     

Exo-pectinase production by Bacillus pumilus using different agricultural wastes and optimizing of medium components using response surface methodology

In this research, the production of exo-pectinase by Bacillus pumilus using different agricultural wastes was studied. Agricultural wastes containing pectin such as wheat bran, sugar beet pulp, sunflower plate, orange peel, banana peel, apple pomace and grape pomace were tested as substrates, and activity of exo-pectinase was determined only in the mediums containing sugar beet pulp and wheat bran. Then, effects of parameters such as concentrations of solid substrate (wheat bran and sugar beet pulp) (A), ammonium sulphate (B) and yeast extract (C) on the production of exo-pectinase were investigated by response surface methodology. First, wheat bran was used as solid substrate, and it was determined that exo-pectinase activity increased when relatively low concentrations of ammonium sulphate (0.12–0.21 %?w/v) and yeast extract (0.12–0.3 %?w/v) and relatively high wheat bran (~5–6 %?w/v) were used. Then, exo-pectinase production was optimized by response surface methodology using sugar beet pulp as a solid substrate. In comparison to P values of the coefficients, values of not greater than 0.05 of A and B ² showed that the effect of these process variables in exo-pectinase production was important and that changes done in these variables will alter the enzyme activity.     

盐单胞菌H17降解苯酚的响应面法优化及动力学

为获得盐单胞菌(Halomonas sp.)H17降解苯酚的最优条件,在单因素试验的基础上,通过Box-Behnken设计试验与响应面法,考察温度、pH、葡萄糖浓度对H17降解苯酚的影响,并通过动力学模型探究该菌株的生长和苯酚降解特性。结果表明,H17降解苯酚的最优条件为30℃、pH=8.0、葡萄糖质量浓度0.8g/L,在此条件下,苯酚降解率预测值为74.39%,实际值为73.92%,表明该模型可靠。该菌株降解苯酚动力学模型符合Haldane模型,其最大比降解速率、饱和常数和抑制常数分别为0.35h^-1、165.91mg/L和460.13mg/L。响应面法优化得到的生物降解条件准确,可为高盐含酚废水处理提供依据。     

青霉菌HHE-P7利用酱油废水产生微生物絮凝剂的研究

研究了微生物絮凝剂产生菌HHE-P7在酱油废水中产生微生物絮凝剂的絮凝特性.实验表明,酱油废水由于碳源丰富,是一种良好的培养基.HHE-P7菌最佳培养条件为:COD 20 000 mg/L,K2HPO41.0 g/L,培养3 d.最佳絮凝条件为在1 L高岭土水中投加10～15 mL微生物絮凝剂(MBF7),pH调至9,则絮凝率为90%以上;微生物絮凝剂在水系中主要起吸附架桥的作用.     

青霉菌HHE-P7利用酱油废水产生微生物絮凝剂的研究

研究了微生物絮凝剂产生菌HHE-P7在酱油废水中产生微生物絮凝剂的絮凝特性。实验表明，酱油废水由于碳源丰富，是一种良好的培养基。HHE-P7菌最佳培养条件为：COD20000mg／L，K2HP041．0g／L，培养3d。最佳絮凝条件为在1L高岭土水中投加10～15mL微生物絮凝剂（MBF7），pH调至9，则絮凝率为90％以上；微生物絮凝荆在水系中主要起吸附架桥的作用。     

响应面法优化化学沉淀螯合生物絮凝处理含镍废水

采用化学沉淀螯合自制生物絮凝的处理工艺处理含镍的模拟废水.首先,考察了不同的提取方法对脱水污泥提取的生物絮凝剂的絮凝效果的影响,进而确定生物絮凝剂的提取方法.然后,考察了不同的化学沉淀剂与生物絮凝剂组合处理含镍废水的能力,并采用Plackett-Burman设计法结合响应曲面法筛选优化了化学沉淀螯合生物絮凝处理含镍废水...     

微生物絮凝剂与聚合氯化铝复配处理涂料废水的响应面优化

采用响应面分析法对聚合氯化铝(PAC)与污泥生产的微生物絮凝剂复配处理涂料废水的过程进行了优化,设定的响应值为COD和色度去除率。实验分别拟合了关于COD去除率和色度去除率的二次模型,根据响应值的分布情况,确定涂料废水的最佳絮凝条件为微生物絮凝剂浓度47 mg/L,PAC浓度39 mg/L,pH为8.2,CaCl2浓度0.38 g/L,搅拌速度210 r/min。最佳絮凝条件下,微生物絮凝剂对涂料废水中COD和色度的去除率分别达到77.6%和68.9%。