响应面法优化聚合硫酸铁铝强化混凝处理工艺_蒋贞贞

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响应曲面法优化SRB固定化颗粒基质中铁屑配比

响应曲面法优化SRB固定化颗粒基质中铁屑配比安文博;王来贵;狄军贞;李喜林;刘向峰【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2018(0)10【摘要】基于微生物固定化技术制备SRB固定化颗粒,用其处理煤矿酸性废水.在单因素实验基础上,采用响应曲面法优化了SRB固定化颗粒基质中的铁屑种类和配比.结果表明,固定化颗粒的最佳铁屑种类为生铁屑,在PVA、海藻酸钠、麦饭石、玉米芯质量分别为0.9、0.05、0.3、0.5 g的条件下,最佳铁屑投加量为0.6 g,铁屑粒径为0.05～0.075 mm.在此条件下制备的固定化颗粒对废水的实际SO42-去除率为82.17％(预测值为83.414％).响应曲面方差分析结果表明,所得回归模型拟合效果较好,各影响因素间的交互作用均非常明显.【总页数】5页(P37-41)【作者】安文博;王来贵;狄军贞;李喜林;刘向峰【作者单位】辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学土木工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学土木工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学土木工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000【正文语种】中文【中图分类】X523;X703【相关文献】1.响应曲面法优化介孔分子筛固定化β-葡萄糖苷酶的工艺研究 [J], 周荧;魏建林;罗胜保;张欣;彭毛2.麦饭石生物固定化颗粒最优成分配比正交试验 [J], 商克俭;冯东梅;狄军贞;朱志涛3.铁屑协同SRB污泥固定化颗粒处理AMD动态试验研究 [J], 安文博;王来贵;狄军贞4.响应曲面法对杂化材料-SRB处理铬和氟地下水优化研究 [J], 张颖;程千瑞;张磊;李喜林;李致格5.响应曲面法对杂化材料-SRB处理铬和氟地下水优化研究 [J], 张颖;程千瑞;张磊;李喜林;李致格因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

响应面法优化混凝处理夏季高浊度黄河水

第 40 卷第 2 期圆园20 年 2 月
工业水处理陨灶凿怎泽贼则蚤葬造宰葬贼藻则栽则藻葬贼皂藻灶贼
灾燥造援40 晕燥援2 Feb.袁圆园20
DOI院10.11894/iwt.2019-0028
响应面法优化混凝处理夏季高浊度黄河水
谢慧娜袁李杰袁朱雪燕袁边云峰
渊兰州交通大学环境与市政工程学院袁甘肃兰州 730070冤
Xie Huina袁Li Jie袁Zhu Xueyan袁Bian Yunfeng 渊School of Environmental and Municipal Engineering袁Lanzhou Jiaotong University袁 Lanzhou 730070袁China冤
Abstract院 The super鄄high turbidity Yellow River water in summer in Lanzhou was treated by coagulation of polyme鄄 ric aluminum ferric chloride. The effects of coagulant dosage袁precipitation specific surface load and precipitation time on the treatment effect were investigated by single factor experiment. These factors were optimized by response sur鄄 face methodology. The results showed that the influencing order of various factors on turbidity and CODMn removal rate from high to low was coagulant dosage袁precipitation specific surface load and precipitation time. The optimal condi鄄 tion was determined at the coagulant dosage of 640 mg/L and precipitation ratio surface load of 0.08 m3/m2 for preci鄄 pitation time of 32 min. Under the optimal condition袁the average removal rates of turbidity and CODMn were 98.62% and 98.14%袁respectively. The relative deviations from the predicted values of the model were 0.5% and 0.86%袁re鄄 spectively. Key words院 summer Yellow River water曰high turbidity曰polymeric aluminum ferric chloride曰coagulation曰precipita鄄 tion specific surface load

响应曲面法优化女贞子总黄酮的超声波提取工艺

响应曲面法优化女贞子总黄酮的超声波提取工艺江明珠;陈星;颜辉;张久成【摘要】采用超声波提取法提取女贞子总黄酮,在单因素试验的基础上,利用响应面分析法考察乙醇的浓度、超声提取功率及超声提取时间对总黄酮得率的影响.结果表明,最佳提取条件为:乙醇体积分数为49.12%,超声提取功率为116.94 W,超声提取时间为1.31 h;响应面分析法可以优化女贞子总黄酮的提取工艺,在各影响因素合理取值范围内找到最佳得率及其对应的最佳提取条件.【期刊名称】《江苏科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(024)006【总页数】5页(P604-608)【关键词】女贞子;总黄酮;超声波提取;响应曲面【作者】江明珠;陈星;颜辉;张久成【作者单位】江苏科技大学,生物与环境工程学院,江苏,镇江,212018;江苏科技大学,生物与环境工程学院,江苏,镇江,212018;江苏科技大学,生物与环境工程学院,江苏,镇江,212018;江苏科技大学,生物与环境工程学院,江苏,镇江,212018【正文语种】中文【中图分类】Q946.2女贞子(Fructus Ligustri Lucidi)为木樨科植物女贞的果实，主要含有萜类、黄酮等化合物,具有补腰膝、壮筋骨、乌须发等作用,是一种值得开发的药用植物[1]．黄酮类化合物具有降血脂,降血糖,抗氧化,增强机体免疫功能等作用[2]．从女贞子中提取黄酮类化合物作为保健食品或药品的原料具有较好的应用前景．超声波提取具有操作简便快捷、提取时间短和提出率高等优点,目前己广泛应用在生物活性物质的提取方面．响应曲面法(RSM)同正交实验相比,具有回归方程精度高、能体现几种因素交互作用的特点[3].文中用响应曲面法优化超声乙醇提取法提取女贞子总黄酮的工艺,借助实验设计软件Design Expert version 7.0,采用Box-Benhnken模式对各主要影响因子之间的单一和交互作用等进行了研究,得出最佳的提取工艺参数,为女贞子的综合利用提供理论依据．1 实验1.1 材料与试剂女贞子购于镇江同仁堂药店;芦丁为sigma公司出品．1.2 主要实验仪器UV9600紫外可见分光光度计(北京瑞利分析仪器公司);KQ5200DB型超声波清洗器(昆山超声仪器有限公司)等．1.3 实验方法1.3.1 芦丁标准曲线制作精密称取在105 ℃下干燥至恒重的芦丁对照品0.01 g,60%乙醇定容至100 ml,得0.1 mg/ml芦丁标准液．准确吸取芦丁标准液0，0.50，1.00，2.00，3.00和4.00 ml放入试管中,加入30%乙醇溶液至5 ml,加入5%NaNO2溶液0.3 ml,振摇静置5 min后加入10%Al(NO3)3溶液0.3 ml,摇匀静置6 min后加入1.0 mol/L NaOH溶液2 ml,再加入2.4 ml 30%乙醇,摇匀后于510 nm处测定吸光度D(λ)[4-5]．以浓度C(mg/mL)为横坐标,D(λ)为纵坐标作标准曲线,得标准曲线方程为D(λ)=1.029 3 C+0.005 4(R2=0.999 6),线性关系良好．1.3.2 原材料处理与女贞子总黄酮含量测定女贞子于60 ℃烘干、粉碎,取适量包入滤纸,置于索氏提取器中,石油醚回流脱脂,至溶液无色,取出,挥干溶剂备用[6]．取上述样品,按实验预先安排的因素和水平,用一定浓度和体积的乙醇超声辅助提取,提取液趁热过滤、取样,按1.3.1方法测定吸光度．1.3.3 单因素实验设计分别考查乙醇浓度(c)为40%，45%，50%，55%，60%，65%，70%，80%，90%;料液比(Q)为1 ∶10,1 ∶15,1 ∶20,1 ∶25,1 ∶30,1 ∶35和1 ∶40;超声功率(P)为80,100,120,140和160 W;超声时间(t)为0.5,1,1.5,2.0和2.5 h对女贞子总黄酮提取率(Y)的影响．总黄酮得率为:提取总黄酮重量/女贞子总重量·100%1.3.4 响应曲面设计根据Box-Benhnken的中心组合实验设计原理,综合1.3.3单因素实验结果,选取乙醇浓度、超声功率、超声时间对女贞子总黄酮提取率影响显著的3个因素,在单因素实验的基础上采用三因素三水平响应面分析方法．实验因素与水平设计见表1．表1 响应面实验因素与水平Table 1 Factors and levels of of response surface design实验因素水平-101乙醇浓度c/%45%50%55% 超声时间t/h1.01.52.0 超声功率P/W1001201402 结果与讨论2.1 单因素实验2.1.1 乙醇浓度对女贞子总黄酮提取率的影响从图1可看出，随着乙醇浓度的增加,总黄酮的提取率随之提高,当乙醇浓度增大到约50%时,总黄酮的提取率达到最大值,随后,总黄酮提取率逐渐下降．这是因为随着乙醇浓度的增加,黄酮类化合物溶解度也随之增加并在50%时总黄酮的溶解度达到最大值,但当乙醇浓度再增加时,黄酮类化合物溶解度减少;同时一些醇溶性杂质、色素等成分溶出量增加,这些成分与黄酮类化合物竞争同乙醇—水分子结合,从而导致黄酮类化合物的提取率下降[7],确定50%的乙醇为最佳提取浓度．图1 乙醇浓度对女贞子总黄酮提取率的影响Fig.1 Effects of ethanol concentration on total flavonoids extraction2.1.2 料液比对女贞子总黄酮提取率的影响从图2可看出，女贞子总黄酮的提取率随料液比的增大而呈上升趋势,但是当料液比超过1 ∶20时,随着料液比的增大，黄酮的提取率不再上升．这是因为溶剂量大,溶剂中的有效成分浓度低,与物料及溶剂边界层的有效成分浓度差大,扩散推动力大,还增加了物料与溶剂的接触面积因而提取率高．当料液比大于1 ∶20时,随着料液比的增大,溶剂量的增多,造成杂质过多溶出,使得进一步的浓缩消耗更多的能量和时间,同时也会阻碍黄酮的溶出,使得黄酮提取率不再上升．查阅文献并结合生产实际[7-8],为节约成本,减少溶剂处理量,确定最佳料液比为1 ∶20,响应曲面法实验不再考察该因素．图2 料液比对女贞子总黄酮提取率的影响Fig.2 Effects of ratio of solid on liquid on total flavonoids extraction2.1.3 超声功率对女贞子总黄酮提取率的影响从图3可看出，随着超声功率增加,女贞子总黄酮的提取率也随之增大;但是当超声功率超过120 W时,超声功率增加,总黄酮提取率反而下降．这是因为超声功率的增加使得被萃取出来的黄酮类化合物的量也随之增多,但过高超声功率会使分子运动加剧而导致其他物质被萃取出来影响总黄酮的提取纯度,同时过高的功率将使溶剂温度升高,增加其他成分的溶解,所以超声功率过高提取率反而下降[8],确定最佳超声功率为120 W．图3 超声功率对女贞子总黄酮提取率的影响Fig.3 Effects of ultrasonic on total flavonoids extraction2.1.4 超声时间对女贞子总黄酮提取率的影响从图4可看出，总黄酮提取率在1.5 h处达到最大值,这是因为乙醇对细胞渗透性强,在短时间内即可达到溶解平衡．但是,提取时间的延长会导致氧化和分解等副反应发生,导致得率下降;同时使多糖等含量较高的杂质溶出量增加,提取液黏度和混浊度加大[8],因此最适提取时间为1.5 h．图4 超声时间对女贞子总黄酮提取率的影响Fig.4 Effects of time on total flavonoids extraction2.2 响应曲面优化实验2.2.1 响应曲面实验结果以乙醇浓度(A)、超声时间(B)、超声功率(C)为自变量,在料液比为1 ∶20时,以女贞子总黄酮提取率为响应值(R),进行响应面分析实验，结果见表2．表2 响应面试验结果Table 2 Results of response experimental design试验序号A/%B/hC/WY/%110-11.546 7 20-1-11.702 1301-11.488 44-10-11.721 650001.877 06-1101.721 671101.702 181-101.741 090001.857 610-1-101.760 4110001.877 0120-111.624 4130111.585 5141011.546 715-1011.605 02.2.2 多元二次响应面回归模型的建立与分析通过Design Expert version7.0软件对表2进行二次回归响应面分析,建立多元二次响应面回归模型R1=-0.095 7+2.270 2×10-3A+2.574 6×10-3B+9.7275×10-4 C+2.914 6×10-6AC+4.371 9×10-5BC-2.687 9×10-5A2-2.882 2×10-3B2-4.958 9×10-6C2.因A-B对女贞子总黄酮提取率的影响较小,故上述方程中省略了这一项．各因素的方差分析见表3．从表3可以看出,模型P值<0.05,表明该模型显著．模型的复相关系数为0.940 6,说明该模型能解释94.06%的响应值的变化,拟合程度良好,实验误差小,可以用此模型对超声辅助提取女贞子黄酮的结果进行分析和预测．由表3可知,模型中二次项达到显著水平,而一次项乙醇浓度(A)、超声时间(B)、超声功率(C)和交互项对女贞子黄酮得率的影响均不显著．该模型的纯误差的均方值较小为1.259×10-8,说明此模型有效,应用响应曲面法优化提取女贞子总黄酮的提取工艺可行．表3 二次响应面回归模型方差分析Table 3 Variance analysis of quadratic response surface regression model方差来源Source平方和SS自由度DF均方MSF值P值Prob>F Model2.009×10-592.233×10-610.050.010 2A-A9.250×10-719.250×10-74.160.096 8 B-B1.364×10-611.364×10-66.140.056 0 C-C1.180×10-711.180×10-70.530.498 8A-B0.00010.0000.001.000 0A-C3.398×10-713.398×10-71.530.271 1 B-C7.645×10-717.645×10-73.440.122 7 A21.667×10-611.667×10-67.510.040 8 B21.917×10-611.917×10-68.630.032 3 C21.453×10-511.453×10-55.400.000 5 残差1.111×10-662.221×10-7失拟性1.085×10-643.618×10-728.750.033 8 纯误差2.517×10-821.259×10-8 总差2.120×10-5142.2.3 响应曲面分析从表3得出,本实验中AC的交互作用和BC的交互作用影响较明显．AB，AC，BC 的交互作用实验结果见图5，6，7．等高线的形状可反映出交互效应的强弱大小,椭圆形表示两因素交互作用显著,而圆形则与之相反[6]．图5 乙醇浓度与超声时间的响应面Fig.5 Response surface plot of R=f(A,B)图6 乙醇浓度与超声功率的响应面Fig.6 Response surface plot of R=f(A,C)图7 超声时间与超声功率的响应面Fig.7 Response surface plot of R=f(B,C) 2.2.4 模型的验证性实验通过女贞子总黄酮提取率的二次多项数学模型解逆矩阵得出:在提取乙醇浓度为49.12%,超声时间为1.31 h,超声功率为116.94 W,料液比定为1 ∶20的工艺条件下,女贞子总黄酮最大提取率预测值为1.880%．为检验此方法的可靠性，采用上述最优提取条件进行女贞子总黄酮提取实验,同时考虑到实际操作的便利,将女贞子总黄酮提取最佳条件修正为室温下乙醇浓度为50%,超声时间1.5 h,超声功率120 W,料液比1 ∶20,水浴温度为40 ℃,实际测得的提取率为1.877%,与理论预测值相差不大.因此,采用响应面优化得到的提取条件准确可靠,具有实用价值．3 结论应用响应面设计法优化出最佳提取条件:乙醇浓度为49.12%,提取时间为1.31 h,超声功率为116.94 W,在料液比1 ∶20时得到女贞子中的总黄酮提取率为1.880%．参考文献(References)[1] 李阳,孙文基.女贞子的药理作用研究[J].陕西中医学院学报,2006,29(5):58-60.Li Yang, Sun Wenji. Pharmacological effects of Ligustrum lucidum [J]. Shanxi Traditional Chinese Medicine, 2006,29 (5):58-60.(in Chinese)[2] 王振宇,夏祥慧,李宏菊.响应面分析法优化大果沙棘总黄酮提取工艺[J].东北林业大学学报,2009,37(6):30-32.Wang Zhenyu, Xia Xianghui, Li Hongju. Analysis of total flavonoids of hippophae rhamnoides extraction process response surface [J]. Northeast University of Forestry, 2009,37 (6):30-32(in Chinese)[3] 顾晶晶,王爱琴,康键.响应面方法研究新疆大果沙棘的果酒酿造工艺[J].食品工业科技,2008,29(8):224-226.Gu Jingjing, Wang Aiqin, Kang Jian. Resp onse surface method of xinjiang′s wine brewing technology hippophae [J]. Science and Technology of Food Industry, 2008,29 (8):224-226.(in Chinese)[4] 吴华勇,黄赣辉,顾振宇,等.响应曲面法优化竹叶总黄酮的提取工艺研究[J]. 食品科学，2008,29(11):196-200.Wu Huayong, Huang Ganhui, Gu Zhengyu, et ing optimization of total flavonoids extraction from leaves of bamboo by response surface method[J]. Science of Food,2008,29 (11):196-200.(in Chinese)[5] 汪芳明,唐玉斌,佘顺宝.螺旋藻生产中两种碳营养源的对比研究[J].江苏科技大学学报:自然科学版,2006,20(1):89-92.Wang Fangming, Tang Yubin, She Shunbao. Comparative study of two kinds of carbon nutrition source of spirulina production [J]. Jiangsu University of Science and Technology: Natural Science Edition, 2006,20 (1):89-92.(in Chinese)[6] 黎彧,蓝方存,李梅娣,等.可见及紫外分光光度法测定女贞子总黄酮含量的研究[J]. 中国酿造,2006,161(8):70-71.Li Yu, Lan Fangchun, Li Meidi, et al.Spectrophotometry of total flavonoids from ligustrum content by visible and ultraviolet [J]. China Brewing, 2006,161 (8):70-71.(in Chinese)[7] 肖卫华,韩鲁佳,杨增玲,等.响应面法优化黄芪黄酮提取工艺的研究[J].中国农业大学学报,2007,12(5):52-56.Xiao Weihua, Han LuJia, Yang Zengling, et al. Optimization of extraction process of astragalus by response surface [J].China Agricultural University, 2007,12 (5):52-56.(in Chinese)[8] 闰克玉,高远翔.响应面分析法优化槐米总黄酮的提取工艺[J].食品研究与开发,2009,30(7):21-24.Run Keyu, Gao Yuanxiang. Optimization of the extraction process of total flavonoids from bud by response surface [J]. Food Research andDevelopment, 2009,30 (7):21-24.(in Chinese)。

响应面法优化聚合硫酸铁铝的制备及应用(论文)

响应面法优化聚合硫酸铁铝的制备及应用作者：蒋贞贞，郑怀礼，谭铭卓，朱俊任，关庆庆，冯力，陈伟， Jiang Zhenzhen， Zheng Huaili，Tan Mingzhuo， Zhu Junren， Guan Qingqing， Feng Li， Chen Wei作者单位：蒋贞贞,郑怀礼,朱俊任,关庆庆,冯力,陈伟,Jiang Zhenzhen,Zheng Huaili,Zhu Junren,GuanQingqing,Feng Li,Chen Wei(重庆大学教育部三峡库区生态环境重点实验室,重庆,400045)，谭铭卓,TanMingzhuo(江门市慧信净水材料有限公司,广东江门,529000)刊名：土木建筑与环境工程英文刊名：Journal of Chongqing Jianzhu University年，卷(期)：2013,35(3)参考文献(18条)1.徐立杰;王淑莹;甘冠雄CAST工艺改良对系统强化除磷性能的影响[期刊论文]-化工学报 2011(05)2.曹雪梅;彭永臻;王淑莹缺氧区、好氧区容积比对A2/O工艺反硝化除磷的影响[期刊论文]-中国给水排水 2007(03)3.温沁雪;王官胜;陈志强聚合铝铁强化A2/O系统脱氮除磷研究[期刊论文]-哈尔滨工业大学学报 2010(06)4.郑怀礼;房慧丽;蒋绍阶负载硅藻土的固体聚合硫酸铁的制备及结构表征[期刊论文]-光谱学与光谱分析 2011(07)5.郑怀礼;王白雪;张占梅无机高分子复合絮凝剂PFSS中硅的形态分析[期刊论文]-化工学报 2007(11)6.Zhao Y;Zhang L;Ni F Evaluation of a novel composite inorganic coagulant prepared by red mud for phosphate removal 2011(2/3)7.Tzoupanos N;Zouboulis A Preparation,characterisation and application of novel composite coagulants for surface water treatment 2011(12)8.Matilainen A;Vepsalainen M;Sillanpaa M Natural organic matter removal by coagulation during drinking water treatment:a review 2010(02)9.Moussas P;Zouboulis A A new inorganic-organic composite coagulant,consisting of Polyferric Sulphate (PFS) and Polyacrylamide (PAA) 2009(14)10.Tzoupanos N;Zouboulis A;Zhao Y C The application of novel coagulant reagent (polyaluminium silicate chloride) for the post treatment of landfill leachates[外文期刊] 2008(05)11.Mayerhoff Z;Robert I;Franco T Purification of xylose reductase from Candida mogii in aqueous two-phase systems 2004(03)12.Wen Z;Liao Z;Chen Z Production of cellulase by trichoderma reesei from dairy manure[外文期刊] 2005(4)13.Zhu G C;Zheng H L;Zhang Z Characterization and coagulationfl occulation behavior of polymeric aluminum ferric sulfate (PAFS) 201114.Kim Y S;Kim M H;Yoo C K A new statistical frame work for parameter subset selection and optimal parameter estimation in the activated sludge model 2010(1/2/3)15.Baskan M B;Pala A A statistical experiment design approach for arsenic removal by coagulation process using aluminum sulfate 2010(1/2/3)16.Kasiri M;Aleboyeh H;Aleboyeh A Modeling and optimization of heterogeneous photo-fenton process with response surface methodology and artificial neural networks 2008(21)17.Murugesan K;Dhamija A;Nam I Decolourization of reactive black 5 by laccase:Optimization by response surface methodology[外文期刊] 2007(01)18.Li X D;Jia R;Li P S;Ang S S Response surface analysis for enzymatic decolorization of Congo red by manganese peroxidase[外文期刊] 2009(01)引用本文格式：蒋贞贞.郑怀礼.谭铭卓.朱俊任.关庆庆.冯力.陈伟.Jiang Zhenzhen.Zheng Huaili.Tan Mingzhuo.Zhu Junren.Guan Qingqing.Feng Li.Chen Wei响应面法优化聚合硫酸铁铝的制备及应用[期刊论文]-土木建筑与环境工程 2013(3)。

响应面法优化制备竹粉-LDPE复合材料

响应面法优化制备竹粉-LDPE复合材料曾春霞;杨文斌;徐建锋【摘要】The dosages of coupling agent, lubricant and antioxidant were selected as three factors for D-optimal design. The preparation process parameters for bamboo-plastic composite were optimized with response surface method. The mathematical relationship models of each response value with different variables were established, and the interactive effect among each single factor and the response value was studied. The optimized conditions for preparation of the bamboo-plastic composite were determined as with 5. 82% of MAPP, 0 of antioxidant , and 0. 50% of the lubricant. The properties of the composite prepared under the optimized technological conditions were with 13. 34 MPa of tensile strength, 18. 74 MPa of the flexural strength, 746. 39 MPa of flexural modulus, 6. 57 kJ/m2 of impact toughness, whose Vicat softening temperature was 101. 95℃. , and the melting flow rate was 0. 89 g/10 min.%选取偶联剂用量、润滑剂用量及抗氧剂用量3个因素进行D-optimal设计,运用响应面法对竹塑复合材料的制备工艺参数进行优化,得到各响应值与试验因素之间的定量数学关系模型,以及各单因素对响应值的交互影响,确定竹塑复合材料制备试验的优化条件为:偶联剂用量5.82％,抗氧剂用量0,润滑剂用量0.50％.在该工艺条件下制得的复合材料各项性能为:拉伸强度13.34 MPa,弯曲强度18.74 MPa,弯曲模量746.39 MPa,冲击韧性6.57 kJ/m2,维卡软化温度101.95℃,熔体流动速率为0.89 g/10min.【期刊名称】《西南林业大学学报》【年(卷),期】2012(032)005【总页数】6页(P86-91)【关键词】竹粉;LDPE;复合材料;响应面法【作者】曾春霞;杨文斌;徐建锋【作者单位】福建农林大学材料工程学院,福建福州350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州350002【正文语种】中文【中图分类】S784近年来，利用竹粉或竹纤维制造竹塑复合材料得到快速地发展。

响应面法优化制备PAC-PDMDAAC杂化絮凝剂及其表征

第６５卷第２期２０１４年２月
化
工５Ｎｏ．２Ｆｅｂｒｕａｒｙ
ＣＩＥＳＣＪｏｕｒｎａｌ
响应面法优化制备ＰＡＣ．ＰＤＭＤＡＡＣ杂化絮凝剂及其表征
蒋绍阶，冯欣蕊，李晓恩，蒋世龙
中图分类号：Ｔｕ９９１．２２
文献标志码：Ａ
文章编号：０４３８ —１１５７（２０１４）０２ —０７３１ —０６
ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＰＡＣ－ＰＤＭＤＡＡＣｈｙｂｒｉｄｌｏｆｃｃｕｌａｎｔｂｙｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄ
ａｎｄｉｔｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉＯｎ
ＪＩＡＮＧＳｈａｏｊｉｅ，ＦＥＮＧＸｉｎｒｕｉ，ＬＩＸｉａｏ ’ ｅｎ，ＪＩＡＮＧＳｈｉｌｏｎｇ
（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆｔｈｅＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒＲｅｇｉｏｎ ’ ＳＥｃｏ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
ｏｒｇａｎｉｃ — ｉｎｏｒｇａｎｉｃｈｙｂｒｉｄｌｆｏｃｃｕｌａｎｔ，ｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｕｓｉｎｇＫＨ５７０ａｓｍｏｄｉｆｙｉｎｇａｇｅｎｔａｎｄａｍｏｎｉｕｍｐｅｒｓｕｌｆａｔｅａｓｉｎｉｔｉａｔｏｒ．ＴｈｅＢｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｒｅｌａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｂｅｔｗｅｅｎｉｎｔｒｉｎｓｉｃｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄａｆｅｃｔｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｐｒｅｐａｉｒｎｇＰＡＣ— ＰＤＭＤＡＡＣｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅ：ＤＭＤＡＡＣｍａｓｓｒａｆｃｔｉｏｎ３３％，ｉｎｉｔｉａｔｏｒｍａｓｓｒａｆｃｔｉｏｎ０．６％，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ６４￣Ｃａｎｄ

响应面法优化胞外聚合物的提取方法

１２提取方法．
将浓缩后的污泥丸重新悬浮于缓冲液（Ｈ－７中，行超声处理，水浴加热．处理后的活性污泥ｐ二）进再将混合液在４℃ 、２００ｒｍｉ１０／ｎ下离心１ｎ所得上清液即为ＥＳ原液，５ｍｉ，Ｐ提取的ＥＳ原液经０４ｍ滤膜Ｐ．５
１实验材料和方法
１１污泥来源及预处理．
本实验采用的活性污泥取自芜湖青岛雪花啤酒厂污水处理中心．３取ＯｍＩ曝气结束后的活性污泥混
合液，４０／ｎ下离心１ｎ倾去上清液，在００ｒｍｉ０ｍｉ，完成污泥的清洗及浓缩．
的方法嘲．ＰＥＳ的提取原则是在低细胞死亡率的前提下最大程度地分离出ＥＳＥＳ的提取方法主要有Ｐ．Ｐ
物理提取法和化学提取法．常用的物理提取方法主要有热提取法、声波法、速离心法、汽法等，超高蒸常用的化学提取方法主要有ＥＴＡ法、Ｄ阳离子树脂提取法、甲醛提取法、Ｈ提取法等．时，多种不同的ｐ同将
用标准方法测定口．
１４ＥＳ提取条件优化．Ｐ
采用响应面法优化ＥＳ的提取过程，用ＢｘＢｈｋｎ设计原理对影响ＥＳ提取效果的４个因素Ｐ采ｏ —ｅｎｅＰ
ｐＸ、度（）超声时间（｛超声波功率（）在三个水平上进行优化，ＰＨ（）温ｘ、Ｘ＝）及ｘＥＳ提取量为响应值

响应面法优化混凝处理微污染源水研究

响应面法优化混凝处理微污染源水研究杨海蓉;付永川;王启秀【摘要】[目的]研究采用响应面法优化混凝处理微污染源水过程.[方法]以商业聚合硫酸铁絮凝剂为研究对象,研究了快速搅拌速度、快速搅拌时间、慢速搅拌速度对混凝处理效率的影响.采用响应面法优化混凝条件.[结果]实测残余浊度与模拟残余浊度相关系数达0.96,表明预测值与实际值相关性强,模型预测浊度去除率具有较高的可行性.采用5 mg/L混凝剂投加量,处理40.50 NTU与9 mg/L的TOC源水,获得响应面优化的混凝条件,残余浊度达到1.70 NTU.响应面优化获得最优条件:当在快速搅拌速度为347 r/min、快速搅拌时间为3 min、慢速搅拌速度为79 r/min、慢速搅拌时间为15 min的条件下,原水残余浊度为30.10 NTU,实测残余浊度为0.64 NTU,TOC去除率达到50.74%.[结论]基于响应面法优化混凝处理微污染源水具有较高的可应用性.%[Objective]To optimize the coagulation treatment of micro-polluted source water by response surface method.[Method]Taking commercial polyferric sulfate flocculant as test material,the effects of rapid stirring speed,rapid stirring time and slow stirring speed on coagulation efficiency were studied.Optimal coagulation conditions for coagulation by response surface methodology were obtained.[Result]The results showed that the squared correlation coefficient between measured turbidity removal efficiency and simulated turbidity removal efficiency was0.96,which indicated that the correlation between predicted value and actual value was ing 5 mg/L coagulant dosage for treatment of 40.50 NTU and 9 mg/L TOC source water,the coagulation had optimized experimental conditions under which the residual turbidity was reduced to1.70 NTU.With the optimization conditions that rapid stirring speed was 347 r/min,stirring time was 3 min,slow stirring speed was 79 r/min,slow stirring time was 15 min,for treatment of 30.10 NTU turbidity source water,the residual turbidity of 0.64 NTU achieved,and TOC removal efficiency reached the 50.74%.[Conclusion]The experimental results showed that the response surface optimization method had a high feasibility of coagulating micro-polluted source water.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2017(045)012【总页数】4页(P48-50,60)【关键词】微污染源水;响应面;混凝;除浊【作者】杨海蓉;付永川;王启秀【作者单位】重庆市生态环境监测中心,重庆 401147;重庆市环境科学研究院,重庆401147;重庆市生态环境监测中心,重庆 401147【正文语种】中文【中图分类】X52随着社会、经济的发展，水源遭到不同程度的破坏，水体质量下降，对饮用水安全造成了极大威胁[1-2]。

响应面法优化双水相萃取污水中铅离子工艺研究

响应面法优化双水相萃取污水中铅离子工艺研究作者：谢勇武谭属琼杨星霞来源：《福建农业学报》2018年第04期摘要：利用聚乙二醇（PEG）600和（NH4）2SO4双水相系统结合原子吸收光谱法对铅污染模拟的水体进行萃取工艺优化研究。

在研究PEG600（NH4）2SO4H2O双水相体系中各单因素对铅离子的萃取率的影响基础上，再用响应面试验优化双水相萃取污水中铅的最佳萃取工艺。

最终得到的最佳工艺为：PEG600体积分数为4025%、（NH4）2SO4质量浓度为017 g·mL-1、pH为255、温度为4028℃，在此工艺条件下的萃取率可达8726%。

关键词：响应面法；原子吸收光谱；双水相萃取；铅离子中图分类号：O 6582文献标识码：A文章编号：1008-0384（2018）04-430-08Optimization of Lead Ion Removal from Sewage Using a Twophase Aqueous Filtration SystemXIE Yongwu，TAN Shuqiong，YANG Xingxia（Fujian Normal University MinNan Science and Technology Institute， Quanzhou，Fujian362332，China）Abstract：A PEG600 and （NH4）2SO4 twophase aqueous filtration system was used in lab for studying the removal of lead ions from waste water. Based on the analytical data obtained from atomic absorption spectrometry， a response surface methodology was applied to optimize the technology. The optimal processing conditions included 4025% on volume fraction of PEG600， 017 g·mL-1 of （NH4）2SO4， pH at 255， and temperature at 4028 to render a lead removal rate of 8747%.Key words：response surface method； atomic absorption spectrometry； twophase aqueous filtration system； lead ion水中的重金属污染对健康的危害严重，因其初期症状很轻微，很容易被人们忽视，但是长期的积累，其危害是巨大的。

聚合硫酸铝絮凝性能实验的研究

聚合硫酸铝絮凝性能实验的研究喻国贞汤明江慧娟（九江学院化学化工学院）摘要：以Al2（SO4）3原料采用中和法制取聚合硫酸铝絮凝剂，并用合成的絮凝剂对南湖水进行絮凝试验，通过本实验对絮凝剂在不同条件下絮凝数据分析（如：投加量，温度，沉降时间，酸度，外力作用等的变化），来讨论该絮凝剂对污水絮凝效果。

（絮凝效果以絮凝后溶液的残余浊度为衡量指标）关键词：聚合硫酸铝絮凝性能条件浊度1.引言进入二十世纪以来，我国经济发展迅猛，城市步伐不断加快，对水的要求量也急剧增加，产生的各种生活及工业污水也越来越多，如果只重经济而轻环境，水体污染会日益严重，水质下降。

目前水处理的方法也很多。

如：絮凝沉淀法，生化法，离子交换法等等。

但是絮凝沉淀法是应用最广泛的一种方法，因为它的使用成本低。

于是研制无毒、价廉、高效的絮凝剂成为目前市场和社会的迫切要求。

有机高分子絮凝剂虽有高效，用量少等优点，但因潜存毒性，价格昂贵，水中单体不一清除干净，很少在净水处理上应用。

近年来，无机高分子絮凝剂（ISF）成为研究焦点。

无机高分子絮凝剂主要是有铁盐和铝盐两大类。

铁盐絮凝剂效果不错，但铁盐絮凝剂一般酸度大，对饮用水及各种工业用水有着不良影响及使用时对设备有强烈腐蚀性，处理后的水色度较大，一般也不用于水处理上。

因此，应用最广泛的还是铝系絮凝剂，主要有：硫酸铝、硫酸铝铵、聚合硅酸铝等。

随着水处理工业的发展，对这些铝系絮凝剂提了更高的要求，单纯铝盐存在沉降速度慢，除色效果差等缺点，为了改善铝盐的絮凝效果和减少铝盐药剂的用量，本人在总结前人的经验基础上，以南湖水为例，对聚合硫酸铝这一絮凝剂进行研究。

由于铝系絮凝剂价格低廉，用途广泛，如果不能使污水处理达到国家所规定的标准，那么对淡水的重复利用和水生生物及人体健康有相当大的影响，所以研究此课题有十分重要的意义。

2.实验部分2.1聚合硫酸铝的合成聚合硫酸铝（PAS ）聚合铝盐的一种可用[]m n n SO OH Al 2/)()(342-来表示，式中1≤n ≤6，m ≤10。

响应面法优化电氧化-絮凝耦合工艺深度处理垃圾渗滤液

中国环境科学 2017,37(3)：948~955 China Environmental Science 响应面法优化电氧化-絮凝耦合工艺深度处理垃圾渗滤液侯韦竹1,2,丁晶1,赵庆良1*,黄慧彬1,王思宁1,袁一星1 (1.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,城市水资源与水环境国家重点实验室,黑龙江哈尔滨 150090；2.北京碧水源科技股份有限公司,北京 100089)摘要：构建了以尺寸稳定电极为阳极、碳毡为阴极、铁网为双极性电极的电氧化-絮凝耦合工艺,用以同步去除垃圾渗滤液生化出水中的剩余有机物(COD)和总氮(TN),并利用单因素和响应面法探讨了极板间距、循环流速和氯离子(Cl-)浓度因素对垃圾渗滤液COD和TN去除率的影响.通过模拟和方差分析,得到了可达显著水平的二次响应曲面模型.通过响应曲面分析,得出COD去除的最优反应条件为极板间距3.8cm,循环流速1mL/min, Cl-浓度5556mg/L,此时通过实验验证COD实际去除率84.6%,与模型预测值(85.4%)接近;TN去除的最佳条件为极板间距5.7cm,循环流速1mL/min, Cl-浓度5437mg/L,此时TN实际去除率为86.4%,与预测值(93%)较接近.该耦合工艺在实现COD和TN 去除的同时,对总磷和色度也有一定的去除效果,实验表明通过电氧化-电絮凝的协同机制,可以实现垃圾渗滤液中多种污染物的同步去除. 关键词：电氧化；电絮凝；垃圾渗滤液；深度处理；响应曲面法中图分类号：X703文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2017)03-0948-08Optimization of electro-oxidation and electro-coagulation combination process for landfill leachate advanced treatment by response surface methodology. HOU Wei-zhu1,2, DIN G Jing1, ZHAO Qing-liang1*, HUAN G Hui-bin1, WAN G Si-ning1,YUAN Yi-xing1 (1.State Key Laboratory of Urban Water Resources and Environment, School of Municipal and Environmental Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China；2.Beijing Origin Water Technology Co.Ltd, Beijing 100090, China). China Environmental Science, 2017,37(3)：948~955Abstract：To evaluate the removal of the chemical oxygen demand (COD) and nitrogen (TN) within the landfill leachate effluent, the combined electrochemical integrated process of electro-oxidation/electro-coagulation was constructed. In this system, the dimensional stable electrode was used as anode and graphite felt as cathode, moreover, the iron net was applied as bipolar electrode. The effect of plate distance, circulation velocity and chloride ion (Cl-) concentration on COD and TN reduction was investigated using the single factor experiment and response surface methodology (RSM). Via the analysis of variance, a quadratic response surface model with significant level was obtained. Experimental results demonstrated that the optimum conditions for COD removal were 3.8cm plate distance, 1mL/min velocity and 5556mg/L Cl- concentration, respectively, leading to a COD removal efficiency of 84.6% (forecast COD reduction was 85.4%). The optimum conditions for TN removal were 5.7cm plate distance, 1mL/min circulation velocity and 5437mg/L Cl-concentration, with a TN removal rate of 86.4% (VS forecast value of 93.0%). Meanwhile, the phosphorus and color were also significantly removed by the combination process. In overall, the simultaneous removal of predominant contaminants within landfill leachate achieved during the electro-oxidation/electro-coagulation combination process was meaningful for pollutants control.Key words：electro-oxidation；electro-coagulation；landfill leachate；advanced treatment；response surface methodology垃圾渗滤液主要产生于城市垃圾卫生填埋或焚烧过程中,具有有机物和氨氮浓度高、含有毒重金属以及微生物营养元素比例严重失调等特征,且其水质受到多种因素影响,如垃圾性质、水分供给情况、填埋场环境等[1-2].目前常用垃圾渗滤液的处理流程为“预处理+生化处理+深度处理”[3-4],其中深度处理工艺常用的是多级膜处理技术,生化处理技术与膜技术相结合可实现垃圾渗滤液达标排放,但实际运行过程中往往存在工程投资大、膜污染严重和浓缩液无法妥善处理收稿日期：2016-04-20基金项目：城市水资源与水环境国家重点实验室自主课题(2016DX05)* 责任作者, 教授, zhql1962@3期侯韦竹等：响应面法优化电氧化-絮凝耦合工艺深度处理垃圾渗滤液 949等一系列问题[5],因此,开发垃圾渗滤液深度处理过程中替代多级膜处理技术的工艺迫在眉睫.近年来,电氧化工艺和电絮凝工艺因其无需添加氧化剂、二次污染少、能量利用率高等特点,目前已在尿液[6]和电厂废水[7]等处理过程中得到广泛研究,并取得较好的去除效果.电絮凝过程主要通过外电压作用,利用可溶性阳极产生大量可絮凝沉淀的金属离子达到去除废水中的污染物的目的,在纺织行业废水中应用广泛[8],可有效的去除废水中的色度及有机物.目前,已有报道研究将电氧化[9-10]或电絮凝[11-12]单独应用到垃圾渗滤液处理过程中,研究表明,单一电化学工艺对特定的污染物均有较好的处理效果.如Cabeza[9]等利用电氧化法处理原液或预处理后的渗滤液,6h 后氨氮可实现100%去除,且氯离子浓度的增大可加强氨氮去除速率.曾晓岚等[12]采用电絮凝深度处理垃圾渗滤液生化出水,对氨氮的处理效果作用甚微,但总磷(TP)去除率为90%可达国家排放标准,COD去除率也达到了64%.此外,电化学组合工艺处理废水的研究也有相关报道,如Cottalis等[13]采用铝作为双极性电极,同步完成电消毒和电絮凝过程,用于去除微生物和浊度并实现废水回用.梁栋等[14]通过铁电极和外加双氧水的方式构建电芬顿与电絮凝联用工艺处理渗滤液,可除去大部分有机物.然而,目前将电氧化和电絮凝工艺耦合进行同步去除多种污染物的研究却较少.褚衍洋等[15]曾在电氧化系统中投加亚铁试剂,结果表明在铁促电解作用下,COD和氨氮的去除效率得到提高,可分别达到68.37%和89.07%.但目前在不外加絮凝剂或助凝剂的情况下采用电氧化和电絮凝的耦合工艺同步深度去除垃圾渗滤液中有机物和氮类污染物的研究尚属空白.为克服现有研究的不足,本文在利用电氧化和电絮凝技术各自优势的基础上,构建新型电化学耦合工艺用于生活垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液的深度处理,可有效实现垃圾渗滤液生化出水中多类剩余污染物(如COD、氮类)的同步去除.本文在单因素实验的基础上,采用响应曲面法优化工艺中的重点参数:极板间距、循环流速和Cl-浓度,并对优化参数的实际效果进行验证,以期为实际的工艺运行提供数据基础和科学依据.1材料与方法1.1 污水来源及水质实验采用的水样为哈尔滨某填埋场垃圾渗滤液经“预处理+两段式A/O”工艺处理后的生化出水,该垃圾填埋场目前处于老龄阶段(运行>10年),此实验水样中大部分可生物降解有机物和氨氮已被前段处理系统去除.其垃圾填埋场二级生化出水的水质指标和本实验用水水质情况如表1所示,其中总氮以氨氮(NH4+)和硝酸盐氮为主.实验用水中氯离子浓度通过氯化钠的添加进行调整.表1垃圾渗滤液及实验用水水质情况Table 1 Water quality of landfill leachate and the waterused in the test项目 pH值TN(mg/L)NH4+(mg/L)COD(mg/L)TP(mg/L)Cl-(mg/L) 生化出水7.4~8.5190~36390~153400~1008 3~6 1826~2530 实际实验用水7.8 220~260100~120500~600 4~61.2 实验装置及分析方法电氧化-絮凝耦合装置整体由电化学反应器、稳压电源和蠕动泵等部分构成.反应器由有机玻璃制成,采用尺寸稳定的钛基氧化物极板(DSA)为阳极,采用碳毡为阴极,Fe网为双极性电极.直流电源(深圳兆信科技有限公司JPS-3005, 0~30V)为反应的进行提供电压,反应时电流密度维持在20mA/cm2.实验采用连续进水方式,通过蠕动泵(保定兰格泵业BT100-1F)控制循环流速进行废水循环.反应器尺寸L×B×H=56mm× 30mm×75mm,电极尺寸L×B=50mm×20mm,有效容积为120mL.图1为实验装置示意图.反应4h 后从固定位置取样进行测定.实验中所有指标均采用《水和废水监测分析方法(第四版)》[16]中标准方法测定,COD采用重铬酸钾消解法测定,总氮采用过硫酸钾氧化紫外950 中国环境科学 37卷分光光度法测定,TP 通过钼锑抗分光光度法测定,色度利用比色法,pH 值采用在线pH 计法检测.实验过程中产生的絮凝体经过105℃干燥后,用浓硝酸进行消解,之后采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP)进行金属类元素检测.图1 电化学耦合工艺实验装置示意图 Fig.1 Experimental setup of electro -oxidation andelectro -coagulation combination process 1.3 响应面法实验设计表2 响应曲面法实验变量编码及水平 Table 2 Factors and coded levels of RSM 编码水平变量代号-1 0 1 极板间距(cm) A 2.5 4.1 5.7循环流速(m L /min) B 1 25.5 50 Cl -浓度(mg/L ) C 3000 5000 7000响应面法将数学方法和统计方法相结合,可以优化变量数值和预测响应值,确定最优反应条件参数,具有实验次数少,精密度高和预测性好等优点[17-18].在响应曲面法实验设计中,本文将极板间距、循环流速和Cl -浓度分别记为变量X 1、X 2和X 3,从单因素实验中COD 、TN 处理效果可知,循环流速和Cl -浓度均不宜过高,同时考虑到经济因素,因此,选取3个因素的探测范围分别为:极板间距为2.5~5.7cm,循环流速为1~50mL/min, Cl -浓度为3000~7000mg/L,以COD 去除率和TN 去除率为响应值,记为变量Y 1和Y 2.采用数据处理软件Design -Expert 8.0实现响应曲面法(采用Box -Behnken)的设计过程,并进行响应面分析以及实验条件优化.表2为实验因素与水平设置. 2 结果与讨论2.1 单因素实验为考察影响耦合工艺运行效果主要因素,本文考察了极板间距、循环流速和氯离子浓度等因素的影响以及过程中pH 值的变化情况.设定极板间距2.5cm,循环流速10mL/min,氯离子浓度5000mg/L,每次分别调整某一单一因素,考察耦合工艺处理前后COD 及TN 的去除情况.实验结果表明,在极板间距2.5cm 、4.1cm 和5.7cm 变化的条件下,废水COD 去除率依次为73.9%、79.86%和70.62%,TN 去除率分别为77.11%,74.36%和76.79%.在循环流速1,10,50, 100,150mL/min 变化的条件下,COD 去除率依次为82.9%、71.6%、64.5%、40%和26%,TN 去除率依次为77.8%、72.5%、77.4%、80.1%和75.1%.在Cl -浓度2500,5000,7000,9000mg/L 变化的条件下,COD 去除率依次为40%、82.1%、75.4%和66.7%,TN 去除率依次为79.4%、75.4%、72.8%和78.8%.初始pH 值对电化学处理过程影响较大[8-10],但由于垃圾渗滤液生化出水pH 值较稳定(表1),波动较小,因此本文只考察了耦合工艺处理过程中pH 值的变化情况,而不考虑pH 值的初始变化情况.在反应结束时,pH 值从7.8升高8.4,变化幅度较小,因此该工艺中pH 值的改变对垃圾渗滤液深度处理出水的排放或再次利用并无影响. 单因素实验结果表明,在不同的因素条件下,电氧化和电絮凝的耦合工艺可有效同步去除COD 及TN.不同因素对污染物的去除影响程度不同.在单因素实验的基础上,为进一步考察因素对污染物去除的交互影响作用以及探索污染物去除的最佳条件,本文通过设计响应曲面法考察3个主要影响因素:极板间距、循环流速和Cl -浓度,以期得到COD 和TN 的最佳处理条件. 2.2 响应曲面法实验结果模拟及方差计算表3为响应面实验中COD 和TN 的去除率实测值.根据Box -Behnken 试验设计的统计学要求,从不同模型方差分析中的均方及检验结果综3期侯韦竹等：响应面法优化电氧化-絮凝耦合工艺深度处理垃圾渗滤液 951合来看,在实际去除率数据基础上,二次多项式模型的拟合效果要好于其他模型,因此在进行预测时本文选择二次多项式模型.以COD 去除率(Y 1)和TN 去除率(Y 2)为因变量,以极板间距(X 1)、循环流速(X 2)和Cl -浓度(X 3)为自变量(X 1、X 2和X 3均为实验水平实际值)建立二次响应曲面方程模型(1)和(2),并可计算出不同条件下去除率的预测值(表3).11231213232221231.287.580.190.0260.00490.00270.006580.80.002870.00226Y X X X X X X X X X X X X =−+−+−−−−−− (1) 2123121323222123131.56 1.0080.4570.030.250.00430.00461.010.0090.0029Y X X X X X X X X X X X X =−+−−+++++ (2) 表3 实验设计及COD 、TN 去除率的情况 Table 3 Experimental design and removal of COD and TNCOD 去除率(%)TN 去除率(%) 序号极板间距(cm) 循环流速(mL/min) Cl -浓度(mg/L) 实测值预测值实测值预测值1 5.7 25.5 7000 68.6668.6287.3288.12 4.1 25.5 5000 76.9676.8667.2366.93 3 2.5 25.5 7000 72.471.975.1275.514 4.1 25.5 5000 76.976.8567.3866.93 5 4.1 50 3000 52.6452.3780.4680.786 5.7 50 5000 62.862.5768.1568.22 7 4.1 1 7000 80.1880.4586.786.38 8 2.5 1 5000 82.9683.1962.2862.219 5.7 1 5000 82.2682.0392.0691.6 10 4.1 25.5 5000 76.6276.8566.2466.93 11 4.1 1 3000 71.0770.884.1985.04 12 4.1 25.5 5000 77.3276.8566.6666.93 13 4.1 50 7000 60.4660.7383.8783.02 14 4.1 25.5 5000 76.4476.8567.1366.93 15 2.5 505000 64.2764.577.577.96 16 2.5 25.5 3000 61.1161.1577.2676.48 17 5.725.5 3000 60.8561.3583.9583.56将拟合模型(1)和(2)进行显著性检验,表4是响应值为COD 去除率的显著性检验结果.已知P 值中,P ≤0.05的项对Y 1影响显著,P ≤0.01的项对Y 1影响极显著.根据表中的结果可知,Y 1与拟合方程的关系是极显著的(P <0.0001),同时,模型的失拟程度不显著(P =0.1621).多元相关系数R 2=0.9989说明相关性较好.模型的AdjR -Squared 和Pred R -Squared 值分别为0.9974和0.9870,两者差值为0.0104(<0.2);CV =0.65% (<10%),表明模型的可信度和精密度较高.在影响程度方面,循环流速(B)(P <0.0001)和Cl -浓度(C)(P <0.0001)是COD 去除率的显著影响因子,交叉项极板间距和Cl -浓度(A 和C)(P =0.0067)也是显著项.表4 响应值为COD 去除率(Y 1)回归方程方差分析 Table 4 Analysis of variance regression equation for response function of COD removal efficiency (Y 1)类型平方和自由度均方F 值概率prob>F模型 1292.519 143.61686.81 < 0.0001 显著A 4.76 1 4.7622.76 0.002B 727.71 1 727.713480.19 < 0.0001 显著C 162.271 162.27776.04 < 0.0001 显著AB 0.15 1 0.150.71 0.4276 AC 3.03 1 3.0314.48 0.0067 BC 0.42 1 0.42 1.99 0.2012 A 217.76 1 17.7684.95 < 0.0001B 2 12.48 1 12.4859.68 0.0001 C 2 344.01 1 344.011645.21 < 0.0001残差 1.46 7 0.21失拟项 1.01 3 0.34 2.94 0.1621 不显著纯误差0.46 4 0.11总离差1293.9816表5 响应值为TN 去除率(Y 2)回归方程的方差分析 Table 5 Analysis of variance regression equation for response function of TN removal efficiency (Y 2)类型平方和自由度均方F 值概率prob>F模型1374.99 152.77237.92 < 0.0001 显著 A 193.26 1 193.26300.99 < 0.0001 显著 B 29.07 1 29.0745.28 0.0003 C 6.39 1 6.39 9.95 0.016 AB 382.791 382.79596.17 < 0.0001 显著AC 7.59 1 7.59 11.82 0.0109 BC 0.2 1 0.2 0.32 0.5919 A 2 28.21 1 28.2143.94 0.0003 B 2126.49 1 126.49197 < 0.0001 C 2 546.82 1 546.82851.63 < 0.0001残差 4.49 7 0.64 失拟项 3.61 3 1.2 5.47 0.0672 不显著纯误差0.88 4 0.22总离差1379.3916952 中国环境科学 37卷表5为相应量为TN 去除率的显著性检验结果.根据表5中结果可知,Y 2与其拟合方程关系显著(P <0.0001),同时,模型的失拟程度不显著(P = 0.6072);模型的Pred R -Squared 和Adj R -Squared分别为0.9571和0.9926,R 2为0.9116.极板间距(A)(P <0.0001)为显著项,说明极板间距的改变对TN 去除率产生显著影响.交叉项极板间距和循环流速(A 和B)(P <0.0001)对TN 去除的影响也较显著. 2.3 响应曲面分析及验证通过Design -Expert 8.0软件分析响应曲面法的数据,可进一步考察极板间距、循环流速和Cl -浓度两两因素对于COD 和TN 去除率的交互影响,所得的响应面及其等高线图如2所示.80 7060C OD 去除率(%)50403020102.02.53.0 3.54.0 4.55.0 5.56.0 循环流速(mL/min)极板间距(c m )图2 极板间距和循环流速对于COD 去除率影响的响应曲面图Fig.2 Response surface of effects of plate distance andcirculation speed on COD removal efficiency在Cl -浓度为5000mg/L 的条件下,极板间距和循环流速对COD 去除率的影响如图2所示.从图2可看出,循环流速对COD 去除率的影响显著,但极板间距和循环流速的交互作用并不明显.在极板间距一定时,COD 去除率随着循环流速的减小而增大,这可能是由于耦合工艺的电絮凝作用受到循环流速的影响.在耦合工艺中,双极性电极铁网上产生的铁离子在水中水解、聚合,形成氢氧化铁和氢氧化亚铁微絮体,起到凝聚作用吸附去除水中的污染物.循环流速越小,越有利于絮凝体的生成和吸附作用,因此可更有效的去除有机物[8]. 6264666769717274 76 7271 692.53.0 3.54.0 4.55.0 5.5300035004000450050005500600065007000C l -浓度(m g /L )极板间距(cm) COD 去除率(%)图3 极板间距和Cl -浓度对COD 去除率影响等高线图 Fig.3 Contour lines of effects of plate distance and concentration of Cl - on COD removal efficiency8070C OD 去除率(%)6060005000400030002.02.53.0 3.54.0 4.55.0 5.56.0 Cl -浓度(mg/L)极板间距(c m )9070008000图4 极板间距和Cl -浓度对COD 去除率影响的响应曲面图Fig.4 Response surface of effects of plate distance andconcentration of Cl - on COD removal efficiency图3和图4显示了在循环流速为25.5mL/min 的条件下,极板间距和Cl -浓度对COD 去除率的影响.极板间距和Cl -浓度的交互作用不明显,在极板间距一定的条件下, COD 去除率随着Cl -浓度的增大先增大后减小.在Cl -浓度一定的条件下,COD 去除率随极板间距的增大先增大后减小,在极板间距为4.1cm 左右达到最大值.在极板间距2.7~4.8cm,Cl -浓度为5000~6000mg/L 的圆形区域内,COD 去除率达到最高值(大于72.2%).氯离子在反应过程中在阳极区域将生成强氧化剂次氯酸或次氯酸盐(HClO 或ClO -),去除3期侯韦竹等：响应面法优化电氧化-絮凝耦合工艺深度处理垃圾渗滤液 953废水中的部分COD [10],同时,氯离子可吸附在已钝化的双极性电极表面,取代氧化膜中的氧离子,生成可溶解氯化物使电极表面的钝化膜溶解,进而提高废水中COD 的絮凝效果.但Cl -的间接氧化和溶解氧化膜仅能起到一定的作用,当Cl -浓度达到5500mg/L 后,继续提高氯离子浓度,可能加大副反应的发生,生成氯酸盐等副产物(ClO 3-),因此无法进一步提高COD 去除效果.在极板间距为4.1cm 的条件下,循环流速和Cl -浓度对COD 去除率的影响如图5所示.COD去除率随着Cl -浓度的增大先增大后减小,随着循环流速的减小而增大,循环流速和Cl -浓度的交互作用不明显.80 70 C O D 去除率(%)6060005000400030002.0103.04.05.0 Cl -浓度(mg/L)极板间距(c m ) 90 7000800050图5 Cl -浓度和循环流速对COD 去除率影响的响应面图 Fig.5 Response surface of effects of concentration of Cl -and circulation speed on COD removal efficiencyTN 去除率受因素的影响趋势和程度均不同于COD 去除率.在Cl -浓度为5000mg/L 的条件下,极板间距和循环流速对TN 去除率的影响如图6所示.从图6可以看出,极板间距对TN 去除率的影响显著,极板间距和循环流速的交互作用并不明显.大间距小流速和大流速小间距的条件下, TN 去除率比两个因素的中等水平下要高.在循环流速一定时,极板间距大于4.1cm 后,TN 去除率随着极板间距的增大而增大.TN 的去除主要通过氨氮和硝酸盐氮的去除来体现.其中,去除氨氮主要通过阳极氧化氯离子生成强氧化剂来实现[9],而非通过电絮凝作用实现[11],硝酸盐氮的去除则可能通过电絮凝作用实现[19].流速较低时利于电絮凝的过程,从而利于硝酸盐的去除;极板间距较小时利于电氧化过程,但由于絮凝空间的减少不利于电絮凝过程,从而利于氨氮的去除,因此,体现在总氮去除趋势上,较优的条件则是大间距小流速和大流速小间距.8070T N 去除率(%)503020100 2.53.0 3.54.0 4.55.0 5.56.0 循环流速(mL/min)极板间距(c m )90405060100图6 极板间距和循环流速对于TN 去除率影响的响应面图Fig.6 Response surface of effects of plate distance andcirculation speed on TN removal efficiency图7显示在循环流速为25.5mL/min 的条件下,极板间距和Cl -浓度对TN 去除率的影响.在Cl -浓度一定的条件下,TN 去除率随极板间距的增大而增大;在极板间距一定的情况下,随着Cl -浓度的增加,TN 去除率先减小后增大,但影响比极板间距要小.循环流速和Cl -浓度对COD 去除率影响显著,对TN 去除率的影响不显著,而极板间距对COD 去除效果影响不显著,对TN 去除率的影响显著.根据拟合模型方程和响应曲面分析可以得到COD 去除最佳条件,即极板间距为3.8cm,循环流速为1mL/min,Cl -浓度为5556mg/L,COD 去除率为85.4%.采用以上最优反应条件进行3组平行实验,对预测结果进行验证,渗滤液的COD 可从500mg/L 降到77mg/L,可达到生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008,COD<100mg/L),平均去除率为84.6%,与拟合方程得到的预测值接近,说明预测值和实验值的拟合度较好.通过模型计算,TN 去除最佳条件为极板间距为5.7cm,循环流速为1mL/min,Cl -浓度为5437mg/L,TN 去954 中国环境科学 37卷除率为93%.采用以上最优反应条件进行3组平行实验,对预测结果进行验证,TN 从242mg/L 降到33mg/L,可达到污染控制标准(GB16889-2008, TN<40mg/L),平均去除率为86.4%,与拟合方程得到的预测值存在一定偏差(7.1%),但偏差在可接受范围内.80 70 T N 去除率(%)60 60005000400030002.0 2.53.03.54.04.55.0 5.56.0Cl -浓度(mg/L)极板间距(c m )90 700050 100图7 极板间距和Cl -浓度影响TN 去除率的响应曲面图 Fig.7 Response surface of effects of plate distance and Cl -concentrations on TN removal efficiency2.4 耦合工艺对其他污染物同步去除在有效去除COD 和TN 的同时,研究还考察了电化学耦合工艺对垃圾渗滤液中TP 和色度的去除情况.结果表明,垃圾渗滤液中TP 去除率可达到60%以上,出水TP 可从4.5mg/L 降至1.7mg/L,可达国家控制标准(TP<3mg/L),色度的去除率可达到90%以上,因此,耦合工艺出水中COD 、TN 、TP 和色度均可达到国家GB16889- 2008控制标准,说明耦合工艺可同时去除多种污染物,适合作为垃圾渗滤液生化出水的深度处理工艺.反应过程中在观察到絮凝沉淀现象的同时,电极上产生大量微气泡作为气浮载体,出现明显的气浮现象.出水明显比反应前废水色度低,产生的絮凝体沉淀后呈现黄褐色,符合铁絮凝体的颜色和特征.对絮凝沉淀物进行金属成分分析,结果发现,沉淀物中含有的金属元素以Fe 为主(454.6mg/g),同时还含有其他金属包括Cd (0.04mg/g)、Cr(0.1mg/g)、Mn(0.8mg/g)、Ni (0.38mg/g)和Pb(0.04mg/g),说明该耦合工艺对部分重金属也有沉淀去除的作用. 2.5 耦合工艺的机理和优势实验表明耦合体系中废水中的氨氮和部分有机物的去除是通过阳极氧化作用将氯离子生成强氧化剂(HClO 或ClO -)来实现,这和文献研究结果[7-10]一致.在耦合体系中铁网作为双极性电极,在外电压和阴阳极的作用下将诱导并生成Fe 2+,Fe 3+等大量阳离子,在水解作用下通生成Fe(OH)2、Fe(OH)3等絮凝沉淀物[8-12],电絮凝过程不需要额外的外加电源.废水中的大部分COD 、色度、TP 和部分重金属是通过电絮凝作用得到去除.因此,电化学耦合工艺实现同步去除多种污染物是由于反应系统中阳极氧化和絮凝沉淀过程的共同作用.高星等[20]曾采用混凝+电氧化组合工艺处理垃圾渗滤液生化出水,在投加适量混凝剂和最优电氧化工作条件下,出水COD 去除率可达85%,氨氮和色度可达排放标准.但本研究的电化学耦合体系在常规组合工艺的基础上,将电氧化和电絮凝技术嵌入一个反应器内,去除过程仅用一次电量消耗,无需外加絮凝剂,可同时去除多种污染物,电流利用效率高,污染物去除效率高.该工艺在垃圾渗滤液的深度处理过程中具有较大的实际应用前景,但同时实验需在后续研究中扩大处理规模,以验证耦合工艺在实际应用中的可行性. 3 结论3.1 单因素实验表明耦合工艺可实现同步去除COD 及TN 的效果,不同污染物受因素的影响程度不同.通过响应曲面法优化可得到COD 去除的最佳条件为极板间距为3.8cm,循环流速为1mL/min, Cl -浓度为5556mg/L.TN 去除的最佳条件为极板间距为5.7cm,循环流速为1mL/min, Cl -浓度为5437mg/L.3.2 响应曲面法方差分析结果表明二次响应面拟合模型和实际数据关系达到显著性水平.在最优条件下,实验验证COD 去除率为84.6%,TN 去除率为86.4%,与模型预期值较接近.对COD 去除率影响显著因素是循环流速和Cl -浓度,而对3期侯韦竹等：响应面法优化电氧化-絮凝耦合工艺深度处理垃圾渗滤液 955TN去除率影响显著因素是极板间距.3.3耦合工艺可同时使出水中COD、TN、TP 和色度达到国家控制标准,其中TP去除率可达到60%以上,色度去除率可达到90%以上.3.4耦合工艺可作为垃圾渗滤液的深度处理工艺.其中氨氮和部分COD主要通过阳极氧化作用去除,而大部分COD、色度和TP则是通过电絮凝作用去除.参考文献：[1] Fernandes A, Santos D, Pacheco M J, et al. 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响应面法对重金属絮凝剂maspam的优化制备

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓ，ａｎｏｖｅｌｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃｈｅｌａｔｅｄｏｒｉｇｎｉｃｐｏｌｙｍｅｒｆｌｏｃｃｕｌａｎｔ，ｃａｌｌｅｄｓｕｌｆｈｙｄｒｙｌａｃｅｔｙｌａｔｅｄｓｕｌｆａｍｅｔｈｙｌａｔｅｄｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ，ｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｕｓｉｎｇｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ（ＰＡＭ），ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ，ｓｏｄｉｕｍｈｙｄｒｏｇｅｎｓｕｌｆｉｔｅａｎｄｍｅｒｃａｐｔｏａｃｅｔｉｃａｃｉｄ（ＴＧＡ）．Ｓｕｌｆｏｍｅｔｈｙｌａｔｅｄｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ（ＳＰＡＭ）ｗａｓｆｉｒｓｔｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｓｕｌｆｏｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｎ，ｔｈｅｓｔｒｏｎｇｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｇｒｏｕｐｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓ?ｓｕｌｆｈｙｄｒｙｌｉｓａｄｄｅｄｔｏＳＰＡＭｔｈｒｏｕｇｈａｍｉｄａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｐｌａｃｋｅｔｔ?Ｂｕｒｍａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｓｔｅｅｐｅｓｔｓｌｏｐｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｂｙｔｒｅａｔｉｎｇｃｏｐｐｅｒ?ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆＭＡＳＰＡＭ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｓｙｎｔｈｅｓｉｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆＭＡＳＰＡＭｗｅｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｈｅｍｏｌａｒｒａｔｉｏｂｅｔｗｅｅｎＳＰＡＭａｎｄＴＧＡｗａｓ１∶２．８４，ｔｈｅｐＨｖａｌｕｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｄｉｕｍｉｓ５，ｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＳＰＡＭｗａｓ０．５０％，ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓ４５℃ ａｎｄｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｄｕｒａｔｉｏｎｗａｓ２ｈｏｕｒｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｏｆＣｕ（ＩＩ）ｗａｓ９２．４４％ｕｎｄｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｈｅｎｔｈｅｄｏｓａｇｅｉｓ１５０ｍｇ／Ｌｗｈｉｌｅｔｈｅｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｖｅｅｒｒｏｒｉｓｏｎｌｙ０．０５％．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄｉｓｒｅａｓｏｎａｂｌｅａｎｄｆｅａｓｉｂｌｅｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆＭＡＳＰＡＭ．

响应面法优化聚合硫酸铁铝的制备及应用

响应面法优化聚合硫酸铁铝的制备及应用
1、聚合硫酸铁铝的制备
聚合硫酸铁铝（ortho-polyhydroxy sulfonic acid iron-aluminum）是一种由铁铝离子缔合而成的聚合硫酸盐，也称为“聚硫酸（PHS）” 。

其制备一般是通过一步水解的反应或者综合水解的反应，利用特定的介质，以温度和pH作为调控变量，在一定的反应条件下实现了温和的分解反应，即金属硫酸盐形成有机硫酸盐，从而获得了聚合硫酸铁铝（PHS）。

另外，利用酸度调节剂/盐类和离子液体也可以实现聚合硫酸铁铝（PHS）的制备。

2、响应面法优化聚合硫酸铁铝的制备
响应面法(Response Surface Methodology，RSM)是一种常用的数学统计方法，可用于优化和改善反应体系的过程性能及参数的设计问题。

响应面法可同时考虑若干因素，以期取得多个反应变量的最优组合。

在聚合硫酸铁铝（PHS）的制备过程中，主要因素包括反应温度、反应pH值、离子液体种类、酸度调节剂/盐类含量、介质种类及添加量等几个参数，可以采用响应面法对这些参数逐个或有限个因素改变，以获得最优的条件。

3、聚合硫酸铁铝的应用
聚合硫酸铁铝（PHS）具有良好的抗酸性，抗腐蚀性和耐久性，因此常用作催化剂、辅助剂、材料添加剂、缓蚀剂、保护剂、护色剂等，广泛应用于化工、能源材料、农业护理、环保和注塑等领域。

例如，用于横向渗漏抑制剂、低硫燃料添加剂，它具有有效抑制腐蚀，改善清洁性和改善非正常氧化物添加剂，在抗磨润滑剂和微晶硅中，也可以改善粘度，增加润滑剂及抗腐蚀性，在催化剂中，用于环氧化、天然产物法合成环氧乙烷等反应。

响应面法优化絮凝处理造纸法烟草薄片废水

响应面法优化絮凝处理造纸法烟草薄片废水王玉峰;陈克复;莫立焕;周志明【期刊名称】《中华纸业》【年(卷),期】2013(000)002【摘要】以聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(CPAM)为絮凝剂,对造纸法烟草薄片废水进行絮凝预处理.以絮凝剂用量和p H值为影响因素,以COD和色度去除率为响应值,采用中心组合实验设计和响应面法建立了COD和色度去除率的响应面方程.通过对数学模型进行求解,可知在PAC用量为715mg/L、CPAM用量为4.8mg/L 和pH值为6.5的条件下,COD和色度去除率可同时达到最大值,分别为67.8%和77.7%.验证实验结果表明,响应面法的预测值与实验值吻合较好,建立的模型具有较高的可信度,响应面法是一种有效的优化废水絮凝条件的方法,为烟草薄片废水的优化絮凝处理提供了一定的理论依据.【总页数】6页(P34-39)【作者】王玉峰;陈克复;莫立焕;周志明【作者单位】华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广州 510640; 华南理工大学植物资源化学与化工联合实验室，广州 510640; 广东省东莞市质量监督检测中心国家纸制品质量监督检验中心，广东东莞 523080;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广州 510640; 华南理工大学植物资源化学与化工联合实验室，广州 510640;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广州 510640; 华南理工大学植物资源化学与化工联合实验室，广州 510640;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广州 510640; 华南理工大学植物资源化学与化工联合实验室，广州 510640【正文语种】中文【中图分类】X793;TS761.2【相关文献】1.响应面法优化混凝处理造纸法再造烟叶生产废水 [J], 曹恩豪;李军;胡劲;王玉天;王开军;段云彪;关平;徐广晋2.造纸法烟草薄片生产废水处理技术优化改造 [J], 唐向兵;胡德武;胡丽军;张樱;孙家寿3.基于响应面法优化电絮凝处理含砷冶炼废水的研究 [J], 胡维;戴友芝;彭喜;刘坚;杨双4.用均匀设计和响应面法优化絮凝处理As(Ⅴ)废水的研究 [J], 马祥;游志敏;黄力群5.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 [J], 李欣;张慧超;刘志伟;安众一因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁除磷效果对比研究

聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁除磷效果对比研究李光辉;王桂玉;占国将;陈巧丽【摘要】以人工配制含磷废水和实际含磷废水为研究对象,重点考察了聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)和聚合硫酸铝铁(PAFS)的最佳除磷pH值范围、最佳投加量范围以及对不同类型含磷废水的除磷性能.结果表明,3种絮凝剂均在pH=6的条件下除磷效果最佳,其中,PFS表现出良好的除磷性能,是一种高效除磷混凝剂.【期刊名称】《上海化工》【年(卷),期】2014(039)008【总页数】4页(P1-4)【关键词】絮凝剂;除磷效果;聚合硫酸铁;富营养化【作者】李光辉;王桂玉;占国将;陈巧丽【作者单位】常州友邦净水材料有限公司江苏常州213164;常州友邦净水材料有限公司江苏常州213164;常州友邦净水材料有限公司江苏常州213164;常州常路美新型建材有限公司江苏常州213164【正文语种】中文【中图分类】X703近年来，水体富营养化现象备受人们关注，它所导致的水质恶化严重影响人们的生产和生活。

富营养化不仅使水体丧失应有功能，而且使水体生态环境向不利于人类的方向演变。

研究表明，磷是多数水体富营养化的控制性因素，因此控制磷的浓度尤为重要。

引起磷污染的途径主要有两个：一是日常生活中排放的含磷废水；二是工业生产中排放的含磷污水。

与前者相比，后者含磷浓度高、涉及范围小、治理更为重要[1]。

因此，如何有效地除去废水中的磷对消除污染、保护环境，具有十分重要的意义。

目前，国内外污水除磷技术主要有生物法、化学法两大类。

在工业化应用上，国外比较成熟的技术是生化除磷法，主要适合处理低浓度及有机态含磷废水。

但由于该法条件控制苛刻，一次投入费用太高，限制了它在国内的应用及发展，而化学法因其投资省、处理费用低等特点，具有很好的发展前景[2-3]。

其中混凝沉淀法是一种可靠的含磷废水处理方法，具有性能稳定、可靠等优点，在除磷、除COD（化学需氧量）等方面也有较好的效果，应用前景广阔。

响应面法优化制备PAC-PDMDAAC杂化絮凝剂及其表征

响应面法优化制备PAC-PDMDAAC杂化絮凝剂及其表征蒋绍阶;冯欣蕊;李晓恩;蒋世龙【摘要】Polyaluminum chloride (PAC)-poly(dimethyl diallyl ammonium chloride) (PDMDAAC), a new type of organic-inorganic hybrid flocculant, was prepared by using KH570 as modifying agent and ammonium persulfate as initiator. The Box-Behnken mathematical relational model between intrinsic viscosity and affecting factors was established, and the technology of preparing PAC-PDMDAAC was optimized. The optimum preparation conditions were: DMDAAC mass fraction 33%, initiator mass fraction 0.6%, reaction temperature 64℃ and reaction time 3 h. Conductivity measurement, FT-IR and TGA showed covalent bond between PAC and PDMDAAC. SEM photos revealed that the PAC-PDMDAAC hybrid flocculant had loose structure and large particle size, which made it easierto play bridging and adsorption roles.%以硅烷偶联剂 KH570为改性剂，以过硫酸铵为引发剂，合成了聚合氯化铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵（PAC-PDMDAAC）杂化絮凝剂。

响应面法优化垃圾焚烧飞灰制备聚合硫酸铝铁的方法

响应面法优化垃圾焚烧飞灰制备聚合硫酸铝铁的方法
张茜;张婷钰;李健;董思涵;丁嘉玲;杨雨虹;刘天成;王博涛
【期刊名称】《云南化工》
【年(卷),期】2024(51)1
【摘要】以昆明市某垃圾焚烧厂的生活垃圾焚烧飞灰为原料,通过酸浸法制备了聚合硫酸铝铁絮凝剂(PAFS),并用于高岭土模拟废水的絮凝处理。

探讨了材料制备条件的单因素实验,并通过响应面分析技术优化实验条件得到了最佳材料制备条件。

结果表明,当聚合时间为64.05 min、聚合搅拌速度为96.89 r/min、聚合温度为39.76℃时,絮凝剂对模拟废水的除浊率预测值为35.9%,实际值为35.95%,两者差距较小,说明该响应面模型可靠性较高,最优参数具有可信性。

【总页数】5页(P21-25)
【作者】张茜;张婷钰;李健;董思涵;丁嘉玲;杨雨虹;刘天成;王博涛
【作者单位】云南民族大学化学与环境学院;绵阳市涪城区自然资源局;云南省教育厅环境功能材料重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】X705
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响应面法优化制备水溶性热增粘聚合物及其水泥浆增稠性能

响应面法优化制备水溶性热增粘聚合物及其水泥浆增稠性能杨启贞
【期刊名称】《合成化学》
【年(卷),期】2022(30)8
【摘要】以苯乙烯磺酸钠(SSS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料,制备了一种新型热增粘聚合物P(SDN)。

以聚合物溶液的表观粘度变化值为指标,采用响应面法进行试验方案的设计及回归模型的建立,优化了聚合物的合成工艺条件,确定较佳工艺条件为:引发剂用量0.27%,疏水单体加量占单体总质量的2.25%,反应温度67.5℃。

聚合物的结构和热稳定性经FT-IR和TG表征。

结果表明:P(SDN)有助于补偿因温度升高而导致的水泥浆连续降粘,并在较宽的温度范围内(40~150℃)维持水泥浆的稠度稳定。

【总页数】9页(P654-662)
【作者】杨启贞
【作者单位】中石化胜利油田分公司
【正文语种】中文
【中图分类】O62;TE256
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Abstract： The sewage treatment of polymeric aluminum ferric sulfate （PAFS） was studied with analyzing stirring speed， stirring time， initial pH and PAFS dosage． A quadratic polynomial model of sewage treatment of PAFS was built with BOX － Behnken design and response surface analysis． The results showed that the optimial conditions were PAFS dosage 22 mg ／ L， stirring speed of 358 r/min， and stirring time of 0．90 min． Under these conditions， the average removal rate of COD was 63．6％. The removal rate of turbidity and TP reached 99．6％ and 98．8％， respectively． Key words： polymeric aluminum ferric sulfate； coagulation； sewage； treatment process； response surface methodology
中图分类号：TQ316；X703
文献标识码：A
文章编号：0439－8114（2014）05－1131-05
Optimizing Improved Coagulation Process of Polymeric Aluminum Ferric Sulfate with Response Surface Analysis
项式数学模型，确定了PAFS处理生活污水的优化条件：即PAFS投加量为22 mg ／ L、快搅速度为358 r ／ min、
快搅时间为0．90 min。在此条件下，生活污水COD去除率平均为63．6％。同时，生活污水的浊度和总磷去除
率分别达到 99．6％和 98．8％。
关键词：聚合硫酸铁铝；混凝；生活污水；处理工艺；响应面法优化
收稿日期：2013-09-13 基金项目：国家自然科学基金项目（51078366）；重庆工程职业技术学院院级重点课题项目（KJA201301）作者简介：蒋贞贞（1986- ），女，浙江东阳人，讲师，博士，主要从事水资源保护与利用研究，（电话）13883178243（电子信箱）livelyzeng@；
随着中国城市化程度的不断加快，污水排放量持续增长［1］。城镇生活污水成为水体富营养化的主要来源之一。其污染物主要包括三大类：有机物、营养物质（氮和磷）及固体悬浮物（SS）。相关研究显示［2］，城镇生活污水中（经 0．45μm 膜过滤）有 65％的 COD、50％的磷和 20％的氮以颗粒形态存在，这部分污染物以及 SS 均可以通过混凝沉淀的方法有效去除。城镇生活污水处理方法通常有一级处理、二级处理、人工湿地及稳定塘等。［3－5］其中以沉淀为主的一级处理对有机物的去除率较低，城镇污水处理厂传统的一级处理生活污水 COD 去除率仅为 50％左右，总磷去除率仅为 30％左右，难以有效控制水污
摘要：对聚合硫酸铁铝（Polymeric－aluminum ferric sulfate，PAFS）混凝处理生活污水工艺进行了研究，探
讨了快搅速度、快搅时间、初始pH和PAFS投加量等单因素对强化混凝处理生活污水工艺的影响。在此基
础上根据Box－Behnken试验设计原理，运用响应面法分析方法，建立了PAFS混凝处理生活污水的二次多
1）不同快搅速度的混凝处理试验。固定快搅时间为 60 s，慢搅速度为 60 r ／ min，慢搅时间为 15 min，PAFS 投加量为 25 mg ／ L。考察不同的快搅速度（200、250、300、350、400、450 r ／ min）对水体 TP、COD 及浊度的去除效果的影响。
染问题［6］。同时在二级生化处理中生物除磷的效果并不稳定且处理工艺复杂，因此一级化学沉淀强化除磷技术成为新的研究热点。［7－9］
一级强化处理效果的关键在于混凝剂的选择，［10，11］无机铁系复合混凝剂因其具有良好的混凝效果、较低的生物毒性和较低的成本，是当前混凝剂研制应用的重点。［12］聚合硫酸铁铝（Polymeric－aluminum ferric sulfate，PAFS）是一种新型的无机铁系复合混凝剂，该复合混凝剂兼有铁盐沉降速度快、水处理成本低和铝盐净水效果好等优点。能克服聚铁色度大、聚铝毒性高等缺点。［13，14］在前期 PAFS 处理含藻湖水应用研究中，［15］发现自制 PAFS 能较好
去除率//%
100.0
TP
浊度
90.0
COD
80.0
70.0
60.0
50.0 200 250 300 350 400 450
快搅速度 //r/min
图 1 快搅速度对 PAFS 强化混凝处理效果的影响
第5期
蒋贞贞等：响应面法优化聚合硫酸铁铝强化混凝处理工艺
的测定钼酸铵分光光度法；COD 的测定采用 GB11914－89 水质化学需氧量的测定重铬酸盐法；浊度采用 TQ2100 型浊度计快速测定。
2 结果与分析
2．1 单因素试验结果 2．1．1 快搅速度对 PAFS 强化混凝处理效果的影响不同快搅速度对 PAFS 强化混凝处理效果的影响如图 1 所示。由图 1 可见，在搅拌速度范围内，生活污水浊度、TP 和 COD 的去除率均呈先增大后减小的趋势。当搅拌速度为 350 r ／ min 时，PAFS 对浊度、TP 和 COD 的去除率均达到最大，分别为 98．4％、96．2％和 61．4％。这可能是因为 PAFS 主要通过电中和作用和吸附架桥来去除水体中 TP 和 COD。当搅拌速度过慢时，PAFS 不能与污水中的污染物充分接触，混凝剂的电中和作用和吸附架桥作用会被减弱，导致混凝效果较差。搅拌速度过快时，絮体会因为水体中的剪切力作用被打破，削弱了混凝剂的吸附架
3）不同初始水体 pH 的混凝处理试验。固定快搅速度为 350 r ／ min，快搅时间为 60 s，慢搅速度为 60 r ／ min，慢搅时间为 15 min，PAFS 投加量为 25 mg ／ L。考察不同的初始水体 pH （5．5、6．5、7．5、8．5、 9．5、10．0）对水体 TP、COD 及浊度的去除效果的影响。
1 材料与方法
1．1 仪器与试剂聚合硫酸铁铝（PAFS），自制；［14］ HCl、NaOH 均
为分析纯，水为蒸馏水。 TU1900 型紫外－可见分光光度计，北京普析仪器通用有限责任公司；ZR4－6 型混凝试验搅拌机，深圳市中润水工业技术发展有限公司；DR2800 型 COD 仪、TQ2100 型浊度计，美国哈希公司；Delta 320 型台式 pH 计，梅特勒－托利多仪器有限公司；DK－S22 型电热恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司。 1．2 混凝试验
表 1 Box-Behnken 试验设计因素与水平
水
因素
平 PAFS 投加量（X1）//mg/L 快搅速度（X2）// r/min 快搅时间（X3）//min
-1
20
300
0.5
0
25
350
1.0
1
30
400
1.5
1．3 测定方法总磷的测定采用 GB ／ T 11893－1989 水质总磷
2）不同快搅时间的混凝处理试验。固定快搅速度为 350 r ／ min，慢搅速度为 60 r ／ min，慢搅时间为 15 min，PAFS 投加量为 25 mg ／ L。考察不同的快搅时间（30、45、60、75、90、105 s）对水体 TP、COD 及浊度的去除效果的影响。
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2014.05.026
第 53 卷第 5 期 201第4 年5 期3 月
湖北农业科学 Hubeiol． 53 No.5 Mar．，2014
响应面法优化聚合硫酸铁铝强化混凝处理工艺
蒋贞贞 1，朱俊任 2 （1.重庆工程职业技术学院，重庆 400037；2.重庆城市管理职业学院，重庆 401331）
JIANG Zhen－zhen1，ZHU Jun－ren2 （1．Chongqing Vocational institute of Engineering， Chongqing 400037， China；
2．Chongqing City Management College， Chongqing 401331，China）
生活污水：取自重庆大学某取水口，水质外观呈浅绿黑色、臭味较浓，pH 8．45～8．79；浊度 50～180 NTU；磷含量 3．15～9．83 mg ／ L；COD 160～257 mg ／ L。
试验方法：用 ZR4－6 型混凝试验搅拌机在 6 个 500 mL 烧杯中同时进行试验。加入一定量的混凝剂（PAFS）（以 Fe3＋计，下同），在一定的搅拌条件下进行混凝处理。静置沉降 30 min 后，取上清液检测总磷（TP）、COD 和浊度，试验均在室温下进行。 1．2．1 单因素试验