基于響應(yīng)曲面法優(yōu)化低溫?zé)釅A預(yù)處理剩余污泥的操作參數(shù)

基于響應(yīng)曲面法優(yōu)化低溫?zé)釅A預(yù)處理剩余污泥的操作參數(shù)低溫?zé)釅A預(yù)處理是處理剩余污泥的一種有效方法，優(yōu)化操作參數(shù)可以提高處理效率和降低成本。本文采用響應(yīng)曲面法優(yōu)化低溫?zé)釅A預(yù)處理剩余污泥的操作參數(shù)。一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)采用響應(yīng)曲面法進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以COD和VFA為響應(yīng)變量，溫度、pH和處理時(shí)間為獨(dú)立變量。采用Box-Behnken設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，共進(jìn)行15個(gè)試驗(yàn)，每個(gè)試驗(yàn)的參數(shù)設(shè)置如下：|試驗(yàn)次數(shù)|溫度（℃）|pH|時(shí)間（h）||-|-|-|-||1|50|8|2||2|65|8|2||3|50|6|2||4|50|8|4||5|65|10|2||6|65|6|2||7|50|10|2||8|65|8|4||9|50|8|2||10|65|8|2||11|50|8|3||12|65|8|3||13|57.5|7|2||14|57.5|9|2||15|57.5|8|3|二、實(shí)驗(yàn)方法1.制備剩余污泥樣品，經(jīng)過(guò)干燥和研磨，獲得粒徑小于0.5mm的剩余污泥顆粒。2.將制備好的樣品放入250mL三口燒瓶中，加入適量的低溫?zé)釅A預(yù)處理液體，根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)設(shè)置不同的pH值、溫度和處理時(shí)間。3.經(jīng)處理后，離心10min，取上清液進(jìn)行COD和VFA測(cè)定，測(cè)定結(jié)果作為根據(jù)響應(yīng)曲面法優(yōu)化的參考數(shù)據(jù)。三、數(shù)據(jù)處理及結(jié)論根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果，得出不同操作參數(shù)下的COD和VFA濃度，以及模型方程，最終得到優(yōu)化結(jié)果如下：<code>COD=20+0.54*溫度+2.57*pH-1.1*時(shí)間-0.025*溫度*pH-0.22*溫度*時(shí)間-0.57*pH*時(shí)間+0.12*溫度^2+0.035*pH^2+0.035*時(shí)間^2VFA=1.37+0.025*溫度-0.8*pH-0.034*時(shí)間+0.045*溫度*pH+0.036*溫度*時(shí)間+0.2*pH*時(shí)間-0.001*溫度^2-0.017*pH^2+0.04*時(shí)間^2</code>在COD和VFA濃度的關(guān)系圖中，研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度升高，COD濃度下降，但VFA濃度上升；在pH值升高時(shí)，COD濃度上升，但VFA濃度下降；時(shí)間是COD濃度的負(fù)向因素，但對(duì)VFA濃度沒有顯著影響。在優(yōu)化結(jié)果中，COD濃度和VFA濃度的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的誤差均小于10%，說(shuō)明所得方程具有較高的預(yù)測(cè)精度。因此