利用響應麵軟件設計的工业實驗模型,進行了實驗與模擬,废弃對淨化效果響應值進行方差分析和檢測模型顯著性分析,物制分析結果見表5。备多
根據響應麵軟件對方差分析與模型的元催研究顯著性分析的要求,分析結果顯示,化铁濁度的碳微填料去除率模型的P值為0.0027,小於0.005,电解說明回歸的工业模型顯著;失擬項的P值為0.1698,大於0.1,废弃屬於極不顯著,物制這個結果表明:該模型能夠反映響應值變化,备多該模型與實際擬合較好。元催研究
Box-Behnken模擬多元催化鐵碳微電解填料氣田汙水處理模型的化铁預測值與實際值的關係見圖7。
Box-Behnken模擬的碳微填料二次回歸擬合次響應麵的最優化響應麵方程見(2)。
式中:Y為汙水濁度去除率,%;x1為鋁粉含量,%;x2為尿素含量,%;x3為矽酸鈉含量,%;x4為燒結溫度,℃。
根據二次回歸模型得響應麵三維圖,給出了鋁粉含量、尿素含量、矽酸鈉含量以及燒結溫度等因素及因素間交互作用對氣田汙水去除率影響,結果如圖8的(A)~(F)所示。
由式(2)和圖8可知,響應值與多元催化鐵碳微電解填料的鋁粉含量、尿素含量、矽酸鈉含量和燒結溫度的一次項係數分別為2.212、5.149、4.457和-0.021,係數絕對值的大小決定對響應值的大小,所以各參數對其性能影響大小的排序為尿素含量>鋁粉含量>矽酸鈉含量>燒結溫度,也就是多元催化鐵碳微電解填料的孔隙特征對其性能的影響最大,其次是組分和加工條件。
軟件預測二次回歸擬合模型的最佳參數為鋁粉15.939%、尿素9.170%、矽酸鈉11.22%和燒結溫度400.001℃室的氣田汙水的濁度去除率為92.658%。
以優化的最佳參數為依據,將16% 的鋁粉、9% 的尿素、 11%的矽酸鈉和74%高爐除塵灰研磨成200目的粉末,在400℃下進行燒結製成樣品,並與鄭州某公司的微電解填料的對比效果見表6。
由上表可知,按照最優化值製作的高爐除塵灰多元催化鐵碳微電解填料,對氣田水處理的處理效果均優於市售的微電解填料,特別是濁度值與預測值相差僅有1.41%,進一步說明優化模型合理。
1)利用工業廢棄物高爐除塵灰替代鐵粉和木炭粉製備多元催化鐵碳微電解填料,用於氣田汙水處理的效果十分顯著,本僅有常規鐵碳微電解填料的1/3,而且能夠實現工業廢棄物的循環利用,達到了“以廢治廢”設計理念。
2)以單因素實驗為基礎,以濁度為考核指標,通過響應麵分析與實驗驗證,優化效果可靠,可以作為高爐除塵灰製備多元催化鐵碳微電解填料生產技術參數優化的基礎。
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