环境工程专业-2013年实验设计与数据处理大作业

实验设计与数据处理实验设计与数据处理大作业大作业 班级： 姓名： 学号： 1、用 Excel（或 Origin）做出下表数据带数据点的折线散点图 （1）分别做出加药量和剩余浊度、总氮 TN、总磷 TP、CODCr的变化关系 图（共四张图，要求它们的格式大小一致，并以两张图并列的形式排版到 Word 中，注意调整图形的大小）； （2）在一张图中做出加药量和浊度去除率、总氮 TN 去除率、总磷 TP 去除 率、CODCr去除率的变化关系折线散点图。 c浊度浊度总氮总氮 TN (mg/L）余浊 （NTU） 去除率(%)TN（mg/L)去除率(%) 5011.980.1711.0152.05 757.587.5114.0138.98 1006.888.6714.3837.37 1256.289.6713.0143.34 1505.690.6710.0856.11 加药量加药量总磷总磷 TPCODCr (mg/L）TP（mg/L)去除率(%)CODCr（mg/L ) 去除率(%) 501.0916.155373.09 750.5756.155273.61 1000.2779.235174.11 1250.3275.385273.61 1500.4267.695671.57 2、对离心泵性能进行测试的实验中，得到流量 Qv、压头 H 和效率 的数据如 表所示，绘制离心泵特性曲线。将扬程曲线和效率曲线均拟合成多项式（要求 作双 Y 轴图） 。 流量流量 Qv、压头、压头 H 和效率和效率 的关系数据的关系数据 序号123456 Qv(m3/h) H/m 0.0 15.00 0.4 14.84 0.8 14.56 1.2 14.33 1.6 13.96 2.0 13.65 0.00.0850.1560.2240.2770.333 序号789101112 Qv(m3/h) H/m 2.4 13.28 0.385 2.8 12.81 0.416 3.2 12.45 0.446 3.6 11.98 0.468 4.0 11.30 0.469 4.4 10.53 0.431 3、用分光光度法测定水中染料活性艳红（X-3B）浓度，测得的工作曲线和样 品溶液的数据如下表: 吸光度（A）0.1750.3490.5170.6830.8541.0261.2110.7220.223 X-3B 浓度 （mg/L） 10.020.030.040.050.060.070.0样品 1样品 2 （1） 列出一元线性回归方程，求出相关系数，并绘制出工作曲线图。 （2） 求出未知液（样品）的活性艳红（X-3B）浓度。 4、对某矿中的 13 个相邻矿点的某种伴生金属含量进行测定，得到如下一组数 据： 矿样点距离 x含量 c矿样点距离 x矿样点 12106.42811110.59 23108.20914110.60 34109.581015110.90 45109.501116110.76 57110.001218110.00 68109.931319111.20 710110.49 试找出某伴生金属 c 与含量距离 x 之间的关系(要求有分析过程、计算表格以 及回归图形)。 提示：作实验点的散点图，分析 cx 之间可能的函数关系，如对数函数 y=a+blgx、双曲函数(1/y)=a+(b/x)或幂函数 y=dxb等；对各函数关系分别建立 数学模型逐步讨论，即分别将非线性关系转化成线性模型进行回归分析，分析 相关系数：如果 R0.553，则建立的回归方程无意义，否则选取标准差 SD 最 小（或 R 最大）的一种模型作为某伴生金属 c 与含量距离 x 之间经验公式。 5、测定了 10 个苯甲腈、苯乙腈衍生物对发光细菌的毒性影响，得到如下 表所示的结果，试求回归方程。已知试验指标 Y 与 X1 、X2 、X3间近似满足 关系式：Ya+b1X1+b2X2+b3X3+b12X1X2+b23X2X3，试求待定系数，并将回归结 果输出。 生物毒 性的测定结果 6、某给水处理实验对三氯化铁和硫酸铝用量进行优选。 实验范围：三氯化铁 10g/L 50g/L；硫酸铝 2mg/L8g/L. 实验步骤：(1)先固定硫酸铝为 5g/L，对三氯化铁用量用 0.618 法进行优选 实验。实验结果：比好，比好，比好，以最后试验范围的中点作 为三氯化铁用量最佳点。 (2)将三氯化铁用量固定在最佳点上，对硫酸铝用量连续用 0.618 法进行四次 实验。实验结果：比好、比好， 比好。求三氯化铁，硫酸铝的用 量。 7、测定某铜合金中铜含量，五次平行测定的结果是： 27.22%、27.20%、27.24%、27.25%、27.15%，计算：（1）平均值；平均偏差； 相对平均偏差；标准偏差；相对标准偏差；（2）若已知铜的标准含量为 27.20%， 计算以上结果的绝对误差和相对误差。 8、数据绘图训练题、数据绘图训练题 (1) 微波辅助法制备纳米 TiO2时，硫酸钛浓度对催化剂 TiO2粒径和所制备催化 剂的光催化活性有重要的影响，下表是硫酸钛浓度对氯苯的去除率（%）和 TiO2粒径的影响试验数据，请以硫酸钛浓度为 X 轴，绘制双 Y 轴数据图。 硫酸钛浓度（mol/L）氯苯的去除率（%）TiO2粒径（nm） 0.0556.540 0.1068.837 0.1576.135 0.2078.920 0.3076.922 化合物编号lgKow (X1) Hammett 常数 (X2) 摩尔折射 MR (X3) 生物毒性 lg(1/EC50) (Y) 11.770.4719.83-2.422 21.230.4415.23-2.335 31.49-0.277.87-1.920 41.42-0.1515.74-2.205 50.910.1311.14-2.181 61.300.717.36-2.091 70.82-0.2510.72-1.972 82.420.398.88-1.812 91.10-0.9211.65-1.810 101.17-0.613.78-1.702 0.4055.339 (2) 活性艳红 X-3B 初始浓度对超声光催化降解率的影响如下表，请在一张图绘 制出不同时间、不同浓度光催化降解率的关系图，要求所有曲线以黑色表示。 不同初始浓度的活性艳红 X-3B 对降解率的影响 X-3B浓 度 时间(min) 10mg/L30mg/L50mg/L70mg/L100mg/L 000000 1076.444.630.819.318.5 2095.472.256.444.434.7 3010088.468.555.545.1 4010097.779.563.854.1 5010099.885.471.660.9 6010010092.378.566.8 7010010097.183.672.2 8010010099.189.675.3 9、阅读下列材料、阅读下列材料 在“三废”治理中，某厂要对含锌、镉等有毒物质的废水处理进行正交实验， 摸索用沉淀法进行一级处理的优良方案。 （1）制定因素水平表 表表 1 因素水平表因素水平表 因素 水平 A pH 值B 混凝剂C 沉淀剂D CaCl2E 废水浓度 178加NaOH不加稀 289不加Na2CO3加浓 3910 41011 （2）因为 pH 值对去锌、镉的一级处理有较大的影响，需要仔细地考察，因此 pH 值从 7 到 11 安排四个水平进行实验。投加混凝剂（聚丙烯酰胺）和 CaC12 的目的，都是为了加快沉淀速度，但不知对去锌、去镉有无影响，所以都取“加” 与“不加”二个水平。至于沉淀剂过去一直用 Na2CO3，但考虑到邻近厂有大量的 NaOH 溶液，因此需要考察一下 NaOH 能否代替 Na2CO3。 （3）选用正交表 表 L8（4124）最多能安排一个 4 水平因素与四个 2 水平因素，故正好适用。 表表 2 L8（4124）正交试验结果表）正交试验结果表 1 (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 (E) 实 验 号 pH 值 混凝剂 沉淀剂 CaCl2 废水浓度 镉含量 (mg/L) 锌含量 (mg/L) 1 1 1 2 2 1 0.72 1.36 2 3 2 2 1 1 0.52 0.90 3 2 2 2 2 2 0.80 0.96 4 4 1 2 1 2 0.60 1.00 5 1 2 1 1 2 0.53 0.42 6 3 1 1 2 2 0.21 0.42 7 2 1 1 1 1 0.30 0.50 8 4 2 1 2 1 0.13 0.40 试根据所给材料，对表试根据所给材料，对表 2 的试验结果进行分析：的试验结果进行分析： 对表2的试验结果进行数据处理，分别单独列出指标的试验分析表及综合评分 的指标分析表； 根据试验分析表的数据，讨论各因素对废水处理（即试验指标）影响的主次 顺序以及最佳处理组合； 绘制水平影响趋势图，并进行简要分析。 10、结合自己的专业谈一谈学习本门课程的感受（收获与建议，不少于、结合自己的专业谈一谈学习本门课程的感受（收获与建议，不少于 100 字）字） 。 作业要求：作业要求： 1、完成时间：完成时间：11 月月 1 日（第日（第 9 周周五）前；周周五）前； 2、查阅相关资料，认真答题，按时完成作业；查阅相关资料，认真答题，按时完成作业； 3、作业要求全部打印（注明题号，可以不抄题），认真排版；作业要求全部打印（注明题号，可以不抄题），认真排版； 4、注明班级、姓名、班内序号，制作封面，以班为单位上交学委；注明班级、姓名、班内序号，制作封面，以班为单位上交学委； 5、作图要求：第作图要求：第 1、3、4 题要求用题要求用 Excel 作图或作图或 Excel 和和 Origin 同时作图；同时作图； 6、作业注意存档（包括作业注意存档（包括 Word 和作图的和作图的 Excel、Origin 文档），会抽查部分同文档），会抽查部分同 学的电子文档；学的电子文档； 7、独立完成作业，严禁抄袭；独立完成作业，严禁抄袭； 8、文档排版要求：、文档排版要求： （1）版面尺寸：A4(21.029.7 厘米)；版芯位置(正文位置)：上边界 2.5 厘 米、下边界 2.0 厘米、左边界 2.5 厘米、右边界 2.0 厘米、装订线位置定义为 0 厘米，并插入页码。 （2）正文文本：宋体小四号、标准字间距、行间距为固定值 20 磅、所有 标点符号采用宋体全角、英文字母和阿拉伯数字采用半角 Times New Roman 体 的要求排版。 （3）文中图、表、公式：所涉及到的全部图、表（要求用三线表）都应规 范化，符号、代号符合国家标准。图以文中出现先后按“图图 1（空两格）图名、（空两格）图名、 图图 2（空两格）图名（空两格）图名”（楷体五号加粗）随文排。表格以出现先后按“表表 1（空两格）表名、表（空两格）表名、表 2（空两格）表名（空两格）表名”（黑体五号加粗）随文排。图表中文字 用宋体五号、不加粗，英文字母和阿拉伯数字采用半角 Times N