基于box-behnkend-响应面法的cass工艺运行优化研究

基于box-behnkend-响应面法的cass工艺运行优化研究

0cass工艺响应面分析方法循环环生态废水处理方法（cass）是一种基于传统sdr工艺的变形。该工艺包括混合反应、沉淀和排水。是一种将可变体积废水处理方法与生物选择装置有机结合的工艺。响应面分析法(responsesurfacemethodology,RSM)是一种数学方法和统计方法相结合的技术，也是实验设计、数理统计和参数优化的一种综合应用为探讨CASS工艺运行过程中各工艺参数之间的交互关系，提高出水水质，并尽可能地降低能耗。本研究以湖南省郴州市某污水厂为实验平台，通过基于BOX设计(Box-BehnkenDesign,BBD)的响应面法，分别以TP和NH1实验部分1.1带氨基氮及cod分别采用6B-50(V9)氨氮快速测定仪(江苏盛奥华环保科技有限公司)和DR/2010COD快速测定仪(美国哈希HACH公司)分析实验处理前后液相中氨氮和COD。通过哈希LPV4502.97.002便携式DO仪监测液相中的溶解氧浓度，防止曝气过量。实验前后液相中TP采用钼酸铵分光光度法测定。1.2cass池/1采用潜水搅拌机(N=4.0kW，叶轮直径=260mm,r=720/min)提高CASS池(单池，L×B×H=91.8m×11.2m×5.5m，有效水深为5m，容积比为选择器∶缺氧池∶曝气池=1∶2∶15)内的泥水混合效果;通过鼓风机(Q=933m1.3进水水质随季节性周期的变化由于污水厂纳污区域内管网分布为雨污合流制，基本为生活污水，所以该厂的进水水质随季节性周期变化明显。为保证实验期间进水水质相对稳定，避免雨水对实验的影响，根据往年季节性进水水质波动分析，选择2017年11月—2018年2月期间的进水作为实验用水，水质如表1所示。1.4实验设计及方案根据RSM设计原理，以缺氧搅拌时间、充水比、曝气时间及DO值为主要影响因素，利用DesignExpert8.05b软件，按照Box-BehnkenDesign设计4因素3水平，共设计29个实验点，其中，实验序号前1～24为析因点，后25～29为中心点以估计实验误差。另外，BBD设计以代码的形式编排，一般水平取值为0，±1。其中，-1为下水平，0为中水平，+1为上水平，编码及水平信息如表2所示。1.5模型的构建以缺氧搅拌时间、充水比、曝气时间及DO值为自变量，以污水厂出水中TP和NH式中:Y为处理后出水中TP和NH2结果根据RSM设计实验，实验设计方案及结果见表3。利用统计Minitab15软件对表3实验数据进行多元回归拟合，得到各影响因素和响应值(Y2.1模型的有效性分析对模型Y由表4中TP、NH2.2相应的面图分析根据表3及回归模型可得到各影响因素(自变量)与响应值(因变量)之间的响应曲面，以直观反映给定因素对响应值的影响作用。2.2.1充水比和do值对tp、nh的交互作用控制其他影响因素为中心水平时，即缺氧搅拌时间为90min，曝气时间为60min，考察充水比与DO值之间的交互作用对TP和NH由图1可知:充水比与DO值对TP及NH2.2.2通风时间和缺氧搅拌时间对tp和nh控制其他影响因素为中心水平，即ρ(DO)=0.5mg/L，充水比=1/3，考察曝气时间与缺氧搅拌时间交互作用对TP和NH2.2.3式中延迟和o值对tp和nh控制其他影响因素为中心水平时，即缺氧搅拌时间为60min，充水比=1/3，考察曝气时间与DO值的交互作用对TP和NH2.2.4民间样品中cod的制备综合考虑各种工艺参数之间的交互影响性，在给定的实验参数约束条件下，通过RSM优化选择最佳运行工艺参数为:缺氧搅拌时间134.01min，曝气时间90min，ρ(DO)1.29mg/L，充水比0.30，并根据污水厂日处理水量及运行周期，最终确定缺氧搅拌时间为120min。此外，考虑到实际进水COD浓度偏低，为尽可能地降低能耗，缩短曝气时间，在曝气结束后再次启动搅拌器，促进活性污泥继续利用混合液中的余氧。优化后的工艺运行方案如图4所示。按照该优化工艺参数运行，NH2.3模型的偏差分析为确定模型的可靠性，分别对比分析Y3流固相转移的流场参数对cass1)采用BBD设计结合