响应面法优化吹脱处理垃圾渗滤液

Posted 2023-01-13 垃圾

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摘要:利用响应面学的方法对吹脱处理垃圾渗滤液的影响因素进行了探讨和分析,考察了吹脱时间,气液比值,温度和pH对氧化垃圾渗滤液的影响。以渗滤液中氨氮为模拟污染物,采用单因素法筛选出吹脱时间、pH、气液比3个相对重要的影响因素,利用响应面法在吹脱时间5～7 h、气液体积比为2 000～4 000、pH为10～12范围内探讨了操作条件对氨氮去除率的影响,并分析了这些影响因素之间的相互作用。采用响应面法对试验结果进行了模型拟和,并对模型进行了试验验证。结果表明,响应面法的预测值与试验值吻合较好,在通过响应面法得到的优化工艺条件下(吹脱时间为6.5 h,pH为11.5,气液体积比3 000)处理垃圾渗滤液,氨氮去除率大于90%。

关键词:垃圾渗滤液,氨氮,吹脱,响应面方法

垃圾渗滤液是一种污染物浓度高，水质水量变化大的有机废水[1]。它含有多种对人体有毒有害的物质，被认为是地表水以及地下水的潜在污染源[2]。生物降解是一种较为常用的垃圾渗滤液处理方法，但经过生物降解处理的渗滤液中COD 仍无法达到垃圾渗滤液的一级排放标准，因此仍然需要预处理或深度处理的组合[3]。氨吹脱处理垃圾渗滤液，不仅可以吹脱掉其中大量的氨氮，还可以去除部分的苯酚、氰化物、硫化物及其它难去除、对生化有抑制作用、毒性大的挥发性物质，为后续的生物处理提供有力条件[4]。影响氨吹脱的因素除温度外还包括pH、曝气时间、气液比等操作条件[5]，可变因子较多。

响应面分析法[6-8]（RSM）系采用多元二次回归方法作为函数估计的工具，将多因子试验中因素与指标的相互关系用多项式近似拟合，然后对所得多项式的响应面和等高线进行分析，研究因子与响应面、因子与因子之间的相互关系。它与过去广泛使用的“正交试验设计法”不同，具有试验周期短，求得的回归方程精度高，能研究几种因素间的交互作用等优点。目前已经在众多领域得到广泛应用，例如：RSM在生物化工方面的应用[9]，用于废水处理的活性炭制备方面的优化[10]，材料加工领域的硬质合金刀具的制备过程优化[11]等。试验在单因素试验的基础上，利用响应面分析方法对氨吹脱处理垃圾渗滤液工艺条件进行了优化。。

1 试验部分

1.1 药品与材料

气体流量计，塑料桶（底部直径13.0 cm，上部直径14.5 cm，高15 cm），pH 计（型号：HACH sensION3），曝气泵。（重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室）

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