[发明专利]基于响应曲面法的UV/H2O2工艺参数优化方法

摘要

本发明公开了一种基于响应曲面法的UV/H2O2工艺参数优化方法，包括：(1)设计目标有机物去除的RSM混标实验；(2)目标有机物去除的RSM混标实验；(3)UV/H2O2高级氧化中试装置，设有多个药剂投加点，分别用于投加H2O2及配水试验的目标有机物加标；(4)目标有机物去除模型，应用Design‑Expert软件对实验数据进行多元回归拟合，建立回归方程；(5)回归方程采用响应曲面二次模型的ANOVA进行方差和相关性分析；(6)工艺参数确定。本发明简化了实际工程应用过程频繁调整工艺参数，模型建立后可与UV/H₂O₂高级氧化反应器自控系统的联动，实现工艺参数的自动调节，有效降低了成本。

主权项

1.一种基于响应曲面法的UV/H₂O₂工艺参数优化方法，其特征在于：包括如下步骤：/n(1)设计目标有机物去除的RSM混标实验：采用配套UV/H₂O₂高级氧化中试装置开展实验；逐一建立目标有机物去除模型并检验其显著性、有效性，分析各自最佳工艺参数；优化设计去除多种目标有机物的最佳工况，并进行模型验证，确定经济有效的工艺参数；/n(2)所述目标有机物去除的RSM混标实验：对H₂O₂投加量、UV剂量以及目标有机物初始浓度因素及其水平进行设计；利用Design Expert软件，采用Box-Behnken设计方案，设计RSM混标实验，并采用配套UV/H₂O₂高级氧化中试装置开展实验；/n(3)所述UV/H₂O₂高级氧化中试装置，设有多个药剂投加点，分别用于投加H₂O₂及配水试验的目标有机物加标，以实际工程待处理水为原水；/n(4)所述目标有机物去除模型，以目标有机物去除率为响应值Y₁，Y₂……Y_n，以H₂O₂投加量A、UV剂量B以及目标有机物初始浓度C₁，C₂……C_n为自变量，应用Design-Expert软件对实验数据进行多元回归拟合，建立回归方程：/nY₁＝k_1,1+k_1,2A+k_1,3B+k_1,4C₁+k_1,5AB+k_1,6AC₁+k_1,7BC₁+k_1,8A2+k_1,9B2+k_1,10C₁2 (式1)/nY_n＝k_n,1+k_n,2A+k_n,3B+k_n,4C_n+k_n,5AB+k_n,6AC_n+k_n,7BC_n+k_n,8A2+k_n,9B2+k_n,10C_n2 (式2)/n其中，k_1,1……k_1,10，k_n,1……k_n,10均为常数；/n(5)所述回归方程应采用响应曲面二次模型的ANOVA进行方差和相关性分析，分析回归模型的拟合系数和修正拟合系数；若模型有效则可用于工艺参数优化，模型无效则重复实验；/n(6)所述工艺参数确定方法：采用Design Expert软件，增加UV灯耗电成本m₁和H₂O₂药剂成本m₂为修正因子，以最难去除有机物的去除率Y_x为目标值，其他目标有机物去除率设定为模型区间内，通过Optimization优化设计去除多种目标有机物的工艺参数；对应的H₂O₂投加量A和UV剂量B总成本最小值即为最佳参数，f(A，B)＝min(m₁A+m₂B)；并考察满意度值衡量其与预期目标值的关系，按照模型求出的最佳工艺参数进行实验和模型验证。/n