一种改性生物炭吸附废水中磷的响应面优化方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种改性生物炭吸附废水中磷的响应面优化方法
本专利技术涉及废水处理领域，尤其是涉及一种改性生物炭吸附废水中磷的响应面优化方法。
技术介绍
磷是植物生长必需的三大营养元素之一。然而，水体中的磷过量会造成水体富营养化，破坏生态系统。加速的富营养化不仅影响水体生态系统，也会间接阻碍经济的发展。目前，很多种方法被用于去除水体中过量的磷。但这些方法难以将废水中的磷循环使用，未能转变为可持续发展的产品。目前，已有研究表明，镁改性生物炭可用于吸附废水中的磷，并用作磷缓释肥。但这种改性方法有较多的局限性，如镁盐颗粒与林木材料混合，难以达到均匀；吸附条件未优化，吸附容量较小。废水中改性生物炭中吸附磷的过程，涉及的参数很多，获得最优吸附条件是难点。响应面优化方法已被用于多种过程的条件优化，可以有效地评估多项参数及参数间的相互作用，克服单因素试验的不足，以较少的试验次数找到最优的吸附条件。响应面多用于优化提取条件和方法。但是，目前还没有将该种方法应用到磷废水处理领域。中国专利CN103333068A公开了利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法，该方法包括以下步骤：⑴样品溶液制备：将...
【技术保护点】
一种改性生物炭吸附废水中磷的响应面优化方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：(1)改性生物炭的制备：将生物质浸泡于MgCl2水溶液中超声均匀，烘干后置于马弗炉中进行热解，再冷却至室温，去离子清洗，烘干，得到改性生物炭吸附材料；(2)Plackett‑Burman试验：以吸附剂质量，初始磷浓度，热解温度，初始pH，颗粒大小和转速为变量被用于筛选影响吸附磷的主效因子，根据Design Expert 8.0.5软件Plackett‑Burman试验设计进行试验设计，筛选影响磷吸附的主效因子；(3)最陡爬坡试验：根据步骤(2)筛选出的影响磷吸附的主效因子，陡爬坡试验基于Placke...
【技术特征摘要】
1.一种改性生物炭吸附废水中磷的响应面优化方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：(1)改性生物炭的制备：将生物质浸泡于MgCl2水溶液中超声均匀，烘干后置于马弗炉中进行热解，再冷却至室温，去离子清洗，烘干，得到改性生物炭吸附材料；(2)Plackett-Burman试验：以吸附剂质量，初始磷浓度，热解温度，初始pH，颗粒大小和转速为变量被用于筛选影响吸附磷的主效因子，根据DesignExpert8.0.5软件Plackett-Burman试验设计进行试验设计，筛选影响磷吸附的主效因子；(3)最陡爬坡试验：根据步骤(2)筛选出的影响磷吸附的主效因子，陡爬坡试验基于Plackett-Burman试验结果设置步长及变化方向，使主效因子同时逼近最优邻域以获得较优区域；(4)响应面优化方法：根据步骤(3)最陡爬坡试验结果，以影响显著的热解温度，初始磷浓度和吸附剂质量为自变量，磷吸附容量为响应值Y，利用DesignExpert8.0.5软件根据Box-BehnkenDesign设计原则进行实验设计，确定改性生物炭对磷的吸附容量；(5)根据步骤(4)的数据进行多元回归分析，建立二次多元回归模型方程：Y＝-6536+18.5X1-0.43X2+8972X3+8.8X1X2-1.9X1X3+3.4X2X3-0.01X12-X22-76250X32，其中响应值Y为磷吸附容量，X1为热解温度、X2初始磷浓度、X3吸附剂质量；(6)对二次多元回归模型方程进行方差分析和显著性分析，根据对回归方程失拟的p值检验失拟是否显著，确定二次回归方程是否适当，根据显著性检验，确定回归方程是否显著，根据R2和AdjR2，确定模型的预测价值；(7)利用DesignExpert8.0.5软件根据二次多元回归模型进行绘图分析自变量和响应值Y的关系，得到回归方程的响应面图，得到动态吸附的最优吸附条件。2.根据权利要求1所述的一种改性生物炭吸附废水中磷的响应面优化方法，其特征在于，步骤(1)中所述的生物质包括牛粪、鸡粪、沼渣、稻...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈钦程，沈国清，秦娇龙，郑存住，陈璐，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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