bcfs工艺处理城市污水除磷脱氮效果影响因素优化实验

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1、姓名：胡阳学号：20141702084学院：城市建设与环境工程学院专业：环境科学与工程成绩:BCFs工艺处理城市污水的除磷脱氮效果影响因素的优化实验摘要：BCFs工艺是一种有效的去除废水中总氮（TN）和总磷（TP）的技术,该工艺将每一种属不同功能的细菌空间分隔开来，并通过不同的循环系统来控制其生长环境，是一种较好的水处理技术。在前期研究的基础上，通过正交实验进一步探讨各因素对处理出水屮TN和TP浓度的影响，以探索出该工艺用于城市污水脱氮除磷的主要影响因素并确定最佳组合。通过查阅相关文献及前期的单因素实验分析，确定水力停留时间HRT、污泥龄SRT、硝化液回流比（R）三个因子为工艺的主要影响因

2、素，每个因素结合研究经验确定两个水平，污泥回流比R：200%、300%；HRT：2h、3h；SRT：6d、7do构造£827正交试验，研究不同因素的不同水平各自作用和交互作用对除磷脱氮效果的影响。试验结果表明，影响TN去除效果的的因素按照显箸性水平排序为：SRT>SRT与HRT的交互〉R>R与SRT的交互〉HRT>R与HRT的交互。通过方差分析确定脱氮最优水平组合为：A2B.C2O影响TP去除效果的因素按照显著性水平排序为：HRT>R>R与HRT的交互〉SRT>R与SRT的交互〉HRT与SRT的交互。通过方差分析确定除磷的最优水平组合为：A2BQ。综上，该工艺脱氮除磷的最优水平组合为A2B

3、1C2。关键词：BCFs,脱氮除磷，正交试验，最优组合一、问题提出、问题分析氮、磷是植物和藻类牛长所必需的重要营养元素之一。如果大量未经处理或未经适当处理的氮、磷排入水体，会造成水体富营养化以及引起其它一些危害,使得水体水质严重恶化。作为水处理的重要组成部分，也作为防止水环境继续恶化的重要一环，污水脱氮己势在必行且刻不容缓。在影响BCFs工艺去除效果的因素的研究中，科学工作者分别对各个影响因素分别加以研究，得到各个因素下的最佳运行条件，然后将这些最佳条件组合在一起，将其作为BCFs工艺的最佳运行条件。应用数理统计概念和正交原理所编制的正交表，是解决该问题的有效工具。木试验应用正交试验的方法

4、研究了水力停留时间HRT、污泥龄SRT和回流比R,3个因素的组合作用对TN、TP去除效果的影响，对试验结果进行极差分析和方差分析，判断各因素各水平对试验指标的影响是否显著，选出对试验指标起重要作用的因素或状态，并确定工艺运行的最佳水平组合。二、数据描述实验在课题组实验室开展。试验过程屮，水质检测项目主要有：TP、TN；检测方法过硫酸钾氧化紫外分光光度法。表1试验因素水平设计R(A)/%HRT(B)/hSRT(C)/d120026230037由于该实验的各个影响因素取两种水平，因此选择2水平正交表，又因为影响因素为3个，并考虑一级交互作用，正交表采用Ls(27),通过8组实验研究不同因素的不

5、同水平各自作用和交互作用对脱氮除磷效果的影响。表2原始数据表因素ABAxBCCxABxC空列TN去除率(%)TP去除率(%)号1234567i111111135.0585.022111222270.6387.563122112246.2385.284122221164.8687.895212121248.5290.306212212172.3789.597221122164.5286.738221211267.4986.54三、模型建立(1)提出假设条件，明确概念，引进参数根据本问题，假设水力停留时间(HRT)、污泥泥磷(SRT)和回流比(R)是BCFs工艺脱氮除磷的影响因素。设回流比R为

6、因素A,水力停留时间HRT为因素B,污泥龄SRT为因素C。由原始数据知，共进行了R、HRT、SRT各为2个水平的8次试验。该实验考虑因素间的一级交互效应AxB、CxA和BxC。令yijks表示因素A、B、C在i、j、k水平状态下第s个样本观测值。在因素水平组合(Ai,Bj,CQ中，假设获取的样本容量n都是相同的。假定：1)丫晒严N仙从，F)(s=l,2,...n),并且组内样本间相互独立；2)组与组之间的样本也是相互独立的，(2)模型建立模型建立如下：yijks=“+Qi+为+De+%/+Eik+€jk+^ijk©从〜N(0,弗),且各相互独立strsrtstai=。工==°，》》嘉=》弧

7、=》*=o^t=l)=1k=lt=l7=1t=ik=lj=lk=l其中如、Bj、々分别表示因素A、B、C对试验指标所起的作用，=(“酗-卩)_(X]—Bj,(卩射-“)反映水平组合(Ai,Bj)对实验指标的总效应，等于总效应减去Ai的效应色及Bj的效应內，所以切表示Ai与Bj对试验指标的交互效应。同理做表示久与Ck对试验指标的交互效应，切表示场与Ck对试验指标的交互效应。需要检验如下假设：对因素A：Ho】:a±=a2=0