[发明专利]基于响应曲面法确定鸟粪石回收氮磷工艺参数的方法

权利要求书

1.基于响应曲面法确定鸟粪石回收氮磷工艺参数的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)基于鸟粪石反应原理，选取影响鸟粪石生成的四个重要变量：pH、N/P摩尔比、Mg/P摩尔比、Mg/Ca摩尔比；

(2)根据Box-Behnken方法，利用Design-Expert软件自动生成鸟粪石反应实验方案；

(3)根据实验方案进行批次实验，获取不同反应条件下N去除率，P去除率及鸟粪石纯度三个响应值；

(4)对步骤(3)中获取的响应值数据整理分析拟合，筛选显著变量，根据显著变量建立二次多元回归模型：

式中：Y_i为因变量响应值，β₀为常数项，β_i为线性系数，β_ii为交互项系数，β_ij为二次项系数，X_i为自变量；

(5)对各回归方程系数及二次多元回归模型进行F检验和P检验，得出ANOVA分析结果和显著性检验结果；

(6)任意指定模型内变量数值，对各响应值进行实验验证；

(7)所述工艺参数确定方法：采用Design Expert软件，以N去除率，P去除率及鸟粪石纯度为目标值，根据工艺目标设置不同重要度，设置各影响因素调节范围和最低限度，通过Optimization功能确定鸟粪石反应的最佳工艺参数。

2.根据权利要求1所述的基于响应曲面法确定鸟粪石回收氮磷工艺参数的方法，其特征在于：(2)中的模型参数pH调节范围为8～10，N/P摩尔比调节范围为1～4，Mg/P摩尔比调节范围为0.8～1.6，Mg/Ca摩尔比调节范围为0.8～3.2。

3.根据权利要求1所述的基于响应曲面法确定鸟粪石回收氮磷工艺参数的方法，其特征在于：(3)中实验的方法为：反应时间为60min，静置结晶时间为60min，搅拌速度为160～250rpm。

4.根据权利要求1所述的基于响应曲面法确定鸟粪石回收氮磷工艺参数的方法，其特征在于：(4)中筛选显著变量使用的方法为Design Expert软件中的AlCc法。

5.根据权利要求1所述的基于响应曲面法确定鸟粪石回收氮磷工艺参数的方法，其特征在于：(4)中鸟粪石反应N去除率，P去除率及鸟粪石纯度三个响应值的二阶响应曲面模型表达为：

R_p＝-422.31+96.01A+19.98B+93.19C-26.61D-1.58AB-4.70AC+1.78AD-2.60BC+0.94BD+5.24CD-4.64A²-0.58B²-19.17C²

R_N＝-634.46+133.31A-8.69B+96.07C-0.51D-9.56AC+3.18AD+4.25BC-4.06BD+5.06CD-6.83A²+1.05B²-16.15C²-2.84D²

ω_purity＝-670.63+148.41A+24.04B-59.06C+92.68D-4.04AD+17.31CD-8.30A²-3.65B²-12.03D²

其中：R_p——磷去除率，％

R_N——氮去除率，％

ω_purity——鸟粪石纯度，％

A——pH，

B——N/P摩尔比，

C——Mg/P摩尔比，

D——Mg/Ca摩尔比。