[发明专利]一种养殖污水处理磁分离工艺参数组合优化方法

说明书

本发明公开了一种养殖污水处理磁分离工艺参数组合优化方法，包括：选取影响磁分离处理养殖污水的四个重要变量；根据响应曲面法设计磁分离法处理养殖污水RSM批次实验；进行磁分离法处理养殖污水的RSM批次实验，获取建立模型所需响应值；对实验数据进行多元回归拟合，建立二次多元回归模型；对模型进行ANOVA分析和显著性检验，做验证试验检验模型；任意指定模型内变量数值，对各响应值进行实验验证；根据工艺目标，确定最佳工艺参数。本发明解决了实际应用中处理养殖污水时工艺参数无法确定的问题，通过在给定区域上构建因素与响应值间的明确函数关系，得到满足多个响应值的各因素的最佳组合，实现对养殖污水中的污染物进行有效的去除。

技术领域

本发明涉及养殖污水处理领域，具体涉及一种基于响应曲面法的养殖污水处理磁分离工艺参数组合优化方法。

背景技术

近年来，随着畜禽规模化养殖快速发展，已经成为了农村经济之中最具有潜力的增长点，不仅推动现代畜牧业进行转型升级同时提质增效，在保证供给、促进稳定等方面的作用日益突出。大部分由于养殖场产生的污水没有达标就进行排放，已经成为农业面源污染的重要来源之一，如何合理解决养殖场粪污污染问题，尤其是养殖场污水污染，已经成为行业焦点。养殖污水由于行业的特殊性也有着自身的特点。首先，养殖污水成分复杂主要含有大量的氮、磷、悬浮颗粒物、有色物质和有机物等，处理难度较大。仅仅使用物理、化学或生物其中一种方法都很难达到排放要求。其次，养殖污水的处理由企业负担，传统的大型污水处理系统很不适合于企业，成本过高且维护繁琐。如果以上因素在养殖生产过程中带来的污染问题不能得到及时有效的解决，将制约着养殖业的发展规模与模式的升级，更危及着生态安全，也会带来严重的社会问题。

磁分离技术是在磁场中处理具有磁性物质或外加磁性后具有磁性的物质的一种处理技术，利用元素或组分中磁性的差异，通过外加磁场对目标物质进行处理，能够有效地直接分离或者去除受污染水体中的具有强、弱磁性或反磁性等的污染物。该技术的应用近些年来已经渗透到各个领域中，最早磁分离技术是应用在对高岭土、矿石等固体物质中的磁性杂质进行分离。常规的水处理技术与磁分离技术的不同点在于：磁分离技术是通过外加磁场力直接对污染物进行处理，从而能够将污染物快速、高效脱离原水体系，且不会产生污染对原水体系造成影响，同时也不会发生化学以及生物反应，具有分离速度快、不产生二次污染和占地面积小等优势。然而，磁分离技术虽然能够高效分离或去除污染水体中带有磁性的物质，但是水体中的具有弱磁性或非磁性的目标污染物却无法直接或完全通过外加磁场的作用下进行分离，还需要提高磁场强度或添加磁种利用磁性接种使其具有磁性，以达到高效去除的目的。

但是针对实际应用中污水处理过程时，对磁场强度的确定、以及添加磁种的多少，仍不明确；难以达到工艺的最佳状态，无法实现精准、高效去除污染物。

发明内容

本发明是针对养殖污水高污染、难降解，磁分离工艺参数无法准确定量的问题，提供一种养殖污水处理磁分离工艺参数组合优化方法，以达到高效、精准的将养殖污水中污染物去除的目的。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种养殖污水处理磁分离工艺参数组合优化方法，包括如下步骤：

(1)基于磁分离技术原理，选取磁分离技术的4个参数：pH值、PAC投加量、磁种投加量和PAM投加量；

(2)根据响应面分析法，生成磁分离实验方案；

(3)根据实验方案进行批次实验，获取不同反应参数条件下对于浊度、COD和TP去除率的三个响应值；

(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，根据所述显著变量建立二次多元回归模型；

(5)对二次多元回归模型进行F检验和P检验，得出方差分析结果和显著性检验结果；

(6)根据模型生成的响应曲面及响应等高线图，对各设计参数进行显著性影响分析；