[發明專利]一種養殖污水處理磁分離工藝參數組合優化方法

在審

• 申請號: 202010403476.5
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111612235A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 李忠和;高星愛;鞏彧玄;王飛虎;王鑫;解矯;鳳鵬;李明
• 申請（專利權）人: 吉林省農業科學院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06F17/18
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

本發明公開了一種養殖污水處理磁分離工藝參數組合優化方法，包括：選取影響磁分離處理養殖污水的四個重要變量；根據響應曲面法設計磁分離法處理養殖污水RSM批次實驗；進行磁分離法處理養殖污水的RSM批次實驗，獲取建立模型所需響應值；對實驗數據進行多元回歸擬合，建立二次多元回歸模型；對模型進行ANOVA分析和顯著性檢驗，做驗證試驗檢驗模型；任意指定模型內變量數值，對各響應值進行實驗驗證；根據工藝目標，確定最佳工藝參數。本發明解決了實際應用中處理養殖污水時工藝參數無法確定的問題，通過在給定區域上構建因素與響應值間的明確函數關系，得到滿足多個響應值的各因素的最佳組合，實現對養殖污水中的污染物進行有效的去除。

技術領域

本發明涉及養殖污水處理領域，具體涉及一種基于響應曲面法的養殖污水處理磁分離工藝參數組合優化方法。

背景技術

近年來，隨著畜禽規模化養殖快速發展，已經成為了農村經濟之中最具有潛力的增長點，不僅推動現代畜牧業進行轉型升級同時提質增效，在保證供給、促進穩定等方面的作用日益突出。大部分由于養殖場產生的污水沒有達標就進行排放，已經成為農業面源污染的重要來源之一，如何合理解決養殖場糞污污染問題，尤其是養殖場污水污染，已經成為行業焦點。養殖污水由于行業的特殊性也有著自身的特點。首先，養殖污水成分復雜主要含有大量的氮、磷、懸浮顆粒物、有色物質和有機物等，處理難度較大。僅僅使用物理、化學或生物其中一種方法都很難達到排放要求。其次，養殖污水的處理由企業負擔，傳統的大型污水處理系統很不適合于企業，成本過高且維護繁瑣。如果以上因素在養殖生產過程中帶來的污染問題不能得到及時有效的解決，將制約著養殖業的發展規模與模式的升級，更危及著生態安全，也會帶來嚴重的社會問題。

磁分離技術是在磁場中處理具有磁性物質或外加磁性后具有磁性的物質的一種處理技術，利用元素或組分中磁性的差異，通過外加磁場對目標物質進行處理，能夠有效地直接分離或者去除受污染水體中的具有強、弱磁性或反磁性等的污染物。該技術的應用近些年來已經滲透到各個領域中，最早磁分離技術是應用在對高嶺土、礦石等固體物質中的磁性雜質進行分離。常規的水處理技術與磁分離技術的不同點在于：磁分離技術是通過外加磁場力直接對污染物進行處理，從而能夠將污染物快速、高效脫離原水體系，且不會產生污染對原水體系造成影響，同時也不會發生化學以及生物反應，具有分離速度快、不產生二次污染和占地面積小等優勢。然而，磁分離技術雖然能夠高效分離或去除污染水體中帶有磁性的物質，但是水體中的具有弱磁性或非磁性的目標污染物卻無法直接或完全通過外加磁場的作用下進行分離，還需要提高磁場強度或添加磁種利用磁性接種使其具有磁性，以達到高效去除的目的。

但是針對實際應用中污水處理過程時，對磁場強度的確定、以及添加磁種的多少，仍不明確；難以達到工藝的最佳狀態，無法實現精準、高效去除污染物。

發明內容

本發明是針對養殖污水高污染、難降解，磁分離工藝參數無法準確定量的問題，提供一種養殖污水處理磁分離工藝參數組合優化方法，以達到高效、精準的將養殖污水中污染物去除的目的。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：一種養殖污水處理磁分離工藝參數組合優化方法，包括如下步驟：

(1)基于磁分離技術原理，選取磁分離技術的4個參數：pH值、PAC投加量、磁種投加量和PAM投加量；

(2)根據響應面分析法，生成磁分離實驗方案；

(3)根據實驗方案進行批次實驗，獲取不同反應參數條件下對于濁度、COD和TP去除率的三個響應值；

(4)對步驟(3)中獲取的響應值數據整理分析擬合，篩選顯著變量，根據所述顯著變量建立二次多元回歸模型；

(5)對二次多元回歸模型進行F檢驗和P檢驗，得出方差分析結果和顯著性檢驗結果；

(6)根據模型生成的響應曲面及響應等高線圖，對各設計參數進行顯著性影響分析；