4.2.3 方差分析及顯著性檢驗

利用響應面軟件設計的實驗模型，進行了實驗與模擬，對凈化效果響應值進行方差分析和檢測模型顯著性分析，分析結果見表5。

根據(jù)響應面軟件對方差分析與模型的顯著性分析的要求，分析結果顯示，濁度的去除率模型的P值為0.0027，小于0.005，說明回歸的模型顯著；失擬項的P值為0.1698，大于0.1，屬于極不顯著，這個結果表明：該模型能夠反映響應值變化，該模型與實際擬合較好。

4.2.4 二次回歸擬合模型

Box-Behnken模擬多元催化鐵碳微電解填料氣田污水處理模型的預測值與實際值的關系見圖7。

Box-Behnken模擬的二次回歸擬合次響應面的最優(yōu)化響應面方程見（2）。

式中：Y為污水濁度去除率，%；x₁為鋁粉含量，%；x₂為尿素含量，%；x₃為硅酸鈉含量，%；x₄為燒結溫度，℃。

4.2.5 交互作用的響應曲面圖

根據(jù)二次回歸模型得響應面三維圖，給出了鋁粉含量、尿素含量、硅酸鈉含量以及燒結溫度等因素及因素間交互作用對氣田污水去除率影響，結果如圖8的（A）～（F）所示。

4.2.6 響應面影響因素分析

由式（2）和圖8可知，響應值與多元催化鐵碳微電解填料的鋁粉含量、尿素含量、硅酸鈉含量和燒結溫度的一次項系數(shù)分別為2.212、5.149、4.457和-0.021，系數(shù)絕對值的大小決定對響應值的大小，所以各參數(shù)對其性能影響大小的排序為尿素含量＞鋁粉含量＞硅酸鈉含量＞燒結溫度，也就是多元催化鐵碳微電解填料的孔隙特征對其性能的影響最大，其次是組分和加工條件。

4.3 預測的最優(yōu)值與實驗驗證

軟件預測二次回歸擬合模型的最佳參數(shù)為鋁粉15.939%、尿素9.170%、硅酸鈉11.22%和燒結溫度400.001℃室的氣田污水的濁度去除率為92.658%。

以優(yōu)化的最佳參數(shù)為依據(jù)，將16% 的鋁粉、9% 的尿素、 11%的硅酸鈉和74%高爐除塵灰研磨成200目的粉末，在400℃下進行燒結制成樣品，并與鄭州某公司的微電解填料的對比效果見表6。

由上表可知，按照最優(yōu)化值制作的高爐除塵灰多元催化鐵碳微電解填料，對氣田水處理的處理效果均優(yōu)于市售的微電解填料，特別是濁度值與預測值相差僅有1.41%，進一步說明優(yōu)化模型合理。

5 結論

1）利用工業(yè)廢棄物高爐除塵灰替代鐵粉和木炭粉制備多元催化鐵碳微電解填料，用于氣田污水處理的效果十分顯著，本僅有常規(guī)鐵碳微電解填料的1/3，而且能夠實現(xiàn)工業(yè)廢棄物的循環(huán)利用，達到了“以廢治廢”設計理念。

2）以單因素實驗為基礎，以濁度為考核指標，通過響應面分析與實驗驗證，優(yōu)化效果可靠，可以作為高爐除塵灰制備多元催化鐵碳微電解填料生產技術參數(shù)優(yōu)化的基礎。

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