基于Design-Expert的混合黄土滤料性能优化

作者：李慧莉; 杨月婷^*; 佟娟; 厚建伟

来源：甘肃科学学报, 2021, 33(03): 114-135.

DOI：10.16468/j.cnki.issn1004-0366.2021.03.019

• 混合黄土滤料
• 雨水径流
• 污染物去除
• Design-Expert软件

针对西北地区缺水问题,通过海绵城市的建设可以补充西北地区淡水资源的不足。因此,以西北地区特有的黄土作为主要过滤材料,利用Design-Expert软件优化不同滤料配比,研究黄土混合滤料的渗滤性能和污染物去除效率。实验以石英砂、磁铁矿和无烟煤分别与黄土按照5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1的体积比混合,同时以单独黄土滤料作为对照组(共16组),按照30cm和40cm的厚度填充至反应器。实验测得混合黄土滤料的渗透系数最大可达2.38×10-5m/s,COD去除率最大可达95.68%。以渗透系数为基础数据,以COD、TN、TP、电导率为目标函数,运用Design-Expert软件优化滤料配制比。优化后的实验结果表明:混合黄土滤料的体积比为V黄土∶V石英砂∶V无烟煤∶V磁铁矿=50∶34∶4∶12时,雨水处理水水质稳定,可达《城市污水再生利用———城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)中的城市绿化标准,且模拟结果安全性较高。

• 单位
  土木工程学院; 中国科学院生态环境研究中心; 兰州理工大学