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电凝聚法利用废铝片处理活性黑色5染料废水，通过响应面法优化pH（4）、电压（15V）、电解质浓度（0.50g/L）、电解时间（25min）和电极间距（2cm），实现97%去除率，成本为$0.20/m3和$2.00/kg，验证了废金属资源化与经济处理的可行性。
Madhusmita Behera | Akshaya Kumar Verma
印度布巴内斯瓦尔Siksha ‘O’ Anusandhan（具有大学地位）ITER土木工程系
摘要
含有残留活性偶氮染料的纺织废水是环境污染的主要来源之一，因为这些染料具有易溶的特性。纺织工业中使用这些染料对棉、羊毛和尼龙纤维进行染色和印花。在本研究中，探讨了利用废铝片作为电极进行电凝聚（EC）以去除水溶液中活性偶氮染料（Reactive Black 5）的可行性。开发了一种单极并联电凝聚反应器，并应用响应面方法（RSM）优化了关键操作参数，包括pH值、施加电压、支持电解质浓度、电极间距和电解时间。过程优化确定了最佳电凝聚条件（pH 4、电压15 V、电解质浓度0.50 g/L、电解时间25分钟、电极间距2厘米），从而实现了高达97%的染料去除率，使出水几乎无色。电凝聚系统的运行成本估计为每立方米处理水0.20美元，每去除1千克染料2.00美元，表明电凝聚工艺可以经济有效地处理纺织废水。本研究不仅强调了通过统计优化方法利用废铝废弃物去除易溶性偶氮染料的价值，还提供了一种具有成本效益的金属废弃物管理策略。
章节摘录
引言
工业部门在制造和加工活动中消耗了大量淡水，其中很大一部分最终以含有多种污染物的废水的形式排放。在纺织等耗水量大的行业中，有效的废水处理对于减少污染物负荷和实现水资源的再利用至关重要，从而促进资源效率和可持续性[1]。纺织工业是主要的
实验装置和操作程序描述
实验中使用的电凝聚反应器为高度为19厘米、半径为6.75厘米、工作体积为2升的Pyrex玻璃烧杯。水溶液使用含有100毫克/升Reactive Black 5染料和所需量的KCl作为支持电解质的自来水配制而成。所有实验均在室温（25±2°C）下进行。两个相同的铝电极分别作为阳极和阴极进行批量实验（图1）。
模型建立及过程变量影响
通过CCD实验研究了各个操作变量及其相互作用对染料去除效率的影响。Design-Expert软件生成了36组实验数据，包括4个中心点（2^5+4），涵盖了各种影响参数的组合。实验结果进行了记录，并通过方差分析（ANOVA）进行了拟合和分析
结论
利用响应面方法系统评估并成功建立了电凝聚单元处理含染料水的性能模型。该模型通过ANOVA验证，结果显示拟合度良好（R^2>0.98），预测可靠性高。通过2D等高线和3D响应面图全面分析了各个操作变量及其相互作用对染料去除效率的影响
CRediT作者贡献声明
Madhusmita Behera：撰写——审稿与编辑、原始草稿撰写、方法论设计、实验研究、数据分析、数据整理。Akshaya Kumar Verma：撰写——审稿与编辑、数据可视化、模型验证、实验监督、概念构思。
利益声明
作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
作者感谢Siksha ‘O’ Anusandhan（具有大学地位）ITER土木工程系为本文研究提供必要的资源。同时，我们也衷心感谢匿名审稿人的宝贵和建议性反馈，这些反馈大大提升了文章的质量。
