《实验设计与数据处理》大作业
班级：环境17研 姓名： 学号：
1、 用Excel （或Origin ）做出下表数据带数据点的折线散点图
余浊（N T U )
加量药（mL)
总氮T N (m g /L )
加量药（mL )
图1
加药量与剩余浊度变化关系图 图2 加药量与总氮TN 变化关系图
总磷T P (m g /L )
加量药（mL)
C O
D C r (m g /L )
加量药（mL)
图3 加药量与总磷TN 变化关系图 图4 加药量与COD Cr 变化关系图
去除率(%)
加药量(mL)
图5 加药量与各指标去除率变化关系图
2、对离心泵性能进行测试的实验中，得到流量Q v 、压头H 和效率η的数据如表所示，绘制离心泵特性曲线。
将扬程曲线和效率曲线均拟合成多项式（要求作双Y 轴图）。
η
H (m )
Q v (m 3
/h)
图6 离心泵特性曲线
扬程曲线方程为：H=效率曲线方程为：η=+、列出一元线性回归方程，求出相关系数，并绘制出工作曲线图。
(1)
表1 相关系数的计算
Y
吸光度（A ）
X
X-3B 浓度（mg/L ）
i x x - i y y -
l xy l xx l yy R
10 -30 2800
20 -20
30 -10
40
()()
i
i
x x y y l R --=
=
∑
50 10 60 20 70
30
平均值
40
吸光度
X-3B浓度（mg/L）
图7 水中染料活性艳红（X-3B ）工作曲线
一元线性回归方程为：y=+ 相关系数为：R 2= (2) 代入数据可知：
样品一：x=样品二：x=、试找出某伴生金属c 与含量距离x 之间的关系(要求有分析过程、计算表格以及回归图形)。
表2 某伴生金属c 与含量距离x 之间的关系分析计算表
序号
x
c
lgx
1/x
1/c
1 2 2 3 3 4 4 5 5 7 6 8 7
10
1
8 11 9 14 10 15 11 16 12 18 13
19
含量c
距离x
图8 某伴生金属c 与含量距离x 关系散点图
含量c
距离x
含量c
距离x
图9 线性函数拟合 图10 幂函数拟合
含量c
距离lgx
含量1/c
距离1/x
图11 对数函数拟合 图12 双曲函数拟合
线性函数拟合：c=+ R 2= 幂函数拟合： c=+ R 2= 对数函数拟合：c=+ R 2= 双曲函数拟合：1/c=(1/x)+ R 2=
根据分析可知R 2值越大，某伴生金属含量c 与含量距离x 之间的关系越好。
故可得(1/y)=+ /x)
5、已知试验指标Y 与X 1 、X 2 、X 3间近似满足关系式：Y ＝a+b 1X 1+b 2X 2+b 3X 3+b 12X 1X 2+b 23X 2X 3，试求待定系数，并将回归结果输出。
表3 线性转化后的数据表格
X 1 X 2 X 3 X 4(X 1X 2)
X 5(X 2X 3)
对表3数据进行线性回归即可求出各项系数，回归结果如下：
表4 线性回归的方差分析
df SS MS F Significance F 回归分析5
残差4
总计9
表5 线性回归系数输出结果
Coefficients标准误差t Stat P-value Lower
95%
Upper
95%
Intercept X1
X2
X3
X4(X1X2)
X5(X2X3)可知：
b
1
=
b
= 2
= b
3
b
= 12
b
=
23
6某给水处理实验对三氯化铁和硫酸铝用量进行优选。
（1）对三氯化铁用量用法进行优选，首先确定第一个点：
①（50-10）×+10=
第二个点：
（50+10）=
②比①好，则第三个点：
（+10）=
③比②好，则第四个点：
④（+10）=
③比④好，以最后试验范围（~）的中点作为三氣化铁用量最佳点，则三氣化铁的最佳用量为：（+）/2=（mg/L）。
（2）对硫酸铝用量用法进行优选，先确定第一一个点：
①（8-2）*+2=
第二个点：
②（8+2）=①比②好，则第三个点：
③（8+）=③比①好，则第四个点：
④（8+）=
④比③好，以④作为硫酸铝用量最佳点，则硫酸铝的最佳用量为：L。
6、测定某铜合金中铜含量，五次平行测定的结果是：%、%、%、%、%，计算：（1）平均值；平均偏差；相对平均偏差；标准偏差；相对标准偏差；（2）若已知铜的标准含量为%，计
算以上结果的绝对误差和相对误差。
表6 铜合金中铜含量分析计算表
次数铜
含
量平
均
值偏
差
平
均
偏
差
相
对
平
均
偏
差
标
准
偏
差
相
对
标
准
偏
差
绝
对
误
差
相
对
误
差
1%
%%%%
2%%%% 3%%%% 4%%%% 5%%%%
铜的标
准
含
量%
7、微波辅助法制备纳米TiO 2时，硫酸钛浓度对催化剂TiO 2粒径和所制备催化剂的光催化活性有重要的影响
（1）以硫酸钛浓度为X 轴，绘制双Y 轴数据图。
T i O 2粒径(n m )
氯苯去除率(%)
硫酸钛浓度(mol/L)
图13 硫酸钛浓度对氯苯的去除率（%）和TiO 2粒径的影响
(2) 活性艳红X-3B 初始浓度对超声光催化降解率的影响如下表，请在一张图绘制出不同时间、不同浓度—光催化降解率的关系图，要求所有曲线以黑色表示。
降解率(%)
时间(min)
图14 不同初始浓度的活性艳红X-3B 对降解率的影响
9、试根据所给材料，对表2的试验结果进行分析： （1）
表7 各指标的试验结果分析表
实验号
1 (A)
2 (B)
3 (C)
4 (D)
5 (E) 镉含量 锌含量 pH 值
混凝剂
沉淀剂
CaCl 2
废水浓度 (mg/L)
(mg/L)
1 1 1
2 2 1 2
3 2 2 1 1 3 2 2 2 2 2
4 4 1 2 1 2
5 1 2 1 1 2
6 3 1 1 2 2
7 2 1 1 1 1 8
4 2 1 2 1 镉含量
K 1 K 2 K 3
K 4 k 1 k 2 k 3 k 4
极差R
锌含量
K1 K2 K3 K4 k1 k2 k3 k4极差R
表8 综合评分的指标分析表
实验号1 (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 (E)镉锌含量
之和
(mg/L) pH值混凝剂沉淀剂CaCl2废水浓度
111221 232211 322222 441212 512112 631122 721111 842121 K1
K2
K3
K4
k1
k2
k3
k4
极差R
（2）
根据极差的大小列出各指标下的因素的主次顺序：
实验指标：主次顺序：
镉含量（mg/L） CAEBD
锌含量（mg/L） CABED
镉锌含量和（mg/L） CABDE
初选最优处理组合。
根据各指标不同水平平均值确定各因素的优化水平组合：
镉含量（mg/L）：A
3B
1
C
1
D
2
E
1
或A
4
B
1
C
1
D
2
E
1
锌含量（mg/L）：A
3B
2
C
1
D
1
E
2
镉锌含量和（mg/L）：A
3B
2
C
1
D
1
E
1
根据各指标单独分析出来的优化组合不一致，所以必须根据各因素对指标的影响主次，综合考虑，确定最佳组合。
对于因素A可取A
3。
因素B对锌含量和镉锌总含量的影响要大于对镉含量的影响，所
以应取B
2。
同理分析可知，C取C
1
，D取D
1
，E取E
1。
则确定最优组合为A
3
B
2
C
1
D
1
E
1
，即pH
为9～10，不加混凝剂，使用NaOH沉淀剂，不加CaCl
2
，处理稀浓度废水为最佳处理方式，处理效果最好。
（3）由图13和图14可以看出，因素C即沉淀剂的种类对处理效果有较大影响，CaCl
2
的加入对废水处理的整体效果影响不大，废水pH值对处理效果有重要影响。
所以必须选择合适的沉淀剂和调节合适的废水pH值。
1234
12
12
12
12
镉k 1
图13 水平影响趋势图
1234
12
12
12
12
锌k 1
图14 水平影响趋势图。