基于图像分析技术的活性污泥沉降性能微观参数响应研究

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1、－＇＇＇■－ＶＩ■＇、＇Ｖ，’．．－分类号：密级：—ＵＤＣ．Ｖ：单仿化妈＼：＇‘ＩＩ戊屯＇＇人山诗；與宗产糞与＇签微２．議董藝；必丈ｆ硕去学位论文论文题目；基于图像分析技术的活性巧泥沉降性能微观参数响应研究參学号：２０１２０３０７作春完颜健飞专业名称：巿故下黯２０１５年０６月０２日＇－心■＼＿＇＇．；乐；独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进

2、行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，，论文中不包含其他人己经发表或撰写的研究成果也不包含为获得安徽工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名日期：鮮饼目关于论文使用授权的说明本人完全了解安徽王业大学有关保留、使用学位论文的规定，艮日：，允许论文被查阅和借阅学校有权保留送交论文的复印件；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，可Ｗ采用影

3、印、缩印或其他复制手段保存论文保密的论文在解密后应遵循此规定。，１嫁兔杂＾导师签名＾＾日期；立Ｑ／啼（）肖馆｜安徽工业大学硕士学位论文论文题目：基于图像分析技术的活性污泥沉降性能微观参数响应研究MicroscopicParametersResponsetoActivatedSludgeSettlingAbilityBasedonImageAnalysisTechnology验验研究的制备及其污水除磷性能研究作者：完颜健飞学院：建工学院指导教师：张新喜单位：安徽工业大学建工学院协

4、助指导教师：胡小兵单位：安徽工业大学建工学院论文提交日期：2015年6月2日学位授予单位：安徽工业大学安徽马鞍山2430022基于图像分析技术的活性污泥沉降性能微观参数响应研究摘要良好的污泥沉降性能是活性污泥工艺稳定运行的前提。在实际应用中仍采用污泥容积指数（SVI）来表征污泥沉降性能，该方法检测周期长，且难以摆脱人工操作，无法实现自动的在线检测。对此，本课题旨在通过污泥絮体显微图像分析技术，实现对污泥沉降性能简单、快速的响应（表征、判别和软测量），为实现污泥沉降性能在线检测提供技术基础。引入微

5、观浓度的概念，提出用于表征污泥沉降性能的新参数：显微容积指数（MVI）和污泥微絮体指数（SMI），分析新参数与SVI的内在关系，并进行了试验验证。结果表明，MVI在典型废水（生活污水和工业焦化废水）水质条件下与SVI都有着较强的相关性；在大絮体含量较少时，微絮体对污泥沉降性能的影响较为明显，此时SMI与SVI间的相关关系较强。通过图像分析技术采集20个污泥絮体微观特征参数数据，采用主成分分析方法将20个微观参数归纳为3个污泥絮体微观特征综合指标，即大小因子、形态因子和浓度因子。以3个综合指标建立

6、污泥沉降性能Fisher判别模型，模型的判别结果直接表现为“正常”或“膨胀”。以两座污水处理厂3个月的检测数据作为测试样本对模型的可靠程度进行检验，判别正确率为80.6%。通过偏最小二乘回归方法从20个污泥絮体微观参数中提取3个成分作为径向基函数网络的输入层节点，建立污泥沉降性能判别模型，模型的输出节点分别为“正常”和“膨胀”。该模型测试样本的判别正确率为84.6%。通过主成分分析方法将27个污水厂运行特征参数归纳为5个综合指标，即表征絮体微观特征的大小因子、形态因子和浓度因子，表征污水厂进水特

7、征的水质因子和流量因子。以这5个综合指标作为径向基函数网络的输入层节点，建立污泥沉降性能软测量模型。该模型响应速度快，泛化性能好。关键词：污泥沉降性能；图像分析技术；主成分分析；判别分析；偏最小二乘回归；人工神经网络I基于图像分析技术的活性污泥沉降性能微观参数响应研究AbstractActivatedsludgesettlingabilityisconsideredofcriticalimportancetothestabilityofactivatedsludgesystem.Uptodate

8、,thetraditionalmethodofmeasuringSludgeVolumeIndex(SVI)iswidelyused,whichistime-consuming,difficulttogetridofthemanualoperationandhardtorealizeonlineautomaticdetection.Therefore,thispaperaimsatrealizingactivatedsludgesettlingabilitycharacterization,di