[發明專利]一種基于菌膠團顯微圖像分析的活性污泥特性確定方法

有效

• 申請號: 201310446761.5
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103471991A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 胡小兵;張新喜;劉孔輝;江用彬
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，更具體地說，涉及一種基于菌膠團顯微圖像分析的活性污泥特性確定方法。

背景技術

污水處理中的活性污泥是由微生物及無機物、有機物質組成的一個松散的絮狀、不規則復合體，它是污水中有機污染物吸附與降解的載體。當活性污泥培養成熟或狀態良好時，會形成具有一定形態結構，且結構比較緊密、均勻的生物絮凝體----菌膠團。菌膠團不僅可以保護對污染物起分解作用的微生物，而且密度較大，有利于在二沉池中完成泥水分離，保證出水的透明度。

菌膠團的不同密度、不同大小直接反映活性污泥的結構，進而直接影響到污水處理效果。然而，在實際污水處理運行與控制過程中，由于對活性污泥的微觀結構菌膠團鑒別分析技術高要求的限制，生產管理人員不能對活性污泥中菌膠團結構進行直接分析，只能通過測定活性污泥的常規特性指標如SV（污泥沉降比）、SVI（污泥體積指數）、MLSS（混合液懸浮固體濃度）和MLVSS（混合液揮發性懸浮固體濃度），來實現對活性污泥狀況的間接分析判斷，進而對污水處理進行運行控制管理。如中國專利公開號為CN1461733，申請日為2002年5月31日，發明創造名稱為：活性污泥程序的動態控制方法，該申請案即是通過混合液體懸浮固形物感測器控制活性污泥系統中的混合液體懸浮固形物，使反應槽中的混合液體懸浮固形物濃度維持在適當的操作范圍，來控制污水處理操作。

而上述活性污泥的常規指標只能間接地反映活性污泥的物理性質，不能真正反映活性污泥內部的、本質的結構。根據這些間接指標所采用的運行控制是經驗性的、模糊的、滯后的。當發現活性污泥間接指標出現異常時，活性污泥菌膠團結構已遭破壞，這嚴重地影響了生產的正常運行。同時，分析上述常規指標還存在費時費工、時間長的問題。因此，建立一種新的活性污泥特性分析方法很有必要性。

顯微圖像分析方法是一種先進的物質細微結構分析方法，可以彌補活性污泥形態分析困難的不足。目前，應用圖像分析方法進行活性污泥結構分析的文獻與專利未見報道。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明針對現有污水處理運行管理中，無法直接對菌膠團結構進行快速、準確鑒別，而分析活性污泥常規指標又存在模糊性與滯后性的問題，提供了一種基于菌膠團顯微圖像分析的活性污泥特性確定方法，本發明的技術方案提高了活性污泥分析監測的準確性和即時性，為污水處理運行過程實現有效的工藝參數調節管理提供了強有力的技術支撐。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種基于菌膠團顯微圖像分析的活性污泥特性確定方法，其步驟為：

1）活性污泥菌膠團圖像信息采集：

調研污水處理廠，對處于不同運行階段、不同污泥狀態及不同工藝條件下的生化池活性污泥進行取樣，采用數碼生物顯微鏡對采集到的活性污泥樣本中菌膠團進行拍攝；

2）菌膠團圖像分析：

a、在數碼生物顯微鏡自帶的圖形分析軟件環境中，測量步驟1）采集的活性污泥樣本中菌膠團的直徑；

b、根據菌膠團直徑大小將活性污泥中菌膠團分為微型結構、中型結構、大型結構3種類型；

c、對步驟b中所述的3種類型的菌膠團分別進行計數；

d、計算菌膠團體積；

e、采用菌膠團結構特征參數計算菌膠團結構特征值Z；

3）菌膠團與活性污泥特性的相關性分析：

對步驟1）中采集的活性污泥樣本，同時測定其特性參數SV、SVI、MLSS、MLVSS，采用曲線擬合方式得出步驟2）獲得的菌膠團結構特征值Z與SV、SVI、MLSS、MLVSS的關系函數；

4）計算待分析活性污泥樣本的特性參數：

采集待分析活性污泥樣本，采用數碼生物顯微鏡對待分析活性污泥樣本中菌膠團進行拍攝，并對該待分析活性污泥樣本重復步驟2）的操作，計算得到待分析活性污泥樣本的菌膠團結構特征值Z，將該菌膠團結構特征值Z帶入步驟3）獲得的關系函數中，計算得到待分析活性污泥樣本的特性參數。