[发明专利]一种基于分形维数的污水处理厂的优化方法

摘要

本发明公开了一种基于分形维数的污水处理厂的优化方法，包括：(1)对污泥稀释，取一滴放到载玻片上；(2)采用显微镜对污泥进行图像拍摄；(3)使用图像处理软件处理所拍摄的污泥图像，获取单个污泥絮体的投影面积A、周长P几何参数，基于分形理论获得絮体二维分形维数D；(4)通过计算分析，由分形维数推导出污泥的包括污泥的沉降性能和吸附性能生物活性和物理结构，从而评估活性污泥的运行状态。该方法根据污泥分形维数D的大小来管理污水处理厂的运行，通过一个指标同时完成对反应池和二沉池的运行管理，为污水处理厂高效安全达标运行和节能降耗提供了一种量化管理方法。

主权项

1.一种基于分形维数的污水处理厂的优化方法，其特征在于，包括下述步骤：1)取污水处理厂的活性污泥作为样品，分为等量的若干份；2)对活性污泥进行稀释后，取一滴放到载玻片上，并盖上盖玻片；3)使用显微镜对步骤2)盖有玻片的载玻片活性污泥进行图像拍摄，每一样品至少拍摄5张不同视域的照片；4)采用图像处理软件处理所拍摄的活性污泥图像，获取单个活性污泥絮体的投影面积A和周长P，基于分形理论得到絮体分形维数D；5)根据污水处理厂运行历史数据，采用线性或非线性回归方法构建分形维数D与活性污泥内源比耗氧速率SOURe、最大比耗氧速率SOURt、活性污泥最大吸附容量Qmax、活性污泥指数SVI和活性污泥压缩指数的计算模型；6)将絮体分形维数D带入到上述模型中，模型输出活性污泥内源比耗氧速率SOURe、总的最大比耗氧速率SOURt、吸附性能Qmax、污泥指数SVI参数和压缩指数，得到污泥的结构特征；7)当缺少历史数据时，采用以下规则定性描述包括活性污泥的沉降性能和吸附性能的物理结构和活性污泥的生物活性：当分形维数D小于1.553时，污泥活性高，吸附量大，但污泥沉降性能差，可能会发生污泥膨胀；当分形维数D在1.553～1.608之间时，污泥的生物活性和吸附能力好，沉降性能满足要求；当分形维数D大于1.608时，污泥的生物活性和吸附能力差，污泥趋于无机固体，但沉降性能很好。