【摘要】：目前大部分研究集中于微型動(dòng)物群落與物種多樣性,對(duì)其運(yùn)動(dòng)行為只有簡(jiǎn)單定性描述,微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)行為量化研究未見報(bào)道。本研究通過視頻圖像分析技術(shù),建立活性污泥微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)分析方法,在微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)分類基礎(chǔ)上,分析研究污水處理SBR系統(tǒng)中各運(yùn)動(dòng)類型微型動(dòng)物的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)參數(shù)變化等特征;以代表性自由運(yùn)動(dòng)型微型動(dòng)物為研究對(duì)象,分析進(jìn)水參數(shù)、污泥絮體微觀形態(tài)指標(biāo)與宏觀指標(biāo)對(duì)其運(yùn)動(dòng)速度影響。論文主要研究結(jié)果如下:1)基于活性污泥微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)行為特征,將其分為自由運(yùn)動(dòng)、伸縮運(yùn)動(dòng)2大類型,其中自由運(yùn)動(dòng)型又分為游泳運(yùn)動(dòng)、爬行運(yùn)動(dòng)及綜合運(yùn)動(dòng)3個(gè)亞類,而游泳運(yùn)動(dòng)型,根據(jù)其運(yùn)動(dòng)軌跡再分為直線型、曲線型2個(gè)小類;伸縮運(yùn)動(dòng)型分為尾柄伸縮運(yùn)動(dòng)與蟲體伸縮運(yùn)動(dòng)2個(gè)亞類。2)建立一套集圖像采集、前處理、目標(biāo)檢測(cè)跟蹤與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算綜合分析方法。確定不同運(yùn)動(dòng)類型微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算方法:游泳運(yùn)動(dòng)直線型微型動(dòng)物選擇運(yùn)動(dòng)軌跡L、瞬時(shí)速度、平均線速度表征運(yùn)動(dòng)特征;游泳運(yùn)動(dòng)曲線型、爬行運(yùn)動(dòng)與綜合運(yùn)動(dòng)微型動(dòng)物選擇運(yùn)動(dòng)軌跡L、相鄰幀運(yùn)動(dòng)路徑和左右轉(zhuǎn)角度?、瞬時(shí)速度、平均線速度和平均角速度共6種運(yùn)動(dòng)參數(shù)表征運(yùn)動(dòng)特征;尾柄伸縮運(yùn)動(dòng)微型動(dòng)物選擇運(yùn)動(dòng)軌跡L、瞬時(shí)速度、平均線速度表征運(yùn)動(dòng)特征;蟲體伸縮運(yùn)動(dòng)微型動(dòng)物選擇形態(tài)面積平均變化率來反映運(yùn)動(dòng)特征。3)SBR系統(tǒng)中不同運(yùn)動(dòng)類型微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)特征量化表征如下:游泳運(yùn)動(dòng)直線型微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)速度較小且穩(wěn)定,如三角袋鞭蟲(P.trichophorum)運(yùn)動(dòng)平均線速度不超過50μm/s;曲線型微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)速度波動(dòng)大,受污泥絮體影響大,如毛板殼蟲(C.hirtus)遇到污泥絮體會(huì)立即改變運(yùn)動(dòng)方向,表現(xiàn)出敏銳的逃避行為。游泳運(yùn)動(dòng)中不同微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)平均速度不同,毛板殼蟲(C.hirtus)和凹扁前口蟲(F.depressa)平均線速度較大,腎形豆形蟲(C.colpoda)和鈍漫游蟲(L.carinatus)平均線速度較小。爬行運(yùn)動(dòng)的粘游仆蟲(E.muscicola)運(yùn)動(dòng)軌跡、速度變化特征與污泥絮體有關(guān)。綜合運(yùn)動(dòng)的銳利io纖蟲(A.lynceus)不同運(yùn)動(dòng)方式對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)線速度和角速度不同。4)COD負(fù)荷對(duì)不同運(yùn)動(dòng)類型微型動(dòng)物影響不同:高負(fù)荷下運(yùn)動(dòng)速度增大,低負(fù)荷減小,如凹扁前口蟲(F.depressa)平均線速度和平均角速度呈現(xiàn)高負(fù)荷增大低負(fù)荷減小趨勢(shì);高、低負(fù)荷下均無影響,如葡萄異鞭蟲(A.acinus)平均線速度、銳利io纖蟲(A.lynceus)游泳運(yùn)動(dòng)平均線速度和平均角速度在不同負(fù)荷條件下無明顯差異。5)進(jìn)水pH對(duì)不同運(yùn)動(dòng)類型微型動(dòng)物影響不同:低pH下運(yùn)動(dòng)速度減小,高pH不變,如葡萄異鞭蟲(A.acinus)平均線速度與銳利io纖蟲(A.lynceus)、須足輪蟲屬(Euchlanis sp.)平均線速度和平均角速度在低pH下減小,高pH下無明顯差異;高、低pH均無影響,如毛板殼蟲(C.hirtus)平均線速度和平均角速度無明顯差異。6)研究結(jié)果表明:(1)微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)速度與活性污泥絮體微觀形態(tài)指標(biāo)之間存在一定負(fù)相關(guān),如須足輪蟲屬(Euchlanis sp.)平均線速度和平均角速度與污泥絮體大小密實(shí)指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.514,p0.05;r=-0.533,p0.05);銳利io纖蟲(A.lynceus)爬行運(yùn)動(dòng)平均線速度和平均角速度與污泥絮體形狀規(guī)則指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.563,p0.01;r=-0.539,p0.05)。(2)微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)速度與活性污泥宏觀指標(biāo)之間存在一定負(fù)相關(guān),如須足輪蟲屬(Euchlanis sp.)、凹扁前口蟲(F.depressa)的平均線速度與MLSS呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.509、-0.567(p0.05);銳利io纖蟲(A.lynceus)爬行運(yùn)動(dòng)平均線速度和平均角速度與SVI呈負(fù)相關(guān)(r=-0.607,p0.05;r=-0.528,p0.05)。
【圖文】：

研究?jī)?nèi)容建立圖像分析技術(shù)跟蹤分析微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)方法，，表征活性污泥微型動(dòng)物運(yùn)研究進(jìn)水工藝與污泥絮體對(duì)微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)速度的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下1）對(duì)活性污泥微型動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)方式分類，建立微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析方法微型動(dòng)物在復(fù)雜絮體背景下顯微運(yùn)動(dòng)行為特點(diǎn)，選擇軟件對(duì)顯微視頻幀圖處理分析，采用背景差分法檢測(cè)目標(biāo)微型動(dòng)物，匹配目標(biāo)面積特征實(shí)現(xiàn)跟蹤據(jù)運(yùn)動(dòng)方式選擇與分析微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)參數(shù)。2）依據(jù)運(yùn)動(dòng)方式分類，量化表征 SBR 系統(tǒng)中典型微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)參數(shù)，分微型動(dòng)物在連續(xù)幀時(shí)間下運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)參數(shù)與運(yùn)動(dòng)平均參數(shù)特征。3）研究微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)指示作用。選擇“優(yōu)勢(shì)度高、運(yùn)動(dòng)活性大”的微型動(dòng)物不同進(jìn)水條件（COD 負(fù)荷、pH 值）與污泥絮體指標(biāo)對(duì)微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)速度分析污泥絮體（微觀形態(tài)、宏觀）指標(biāo)與微型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)性。 研究技術(shù)路線本論文研究的技術(shù)路線如圖 1-2。

第 2 章 試驗(yàn)材料與方法裝置運(yùn)行概況驗(yàn)采用序批式反應(yīng)器（SBR），反應(yīng)器為高 90.00cm、平均外有機(jī)玻璃，有效容積為 3.0L。接種污泥取自馬鞍山市某污水污泥進(jìn)行清洗沉淀，篩選沉降性良好的污泥于總反應(yīng)器（有效總反應(yīng)器污泥濃度為 3500mg/L 左右，先對(duì)污泥進(jìn)行培養(yǎng)馴化、出水水質(zhì)穩(wěn)定后再分別放入 5 個(gè) SBR 反應(yīng)器（如圖 2-1 所件（COD 負(fù)荷、pH）設(shè)置對(duì)照系統(tǒng) CK、高負(fù)荷系統(tǒng) CH、低H 系統(tǒng) KH、低 pH 系統(tǒng) KL 進(jìn)行正式試驗(yàn)。器運(yùn)行周期為 12h，其中：進(jìn)水 5min、曝氣 10h、沉淀和閑n。通過出水口將反應(yīng)器上清液排出，排水比為 1/3，再補(bǔ)充新曝氣時(shí)間通過定時(shí)開關(guān)實(shí)現(xiàn)，采用氣泵和微孔曝氣盤供氣 ,通曝氣強(qiáng)度（0.2L/min），維持反應(yīng)器污泥混合液中 DO 在 4.67應(yīng)器溫度為常溫。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：2683556