化工園區(qū)的廢水毒性大、可生化性差、水質(zhì)復(fù)雜,對(duì)其進(jìn)行深入的研究是目前污水處理研究的一個(gè)重要領(lǐng)域,特別是對(duì)其過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。如對(duì)化工園區(qū)污水處理廠污泥沉降比的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),可以直觀了解活性污泥的性能和污水廠的運(yùn)行情況,指導(dǎo)水廠的運(yùn)行。以往化工園區(qū)污水處理廠使用量筒法測(cè)定污泥沉降比,該測(cè)量過(guò)程受不同檢測(cè)人員和次數(shù)的影響,其時(shí)效性差、數(shù)據(jù)誤差大�；诖�,本研究對(duì)化工園區(qū)污水廠污泥沉降比(Settling Velocity)進(jìn)行了研究,開(kāi)發(fā)出在線(xiàn)檢測(cè)污泥沉降比的新裝置,并成功地應(yīng)用于現(xiàn)有的化工園區(qū)污水處理廠。首先,在線(xiàn)檢測(cè)儀器的測(cè)量原理是利用圖像識(shí)別技術(shù)計(jì)算污泥沉降比。本文針對(duì)有刻度量筒通過(guò)識(shí)別刻度線(xiàn)數(shù)量特征讀取污泥沉降比;對(duì)于無(wú)刻度量筒是基于圖像識(shí)別污泥投影面積的方式測(cè)量污泥沉降比。兩種圖像檢測(cè)方法誤差均為±1%,由于無(wú)刻度的量筒具有流通性,可以持續(xù)在線(xiàn)測(cè)量污泥沉降比,因此本文選擇第二種方式作為儀器的測(cè)量方法。其次,本研究對(duì)在線(xiàn)檢測(cè)儀器從硬件組成和軟件兩方面進(jìn)行了構(gòu)建和設(shè)計(jì)。硬件部分主要由攝像頭、泵、閥門(mén)、無(wú)刻度量筒構(gòu)成。設(shè)備通過(guò)攝像頭識(shí)別技術(shù)和無(wú)刻度量筒的設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)了在線(xiàn)監(jiān)測(cè)污泥沉降比儀器的結(jié)構(gòu)。由于化工園區(qū)污水廠污泥的蓬松結(jié)構(gòu),新設(shè)計(jì)出來(lái)的量筒中的污泥沉降和導(dǎo)流管中的沉降過(guò)程是互不影響的,這樣就不會(huì)影響污泥沉降比的測(cè)定過(guò)程。軟件部分是基于Python編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的,開(kāi)發(fā)出了人機(jī)友好的新裝置操作界面,界面可以實(shí)時(shí)觀察污泥的沉降情況;根據(jù)新裝置操作的要求,對(duì)流程進(jìn)行了全自動(dòng)化運(yùn)行設(shè)計(jì)。最后,在已有的化工園區(qū)污水處理廠對(duì)人工量筒測(cè)定的數(shù)據(jù)和新裝置測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比研究。首先在不同的污泥濃度下,兩者測(cè)定結(jié)果誤差保持在±1%,說(shuō)明兩者測(cè)定的數(shù)據(jù)是一致的;在污泥靜態(tài)條件下即污泥分布很均勻的情況下,兩者測(cè)定數(shù)據(jù)的非參數(shù)檢驗(yàn)漸進(jìn)顯著性大于0.05,說(shuō)明量筒和設(shè)備測(cè)定的數(shù)據(jù)是沒(méi)有明顯的差異,表明本儀器測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性很好;最后,在實(shí)際的化工園區(qū)污水處理廠條件下,儀器和量筒測(cè)定數(shù)據(jù)的四分位距分別為2%和17%,表明了本儀器測(cè)定數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。這些說(shuō)明了儀器是可以很好地應(yīng)用于化工園區(qū)污水廠污泥沉降比的在線(xiàn)檢測(cè)。 

 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

 

文章目錄

 

摘要

abstract

第一章 緒論

    1.1 引言

    1.2 研究進(jìn)展

        1.2.1 化工園區(qū)污水處理廠現(xiàn)狀

        1.2.2 化工園區(qū)的污水對(duì)活性污泥性能的影響研究

        1.2.3 圖像識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用

        1.2.4 化工園區(qū)在線(xiàn)檢測(cè)污水水質(zhì)系統(tǒng)的建立方法

        1.2.5 化工園區(qū)污水廠污泥沉降比在線(xiàn)檢測(cè)裝置的研究進(jìn)展

    1.3 研究目的

    1.4 研究的主要內(nèi)容

    1.5 研究框架

第二章 實(shí)驗(yàn)材料與圖像識(shí)別理論基礎(chǔ)

    2.1 實(shí)驗(yàn)材料和方法

        2.1.1 實(shí)驗(yàn)污泥

        2.1.2 接種污泥的培養(yǎng)

        2.1.3 污泥沉降參數(shù)的測(cè)量方法

    2.2 圖像識(shí)別理論基礎(chǔ)和方法

        2.2.1 圖像處理操作平臺(tái)的簡(jiǎn)介

        2.2.2 圖像顏色模型和圖像坐標(biāo)系

        2.2.3 圖像的邊緣檢測(cè)算法

        2.2.4 圖像二值化算法

        2.2.5 霍夫變換檢測(cè)直線(xiàn)算法

第三章 化工園區(qū)污水廠污泥沉降比的圖像識(shí)別研究

    3.1 基于識(shí)別量筒刻度線(xiàn)數(shù)量測(cè)量沉降比的研究

        3.1.1 基于霍夫變換檢測(cè)直線(xiàn)數(shù)量計(jì)算SV30 的研究

        3.1.2 基于檢測(cè)刻度線(xiàn)輪廓數(shù)量計(jì)算污泥沉降比的研究

    3.2 基于污泥投影面積比計(jì)算污泥沉降比的研究

        3.2.1 投影面積比計(jì)算污泥沉降比的圖像處理流程

        3.2.2 投影面積比計(jì)算污泥沉降比的誤差分析

    3.3 兩種測(cè)量方法的對(duì)比

    3.4 本章小結(jié)

第四章 化工園區(qū)污水廠污泥沉降比在線(xiàn)檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)和構(gòu)建

    4.1 在線(xiàn)測(cè)量沉降比儀器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        4.1.1 裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其功能

        4.1.2 裝置中量筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其作用

    4.2 裝置軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        4.2.1 裝置中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        4.2.2 裝置的操作界面設(shè)計(jì)

        4.2.3 裝置操作流程的程序設(shè)計(jì)

    4.3 本章小結(jié)

第五章 化工園區(qū)污水廠污泥沉降比在線(xiàn)檢測(cè)儀器的測(cè)試與研究

    5.1 不同污泥濃度下設(shè)備和人工測(cè)量數(shù)據(jù)的對(duì)比研究

    5.2 污泥靜態(tài)條件下設(shè)備和人工測(cè)量數(shù)據(jù)的對(duì)比研究

        5.2.1 設(shè)備和人工測(cè)量污泥沉降比的對(duì)比研究

        5.2.2 設(shè)備和人工測(cè)量污泥沉降過(guò)程的對(duì)比研究

        5.2.3 安陽(yáng)某化工園區(qū)污水廠設(shè)備和人工測(cè)量污泥沉降過(guò)程的對(duì)比研究

    5.3 污泥動(dòng)態(tài)條件下設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)和人工測(cè)量數(shù)據(jù)的對(duì)比研究

        5.3.1 日照某化工園區(qū)設(shè)備測(cè)量結(jié)果和人工測(cè)量結(jié)果的對(duì)比研究

        5.3.2 日照開(kāi)發(fā)區(qū)某污水廠設(shè)備測(cè)量結(jié)果和人工測(cè)量結(jié)果的對(duì)比研究

    5.4 本章小結(jié)

第六章 結(jié)論與建議

    6.1 結(jié)論

    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)

    6.3 建議

參考文獻(xiàn)

附錄