CN106841199B

CN106841199B - 一种判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法

Info

Publication number: CN106841199B
Application number: CN201710047510.8A
Authority: CN
Inventors: 李志华; 韩冬; 王利君
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology
Current assignee: Xian University of Architecture and Technology
Priority date: 2017-01-22
Filing date: 2017-01-22
Publication date: 2019-04-16
Anticipated expiration: 2037-01-22
Also published as: CN106841199A

Abstract

本发明公开了一种判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法，包括：1)对污泥样品进行泥水分离，得到污泥固体；2)用数码相机拍摄得到污泥的彩色照片若干；3)提取照片中污泥絮体的颜色RGB值；4)颜色RGB值转化为LAB颜色空间编码值。可依据颜色空间编码值表征厌氧氨氧化工艺污泥系统变化，从而对污泥处理能力进行评估。通过此方法，可以使污水厂的技术工作人员快速掌握当前污泥运行状态，及时调整运行参数，为污水处理厂的合理运行和节能降耗提供指导性意见。

Description

一种判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法

技术领域

本发明属于污水处理领域，涉及一种通过对厌氧氨氧化污泥样品色彩空间变化的分析，从而判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法。

背景技术

在污水处理过程中，要想让污水处理达标排放，不仅要选择好处理工艺，还要对污水处理运行中出现的异常能正确快速进行分析，找到症结，制定出合理的防治对策。所以当污泥系统受到冲击时，用一种简单的色彩指标能迅速指示这一变化显得尤为重要。

在现有的监测污泥系统中是否受到冲击的方法中，大部分运行者采用在实验室测污泥进出水浓度的方法，在实际的污水处理厂实施时存在较大的困难，因此一般污水处理厂很少对其进行定期的评估。因此，提供一种高效、简便的利用污泥色彩的变化来判定污泥系统是否受到冲击，并大幅度节约经济成本和时间成本的方法，成为目前本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法。在厌氧氨氧化系统中，通过对颜色空间分析，建立了一种基于污泥颜色空间方法来表征污泥是否受到冲击的方法。该方法将污泥图像中的RGB值转化为CIELAB颜色空间值，CIELAB是根据颜色的直观特性所创建的一种颜色空间，可用于指示厌氧氨氧化污泥是否受到冲击。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法，包括下述步骤：

1)取污水处理厂污泥系统中的污泥作为样品，将其分成等量的若干份；

2)将若干份污泥样品经抽滤后达到污泥泥水分离，分别在滤纸上得到固体污泥；

3)用数码相机对所取若干固体污泥进行拍摄，对同一样品拍摄不少于5幅照片；

4)从中选取至少3幅污泥颜色相似的照片，用专业图像分析软件对各幅照片的污泥像素进行分析，分别得到各污泥像素的R、G、B值；

5)通过图像编辑软件转换将得到的各污泥像素的R、G、B值转化为污泥LAB颜色空间编码值，其中L代表明暗度，A代表色彩空间中红—绿轴，B代表色彩空间中黄—蓝轴；

6)重复步骤1)～5)，得到不同阶段污水处理厂污泥系统中污泥Lab颜色编码值，进一步得到Hab颜色编码值；

7)将分别得到的不同阶段Hab颜色编码值用以判断厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击；

当相邻阶段Hab颜色编码值＜-0.5，且＞0.5范围，表明污泥系统受到冲击；当相邻阶段Hab颜色编码值在-0.5～0.5范围内波动时，表明污泥系统十分稳定。

进一步，所述步骤3)中，拍摄照片时，要在每次取样当天的固定光照下、固定相机模式下拍摄若干张能反映污泥真实颜色的彩色照片。

进一步，取样拍照的时间间隔，对于厌氧氨氧化污泥系统，每四天或者一周取样拍照监测一次。

进一步，用专业图像分析软件对照片进行分析时，要选择无杂质的污泥区域。

进一步，所述步骤4)中，对照片中的污泥区域进行分析时，用相同大小的取样框将照片中污泥区域分割成若干个分析对象，进行数据分析，得到R、G、B值。

进一步，所述步骤6)中，由Lab颜色编码值得到Hab颜色编码值，通过下述公式换算：

其中，a*表示从红色至绿色的色度，b*表示从黄色至蓝色的色度。

进一步，污泥系统受到冲击是指进水基质浓度变化量大于50％。

本发明具有以下优点：

1)迅速高效，弥补现行方法的不足。

基于污泥系统的颜色编码值，能够迅速有效地判定厌氧氨氧化污泥系统培养过程中是否受到冲击，弥补系统运行中处理能力难以评估的不足。

2)检测方便。

步骤简单易行，无需进行复杂运算，只需使用普通相机即可得到实验数据。即便是经验不足的污水厂工作人员也可以根据此方法对污泥进行分析。

3)经济实用。

本发明所运用的参数并非直观表征污水厂运行情况的指标，而是关注在污水处理的核心主体污泥系统上。污泥系统的自身状态才是真正影响污水厂运行的关键。而本发明所提供的以污泥色彩编码值作为监测指标更是在监测中直观并且易于观察的，相比于常规实验更经济实用。

由于色彩编码值是一种简易并且方便监测的指标，使得本发明可以适用于大多数运行中的污水处理厂。而本发明可提前预警受冲击而导致的风险，为相关技术人员提供了足够时间来解决问题。综合来看，是一种有效帮助污水厂管理运行的方法。

附图说明

图1为LAB空间Hab的变化图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明通过污泥的色彩编码值的变化来判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法。

本发明判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法包括以下步骤：

1)取污水处理厂污泥系统中的污泥作为样品，分成等量的若干份，要保证污泥样品滤去无关残渣、取样时要混合均匀。

2)用真空泵和抽滤装置将污泥泥水分离，在滤纸上得到污泥固体。每份污泥样品取5～30ml，根据污泥浓度的大小和污泥样品的泥水分离性状进行选择，从而确保污泥区域不留白。

3)同一污泥系统的样品，间隔的时间要相同并且以天为单位，(对于厌氧污泥系统，每四天或者一周监测一次)用相机在每次取样当天的固定光照下、固定相机模式下拍摄若干能反映污泥真实颜色的彩色照片，对同一样品拍摄大于5张照片；

4)从中选取至少3张与污泥真实颜色最相近的照片，用图像分析软件对污泥的RGB值分析；其中对照片中的污泥区域进行分析时，要选择无杂质的污泥区域，用相同大小的取样框将污泥区域分割成若干个分析对象，进行统计分析，得到RGB值；其中，R代表红色；G代表绿色；B代表蓝色；

5)通过算法转换将得到的R、G、B值转化为LAB颜色空间编码值，其中L代表明暗度，A代表色彩空间中红—绿轴，B代表色彩空间中黄—蓝轴；

由Lab颜色编码值得到Hab颜色编码值，通过下述公式换算：

当相邻Hab颜色编码值＜-0.5，且＞0.5范围，表明污泥系统受到冲击；但当相邻Hab颜色编码值在-0.5～0.5范围内波动时，表明污泥系统十分稳定。

污泥系统受到冲击是指进水基质浓度变化量大于50％。

下面通过具体实施例进一步说明本发明效果。

1)定期取实验室中UASB反应器培养过程中的厌氧氨氧化污泥30ml；

2)用真空泵和抽滤装置将污泥泥水分离，在滤纸上得到污泥固体；

3)用数码相机在每次取样当天的固定光照下、固定相机模式下拍摄出能反映污泥真实颜色的彩色照片20-30张；

4)从中选取3张与污泥真实颜色最相近的照片，用专业图像分析软件进行污泥的RGB值分析；

5)通过算法转换将RGB值转化为LAB颜色编码值，其中L代表明暗度，A代表色彩空间中红—绿轴，B代表色彩空间中黄—蓝轴；

6)重复步骤1)～5)，每10天测一次厌氧氨氧化污泥系统中污泥Lab颜色编码值，一共监测180天，进一步得到Hab颜色编码值；

7)将分别得到的不同阶段Hab颜色编码值用以判断厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击。

实施例分析：

由图1可见，进水基质浓度变化量不大(小于50％)时，Hab颜色编码值一直在-0.5～0.5范围波动，波动范围十分有限；但是当在50-70天之间大幅度提高负荷后，即进水基质浓度变化量大于50％时，Hab颜色编码值发生突变，由表1结合图1所示。

表1为UASB反应器提负荷前后进出水水质浓度变化。

由表1看出，从50天-70天，进水基质NH₄ ⁺浓度变化量从44.19mg/L到90.82mg/L；进水基质NO₂ ^--浓度变化量从55.39mg/L到129.00mg/L，均达到50％以上；同样出水水质(指标NH₄ ⁺、NO₃ ^-、NO₂ ^-)浓度变化量也大于50％，相当于对污泥系统进行较大冲击；图1显示Hab颜色编码值突升至8.47，且＞0.5范围，数值波动较大。

由此可见当污泥系统受到冲击时，使用Hab作为监测指标是十分简便的，并且可以大幅度节约经济成本和时间成本。

所以本发明是有效的判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法。

Claims

1.一种判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法，其特征在于，包括下述步骤：

5)通过图像编辑软件转换将得到的各污泥像素的R、G、B值转化为污泥Lab颜色编码值，其中L代表明暗度，a代表色彩空间中红—绿轴，b代表色彩空间中黄—蓝轴；

当相邻阶段Hab颜色编码值在＜-0.5、且＞0.5范围时，表明污泥系统受到冲击；当相邻阶段Hab颜色编码值在-0.5～0.5范围内波动时，表明污泥系统十分稳定。

2.根据权利要求1所述的判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法，其特征在于，所述步骤3)中，拍摄照片时，要在每次取样当天的固定光照下、固定相机模式下拍摄若干张能反映污泥真实颜色的彩色照片。

3.根据权利要求1所述的判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法，其特征在于，取样拍照的时间间隔，对于厌氧氨氧化污泥系统，每四天或者一周取样拍照监测一次。

4.根据权利要求1所述的判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法，其特征在于，用专业图像分析软件对照片进行分析时，要选择无杂质的污泥区域。

5.根据权利要求1所述的判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法，其特征在于，所述步骤4)中，对照片中的污泥区域进行分析时，用相同大小的取样框将照片中污泥区域分割成若干个分析对象，进行数据分析，得到R、G、B值。

6.根据权利要求1所述的判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法，其特征在于，所述步骤6)中，由Lab颜色编码值得到Hab颜色编码值，通过下述公式换算：

7.根据权利要求1所述的判定厌氧氨氧化工艺污泥系统是否受到冲击的方法，其特征在于，污泥系统受到冲击是指进水基质浓度变化量大于50％。