發(fā)布時間：2020-05-27 12:46

【摘要】：目前大部分研究集中于微型動物群落與物種多樣性,對其運動行為只有簡單定性描述,微型動物運動行為量化研究未見報道。本研究通過視頻圖像分析技術,建立活性污泥微型動物運動分析方法,在微型動物運動分類基礎上,分析研究污水處理SBR系統(tǒng)中各運動類型微型動物的瞬時運動參數(shù)變化等特征;以代表性自由運動型微型動物為研究對象,分析進水參數(shù)、污泥絮體微觀形態(tài)指標與宏觀指標對其運動速度影響。論文主要研究結(jié)果如下:1)基于活性污泥微型動物運動行為特征,將其分為自由運動、伸縮運動2大類型,其中自由運動型又分為游泳運動、爬行運動及綜合運動3個亞類,而游泳運動型,根據(jù)其運動軌跡再分為直線型、曲線型2個小類;伸縮運動型分為尾柄伸縮運動與蟲體伸縮運動2個亞類。2)建立一套集圖像采集、前處理、目標檢測跟蹤與運動參數(shù)計算綜合分析方法。確定不同運動類型微型動物運動參數(shù)計算方法:游泳運動直線型微型動物選擇運動軌跡L、瞬時速度、平均線速度表征運動特征;游泳運動曲線型、爬行運動與綜合運動微型動物選擇運動軌跡L、相鄰幀運動路徑和左右轉(zhuǎn)角度?、瞬時速度、平均線速度和平均角速度共6種運動參數(shù)表征運動特征;尾柄伸縮運動微型動物選擇運動軌跡L、瞬時速度、平均線速度表征運動特征;蟲體伸縮運動微型動物選擇形態(tài)面積平均變化率來反映運動特征。3)SBR系統(tǒng)中不同運動類型微型動物運動特征量化表征如下:游泳運動直線型微型動物運動速度較小且穩(wěn)定,如三角袋鞭蟲(P.trichophorum)運動平均線速度不超過50μm/s;曲線型微型動物運動速度波動大,受污泥絮體影響大,如毛板殼蟲(C.hirtus)遇到污泥絮體會立即改變運動方向,表現(xiàn)出敏銳的逃避行為。游泳運動中不同微型動物運動平均速度不同,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。爬行運動的粘游仆蟲(E.muscicola)運動軌跡、速度變化特征與污泥絮體有關。綜合運動的銳利io纖蟲(A.lynceus)不同運動方式對應運動線速度和角速度不同。4)COD負荷對不同運動類型微型動物影響不同:高負荷下運動速度增大,低負荷減小,如凹扁前口蟲(F.depressa)平均線速度和平均角速度呈現(xiàn)高負荷增大低負荷減小趨勢;高、低負荷下均無影響,如葡萄異鞭蟲(A.acinus)平均線速度、銳利io纖蟲(A.lynceus)游泳運動平均線速度和平均角速度在不同負荷條件下無明顯差異。5)進水pH對不同運動類型微型動物影響不同:低pH下運動速度減小,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)微型動物運動速度與活性污泥絮體微觀形態(tài)指標之間存在一定負相關,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指標呈負相關(r=-0.514,p0.05;r=-0.533,p0.05);銳利io纖蟲(A.lynceus)爬行運動平均線速度和平均角速度與污泥絮體形狀規(guī)則指標呈負相關(r=-0.563,p0.01;r=-0.539,p0.05)。(2)微型動物運動速度與活性污泥宏觀指標之間存在一定負相關,如須足輪蟲屬(Euchlanis sp.)、凹扁前口蟲(F.depressa)的平均線速度與MLSS呈負相關,相關系數(shù)分別為-0.509、-0.567(p0.05);銳利io纖蟲(A.lynceus)爬行運動平均線速度和平均角速度與SVI呈負相關(r=-0.607,p0.05;r=-0.528,p0.05)。
【圖文】：

研究內(nèi)容建立圖像分析技術跟蹤分析微型動物運動方法，，表征活性污泥微型動物運研究進水工藝與污泥絮體對微型動物運動速度的影響。主要研究內(nèi)容如下1）對活性污泥微型動物的運動方式分類，建立微型動物運動參數(shù)分析方法微型動物在復雜絮體背景下顯微運動行為特點，選擇軟件對顯微視頻幀圖處理分析，采用背景差分法檢測目標微型動物，匹配目標面積特征實現(xiàn)跟蹤據(jù)運動方式選擇與分析微型動物運動參數(shù)。2）依據(jù)運動方式分類，量化表征 SBR 系統(tǒng)中典型微型動物運動參數(shù)，分微型動物在連續(xù)幀時間下運動瞬時參數(shù)與運動平均參數(shù)特征。3）研究微型動物運動指示作用。選擇“優(yōu)勢度高、運動活性大”的微型動物不同進水條件（COD 負荷、pH 值）與污泥絮體指標對微型動物運動速度分析污泥絮體（微觀形態(tài)、宏觀）指標與微型動物運動速度相關性。 研究技術路線本論文研究的技術路線如圖 1-2。

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

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