Use of DAIME for characterisation of activated sludge flocs

• Autorzy: Gnida A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/aep-2017-0042

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie programu DAIME do opisu kłaczków osadu czynnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Monitoring of activated sludge flocs may provide important information for effective operation and control of wastewater treatment. The research objective is to demonstrate methodology for activated sludge image processing aimed to describe morphological characteristics of activated sludge flocs. The proposed software- -based method was presented and verified by analysis of several activated sludge samples. The results show high efficiency of image segmentation and floc recognition of more than 94% floc components. The analysis of a series of 50 pictures gives rapid and reliable results and can be performed in an automatic or semiautomatic mode. Given inherent heterogeneity of activated sludge flocs, multiple and repeated sample images capture (processing of 50 pictures at a time, repeated at least 4 times ) is recommended.

PL

Analiza mikroskopowa osadu czynnego może dostarczyć ważnych informacji dla prawidłowego funkcjonowania i kontroli oczyszczania ścieków. Celem badań jest przedstawienie procedury przetwarzania i analizy obrazów osadu czynnego zmierzające do opisania cech morfologicznych kłaczków. Program DAIME użyto do oceny parametrów kłaczków osadu czynnego. Proponowana procedura wykorzystania tego programu została przedstawiona i zweryfikowana poprzez analizę kilku próbek osadu czynnego w maksymalnie 6 powtórzeniach. Każda seria składała się z 10 do 70 obrazów. Analizowane kłaczki zliczono a wyniki zmierzonych parametrów morfologicznych kłaczków poddano analizie statystycznej. Wyniki przetwarzania obrazu zostały pokazane jako prezentacja obrazów z kolejnych kroków analizy. Wyniki pomiarów parametrów morfologicznych wskazują na wysoką efektywność segmentacji obrazu i rozpoznawania kłaczków wynoszącą ponad 94%. Wielkość kłaczków została wybrana spośród dostępnych parametrów, aby pokazać ile obrazów należy poddać obróbce i w ilu powtórzeniach wykonać analizę, aby uzyskać wiarygodne wyniki analizy. Program DAIME umożliwia dobrą segmentację i nadaje się do przetwarzania i pomiar parametrów morfologicznych kłaczków osadu czynnego. Analiza serii składającej się z 50 zdjęć jest szybka, może być automatyczny lub półautomatyczny, a daje wiarygodne wyniki. W świetle heterogeniczności osadu czynnego zalecane jest wykonanie ponad 4 powtórzeń (czterokrotne przetwarzanie co najmniej 50 zdjęć).

Słowa kluczowe

EN

activated sludge; DAIME; flocs characteristic; flocs morphology; image analysis

PL

osad czynny; DAIME; kłaczki; charakterystyka kłaczków; morfologia kłaczków; analiza obrazu

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 43, no. 4
• Strony: 66--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gnida A.

• Silesian University of Technology, Poland, Environmental Biotechnology Department

Bibliografia

• [1]. Daims, H., Lucker, S. & Wagner, M. (2006). Daime, a novel image analysis program for microbial ecology and biofilm research, Environmental Microbiology, 8, 2, pp. 200-213.
• [2]. Daims, H. et al. (2011). DAIME - user manual, DOME, Vienna, Austria Eikelboom, D. (2000). Process control of activated sludge plants by microscopic investigation, IWA Publishing, UK 2000.
• [3]. Grijspeerdt, K. & Verstraete, W. (1997). Image analysis to estimate the settleability and concentration of activated sludge, Water Research, 31, 5, pp. 1126-1134.
• [4]. Liwarska-Bizukojć, E. (2005). Application of image analysis techniques in activated sludge wastewater treatment processes, Biotechnology Letters, 27, 19, pp. 1427-1433.
• [5]. Liwarska-Bizukojć, E. & Bizukojć, M. (2013). New automated procedure to determine the contribution of filamentous bacteria in activated sludge flocs, Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, 60, 3, pp. 59-68. (in Polish)
• [6]. Liwarska-Bizukojć, E. (2012). Role of digital image analysis in activated sludge monitoring in wastewater treatment plants, Inżynieria i Aparatura Chemiczna, 51, 4, pp. 151-153. (in Polish)
• [7]. Khan, M.B., Nisar, H., Ng, C.A. & Lo, P.K. (2015). Illumination compensated segmentation of microscopic images of activated sludge flocs, International Conference on Digital Image Computing: Techniques and Applications (DICTA), Adelaide, SA, pp. 1-5.
• [8]. Mesquita, D.P., Dias, O., Elias, R.A.V., Amaral, A.L. & Ferreira, E.C. (2010). Dilution and magnification effects on image analysis applications in activated sludge characterization, Microscopy and Microanalysis, 16, 5, pp. 561-568.
• [9]. Motta, M., Pons, M., Roche, N. & Vivier, H. (2001). Characterisation of activated sludge by automated image analysis, Biochemical Engineering Journal,9, 3, pp. 165-173.
• [10]. Pandolfi , D., Pons, M.N. & da Motta, M. (2007). Characterization of PHB storage in activated sludge extended filamentous bacteria by automated colour image analysis, Biotechnology Letters, 29, 8, pp. 1263-1269.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).