技术特征：
1.一种污泥脱水性能的微观定量化分析方法，其特征在于，包括：建立污泥微观结构的三维模型，其中，所述三维模型是对所述污泥进行微观结构扫描后建立的，所述三维模型中污泥的参数进行了量化；从所述三维模型中提取二维切片中的关键结构信息，其中，所述关键结构信息能够反映所述污泥的微观结构；根据关键结构信息和三维模型参数得到用于制备微流体芯片的模型化图纸并进行芯片注水实验，实时观察并记录污泥脱水全过程，其中，所述模型化图纸能够代表所述污泥的骨架结构；对所述微流体芯片的注水过程进行模拟仿真得到仿真结果，其中，所述微流体芯片是根据所述模型化图纸得到的；根据微流体芯片注水实验的实验结果对模拟仿真结果进行处理，反馈优化模拟仿真模型，其中，所述模拟仿真模型用于反映污泥脱水过程中的流场分布状况；将模拟仿真结果与所述三维重构模型进行比对反馈，验证三维重构操作的准确性以及所述方法的可靠性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立所述污泥微观结构的三维模型包括：从所述二维切片中提取骨架轮廓；一一对应连接相邻二维切片的骨架轮廓；拟合相邻二维切片的连接曲面得到所述三维模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污泥的参数至少包括：污泥的孔隙度，其中，通过如下量化所述孔隙度：对所述二维切片进行阈值分割，识别出污泥的孔隙和基质，其中，所述孔隙的面积和总面积的比值为所述孔隙度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，量化所述孔隙度还包括：识别所述孔隙中相互连通的部分，将所述相互连通的部分作为连通孔。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，对所述微流体芯片的注水过程进行模拟仿真得到的仿真结果包括：流场分布云图和流场流线图，反映污泥脱水过程中流体流速分布以及流动方向。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据微流体芯片注水实验的实验结果对模拟仿真结果进行处理，包括：将所述微流体芯片注水实验的实验结果与所述模拟仿真结果进行比对，其中，所述比对的内容为同一位置处的模拟仿真流速与微流体芯片注水实验流速是否一致。7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述模拟仿真结果与三维重构模型进行比对的内容包括：比对模拟仿真的流场流线与三维重构模型中二维特征切片的渗流流线在流向与密度上是否趋于一致。8.一种污泥脱水性能的微观定量化分析系统，其特征在于，包括：建立模块，用于建立污泥微观结构的三维模型，其中，所述三维模型是对所述污泥进行微观结构扫描后建立的，所述三维模型中的污泥的参数进行了量化；提取模块，用于从所述三维模型中提取二维切片中的关键结构信息，其中，所述关键结
构信息能够反映所述污泥的微观结构；实验模块，用于根据关键结构信息和三维模型参数得到用于制备微流体芯片的模型化图纸并进行芯片注水实验，实时观察并记录污泥脱水全过程，其中，所述模型化图纸能够代表所述污泥的骨架结构；仿真模块，用于对所述微流体芯片的注水过程进行模拟仿真得到仿真结果，其中，所述微流体芯片是根据所述模型化图纸得到的；处理模块，用于根据微流体芯片注水实验的实验结果对模拟仿真结果进行处理，反馈优化模拟仿真模型，其中，所述模拟仿真模型用于反映污泥脱水过程中的流场分布状况；验证模块，用于将模拟仿真结果与所述三维重构模型进行比对反馈，验证三维重构操作的准确性以及所述方法的可靠性。9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述建立模块用于：从所述二维切片中提取骨架轮廓，一一对应连接相邻二维切片的骨架轮廓，拟合相邻二维切片的连接曲面得到所述三维模型。10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述污泥的参数至少包括：污泥的孔隙度，其中，通过如下量化所述孔隙度：对所述二维切片进行阈值分割，识别出污泥的孔隙和基质，其中，所述孔隙的面积和总面积的比值为所述孔隙度；和/或，所述孔隙度还包括：识别所述孔隙中相互连通的部分，将所述相互连通的部分作为连通孔。11.根据权利要求7至9中任一项所述的系统，其特征在于，对所述微流体芯片的注水过程进行模拟仿真得到的仿真结果包括：流场分布云图和流场流线图，反映污泥脱水过程中流体流速分布以及流动方向；和/或，所述处理模块用于根据微流体芯片注水实验的实验结果对所述仿真结果进行比对，其中，所述比对的内容为同一位置出的模拟仿真流速与微流体芯片注水实验流速是否一致；和/或，所述处理模块用于比对模拟仿真的流场流线与三维重构模型中二维特征切片的渗流流线在流向与密度上是否趋于一致。
技术总结
本申请公开了一种污泥脱水性能的微观定量化分析方法和系统，包括：建立污泥微观结构的三维模型；从三维模型中提取二维切片中的关键结构信息；根据关键结构信息和三维模型参数得到用于制备微流体芯片的模型化图纸并进行芯片注水实验，实时观察并记录污泥脱水全过程；对微流体芯片的注水过程进行模拟仿真得到仿真结果；根据微流体芯片注水实验的实验结果对模拟仿真结果进行处理，反馈优化模拟仿真模型；将模拟仿真结果与三维重构模型进行比对反馈，验证三维重构操作的准确性以及该方法的可靠性。通过本申请解决了现有技术中由于忽略污泥微观结构而导致的污泥脱水性能无法进一步提高的问题，为提高污泥的脱水性能提供了支持。持。持。
技术研发人员：颜旭 王月 黎佳未 李垦 彭苏怡 冯帆 林璋 唐崇俭 王海鹰 柯勇
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022/2/15