炼油废水排放量大、成分复杂、处理效率有限,是我国石化行业水污染治理面临的重点问题。该废水中的油类物质容易对生物处理系统造成冲击,使污泥沉降性能下降、影响出水水质。急需研发能够快速定量表征污泥沉降性能变化的方法。定量图像分析技术具有前瞻性强、效率高、易于实现自动化操作等优势,用于活性污泥沉降性能研究,具有广泛的应用前景。本课题考察炼油废水典型组分在不同浓度水平下对活性污泥沉降性能的影响,采用宏观沉降性能分析方法与定量图像分析技术分别表征活性污泥絮体的宏观和微观沉降性能参数,分析微观参数间、微观参数与宏观参数间的相关性,并利用实际炼油废水验证相关结论,为保障炼油废水生物处理系统稳定高效运行提供技术支撑。通过传统沉降法和定量图像分析技术考察了石化废水中的典型油类物质环己烷、异辛烷和十六烷对活性污泥沉降性能的影响。研究发现,油类物质浓度较低时,活性污泥沉降体积增大、污泥沉降比上升;油类物质浓度较高时,活性污泥上浮而流失,污泥沉降比和悬浮固体浓度下降;两种现象发生转变的油类物质浓度临界点在0.5~2 g/L范围内。实际炼油废水对活性污泥确有从体积增大转为污泥上浮的影响,且转变临界点为0.5 g/L。根据活性污泥絮体微观参数在油类物质影响下的变化规律及参数间的相关性,可将其分为大小类、规则性类和密实性类;其中,在油类物质浓度超过临界点之后,随着浓度的进一步增大,大小类参数呈现单调下降趋势,其中微观参数周长和凸率与宏观沉降性能相关性十分显著;规则性类参数孔率呈现下降趋势,孔率越小则表示油类物质越多。原因是随着进入孔内的油类物质增多,阻碍了颗粒间隙水的挤出,使内孔减小速率低于絮体整体的减小速率,甚至导致内孔增大,从而凸率和孔率下降。同时,分形维数呈现单调上升趋势,分形维数越大则流失越严重,因为油类物质对絮体产生包覆,使絮体趋向于缩小比表面积,表现为形状趋于球状,从二维看则趋近于圆形。油类物质引起活性污泥微观参数变化的机理与其它影响沉降性能的因素具有本质区别,值得进一步研究。实际炼油废水影响下,活性污泥絮体微观参数表现出与单一油类物质影响下基本一致的分类特性、变化规律以及相关性,为预测炼油废水引起的污泥沉降性能变化和污泥流失提供了有利工具。研究结果为实现低成本、高效率的活性污泥性能在线监测和预警提供技术支撑。