在污水处理厂中由于搅拌不均匀、池型结构、短流等原因导致水力混合条件恶化的情况时有发生,但由于尚未找到一种快捷、有效地方法监测水力混合条件的变化,因此一般污水厂很少对其混合条件进行监测。随着图像获取设备的普及尤其是智能手机设备的大量使用,图像信息获取成本急剧下降,因此将图像颜色信息应用于污水处理厂有着良好的应用前景。在此基础上本课题以四种不同操作条件的活性污泥以及厌氧氨氧化污泥为研究对象,探索并总结出一种基于HSV颜色空间监测活性混合条件变化的方法,并在实际污水厂两种不同工艺的活性污泥系统中得以验证。此项方法的应用可以大幅度节约经济成本和时间成本,从而为污水处理厂的运行提供指导意见。本研究获得的主要成果如下:（1）通过对四种不同操作条件的活性污泥颜色展开分析,发现在HSV颜色空间中,色调H的变化说明污泥性质发生了变化,H的标准差σH的增大表明污泥混合条件逐渐变差;S代表颜色的饱和度,S的变化与污泥表观颜色相关,并且当污泥系统混合条件变差后,S值会逐渐降低,在表征活性污泥混合条件变化时起次要作用;而HSV的衍生指标CVH/S包含了H与S值的颜色信息,较小的CVH/S表明活性污泥具有良好的混合条件。同时也在呼吸图谱的分析中发现,活性污泥混合条件恶化时,准内源呼吸速率OURq会逐渐增大。因此可以通过OURq与CVH/S两项指标联用,从污泥颜色信息与呼吸速率两个方面共同表征活性污泥系统水力混合的情况。（2）在实际污水厂两种不同工艺中,氧化沟工艺属于完全混合式工艺,反应池内各处活性污泥性质相似,得到的CVH/S差异较小;而MAAO工艺属于推流式工艺,不同反应池内活性污泥混合条件的不同导致污泥性质迥异,得到的CVH/S差距较大,由此说明可以将CVH/S应用于实际污水厂中,提升污水厂监测水力混合条件的能力。（3）Anammox污泥颜色由接种时的黑色渐变为培养成功的红色,实验过程中H逐渐降低,S与CVH/S处于波动状态。并且CVH/S对系统变化的敏感性要优于S值,特别是间歇性提升水质负荷后,发现CVH/S可以较好地感知到水力负荷的变化,因此可以采用CVH/S表征anammox的整个启动过程。（4）从微生物16S rRNA测序结果的分析可知,anammox污泥微生物群落的物种总数不断增加,多样性逐渐降低。并且优势菌群由接种时的反硝化菌Ottowia逐渐演变为培养末期的厌氧氨氧化菌Candidatus Anammoxoglobus,发生了群落的演变,厌氧氨氧化功能得到强化,在系统中占据主导地位。