我國水資源缺乏，
目前人均水資源量不足世界人均水平的１／３，近三分之二的城市不同程度缺水。在水資源短缺的同時，我國水環(huán)境的質(zhì)量也令人堪憂。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市人口的增加，我國污水排放量呈逐年增長趨勢，２０１１年全國污水排放量達到６５２．１億噸。據(jù)統(tǒng)計，２０１１年全國地表水總體為輕度污染，湖泊（水庫）富營養(yǎng)化問題仍突
出
［１］
，水環(huán)境形勢依然十分嚴峻。截至２０１０年底，中國已建成投運城鎮(zhèn)污水處理廠２８３２座，全國城市污水處理率達到７７．４％。這些污水處理廠的有效運行，都是依賴城市完善的排水管網(wǎng)系統(tǒng)。而對于那些城市污水收集管道難于延伸的區(qū)域（如農(nóng)村、小城鎮(zhèn)、城郊生活區(qū)等），污水處理率仍然很低。２０００年，建設(shè)部、國家*和*聯(lián)合頒布的《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》規(guī)定對不能納入城市污水收集系統(tǒng)的居民區(qū)、
旅游景區(qū)、度假村、療養(yǎng)院、機場、鐵路車站、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)等分散的人群聚居地排放的污水和獨立工礦區(qū)的工業(yè)廢水應(yīng)就地處理
達標(biāo)排放［
２］
。這就為小型一體化污水處理設(shè)備的應(yīng)用和發(fā)展提供了廣闊的空間。對于污水不能進入城市收集管網(wǎng)的地區(qū)來說，
研發(fā)工藝簡單、投資和運行費用少、處理效率高、節(jié)能的一體化污水處理設(shè)備具有十分重要的現(xiàn)實意義。作者旨在介紹一體化污水處理設(shè)備的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用情況，為未來污水處理
設(shè)備的進一步發(fā)展提供參考依據(jù)。
１ 瀘州地埋式一體化污水處理設(shè)備及其優(yōu)勢
１．１ 一體化污水處理設(shè)備簡介
一體化污水處理設(shè)備是以生化反應(yīng)為基礎(chǔ)，將預(yù)處理、生化、沉淀、消毒、污泥回流等多個功能不同的單元有機的結(jié)合在一個設(shè)備之中而形成的污水處理組合體。該設(shè)備不僅適用于城市排水管網(wǎng)難以覆蓋的城市邊緣地帶和新區(qū)以及經(jīng)濟相對落后的廣大農(nóng)村、小城鎮(zhèn)地區(qū)，還可以處理與城市生活污水性質(zhì)類似的部分工業(yè)廢水和醫(yī)院、
涉外賓館等城市特種廢水。國家有關(guān)政策規(guī)定城市特種廢水未經(jīng)處理不
得直接排入市政排水管網(wǎng)［
３］
。１．２ 瀘州地埋式一體化污水處理設(shè)備的優(yōu)勢
與大型的污水處理廠相比，一體化污水處理設(shè)備具有不可替代的優(yōu)勢：（１）投資和運行費用少。一體化污水處理設(shè)備投資少，操作和管理方便，不需對操作人員進行專門的培訓(xùn)，只需適時對設(shè)備進行維護和保養(yǎng)，所以，運行費用也很低。（２）節(jié)約空間。城市土地資源日益緊缺，大型的污水處理廠占地面積大，增加了城市用地壓力。而一體化污水處理設(shè)備體積較小，節(jié)約空間，搬運靈活。一些設(shè)備還可以埋于地下，不占用地表面積。（３
）緩解城市排水管網(wǎng).

要求以有機物為主要去除對象時，可采用接觸氧化工藝。生物接觸氧化工藝兼具活性污泥法和生物膜法兩者的特點，
具有水力停留時間短，有機物負荷高，耐沖擊負荷能力強，剩余污泥少，出水水質(zhì)好，管理方便等優(yōu)點。生物接觸氧化工藝已被廣泛用于處理生活污水、
工業(yè)廢水、活性表面劑類廢水以及含油廢水等［４］
。研究表明，多級接觸氧化反應(yīng)器的處理效率要高于單級接觸氧化反應(yīng)器［
５］
。于１９９４年開發(fā)的ＷＳＺ地埋式生活污水處理裝置的核心處理單元就是接觸氧化池，
池內(nèi)安裝半軟性填料，污水停留時間為２．５～３．２ｈ，
結(jié)果發(fā)現(xiàn)該設(shè)備處理效果好，對氨氮也有良好的去除率［
６］
。該設(shè)備自研發(fā)至今，已在我國有較多的推廣和應(yīng)用。嚴
榮等［
７］
對接觸氧化反應(yīng)器處理某景區(qū)生活污水的效果進行了實驗研究。該反應(yīng)器內(nèi)裝填生物膜組合填料，采用間歇曝氣，在好氧—厭氧環(huán)境的不斷交替下，達到脫氮的效果。實驗表明，反應(yīng)器對
ＣＯＤ、ＮＨ３－Ｎ和ＴＮ的去除率分別可達８０．８２％、
６９．１２％和６３．１６％，處理成本約為０．２５元／ｍ
３
。近年來也有學(xué)者將接觸氧化法和活性污泥法結(jié)合，如
楊云平［
８］
開發(fā)了一種活性污泥－接觸氧化氣提式內(nèi)循環(huán)一體化反應(yīng)器，將組合填料置于曝氣區(qū)，通過曝氣動力實現(xiàn)了混合液的內(nèi)循環(huán)。２．２ 一體化生物流化床
生物流化床是以粒徑為０．３～３．０ｍｍ的活性炭、沸石、磁環(huán)及多孔高分子聚合物等為載體，污水為流化介質(zhì)，
通過載體生物膜的吸附降解作用去除有機污染物［９］
。與接觸氧化工藝相比，生物流化床
污泥濃度更高、耐沖擊能力更強、剩余污泥更少、無濾料堵塞難題，而且生物流化床具有流程緊湊、占地面積小、出水水質(zhì)好等優(yōu)點。但是，流化床必須在高速運行下才能使載體流態(tài)化，故能耗較高、運行管理較復(fù)雜，并不適合分散生活污水的處理。目前，生物流化床反應(yīng)器形式多樣：按循環(huán)方式可分內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)流化床；按床內(nèi)物相可分為二相、三相流化床；按微生物需氧環(huán)境可分為好氧、厭氧以及厭氧－好氧流化床。隨著研究的進展，
一些新型流化床反應(yīng)器不斷涌現(xiàn)，如ＭＢＢＲ移動床生物膜反應(yīng)器、ＢＡＳＥ三相生物流化床、Ｃｉｒｃｏｘ氣提式生物流化床、磁場生物流化床、固定化－流化床生物反應(yīng)器等。
近年來，一體化生物流化床成為國內(nèi)學(xué)者研究
的熱點。肖鴻等［１０］
將多孔聚合物載體用于厭氧－好
氧一體化生物流化床反應(yīng)器中處理高濃度有機廢水。在新型一體化生物流化床反應(yīng)器中添加多孔聚合物載體處理高濃度有機廢水，是一種創(chuàng)新的嘗試。當(dāng)進水ＣＯＤ在２７００～４６５３ｍｇ／Ｌ時，反應(yīng)器對ＣＯＤ的去除率均值可達９０．６％；當(dāng)進水氨氮濃度為２８０．３～３５０．７ｍｇ／Ｌ時，對氨氮的平均去除率為８１．０％。２．３ ＳＢＲ反應(yīng)器
ＳＢＲ反應(yīng)器是由英國學(xué)者Ａｒｄｅｎ和Ｌｏｃｋｅｔ于１９１４年發(fā)明的，而它的研究發(fā)展始于２０世紀(jì)７０年代。ＳＢＲ反應(yīng)器將進水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置五個階段按時間順序集中在一個裝置中完成。它的主要特點是在一個池內(nèi)完成污水處理的全過程，
所以節(jié)省占地面積，基建費用少。同時，ＳＢＲ反應(yīng)器抗沖擊負荷能力強，處理效果較好，對氮、磷也有一定的去除效果，
不易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，適合小水量的污水處理。有研究表明，ＳＢＲ反應(yīng)器能實現(xiàn)分散式
生活污水處理的達標(biāo)排放［
１１］
。隨著ＳＢＲ反應(yīng)器研究的進行，出現(xiàn)了很多可以處理不同性質(zhì)污水的改進工藝，如ＣＡＳＳ、ＩＣＥＡＳ、ＳＢＢＲ、ＭＳＢＲ、ＵＮＩＴＡＮＫ、ＤＡＴ－ＩＡＴ等。其中，ＤＡＴ－ＩＡＴ是典型的ＳＢＲ改進工藝。ＤＡＴ－ＩＡＴ一體化設(shè)備的主體構(gòu)筑物由需氧池（ＤＡＴ）和間歇曝氣池（ＩＡＴ）組成。其中，ＤＡＴ池連續(xù)進水，持續(xù)曝氣；在ＩＡＴ池完成曝氣、沉淀、潷水、排泥過程。ＤＡＴ－ＩＡＴ一體化設(shè)備既有ＳＢＲ的靈活性，又有傳統(tǒng)活性污泥法的連續(xù)性和高效性，
已在生活污水和工業(yè)廢水處理方面有所應(yīng)用。秦皇島某交通酒店采用地埋式ＤＡＴ－ＩＡＴ一體化設(shè)備對其生活污水進行處理，
該設(shè)備一直穩(wěn)定運行，無需專人管理，可實現(xiàn)厭氧、缺氧和好氧狀態(tài)，對生活污水和洗滌廢水處理
效果良好［１２］
。也有學(xué)者在ＤＡＴ－
ＩＡＴ工藝基礎(chǔ)上前置一個缺氧池，形成Ａ／ＤＡＴ－ＩＡＴ工藝，增強了脫氮除磷的效果。
近年來ＳＢＲ與其他工藝相結(jié)合而成的復(fù)合工
藝發(fā)展也比較迅速。ＳＢＲ與Ａ／Ｏ或Ａ２
／Ｏ工藝相
結(jié)合的一體化設(shè)備，具有良好的脫氮除磷功能。序批式生物膜反應(yīng)器（ＳＢＢＲ）是一種新型的變型ＳＢＲ工藝，其將填料裝填在ＳＢＲ反應(yīng)器內(nèi)，為生物提供了更有利的生存環(huán)境，大大提高了設(shè)備的處理能力和穩(wěn)定性。目前國內(nèi)對ＳＢＢＲ的研究主要集中在工業(yè)廢水和部分城市生活污水處理上，將其用于一體化污水處理設(shè)備具有廣闊的前景。２．４ 一體化氧化溝
一體化氧化溝的主要特點是船型的二沉池被合建于氧化溝內(nèi)。按二沉池置于氧化溝的部位，可分為溝內(nèi)式、側(cè)溝式和中心島式一體化氧化溝。一體化氧化溝不用另建單獨的沉淀池，無需污泥回流系統(tǒng)，
大大節(jié)省了占地面積和基建費用；抗沖擊能力強，運行穩(wěn)定，可以脫氮除磷，運行管理方便。一體化氧化溝的這些優(yōu)點使其特別適用于小區(qū)域污水的集中處理。
有學(xué)者將一體化氧化溝和厭氧、缺氧及好氧工藝合理組合，加強裝置的脫氮除磷作用。如立體循環(huán)氧化溝（ＩＯＤＶＣ）
，它由曝氣轉(zhuǎn)刷、上下兩層溝道和沉淀區(qū)組成［１１］
。上層溝道為好氧區(qū)，下層溝道為
缺氧區(qū)，水流在上下兩層豎直循環(huán)，大大節(jié)省了占地面積；沉淀池建在氧化溝的一端，沉淀的污泥可以自動回流到氧化溝，無需污泥回流設(shè)備，節(jié)省了投資和能耗。實驗結(jié)果表明，
立體循環(huán)氧化溝處理城市生活污水是可行的，對ＣＯＤ的去除率可達９５％，ＮＨ３－Ｎ和ＴＮ的去除率也分別達到９９％和９０％以
上［
１３］
。在此基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新型一體化立體循環(huán)污水生物脫氮除磷反應(yīng)器（ＩＢＮＰＲＶＣ），通過排出厭氧區(qū)富磷上清液，
可在脫氮的同時達到良好的除磷效果［
５］
。江蘇金山環(huán)保有限公司發(fā)明了一種一體化多功能立體循環(huán)氧化溝設(shè)備，
氧化溝內(nèi)設(shè)有三塊隔板，將其自上而下分為一級好氧區(qū)、二級好氧區(qū)、缺氧區(qū)及厭氧區(qū)四個隔室，二沉池安裝在溝的兩側(cè)，在二沉池上部出水口處設(shè)有消毒裝置，氧化溝頂部
設(shè)有生物除臭裝置［
１４］
。本設(shè)備集脫氮、除磷、除臭和消毒與一體，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、結(jié)構(gòu)簡單等特點，
尤其適用于城市生活社區(qū)生活污水的處理。２．５ 一體化膜生物反應(yīng)器
一體化膜生物反應(yīng)器（ＭＢＲ）是結(jié)合膜分離技術(shù)和生物處理工藝而開發(fā)的新型污水處理裝置，它具有處理效果好、能耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、剩余污泥少、易于自動管理等優(yōu)點，
但也存在著膜污染的問題。目前ＭＢＲ技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)很多大型污水處理
廠，在２０ｍ３
／ｄ以下的小型污水處理工程中應(yīng)用較少。肖珊等［１５］
用小型一體化ＭＢＲ設(shè)備對鄭州某農(nóng)家樂４ｍ３
／ｄ的生活污水進行了處理，
去除效果穩(wěn)定，對ＣＯＤ、ＢＯＤ、ＳＳ、和ＮＨ３－Ｎ的去除率均在９０％以上。２００８北京奧運香港馬術(shù)比賽場就采用了“
一體化膜生物反應(yīng)器”處理來自比賽馬匹集中點的馬糞尿、清洗污水及工作人員生活污水，該設(shè)備占地面積小、空間緊湊、節(jié)能效率高，實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)上
的水質(zhì)和運行程序全自動在線監(jiān)控［
１６］
。缺氧－好氧膜生物反應(yīng)器（Ａ／Ｏ－ＭＢＲ）具有良好的脫氮能力，廣泛應(yīng)用于分散聚居區(qū)回用水處
理［１７］
。按缺氧區(qū)和好氧區(qū)分布形式，一般可分為并式、立式一體化Ａ／Ｏ－ＭＢＲ。立式一體化Ａ／Ｏ－ＭＢＲ占地面積小，
具備將其投入工程應(yīng)用的潛質(zhì)。重慶大學(xué)的Ｚｈａｎｇ 
ＤＪ等［１８］
開發(fā)了一種立式一體化Ａ／Ｏ－ＭＢＲ，膜組件置于好氧區(qū)，污水以升流形式依次通過厭氧區(qū)和好氧區(qū)，厭氧區(qū)產(chǎn)生的甲烷進入好氧區(qū)作為反硝化的碳源。結(jié)果表明，該反應(yīng)器對ＣＯＤ和氨氮的去除率分別可達９９％和１００％。
隨著廣大學(xué)者對一體化膜生物反應(yīng)器的深入研究，現(xiàn)在出現(xiàn)了很多ＭＢＲ與其他工藝相結(jié)合的復(fù)
合一體化反應(yīng)器。王星驊等［１９］
將ＭＢＲ與ＭＢＢＲ
（移動床生物膜反應(yīng)器）結(jié)合，開發(fā)了一體化新型移
動床膜生物反應(yīng)器Ｍ－ＭＢＢＲ；蘇錦明等［２０］
將ＭＢＲ
與ＣＡＳＳ工藝結(jié)合開發(fā)了一種新型的一體化Ｍ－ＣＡＳＳ設(shè)備；
哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境生物技術(shù)中心［２１］
開發(fā)了一體式ＵＡＳＢ－ＭＢＲ反應(yīng)器，適于水量和污染物濃度變化較大的工業(yè)廢水處理；還有學(xué)者將ＭＢＲ與ＳＢＲ工藝結(jié)合發(fā)明了序批式一體化膜生物反應(yīng)器（ＳＢＭＢＲ）。這些新型的一體化復(fù)合式膜生物反應(yīng)器出水水質(zhì)更穩(wěn)定，
管理運行方便，在處理分散生活污水和部分工業(yè)廢水領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
２．６ 一體化Ａ／Ｏ或Ａ２
／Ｏ設(shè)備
Ａ／Ｏ或Ａ２
／Ｏ工藝是污水處理zui常用的工藝，
具有出水水質(zhì)好，耐沖擊能力強，運行成本低，管理容易等優(yōu)點。一體化Ａ／Ｏ設(shè)備的外形多為筒式或套筒式。筒式設(shè)備的各功能區(qū)是上下分層布置的，污水以升流方式依次流經(jīng)厭氧區(qū)、好氧區(qū)和沉淀區(qū)；套筒式設(shè)備各功能區(qū)水平布置，內(nèi)筒一般為厭氧區(qū)，中筒為好氧區(qū)，外筒為沉淀區(qū)，污水由內(nèi)向外依次流經(jīng)厭氧區(qū)、好氧區(qū)和沉淀區(qū)。
而Ａ２
／Ｏ工藝脫氮除磷效果好，
適合處理含復(fù)雜有機物和氮組分的工業(yè)廢水。由丹麥開發(fā)的一體
化ＯＣＯ設(shè)備是一種變形的Ａ２
／Ｏ套筒式設(shè)備，
曝氣池由三個相互聯(lián)接的圓形結(jié)構(gòu)和帶有半圓形隔板的結(jié)構(gòu)組成，里圈、外圈隔墻為圓形，中圈為半圓形，分為厭氧區(qū)（
內(nèi)區(qū)）、缺氧區(qū)（中區(qū)）和好氧區(qū)（外區(qū)），水流循環(huán)不需泵，由每區(qū)水下攪拌器控制水的混合程
度［２２］。李德豪等［２３］
在此基礎(chǔ)上發(fā)明了一體化膜泥
法ＯＣＯ污水處理裝置，
主要特點是將二沉池合建于ＯＣＯ反應(yīng)器中，實現(xiàn)了污泥的自動回流，減少了投資和運行費用。該設(shè)備的除磷效果良好，除磷效
率可達９０％以上［２４］。有學(xué)者［２２］
將一體化ＯＣＯ設(shè)
備進行了改進（即一體化ＭＯＣＯ設(shè)備），分別將半圓形隔墻的兩末端延伸６０°，使隔墻弧度增至３００°，加大了缺氧區(qū)的有效容積，
減少了混合區(qū)的體積，脫氮除磷效果較ＯＣＯ工藝明顯提高，活動導(dǎo)流墻代替了回流攪拌器，明顯降低能耗。
針對不同類型的廢水，一些Ａ／Ｏ或Ａ２
／Ｏ裝置
多與活性污泥法或生物膜法結(jié)合，
或科學(xué)的在厭氧段或好氧段的前、后加上其他處理工藝，以強化處理效果。