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，我國水環境的質量也令人堪憂。隨著社會經濟的快速發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。據統計，２０１１年全國地表水總體為輕度污染，湖泊（水庫）富營養化問題仍突
出
［１］
，水環境形勢依然十分嚴峻。截至２０１０年底，中國已建成投運城鎮污水處理廠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系統。而對于那些城市污水收集管道難于延伸的區域（如農村、小城鎮、城郊生活區等），污水處理率仍然很低。２０００年，建設部、國家*和*聯合頒布的《城市污水處理及污染防治技術政策》規定對不能納入城市污水收集系統的居民區、
旅游景區、度假村、療養院、機場、鐵路車站、經濟開發區等分散的人群聚居地排放的污水和獨立工礦區的工業廢水應就地處理
達標排放［
２］
。這就為小型一體化污水處理設備的應用和發展提供了廣闊的空間。對于污水不能進入城市收集管網的地區來說，
研發工藝簡單、投資和運行費用少、處理效率高、節能的一體化污水處理設備具有十分重要的現實意義。作者旨在介紹一體化污水處理設備的研究現狀和應用情況，為未來污水處理
設備的進一步發展提供參考依據。
１ 瀘州地埋式一體化污水處理設備及其優勢
１．１ 一體化污水處理設備簡介
一體化污水處理設備是以生化反應為基礎，將預處理、生化、沉淀、消毒、污泥回流等多個功能不同的單元有機的結合在一個設備之中而形成的污水處理組合體。該設備不僅適用于城市排水管網難以覆蓋的城市邊緣地帶和新區以及經濟相對落后的廣大農村、小城鎮地區，還可以處理與城市生活污水性質類似的部分工業廢水和醫院、
涉外賓館等城市特種廢水。國家有關政策規定城市特種廢水未經處理不
得直接排入市政排水管網［
３］
。１．２ 瀘州地埋式一體化污水處理設備的優勢
與大型的污水處理廠相比，一體化污水處理設備具有不可替代的優勢：（１）投資和運行費用少。一體化污水處理設備投資少，操作和管理方便，不需對操作人員進行專門的培訓，只需適時對設備進行維護和保養，所以，運行費用也很低。（２）節約空間。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備體積較小，節約空間，搬運靈活。一些設備還可以埋于地下，不占用地表面積。（３
）緩解城市排水管網.

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，出水水質好，管理方便等優點。生物接觸氧化工藝已被廣泛用于處理生活污水、
工業廢水、活性表面劑類廢水以及含油廢水等［４］
。研究表明，多級接觸氧化反應器的處理效率要高于單級接觸氧化反應器［
５］
。于１９９４年開發的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，
池內安裝半軟性填料，污水停留時間為２．５～３．２ｈ，
結果發現該設備處理效果好，對氨氮也有良好的去除率［
６］
。該設備自研發至今，已在我國有較多的推廣和應用。嚴
榮等［
７］
對接觸氧化反應器處理某景區生活污水的效果進行了實驗研究。該反應器內裝填生物膜組合填料，采用間歇曝氣，在好氧—厭氧環境的不斷交替下，達到脫氮的效果。實驗表明，反應器對
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
。近年來也有學者將接觸氧化法和活性污泥法結合，如
楊云平［
８］
開發了一種活性污泥－接觸氧化氣提式內循環一體化反應器，將組合填料置于曝氣區，通過曝氣動力實現了混合液的內循環。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、磁環及多孔高分子聚合物等為載體，污水為流化介質，
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、出水水質好等優點。但是，流化床必須在高速運行下才能使載體流態化，故能耗較高、運行管理較復雜，并不適合分散生活污水的處理。目前，生物流化床反應器形式多樣：按循環方式可分內循環、外循環流化床；按床內物相可分為二相、三相流化床；按微生物需氧環境可分為好氧、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器不斷涌現，如ＭＢＢＲ移動床生物膜反應器、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－流化床生物反應器等。
近年來，一體化生物流化床成為國內學者研究
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器中處理高濃度有機廢水。在新型一體化生物流化床反應器中添加多孔聚合物載體處理高濃度有機廢水，是一種創新的嘗試。當進水ＣＯＤ在２７００～４６５３ｍｇ／Ｌ時，反應器對ＣＯＤ的去除率均值可達９０．６％；當進水氨氮濃度為２８０．３～３５０．７ｍｇ／Ｌ時，對氨氮的平均去除率為８１．０％。２．３ ＳＢＲ反應器
ＳＢＲ反應器是由英國學者Ａｒｄｅｎ和Ｌｏｃｋｅｔ于１９１４年發明的，而它的研究發展始于２０世紀７０年代。ＳＢＲ反應器將進水、反應、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完成污水處理的全過程，
所以節省占地面積，基建費用少。同時，ＳＢＲ反應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，
不易產生污泥膨脹現象，適合小水量的污水處理。有研究表明，ＳＢＲ反應器能實現分散式
生活污水處理的達標排放［
１１］
。隨著ＳＢＲ反應器研究的進行，出現了很多可以處理不同性質污水的改進工藝，如ＣＡＳＳ、ＩＣＥＡＳ、ＳＢＢＲ、ＭＳＢＲ、ＵＮＩＴＡＮＫ、ＤＡＴ－ＩＡＴ等。其中，ＤＡＴ－ＩＡＴ是典型的ＳＢＲ改進工藝。ＤＡＴ－ＩＡＴ一體化設備的主體構筑物由需氧池（ＤＡＴ）和間歇曝氣池（ＩＡＴ）組成。其中，ＤＡＴ池連續進水，持續曝氣；在ＩＡＴ池完成曝氣、沉淀、潷水、排泥過程。ＤＡＴ－ＩＡＴ一體化設備既有ＳＢＲ的靈活性，又有傳統活性污泥法的連續性和高效性，
已在生活污水和工業廢水處理方面有所應用。秦皇島某交通酒店采用地埋式ＤＡＴ－ＩＡＴ一體化設備對其生活污水進行處理，
該設備一直穩定運行，無需專人管理，可實現厭氧、缺氧和好氧狀態，對生活污水和洗滌廢水處理
效果良好［１２］
。也有學者在ＤＡＴ－
ＩＡＴ工藝基礎上前置一個缺氧池，形成Ａ／ＤＡＴ－ＩＡＴ工藝，增強了脫氮除磷的效果。
近年來ＳＢＲ與其他工藝相結合而成的復合工
藝發展也比較迅速。ＳＢＲ與Ａ／Ｏ或Ａ２
／Ｏ工藝相
結合的一體化設備，具有良好的脫氮除磷功能。序批式生物膜反應器（ＳＢＢＲ）是一種新型的變型ＳＢＲ工藝，其將填料裝填在ＳＢＲ反應器內，為生物提供了更有利的生存環境，大大提高了設備的處理能力和穩定性。目前國內對ＳＢＢＲ的研究主要集中在工業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。按二沉池置于氧化溝的部位，可分為溝內式、側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，
大大節省了占地面積和基建費用；抗沖擊能力強，運行穩定，可以脫氮除磷，運行管理方便。一體化氧化溝的這些優點使其特別適用于小區域污水的集中處理。
有學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。如立體循環氧化溝（ＩＯＤＶＣ）
，它由曝氣轉刷、上下兩層溝道和沉淀區組成［１１］
。上層溝道為好氧區，下層溝道為
缺氧區，水流在上下兩層豎直循環，大大節省了占地面積；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，無需污泥回流設備，節省了投資和能耗。實驗結果表明，
立體循環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］
。在此基礎上開發的一種新型一體化立體循環污水生物脫氮除磷反應器（ＩＢＮＰＲＶＣ），通過排出厭氧區富磷上清液，
可在脫氮的同時達到良好的除磷效果［
５］
。江蘇金山環保有限公司發明了一種一體化多功能立體循環氧化溝設備，
氧化溝內設有三塊隔板，將其自上而下分為一級好氧區、二級好氧區、缺氧區及厭氧區四個隔室，二沉池安裝在溝的兩側，在二沉池上部出水口處設有消毒裝置，氧化溝頂部
設有生物除臭裝置［
１４］
。本設備集脫氮、除磷、除臭和消毒與一體，具有結構緊湊、占地少、結構簡單等特點，
尤其適用于城市生活社區生活污水的處理。２．５ 一體化膜生物反應器
一體化膜生物反應器（ＭＢＲ）是結合膜分離技術和生物處理工藝而開發的新型污水處理裝置，它具有處理效果好、能耗低、結構緊湊、剩余污泥少、易于自動管理等優點，
但也存在著膜污染的問題。目前ＭＢＲ技術已廣泛應用于國內很多大型污水處理
廠，在２０ｍ３
／ｄ以下的小型污水處理工程中應用較少。肖珊等［１５］
用小型一體化ＭＢＲ設備對鄭州某農家樂４ｍ３
／ｄ的生活污水進行了處理，
去除效果穩定，對ＣＯＤ、ＢＯＤ、ＳＳ、和ＮＨ３－Ｎ的去除率均在９０％以上。２００８北京奧運香港馬術比賽場就采用了“
一體化膜生物反應器”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，該設備占地面積小、空間緊湊、節能效率高，實現了互聯網上
的水質和運行程序全自動在線監控［
１６］
。缺氧－好氧膜生物反應器（Ａ／Ｏ－ＭＢＲ）具有良好的脫氮能力，廣泛應用于分散聚居區回用水處
理［１７］
。按缺氧區和好氧區分布形式，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用的潛質。重慶大學的Ｚｈａｎｇ 
ＤＪ等［１８］
開發了一種立式一體化Ａ／Ｏ－ＭＢＲ，膜組件置于好氧區，污水以升流形式依次通過厭氧區和好氧區，厭氧區產生的甲烷進入好氧區作為反硝化的碳源。結果表明，該反應器對ＣＯＤ和氨氮的去除率分別可達９９％和１００％。
隨著廣大學者對一體化膜生物反應器的深入研究，現在出現了很多ＭＢＲ與其他工藝相結合的復
合一體化反應器。王星驊等［１９］
將ＭＢＲ與ＭＢＢＲ
（移動床生物膜反應器）結合，開發了一體化新型移
動床膜生物反應器Ｍ－ＭＢＢＲ；蘇錦明等［２０］
將ＭＢＲ
與ＣＡＳＳ工藝結合開發了一種新型的一體化Ｍ－ＣＡＳＳ設備；
哈爾濱工業大學環境生物技術中心［２１］
開發了一體式ＵＡＳＢ－ＭＢＲ反應器，適于水量和污染物濃度變化較大的工業廢水處理；還有學者將ＭＢＲ與ＳＢＲ工藝結合發明了序批式一體化膜生物反應器（ＳＢＭＢＲ）。這些新型的一體化復合式膜生物反應器出水水質更穩定，
管理運行方便，在處理分散生活污水和部分工業廢水領域有廣闊的應用前景。
２．６ 一體化Ａ／Ｏ或Ａ２
／Ｏ設備
Ａ／Ｏ或Ａ２
／Ｏ工藝是污水處理zui常用的工藝，
具有出水水質好，耐沖擊能力強，運行成本低，管理容易等優點。一體化Ａ／Ｏ設備的外形多為筒式或套筒式。筒式設備的各功能區是上下分層布置的，污水以升流方式依次流經厭氧區、好氧區和沉淀區；套筒式設備各功能區水平布置，內筒一般為厭氧區，中筒為好氧區，外筒為沉淀區，污水由內向外依次流經厭氧區、好氧區和沉淀區。
而Ａ２
／Ｏ工藝脫氮除磷效果好，
適合處理含復雜有機物和氮組分的工業廢水。由丹麥開發的一體
化ＯＣＯ設備是一種變形的Ａ２
／Ｏ套筒式設備，
曝氣池由三個相互聯接的圓形結構和帶有半圓形隔板的結構組成，里圈、外圈隔墻為圓形，中圈為半圓形，分為厭氧區（
內區）、缺氧區（中區）和好氧區（外區），水流循環不需泵，由每區水下攪拌器控制水的混合程
度［２２］。李德豪等［２３］
在此基礎上發明了一體化膜泥
法ＯＣＯ污水處理裝置，
主要特點是將二沉池合建于ＯＣＯ反應器中，實現了污泥的自動回流，減少了投資和運行費用。該設備的除磷效果良好，除磷效
率可達９０％以上［２４］。有學者［２２］
將一體化ＯＣＯ設
備進行了改進（即一體化ＭＯＣＯ設備），分別將半圓形隔墻的兩末端延伸６０°，使隔墻弧度增至３００°，加大了缺氧區的有效容積，
減少了混合區的體積，脫氮除磷效果較ＯＣＯ工藝明顯提高，活動導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合，
或科學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。