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一體化污水處理設備的工作原理其實和生活污水處理設備差不多，在經過一處理比如格柵對污水中各類雜物攔截防止堵塞水泵或處理設備后，進入二處理工藝，都屬于二生化處理工藝設施，主要依靠AO生物過程，在A過濾罐中，污水的有機濃度相對較高。此時，在缺氧環境中，污水中的有機氮將轉化為NH3-N。同時A過濾器不僅具有較高的有機物去除功能，而且還能減少后續設備的工作強度，在O過濾器中，主要使用好氧微生物和自養細菌，然后O罐出水返回A罐，利用反硝化效果去除污水中的氮污染，完成污水排放達到標準
說完一體化污水處理的原理工藝再來講下它的特點，因為其具有特的脫氮除磷能力，所以只要調整下設備結構可以完美處理基本大部分行業污水，應用范圍十分廣泛，且污水處理出水水質穩定，污泥產量少并易于處理。一體化污水處理設備可根據需求放置于地面之上，也可以埋于地下，設備上方可用于綠化，廠區占地面積少，地面構筑物少，整套設備全自動控制，管理操作簡單減少人員費用支出。
其主要處理手段是采用生化處理技術接觸氧化法，組合一體化生活污水處理設備的設計主要是生活污水和與之類似的工業有機污水處理水質參數按一般生活污水水質計算，進水BOD5按200mg/L計。
主要的組成部分：1.水解酸化池；2. 接觸氧化池；3. 雜質沉淀池；4.消毒處理；5.污泥好氧消化池。
1. 水解酸化池
該工藝主要處理的就是對污水處理前進行預處理，將水中的廢水進行一定的厭氧發酵，將污水的可生化性提高，這是對污水處理前比較重要的步驟，可以直接影響后期的污水處理的效率和處理時間，可以提高污水處理的效率和減少消耗。
2. 接觸氧化池
氧化池根據水處理的污染程度不同分為好幾個等級，普通型和加強型。一般根據處理的時間進行判斷。處理時間不大于四個小時就使用普通型的氧化池，處理時間在4-6小時之間的使用加強型的氧化池。主要是使用水解酸化池出水自流至接觸氧化池進行生化處理。原污水中大部分有機物在此得到降解和凈化，好氧菌以填料為載體，利用污水中的有機物為食料，將污水中的有機物分解成無機鹽類，從而達到凈化目的。好氧菌的生存，必須有足夠的氧氣，即污水中有足夠的溶解氧，以達到生化處理的目的。好氧池空氣由風機提供，池內采用新型彈性立體填料，該填料表面積比大、使用壽命長、易掛膜、耐腐蝕，池底采用旋混式曝氣器，使溶解氧的轉移率高，同時有重量輕、不老化、不易堵塞、使用壽命長等優點。接觸池氣水比在12：1左右。（0.5-5 m3/h接觸池為二級）
3. 雜質沉淀池
污水經過生物接觸氧化池處理后出水自流進入沉淀池，進一步沉淀去除脫落的生物膜和部份有機及無機小顆粒，沉淀池是根據重力作用的原理，當含有懸浮物的污水從下往上流動時，由重力作用，將物質沉淀下來。沉淀池上部設可調出水堰，以調節出水水位；下部設錐形沉淀區和污泥氣體裝置，氣源由風機提供，污泥采用氣提方式輸送至污泥好氧消化池。
4. 消毒處理
消毒池按規范«TJ14-74»標準為30分鐘，若是醫院污水，消毒池增加停留時間至1-1.5小時。我公司采用二氧化氯消毒裝置，消毒池與消毒裝置能根據出水量大小不斷改變加藥量，達到多出水多加藥，少出水少加藥的目的，需要其它裝置可另行配制。（如用于工業污水，消毒池與消毒裝置可以不要。）
5. 污泥好氧消化池
沉淀池所排放剩余污泥在池中進行好氧消化穩定處理，以減少污泥的體積和提高污泥的穩定性。好氧消化后的污泥量較少，清理時可用吸糞車從污泥池的檢查孔伸到污泥池底部進行抽吸后外運即可（半年清理一次）。污泥好氧消化池上部設上清液回流裝置，使上清液溢流至水解酸化池