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一体化污水处理设备的核心部件是膜生物反应器(MBR )，它是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。污水进入MBR系统。其中工作原理，由于污水有机物浓度很高，微生物处于缺气状态，此时微生物为兼性微生物，它们将污水中的有机氢转化分解为NH3-N，同时利用有机碳作为电子供体，将NO2-N、NO3-N转化为N2，而且还利用部分有机碳源和NH3-N合成亲新的细胞物质。
所以不仅具有一定的有机物去功能，减轻后续好氧池的有机负荷，以利于硝化作用的进行，而且依靠原水中存在的较高浓度有机物，完成反硝化作用，消除氛的富营养化污染。在О级，由于有机物浓度已大幅度降低，但仍有一定量的有机物及较高的NH3-N存在。
为了使有机物得到进一步氧化分解，同时在碳化作用处于完成情况下硝化作用能l顺利进行，在О级设置有机负荷较低的好氧生物接触氧化池。在О级池是主要存在好氧微生物及处（硝化菌)。其中好氧微生物将有机物分解成CO2和H2O﹔自养型（硝化菌）利用有机物分解产生的无机碳或空气中的CO2作为营养源，将污水中的NH3-N转化成NO2、NO3,MBR池的出水部分回流，提供电子受体，通过反硝化作用消除氛污染。
MBR膜区使用PVDF膜将活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT) 可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。进一步处理之后，可以达标排放或回用。此外，输送到MBR 系统中的空气也是处理过程中非常重要的一部分，它可以促进反应器中流体的循环流动，提高活性污泥的降解效率，还可以使中空纤维膜膜丝之间发生相互摩摈，清洁膜组件。
站在社会发展的角度看，设备的改革与创新是必然的，设备的更新换代可以使污水处理的效率提升，所以现在许多地方都已经将新设备替代了旧设备，将之前无法使用的旧设备回收剔除，使各个工厂在污水处理方面都上升了一个台阶。总的来说，现在一体化污水处理设备的出现对各个企业和工厂都会带来好的发展，将各个区域的设备更替之后，一体化污水处理设备的应用改良了污水治理的难题，让企业和工厂的污水排放的质量达到了标准。
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