水资源是人类赖以生存的基础，也是人类日常生活和进行工业、农业、畜牧业生产活动不可缺少的重要基础。水资源缺乏在很大程度上影响了人们生活质量和生产效率。缺水是当今全球性话题之一，也是环境保护工作开展的关键内容所在，虽然地球上拥有70%以上的追资源，但是淡水资源只有2.7%，而这些淡水还有大部分贮藏在冰川之中无法正常的应用，这也导致能够供人们正常使用的淡水资源少之又少。但是自工业革命以来，环境问题不断加剧，水资源污染问题越来越突出，不仅影响了人们生活和生产，也给人们身体健康带来了很大的威胁。为此，如何保障水资源安全成为社会共同关心的话题，这也给高效一体化小型水处理设备的应用打下了坚实的基础。
一、高效一体化小型水处理设备概述
1、高效一体化小型水处理设备的研发背景
众所周知，我国是世界上水资源短缺的国家之一，水资源总量大约为3.4万亿m³，年平均降雨量为6.19万亿m³，平均降水深度为648mm，比全球陆地平均降水深度少了五分之一左右。而我国又是世界上人口最大的国家，人均水资源分配率更是严重低于全球平均水平，是世界上13个人均水资源最缺乏国家之一。自改革开放以来，我国相关部门一直都非常关注水资源分配和利用问题，并且对污水处理工作投入了大量的人力物力进行研究，取得了一定的成绩，在不少城市都构建了大型的水厂和污水处理厂。但是对于一些地理位置偏远的山区而言，集中创建大型水厂几乎是不可能实现的，反而构建高效一体化小型水处理设备效果明显，不仅能够提高水资源的利用效率，还能充分发挥其小型化、多元化和高效化的优势，推动社会经济的长久发展。
2、高效一体化小型水处理设备的应用优势
2.1、充分利用社会闲散资金
目前，一方面建设大型净水处理厂存在巨大的资金压力，另一方面又存在大量社会闲散资金难以利用。而一体化设备总投资额很小，适于房产物业、小型工厂等社会小额资金投资，可以直接有效地利用类似闲散资金。
2.2、缓解市政管网建设的压力
建设大型净水处理厂往往需要配套建设大规模的市政管网系统，而对于小型住宅区、风景区、工厂等管网不发达的地方建设净水处理厂，既不便管理，也不经济。这种情况下采用一体化设备更为适宜。另外，对于分流制排水系统，较小流量的净水采用一体化设备处理后可以直接排入雨水管道或水体，而不增加净水管道的压力。
2.3、有效实现中水回用，节约用水
大型净水处理厂开展中水污染的主要障碍同样在于要铺设庞大的中水道管网。而一体化设备则可以更为灵活的进行配置，通常排水点也是中水回用点，完全可以省却中水道建设。随着我国对中水回用要求的提高，一体化设备将体现出更大的优势。
2.4、有效节约建设面积
净水厂建设势必要占用大面积的土地，破坏生态。而随着城市化的进程，用地日益紧张。一体化设备处理效率高，而且可以地埋处理，基本不占用地表面积，不影响建筑群的整体布局和环境景观。
二、高效一体化小型水处理设备的应用要点
目前常见的高效一体化小型水处理设备主要有微涡流混凝技术、高效纤维过滤技术、沉淀墙技术等，这些技术都是在原来技术的基础上优化改进而成的，与传统的技术相比有着工作效率高、占地面积小的特点，在目前国内各地区被广泛的应用。
1、微涡流混凝技术
微涡流混凝技术在应用中其核心在于物流反应器，这种设备本身是一种空心球结构，能够根据所在区域环境、污水成分、水流大小等参数确定设备的直径，并且内外区域需要进行打磨处理；在设备表面开设小孔，小孔的孔洞以及开孔率根据具体的参数和工艺确定。根据近年来的工作实践证明，微涡流混凝技术在应用中有着无具体方向可直接投入水中使用、无需要基础工程的辅助便可进行操作且无需要固定安装和处理；工厂可批量化生产，有着改造工期短、污水处理效果高的优势；材料强度明显，有着无毒、耐腐蚀、耐久性强的特征。
微涡流凝聚：从混凝动力学可知，推动水中颗粒相互碰撞的动力主要是由流体运动来进行的。当水流穿过涡流反应器壁面的大量孔洞时，在形成一部分小涡旋的同时也形成无数的微小涡旋。局部各向同性紊流理论可知，紊流中存在各种尺度不等的涡旋。大涡旋将能量输送给小涡旋，小涡旋又将能量输送给更小的涡旋。大涡旋往往使颗粒作整体移动而不会相互碰撞，而尺度过小的涡旋其强度往往不足以推动颗粒碰撞，只有涡旋尺度与颗粒尺寸相近才会引起颗粒间相互碰撞。根据原水的实际情况可选用不同表面开孔直径与开孔率的涡流反应器来控制紊流程度，同时进行不同开孔直径的涡流反应器的安装组合，使其形成微小涡旋的尺度最大限度地与颗粒碰撞半径相近。这是涡流反应器取得较好混凝效果的技术关键。
2、高效纤维过滤技术
高效纤维过滤技术，其核心要点就是：将原先的快滤池中的过滤材料由原先的颗粒滤料改变为软性的纤维过滤材料。纤维材料比石英砂或其他实体颗粒材料具有更大的比表面积和空隙率，因此，由纤维材料构成的滤床应具有比常规颗粒过滤材料更大的截污容量，截污容量的提高对过滤器效率的提高具有决定性的意义。
3、沉淀墙技术
目前，沉淀墙主要应用于原有的沉淀池以及澄清池的改造项目。通过增加沉淀墙的安装高度，可以有效的增加沉淀池的处理能力。在上海某地区的石化水厂改造项目中：人口的增加以及生产规模的扩大使原有的水处理工艺不能满足水量需求。但是，由于工厂的规划要求，不能通过增加占地面积来增加沉淀池的处理能力。因此，最终决定将原有的平流式沉淀池改为同相流沉淀墙。改造之后发现，沉淀墙可以明显的增加处理能力。在相同的占地面积条件下，水厂的处理水量大大增加。同时，也有效的解决了原先平流式沉淀池存在的部分区域藻类大量繁殖的问题。
三、结束语
随着人们对废水处理要求的不断提高，高效一体化小型水处理设备的集成度必然越来越高，其应用范围也在不断的增加。但是目前我国高效一体化小型水处理设备还是对传统技术进行改进、升级而成的，因此其应用不仅具备先进技术的优越性，同时也具备传统技术的操作熟练性和可行性，值得今后推广和广泛应用。
参考文献
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