技术摘要：
本发明提出了一种联合多元氧化剂和紫外的排放口灭毒方法，将所述多功能轮轴固定于市政管网的排放口，所述多元氧化协同紫外灯安装于多功能轮轴，所述运行控制装置和动力传动装置安置于排放口外，利用所述多元氧化协同紫外灯通过多种氧化剂和紫外灯的联合物化作用对排放  全部
背景技术：
排放口作为城镇排水装置的重要组成部分，承担着向地表水体排放雨水或经污水 处理厂处理后进入地表水体等功能，是排水装置提质增效行动中值得关注的重要一环。相 关研究表明，河道管口出是微生物重要的载体库，存在多种人类病毒和致病菌。 病毒可能存在从马桶到市政管网、再到排放口、最终进入地表水体的潜在传输与 暴露路径。如果携带大量病毒或致病菌的废水通过排放口流入地表水体，易造成病毒扩散 至水源地，进入饮用水处理与给水装置，危害公共卫生和人体健康。另外由于排放口存在落 差跌落或出流湍急等缘故，飞溅的水花易形成气溶胶，进而增加了周围居民或过往行人感 染风险，甚至引发超级传播事件。 活体病毒到达排放口的主要途径包括：①病毒感染者产生的生活污水进入合流制 排水管网，雨天时病毒随之到达排放口并排入地表水体；②存在雨污混接的分流制雨水管 道同样存在上述问题；③地表径流裹挟地表病毒进入分流制雨水管网；④病毒感染者在户 外产生的痰液、飞沫、触摸品等，经雨水冲刷进入雨水口，继而进入排水装置；⑤排水管道中 的沉积物为病毒繁殖、孳生提供了有利环境，雨天放江时携带病毒的沉积物经排放口排出。 病毒具有多种进入市政管网的途径，其源头极为分散，故不易从排水装置的源头 杜绝病毒的侵入和接种。但市政管网中的废水最终都将从排放口排出。相比之下，在排水装 置末端的排放口进行病毒灭除更加具有可行性。 综上，亟需研发一种针对排放口病毒原位灭除的新型技术。 目前水处理领域针对病菌灭除的方法主要包括：紫外辐照、臭氧氧化、强氧化剂氧 化、加氯消毒等。考虑到排放口与地表水体相连的环境生态敏感性，推荐采用无二次污染的 环保氧化剂如：臭氧、双氧水、二氧化氯溶液联合紫外辐照作用的处理工艺。上述工艺除了 具有高效灭毒的作用，还能有效降解水中的多种难降解有机物，氧化氨氮、硫化物等还原性 恶臭物质，故可在排放口原位阻断病毒的同时，并兼具水质净化与空气质量改善功能。 相关研究表明，多种氧化剂和紫外联用可提升对水中病毒灭除及污染物去除效 率，取得比单一氧化剂或单一紫外辐照所不具备的处理效果。例如：单纯臭氧与有机物的反 应是有选择性的，而且不能将有机物彻底分解为CO2和H2O；若采用臭氧和紫外工艺联用，则 能有效提高氧化速率和效率。臭氧和紫外联用净水和除臭的作用原理如反应式1～2所示， 其中O3表示臭氧，UV表示紫外辐射，hv表示光解，O1D表示激发态氧原子，·OH表示羟基自由 基，H2O2表示过氧化氢。 O3 UV(或hν，λ＜310nm)→O2 O(1D)                 (1) O(1D) H2O→·OH ·OH→H2O2(水中)                (2) O(1D) H2O→·OH ·OH(潮湿空气)                   (3) 4 CN 111606469 A 说　明　书 2/9 页 又如臭氧和双氧水联用也能产生耦合强化作用，其反应原理如反应式(4)所示。 2O3 H2O2→·OH ·OH 3O2                        (4) 而二氧化氯和双氧水反应可产生具有强氧化性的次氯酸： 2ClO2 H2O2→2HClO2 O2                        (5) 双氧水和紫外联用亦具有耦合强化作用： H2O2 UV(或hν，λ≈200～280nm)→·OH ·OH               (6) 又如二氧化氯溶液和紫外联用(R表示有机反应物，R*表示有机反应产物)： R ClO →R* ClO -2 2                             (7) ClO -2 hν(λ＜300nm)→2O(1D) Cl-                       (8) 综上所述，如能在排放口采用多种氧化剂和紫外联用的工艺对污水中的病毒及污 染物进行去除，将取得满意的处理效果。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种联合多元氧化剂和紫外的排放口灭毒方法，在保证排放 口正常排水功能的基础上，将多功能轮轴、多元氧化协同紫外灯、运行控制装置以及动力传 动装置通过集成化组件的形式安装于河道排口，且可根据排放口的类型、病毒防控和净水 除臭的治理需求灵活调节本装置各模块的型式，并通过多种氧化剂和紫外联用的工艺实现 排放口出水的病毒阻断、水质净化及恶臭处理。 为了实现上述技术任务，本发明采用如下技术方案予以实现： 一种联合多元氧化剂和紫外的排放口灭毒方法，其特征在于所述方法包括以下步 骤 步骤一：将多元氧化协同紫外灯的紫外灯通过灯架固定于多功能轮轴上； 步骤二：将固定了多元氧化协同紫外灯的多功能轮轴的弹性杆调整到适宜长度， 使其便于向排放口内部管道推送； 步骤三：将多功能轮轴推送至排放口内部管道的适当位置后，采用长杆电动扳手 调节所述多功能轮轴的弹性杆长度，使转轮紧密贴合于排放口内部管道的内壁； 步骤四：将多功能轮轴的转轴与动力传动装置的从动转轴相连并相互固定，同时 采用传动带将主动转轴和从动转轴相连； 步骤五：将运行控制装置的输料供电线与所述多功能轮轴的转轴连接，并将所述 紫外感应器固定于排放口内部管道的适当位置； 步骤六：开启运行控制装置和动力传动装置，运行控制装置为所述多元氧化协同 紫外灯供电和供料，动力传动装置驱动所述多功能轮轴在排放口内部管道内转动； 步骤七：所述多元氧化协同紫外灯通过多种氧化剂和紫外灯的联合物化作用对排 放口管内水体进行灭毒、净水和除臭。 进一步地，所述多功能轮轴包括位于排放口内部管道的中轴线上的转轴，所述转 轴呈圆柱形中空结构，转轮通过弹性杆与所述转轴相连，可沿排放口内部管道的内壁滑动， 转轴的侧壁上设置出料孔和出料缝，用于向排放口管内水体均布氧化剂。 进一步的，所述转轴始端与运行控制装置的输料供电线及动力传动装置的从动转 轴相连；所述弹性杆具有一定弹性，且杆身上设有长度调节旋钮，用于调整弹性杆的长度。 5 CN 111606469 A 说　明　书 3/9 页 优选的，所述的转轴、转轮、弹性杆的材质为SS316L或防腐合金；所述转轴的直径 为1～30  cm，长度为1～20m，在转轴侧壁上均匀开设所述出料孔和出料缝；所述出料孔的孔 径为0.1～20  mm，孔间距为0.5～50mm；所述出料缝的尺寸为0.1～20mm×5～50cm，缝间距 为0.5mm～50mm；所述弹性杆的形式为星叉形，数量为3～10个，安装后具有的伸展弹力为50 ～1000N。 进一步的，所述多元氧化协同紫外灯包括氧化剂、紫外灯及灯架；所述氧化剂包括 臭氧、双氧水及二氧化氯溶液中的两种或三种，所述紫外灯通过灯架平行于排放口内部管 道的中轴线安装，所述灯架固定于所述多功能轮轴的转轴和弹性杆上。 优选的，所述臭氧、双氧水、二氧化氯溶液向排放口管内水体释放后的浓度或纯度 分别为  0.5～5mg/L、1％～10％(H2O2/H2O)、2～20mg/L；所述紫外灯辐照的紫外线波长范围 是185～254  nm，辐照强度范围是10～50mJ/cm2；所述灯架的材质为SS316L或防腐合金。 进一步的，所述运行控制装置包括中控器、出料舱、输料供电线及紫外感应器；所 述中控器用于供电和储存多种氧化剂，并调节所述出料舱和所述动力传动装置的运行；所 述出料舱用于混合多种氧化剂，并泵入所述输料供电线；所述输料供电线用于将加压的多 种氧化剂输送至所述多功能轮轴的转轴中，并为所述多元氧化协同紫外灯供电；所述紫外 感应器用于监测所述多元氧化协同紫外灯的紫外辐照强度，并将信号反馈至所述中控器。 进一步的，所述动力传动装置包括电动机、主动转轴、传动带及从动转轴；所述从 动转轴与所述多功能轮轴的转轴相连并相互固定，所述传动带将所述主动转轴的旋转传动 到所述从动转轴，从而使得所述多功能轮轴旋转，继而带动所述多元氧化协同紫外灯在排 放口内部管道进行圆周运动。 进一步地，当运行控制装置的紫外感应器反馈紫外辐照强度不足的信号时，所述 运行控制装置的中控器即增多所述出料舱的氧化剂供应量，使得高剂量的氧化剂对所述多 元氧化协同紫外灯的紫外灯表面进行清洁，直到所述紫外感应器反馈紫外辐照强度正常。 进一步的，当所述运行控制装置的紫外感应器反馈紫外辐照强度严重不足的信 号，且长时间增加氧化剂供应量调节无效时，所述运行控制装置的中控器即停止供电和供 料，并报警；采用长杆电动扳手调节所述多功能轮轴的弹性杆长度，使转轮与排放口内部管 道的内壁脱离；将所述多功能轮轴拉出排放口内部管道；步骤四：对安装于所述多功能轮轴 上的多元氧化协同紫外灯进行检修。 本发明充分利用排放口的内部空间，通过多功能轮轴和动力传动装置的精巧设计 实现多元氧化协同紫外灯在排放口内的安置与转动，并通过多元氧化剂与紫外灯的联合作 用以及运行控制装置的多功能调控实现排放口出水的高效灭毒、水质净化及恶臭去除。 本发明的创新性主要体现在： 1.在没有安装本发明提出的联合氧化剂和紫外灯的排放口灭毒装置之前，当排放 口出水较为湍急时，排放口内的水流接近满管流，此时排放口中轴线处的水流流速最高；安 装了本发明装置后，排放口内中轴线处的水流受到多功能轮轴的转轴阻碍；因此，本装置多 功能轮轴的中心转轴设计既方便了动力传动装置对其的传动，又有利于水流流态在排放口 管内的横断面上均匀分布，从而增加水流与紫外灯和多元氧化剂的接触面积，提高灭毒、净 水和除臭效果。 2.多功能轮轴的星叉形弹性支撑轮可调长度，使得安装或检修装置时可通过缩短 6 CN 111606469 A 说　明　书 4/9 页 其长度来便于多功能轮轴在排放口内部的移动，而装置运行时通过增加其长度使得多功能 轮轴的转轮紧密贴合于排放口管道的内壁，并沿内壁滚动；因此，多功能轮轴的弹性支撑轮 设计方便地实现了装置在排放口内的移动和转动。 3.多功能轮轴可通过刚性网架承载多元氧化协同紫外灯，并带动其随着多功能轮 轴的转动而转动，从而提高多元氧化协同紫外灯与排放口内水流的接触概率，提升处理效 果。 4.多功能轮轴的转轴还负载了均布氧化剂的功能，其始端与运行控制装置的加料 舱相连，其侧壁上均匀开设了出料缝或出料孔，氧化剂先在运行控制装置的加料舱加压输 送至多功能轮轴的转轴，继而从所述出料缝或出料孔喷出。 5.多功能轮轴可以制作成模块化拼装的形式，从而方便其安装，并根据排放口的 水质、病毒危险性、处理要求灵活调整模块的数量，保障了排放口内水流在装置处理区的水 力停留时间。 6.多功能轮轴在排放口内的转动有利于防止水流中的沉积物沉积在管道内，被弹 性支撑轮搅动的悬浮物经多种氧化剂的氧化后，将削减一定体积，其中的大部分有机物也 会被降解。 7 .运行控制装置可通过监测紫外线辐照强度来调整氧化剂加入量及紫外灯辐照 强度，使得装置的运行更加稳定可靠，并保障了装置的灭毒、净化及除臭效果。 8.多元氧化协同紫外灯将多种氧化剂和紫外灯结合起来，氧化剂可清洁紫外灯表 面的污渍，保持紫外灯管的透明度，保障紫外辐照持久有效，将氧化剂与紫外联用可延长紫 外灯的有效运行时长。 9.多元氧化协同紫外灯的多种氧化剂与紫外线具有单一工艺运行时所不具备的 联合强化作用，缩短了排放口灭除病毒所需的处理时间，提高了处理效率。 本发明的增益效果主要有： 1 .在市场开拓方面，排放口病毒原位灭除问题的解决不仅具有重要的社会、环境 和生态意义，还具有广阔的市场前景。本发明提出的联合氧化剂和紫外灯的排放口灭毒装 置作为有效防控病菌从排水装置向自然水环境传播的新技术，为社会公共卫生保障所必 需，因此属于刚需；且由于我国城镇排水装置的日趋完善，排放口的数量和排放规模空前庞 大，其市场需求量巨大。 2.在工程建设方面，本发明提出的联合氧化剂和紫外灯的排放口灭毒装置可通过 生产并推广适用于不同尺寸的排放口病毒灭除，在不影响排放口正常排水能力的前提下， 实现病毒的原位灭除，同时具有排水深度净化和恶臭去除等功能，具有良好的社会、环境和 生态效益。 3.在专业发展方面，排放口病菌原位灭除是市政排水和公共卫生领域正在面临的 新的时代问题。本发明提出的联合氧化剂和紫外灯的排放口灭毒装置聚焦于病毒传播途径 防控、排放口污染治理、排放口空气质量改善等核心问题，通过针对性技术措施破解河网一 体化综合治理难题，可弥补专业技术在相关领域的空缺，有力推动专业发展。 与现有技术相比，本发明的技术优势为： 1.适用性强 多功能轮轴和动力传动装置的精巧设计保障了安装于其内部的多元氧化协同紫 7 CN 111606469 A 说　明　书 5/9 页 外灯能够适应不同尺寸排放口的病毒防控和水质净化需求。 2.快捷高效 通过多种氧化剂和紫外灯的联合作用，对排放口进行全方位、深层次、高效率的原 位病毒阻断与水质净化。 3.易于实施 充分利用排放口的内部空间进行原位改造，空间利用率高，工程措施少，投资规模 小，易于实施、运行及维护。 4.功能多样 具有快速灭除排放口病毒、深度去除氨氮和难降解有机物、改善河道水力循环条 件、强化水体自净能力、清洁并延长紫外灯使用寿命等多种功能。 5.综合收益高 能够有效阻断城镇排水装置末端的病毒传播途径，保障和维护公众健康与生态装 置安全，改善水环境质量和水生生态装置，从而产生良好的环境、生态、社会及经济收益。 附图说明 图1为本发明一种联合多元氧化剂和紫外的排放口灭毒装置构造示意图； 图2为图1的纵向剖面图； 图3为本发明装置的多功能轮轴构造示意图； 图4为本发明装置的多元氧化协同紫外灯构造示意图； 图5为本发明装置的运行控制装置和动力传动装置构造示意图。 图1～5中的编号含义为： 1-多功能轮轴，11-转轴，12-转轮，13-弹性杆，14-出料孔，15-出料缝； 2-多元氧化协同紫外灯，21-氧化剂，22-紫外灯，23-灯架； 3-运行控制装置，31-中控器，32-出料舱，33-输料供电线，34-紫外感应器； 4-动力传动装置，41-电动机，42-主动转轴，43-传动带，44-从动转轴； 5-排放口，51-排放口内部管道，52-排放口管内水体，53-排放口出口，54-排放口 出水，  55-河道水面。