技术摘要：
本发明提出了一种排放口净化系统及其净化方法，所述净化系统搭载在污水的排放口处，所述污水经所述排放口净化系统的净化处理后排出，所述排放口净化系统包括加药段、预处理段、填料处理段、生化处理段、滤膜处理段。本系统利用排放口受纳水域空间进行改造，实现排放口  全部
背景技术：
日益完善的城镇排水系统为城镇中各类废水的输送提供便利的同时，城镇排水系 统在收集、输送及排放废水过程中产生的病菌传播、水体污染等问题也越发引起了社会各 界的广泛关注。据报道，我国某些城市曾在排放口检测出霍乱等病毒或致病菌。相关研究表 明，城镇排水系统是微生物重要的载体库，存在多种人类病毒和致病菌。 目前，全世界广泛关注的新型冠状肺炎病毒(2019-nCoV)已被证明具有“气溶胶传 播”  的可能性，引发了较大的社会隐忧。美国国家过敏和传染病研究所的最新研究表明，  2019-nCoV病毒可以在气溶胶中存活数小时，并且可以在塑料、不锈钢、铜或纸板表面存活  长达数天。这些传播形式均与超级传播事件有关，它们为病毒的大流行提供了可能。 住房和城乡建设部水专项实施管理办公室及时编写并发布了《水专项技术成果专 报第3  期：新冠肺炎疫情期间加强城镇污水处理和水环境风险防范的若干建议》(以下简称 《建议》)。  在《建议》文稿形成过程中，编制专家组达成的基本共识和主要考虑为：在城镇污 水与水环  境系统中可能发生“粪-口”、“粪-呼吸”传播的可能性。2020年2月13日，国内若干 权威研究  团队明确宣布，新型冠状病毒肺炎患者的粪便样本中分离出活体2019-nCoV病 毒，这表明  2019-nCoV病毒可能存在从马桶到排水管网、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系统，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，继而进入排水系统；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。 病毒具有多种进入排水管网的途径，其源头极为分散，故不易从排水系统的源头 杜绝病  毒的侵入和接种。但排水管网中的废水最终都将从排放口排出。排放口作为城镇排 水系统的  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。相 比之下，在排水系统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防控的新型技术。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种排放口净化系统及净化方法。该系统在保证排放口正常 5 CN 111592174 A 说　明　书 2/10 页 排水功  能的基础上，将加药段、预处理段、填料处理段、生化处理段、滤膜处理段采用围堰 形式集  成构建，且可根据排放口的类型、受纳水体的地形条件、病毒防控和净水除臭的治 理需求灵 活调节本系统各区段的设置形式，并通过絮凝沉淀、氧化剂氧化、紫外辐照、光催 化、生物  膜法、水生植物及微孔滤膜等多种作用实现排放口出水的病毒阻断、淤泥去除、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： 本发明提出一种排放口净化系统，所述净化系统搭载在污水的排放口处，所述污 水经所  述排放口净化系统的净化处理后排出，所述净化系统包括：加药段，设置于所述排 放口，所  述加药段用于向所述污水内添加药剂，所述药剂包括至少一种氧化剂；预处理段， 连接于所  述加药段，所述预处理段包括紫外-光催化耦合单元；填料处理段，连接于所述预 处理段；生 化处理段，连接于所述填料处理段；滤膜处理段，连接于所述生化处理段。 在一实施例中，所述加药段包括：药剂储罐，设置于所述排放口的上方，所述药剂 储罐  内设置第一储药室、第二储药室和第三储药室，分别储存有絮凝剂、双氧水和二氧化 氯溶液；  第一投加器，连接所述第一储药室，所述第一投加器通过第一蠕动泵和第一输送 弯管向所述  预处理段输送絮凝剂；第二投加器，连接所述第二储药室，所述第二投加器通 过第二蠕动泵  和第二输送弯管向所述预处理段输送双氧水；第三投加器，连接所述第三储 药室，所述第三  投加器通过第三蠕动泵和第三输送弯管向所述预处理段输送二氧化氯溶 液；臭氧供给组件， 所述臭氧供给组件用以向污水中释放臭氧。 在一实施例中，所述紫外-光催化耦合单元包括：第一石墨烯网；第二石墨烯网；紫 外灯，  设置于所述第一石墨烯网和第二石墨烯网之间；所述第一石墨烯网和所述第二石墨 烯网为金  属氧化物和石墨烯组成的复合材料，网孔密度为20～80孔/cm2，孔径为1～3mm。 在一实施例中，所述预处理段还包括：第一预处理空间，设置于所述排放口，用于 容纳  所述排放口排放的污水和所述絮凝剂；第二预处理空间，连通于所述第一预处理空 间，用于  接收所述第一预处理空间预处理后的污水、所述双氧水、和所述二氧化氯溶液；所 述紫外-  光催化耦合单元位于所述第二预处理空间内；其中，所述第一预处理空间由以下 组件构成：  围堰，设置于所述排放口，且所述围堰的下方贯通有出流孔；底板，位于所述围 堰内，其一  侧与所述围堰垂直相连，另一侧靠近所述排放口；溢流堰，位于所述围堰内，其 一侧与所述  底板垂直相连，另一侧靠近所述排放口，所述第一预处理空间，通过所述溢流 堰连通于所述  第二预处理空间。 在一实施例中，所述填料处理段包括：插槽；第一填料插板，竖直插置于所述插槽 内；  述第一填料插板容置有第一填料，所述第一填料具有2.5～3.5mm的孔径；第二填料插 板，竖  直插置于所述插槽内，所述第二填料插板容置有第二填料，所述第二填料具有1.0～ 2.0mm的  孔径；顶板，设置于所述第一填料插板和所述第二填料插板的上方；鼓风组件，设 置于所述  顶板上，所述鼓风组件用于产生气流以吹脱堵塞在所述第一填料和/或所述第二 填料的孔隙中 的颗粒物。 在一实施例中，所述生化处理段包括：插杆组件；生物膜载体，设置于所述插杆组 件上；  种植基，设置于所述插杆组件的顶部，所述种植基上种植有水生生物，所述水生生物 的根系 穿过所述种植基伸入所述污水中，并缠绕于所述生物膜载体上。 在一实施例中，所述滤膜处理段包括：凹槽；第一膜组件，插置于所述凹槽内；第二 6 CN 111592174 A 说　明　书 3/10 页 膜 组件，插置于所述凹槽内；围梁，设置于所述第一膜组件和所述第二膜组件的上方；超声 组  件，设置于所述围梁上，并连接所述第一膜组件和所述第二膜组件，所述超声组件用于 发射  超声波以防止所述第一膜组件和所述第二膜组件堵塞。 在一实施例中，所述排放口净化系统还包括检修平台，所述检修平台设置于所述 排放口 净化系统的顶部，用于检查和维修所述净化系统。 本发明还提供了一种排放口净化系统，所述净化系统搭载在污水的排放口处，所 述污水  经所述排放口净化系统的净化处理后排出，所述净化系统包括：加药段，设置于所 述排放口；  预处理段，连接于所述加药段，所述预处理段包括紫外-光催化耦合单元；填料 处理段，连接  于所述预处理段；生化处理段，连接于所述填料处理段；滤膜处理段，连接于 所述生化处理  段；其中，所述加药段包括：药剂储罐，设置于所述排放口的上方，所述药剂 储罐内设置第  一储药室、第二储药室和第三储药室，分别储存有絮凝剂、双氧水和二氧化 氯溶液；第一投  加器，连接所述第一储药室；第二投加器，连接所述第二储药室；第三投加 器，连接所述第  三储药室；臭氧发生加压器，设置于所述药剂储罐的上方，用于产生臭氧； 臭氧曝气盘，设  置于所述污水中，所述臭氧曝气盘通过臭氧输送管组件连接所述臭氧发生 加压器，用以向所  述污水中释放所述臭氧的气泡；所述臭氧浓度为1～10mg  O3/L；所述臭 氧的气泡的直径为  0.03～3mm。 本发明还提供了一种排放口净化方法，所述净化方法包括以下步骤：提供一污水， 所述  污水经一排放口排出；向所述污水添加药剂，并得到一加药后的污水，所述药剂包括 至少一  种氧化剂；对所述加药后的污水进行紫外-光催化处理，得到一预处理后的污水；对 所述预处 理后的污水进行填料过滤，得到一填料过滤后的污水；对所述填料过滤后的污水 进行生化过  滤，得到一生化过滤后的污水；对所述生化过滤后的污水进行滤膜过滤，净化 所述污水。 本发明公开的净化系统充分利用排放口受纳水域空间，通过各区段的精巧设计与 逐级搭  配，实现排放口出水的病毒阻断、淤泥去除、水质净化及恶臭处理。 在市场开拓方面，解决市政排水系统的排放口病毒防控问题，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。本发明作为有效阻断病菌从排水系统向自 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 水系统的日  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。 在工程建设方面，本发明仅利用受纳水体靠近排放口处的水域空间，通过适当的 工程化  改造和插槽式安装，实现不同型式排放口的病毒原位灭除，同时具有清除淤泥、深 度净水和  恶臭去除等功能，具有良好的社会、环境和经济效益。 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。新型系统聚焦病毒传播途径防控、排放口污染治理、排放口空气质量改善等 核心问题， 可弥补专业技术在相关领域的空缺，有力推动专业发展。 与同领域的现有技术相比，本发明： 适用性强。通过加药段、预处理段、填料处理段、生化处理段、滤膜处理段的精巧设 计  与多级搭配，能够实现不同型式排放口的全方位、深层次、高效率病毒防控和水环境改 善目 标。 快捷高效。各区段构成的多级处理系统具有比单一工艺更加快捷高效的处理效 7 CN 111592174 A 说　明　书 4/10 页 果，排放 口出水在本系统的多级处理中，病毒和污染物去除率得到了快捷而高效的去除。 功能多样。具有快速灭除排放口病毒、清除排放口出水中的淤泥、深度净化氨氮和 难降 解有机物、去除恶臭气味物质、强化水体自净能力、提升景观美学价值等多种功能。 操作灵活。本系统采用围堰式结构与插槽式插板设计，可方便地实现插板检修，并 在某  些插板或组件停运检修时单独运行其他插板或组件，维护灵活简便，且保障了特殊情 形下的 处理效果。 综合收益高。能够有效阻断城镇排水系统末端的病毒传播途径，保障和维护公众 健康与  生态系统安全，改善水环境质量，增进人水亲近程度，从而产生良好的环境、生态、 社会及 经济收益。 附图说明 图1为本发明一种排放口净化系统构造示意图； 图2为图1的俯视平面图； 图3为本发明系统的加药段构造示意图； 图4为本发明系统的预处理段构造示意图； 图5为本发明系统预处理段的紫外-石墨烯耦合单元的侧视图； 图6为本发明系统的填料处理段构造示意图； 图7为本发明系统填料处理段的插板式填料组件构造示意图； 图8为本发明系统的生化处理段构造示意图； 图9为本发明系统的滤膜处理段构造示意图； 图10为本发明的净化方法的流程示意图。 图1～10中的编号含义为： 1、加药段；11、药剂储罐；12、第一投加器；13、第二投加器；14、第三投加器；15、  臭 氧发生加压器；16、臭氧输送软管；17、臭氧输送硬管；18、防腐管卡；19、臭氧曝气盘；  2、预 处理段；20a、第一预处理空间；20b、第二预处理空间；21、围堰；22、刮渣除泥器；  23、挡板； 24、溢流堰；25、底板；26、L型托架；261、托架主臂；262、托架支臂；27、  紫外-石墨烯耦合单 元；271、第一石墨烯网；272、第二石墨烯网；28、出流孔；3、填料处 理段；31、第一填料插板； 311、功能填料；312、竖向托架；313、横向托架；314、内部撑  架；315、底部承托；316、提拉杆； 317、提拉钩；32、第二填料插板；33、插槽；34、顶  板；35、鼓风机；36、气流喷嘴；37、分流板； 38、透气管；39、第一穿孔花墙；4、生化处 理段；41、生物膜载体；42、插杆；43、杆孔；44、种植 基；45、水生植物；46、根系；47、  排气筒；48、第二穿孔花墙；5、滤膜处理段；51、第一膜组件； 52、第二膜组件；53、凹槽；  54围梁；55、超声控制器；56、信号线；57、超声发射器；58、通气 管；6、排放口出水；7、 驳岸；8、河底；9、检修平台。 注：本系统的市电电缆未在图1～9中体现，其具体实施时，可依据实际情况布设。