技术摘要：
一种用于污水检查井消毒除臭的车载装置，装置内闭合态主反应器通过管缆收放装置从检查井上方插入，闭合态主反应器降至井底与管道内污水流动方向垂直，打开水质在线监测器；通过控制框架拉索缓慢展开反应器，打开超声波发生器；打开臭氧发生器和紫外光灯管，使臭氧通过  全部
背景技术：
新冠病毒患者所在小区的排水管道内可能存在病毒残留的可能性，并会对小区居 民、城镇污水处理设施运行人员、环保从业人员等的生命健康产生潜在危害，必须引起足够 的重视。 紫外线消毒是目前城市污水处理设施、医院污水处理设施及给水系统常用的处理 工艺。紫外线是一种肉眼不可见的光线，通常我们将波长在200nm以上的光都称为紫外线， 根据不同的波长还可细分为UVA(315～400nm)，UVB(280～  315nm)，UVC(200～280nm)。在这 之中，UVC最易被DNA(核糖核酸)吸收。紫外线消毒使用的就是UVC。当病毒细胞经紫外线照 射后，波长254nm的紫外线被DNA 吸收。细胞在DNA链上的相邻的胸腺嘧啶将相互纠缠，新的 二聚物会阻碍RNA(核糖核酸)链上正确的DNA遗传代码复制,RNA是信息的传递者，其功能是 传递DNA  码至细胞的不同部分。由于RNA传递功能丧失,最终导致细胞功能衰退而死亡,  从 而达到消毒杀菌的目的。而冠状病毒是具有外套膜的正链单股RNA病毒。冠状病毒对紫外线 的敏感性是基于其内部的RNA对紫外UVC波段紫外能量的吸收而引起的冠状病毒内部RNA的 损毁。紫外线消毒作为一种物理消毒方式，其消毒过程中不会涉及化学试剂，除了灭活微生 物以外，不改变水物理和化学性质。避免了其它化学消毒方式所带来的消毒副产物，也可以 避免其过量投加而对后续水体产生的安全影响和次生危害。 臭氧在用于饮用水消毒时具有非常高的效率。一般认为，臭氧在水中灭菌有两种 方式：一种是臭氧直接作用于细菌的细胞壁，将其破坏并导致细胞的死亡；另一种是臭氧在 水中分解时释放出自由基态氧，自由基态氧具有强氧化能力，可以穿透细胞壁，氧化分解细 菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶，也可以直接与细菌、病毒发生作用，破坏其细胞 器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌的物质代谢和 繁殖过程遭到破坏；还可以渗透细胞膜组织，侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂 多糖，促进细菌和病毒的溶解死亡。光催化臭氧氧化技术主要是以紫外光为能源、臭氧为氧 化剂。  O3在紫外光作用下产生具有强氧化性的羟基自由基，利用其强氧化性来破坏微生物 的细胞膜结构继而达到灭菌的效果。无论是臭氧自身分解羟基自由基还是紫外光催化后形 成的羟基自由基，都能氧化臭气中氨气、硫化氢、甲硫醇等恶臭物质，从而使管道中臭气中 得以去除。UV/O3在完成复合时，第一步产生H2O2，所产生  H2O2在紫外光辐射下进一步产生羟 基自由基，机理如式(1.1～1.3)： 4 CN 111606471 A 说　明　书 2/7 页 臭氧在水中半衰期较短，由于其消毒持久性相对较差，因此提高臭氧气体分子在 水中的停留时间是臭氧消毒消毒的关键。通过纳米曝气盘减小臭氧气体分子的气泡直径， 从而增加臭氧气体分子在水中的扩散效率和停留时间，能够有效提高臭氧氧化效率。 目前医院和疑似病患所在隔离点的下水道和检查井内存在冠状病毒扩散的可能 性，而可放置在检查井内的小型高效消毒除臭的车载装置极少，相关领域的发明主要围绕 管道内沉积物的清除，而没有针对杀死检查井内病毒和致病菌的发明。为了解决新型冠状 病毒在水中扩散这一问题，本发明将臭氧纳米气泡和超声、紫外光催化组合，开发了一种用 于污水检查井消毒除臭的车载装置，具有非常大的市场潜力。
技术实现要素：
本发明针对现有管道消毒技术的不足，提供了一种用于污水检查井消毒除臭的车 载装置，利用臭氧紫外光组合技术实现检查井管道内致病菌和病毒去除，减少它们进入排 水设施和污水处理设施的可能性，保护小区居民、城镇污水处理设施运行人员、环保从业人 员的生命安全，减少病毒大范围传播的概率。 为了实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：一种用于污水检查井消毒除臭 的车载装置，其特征在于，该装置包括主反应器，所述主反应器为由超声波发生器、紫外光 灯组和臭氧纳米气泡曝气盘组成的复合高级氧化装置，纳米曝气盘通过气管和臭氧发生器 相连；主反应器与缆管连接，并通过缆管与地面上的可变频空压机和臭氧发生器相连，所述 缆管设有缆管收放装置，通过缆管收放装置收放缆管，使得主反应器升降，从而实现主反应 从地面至检查井底部的移动，在主反应器装有安装有ORP监测仪，该ORP监测仪可氧化还原 电位进行实时监测，监测仪通过控制单元与臭氧发生器、超声波发生器相连，根据测得氧化 还原电位调节超声波功率和臭氧投加量。 进一步地，所述主反应器包括主反应器矩形框架，主反应器矩形框架安装有超声 波发生器和紫外灯组，主反应器矩形框架两侧还设置有纳米曝气盘支臂框架，纳米曝气盘 支臂框架向主反应器矩形框架两侧延展，且与主反应器矩形框架形成可翻折连接，纳米曝 气盘支臂框架上设有若干纳米气泡曝气盘，纳米曝气盘支臂框架与主反应器矩形框架之间 设有框架拉索，通过所述框架拉索卷轴电机可控制框架拉索的收缩与释放，框架拉索使纳 米曝气盘支臂框架与主反应器矩形框架分离，分离角度为0到180度，从而实现主反应器的 展开和闭合。 进一步地，所述纳米曝气盘支臂框架上对称装有若干个可拆卸支臂，每个支臂上 装有若干个纳米气泡曝气盘，每个纳米曝气盘底部通过气管和臭氧发生器相连，反应器框 架拉索张开后，支臂上纳米曝气盘生成纳米气泡的方向与水流方向垂直。 在主反应器矩形框架底部装有安装有ORP监测仪，该ORP监测仪可对检查井内污水 的氧化还原电位进行实时监测，ORP监测仪通过控制单元与臭氧发生器、超声波发生器相 连，可以根据测得污染物的浓度调节超声波功率和臭氧投加量，使消毒除臭过程中污水ORP ≥650mV。在ORP检测仪工作时需将超声发生器、紫外光灯组和臭氧发生器关闭。 优选地，臭氧发生器工作时向管道内的臭氧投加量为0.3Kg-O 33/m ·h，臭氧投加量 5 CN 111606471 A 说　明　书 3/7 页 与水质在线监测器中显示的有机物浓度成正比关系，可实时调节臭氧投加量。臭氧的氧化 还原电位高达2.07V，比传统的过氧化氢还要高。在紫外光照射下，臭氧会分解生成羟基自 由基(·OH)，氧化还原电位高达2.8V，能够迅速氧化管道污水中的有机物。保持工作状态下 ORP≥650mV，当管道内瞬时流速较大时，臭气的投加量升高。当管道内瞬时流速较小时，臭 气的投加量降低。 进一步地，主反应器进入管道后，将透气井盖取下安装临时密封法兰盖，并在临时 密封法兰盖下方安装臭氧尾气消除装置，临时法兰盖和臭氧尾气消除装置中间设有曝气管 端口法兰，防止臭氧气体从端口泄漏。臭氧尾气消除装置的形式可采用加热分解、活性炭吸 附、紫外分解等。 优选地，纳米臭氧气泡直接与管道内的水体和空气接触，利用其强氧化性对管道 内的硫化氢、氨气和甲硫醇等臭气进行降解。由于本发明不需要人员下到井下进行作业，主 反应器可以远程操控，因此安全性较高，使用方便。 优选地，紫外光灯组由若干个LED灯单元组成，呈条带状，安装在主反应器矩形框 架的两侧，安装角度与水流方向垂直。本装置的紫外线波长设定范围为  150～250nm。 优选地，臭氧纳米曝气盘上的曝气孔孔径为100～200nm，纳米孔气盘的材料可用 陶瓷、钛板或EPDM。当气泡尺寸达到微纳米级时，气体在液相中的溶解度要高于常规大气泡 在液相中的溶解度，同时纳米气泡的移动速度比正常大小的气泡慢了很多。因此，液相中使 用纳米气泡作为臭氧载体的时候，臭氧纳米气泡能够在管道内的污水中缓慢释放，沿着管 道持续流动，从而有效提高臭氧的利用率。在这种情况下，臭氧能够与污染物接触时间和面 积大幅增加，提高污染物和臭气的去除率。 优选地，臭氧纳米气泡的破裂瞬间会形成局部冲击波，水分子的温度和压强在短 时间迅速升高，能够提高臭氧氧化消毒除臭效率。 优选地，在主反应器矩形框架底部安装有超声波发生器，该超声波发生器具有沉 积物探测和超声强化两个工作模式，当开启沉积物探测模式后，超声波频率为80～100KHz， 能够对管道内沉积物情况进行勘察。当开启超声强化模式后，超声波频率为50～60KHz，将 会配合紫外光催化和臭氧纳米气泡协同消毒除臭。 优选地，超声波产生的高频振动在液体会形成空化现象，使臭氧纳米气泡曝气盘 产生的纳米气泡进一步分裂，使臭氧中的羟基自由基与污水中的病毒接触几率大大升高， 从而使病毒完全失活。 优选地，超声波的高频振动还会对检查井管道内壁上形成的沉积物有一定剥离和 乳化作用。超声波引起的空化作用能够形成冲击波，对沉积物表层反复冲击，伴随气泡的振 动，沉积物层被不断的擦洗，污染物质逐渐被分散。对于管道内的一些油脂性污染物质，在 空化作用下,两种液体在界面迅速分散而乳化。 优选地，在超声波的高频振动下，臭氧曝气盘和紫外光灯组不易被堵塞和污染，工 作时能对两者有一个清洁作用。 优选地，本发明可通过折叠的方式进入不同管径大小的检查井，并且可以通过缆 管收放装置简易收缩，放置在车上，完成运输和转移。 本发明的另一目的在于提供一种用于检查井的消毒除臭方法，减少致病菌、病毒 以及臭气的扩散。 6 CN 111606471 A 说　明　书 4/7 页 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种检查井的强化臭氧纳米气泡消 毒除臭方法，其特征在于所述方法包括以下步骤： 步骤一：主反应器通过反应器缆管收放装置从地面降至检查井内，将透气井盖取 下安装临时密封法兰盖，并在临时密封法兰盖下方安装臭氧尾气消除装置；； 步骤二：遥控框架拉索卷轴电机，逆时针旋转框架拉索卷轴缓慢释放反应器框架 拉索，使主反应器从闭合态展开至倒T形态； 步骤三：打开超声波发生器，首先对检查井对应的管道内沉积物厚度进行探测，并 上传互联网云端； 步骤四：关闭超声发生器，打开ORP监测仪，对污水的氧化还原电位进行检测，并上 传互联网云端； 步骤五：打开超声发生器，切换模式为超声强化模式。打开臭氧发生器和可变频空 压机,使臭氧纳米气泡曝气盘开始曝气。同时开启紫外光灯组，对管道内进行照射，在云端 监测检查井内污水的氧化还原电位，保持消毒过程中ORP≥  650mV，若ORP低于650mV，则提 高臭氧曝气量和紫外光强度。 步骤六：完成消毒除臭后，关闭臭氧发生器和紫外光灯组，保持超声波发生器一定 时间，用以清洁纳米气泡曝气盘和紫外光灯组； 步骤七：通过框架拉索卷轴电机控制框架拉索卷轴顺时针旋转，收缩框架拉索将 主反应器闭合，反应器缆管收放装置将主反应器收回地面移动至下一个需要处理的检查 井。 通过框架拉索卷轴电机控制框架拉索的释放和收缩，从完成装有若干个纳米曝气 盘的纳米曝气盘支臂框架展开和闭合。当主反应器不工作时，反应器呈闭合态，当反应器伸 入液面下后通过拉索展开呈斜拉索倒T字状。当主反应器工作时，主反应器底部的超声发生 器开始产生超声波，地面上的臭氧发生器开始生成臭氧气体，通过气管传输到纳米气泡曝 气盘，并向管道内污水充入臭氧纳米气泡。同时打开反应器两侧的紫外灯组，垂直流过的污 水在紫外光照射下和臭氧纳米气泡混合。当消毒除臭过程结束时，关闭超声波发生器、紫外 灯组和臭氧发生器，反应器闭合被收起，通过移动至下一个需要消毒除臭的检查井区域。 目前，关于检查井内消毒除臭的装置极少，本发明提供的车载检查井消毒除臭装 置具有以下优点： (1)该装置可同时对管道内污水、气溶胶进行消毒除臭，能有效放置病毒和致病菌 在检查井和管道内扩散，保护相关环保人员和居民的安全。 (2)将臭氧、紫外光、超声波消毒除臭技术组合，消毒除臭能力强，弥补了单一消毒 技术覆盖面小的问题，减少相同处理效率下臭氧的投加量，同时消毒副产物较少。 (3)该装置可通过折叠减少主反应器的体积，能够适应不同管径大小的管道，该方 法无需人员井下作业，具有很高的灵活性和机动性。 (4)该装置的超声波发生器产生的超声波具有一定的清洁功能，能够缓解管道内 的沉积物和油脂性污染物质的累积。超声波高频振动也对减少紫外光灯组和纳米曝气盘上 结垢起到较大的帮助。 7 CN 111606471 A 说　明　书 5/7 页 附图说明 图1为本发明的一种用于污水检查井消毒除臭的车载装置工作示意图。 图2为本发明装置于检测井井底展开时的轴测图。 图3为本发明装置进入检查井闭合时的轴测图。 图4为本发明装置闭合时的剖面图。 1-臭氧发生器；2-可变频空压机；3-缆管收放装置；4-反应器缆管；5-主反应器； 51-框架拉索卷轴；52-紫外光灯组；53-反应器框架拉索；54-纳米曝气盘支臂框架；55-水质 在线监测仪；56-超声波发生器；57-纳米曝气盘；58-框架拉索卷轴电机；6-臭氧尾气消除装 置。