CN111533340A - 一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，包括：排口对接单元、壳体承载单元、氧化剂供应单元、多级叶轮单元、旋转布水单元及紫外‑臭氧自调节单元。排口对接单元与排水管网的排口相连，将排口出水导入壳体承载单元；壳体承载单元置于地表水体中，用于承载其他单元；氧化剂供应单元可根据多级叶轮单元反馈的排口出水量调节双氧水和二氧化氯溶液的供应量；多级叶轮单元具有缓冲消能、搅拌混合、流量测定、水力发电等作用；旋转布水单元将排口出水均匀分配至紫外辐照单元；紫外‑臭氧自调节单元可实现排口出水的高效灭菌、水质净化及恶臭去除。具有适用性强、易于实施、快捷高效、功能多样、操作灵活等突出特色。
Description
技术领域
本发明属市政排水与公共卫生技术领域，涉及一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置。
背景技术
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，是排水系统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。
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。
病毒具有多种进入排水管网的途径，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。但排水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，O(1D)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)
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+ClO2→R*+ClO2 - (7)
ClO2 -+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。另外，多种氧化剂还能有效去除紫外灯因长期运行在表明附着的污渍或泥垢，故将氧化剂与紫外联用可延长紫外灯的有效运行时长。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，在保证排放口正常排水功能的基础上，将排口对接单元、壳体承载单元、氧化剂供应单元、多级叶轮单元、旋转布水单元及紫外-臭氧自调节单元通过集成化设备的形式安装于河道排口，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设备型式，从而利用各单元的有机配合、氧化剂和紫外联用作用实现排放口污水中病毒及污染物的有效去除，且兼具水质净化及恶臭去除功能。
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：
一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，其特征在于所述装置包括
排口对接单元，所述排口对接单元与排水管网的排口相连，用于将排口出水导入壳体承载单元；
壳体承载单元，所述壳体承载单元置于地表水体中，用于承载其他单元；
氧化剂供应单元，所述氧化剂供应单元置于壳体承载单元的顶部，用于向壳体承载单元注入多元氧化剂；
多级叶轮单元，所述多级叶轮单元置于壳体承载单元的上部，所述多级叶轮单元包括依次设置的至少两个叶轮，叶轮的前端设导流板，所述叶轮与发电机连接，用于将水动能转换为电能，所述多级叶轮单元还包括电控器，所述电控器用于测定经过所述多级叶轮单元的流量，并根据流量反馈调节所述氧化剂供应单元的多元氧化剂注入量；
紫外-臭氧自调节单元，所述紫外-臭氧自调节单元包括置于壳体承载单元顶部的臭氧供排装置和置于壳体承载单元的中下部的紫外辐照单元，利用紫外、臭氧及多元氧化剂的联合作用强化装置的灭菌、净水和除臭效果；
旋转布水单元，所述旋转布水单元设置于多级叶轮单元和紫外辐照单元之间，将流经多级叶轮单元的水体均匀分配至紫外辐照单元。
进一步的，所述排口对接单元包括环箍、柔性可曲挠管段及溢流龙头；所述环箍的数量为 2个，分别位于排水管网排放口的出口处和所述壳体承载单元的壳体入水口处；所述柔性可曲挠管段位于上述2个环箍之间，其两端分别固定于上述2个环箍内；所述溢流龙头位于所述柔性可曲挠管段的上方，用于排水管网排放口的水流过大时溢流排放。
进一步的，所述壳体承载单元包括壳体入水口、壳体空腔和壳体出水口；所述壳体入水口与所述排口对接单元的柔性可曲挠管段相连，且位于所述壳体承载单元的上部，用于受纳排放口出水；所述壳体空腔用于承载所述多级叶轮单元、旋转布水单元、紫外-臭氧自调节单元，并在其中对排放口出水进行灭毒、净水和除臭；所述壳体出水口位于所述壳体承载单元的底部，用于将处理后的排放口出水排入地表水体中。
进一步的，所述氧化剂供应单元包括双氧水便携式插筒、二氧化氯便携式插筒、氧化剂储舱、双氧水出料孔、二氧化氯出料孔；所述双氧水便携式插筒和二氧化氯便携式插筒位于所述氧化剂供应单元的顶部，其通过插槽与所述氧化剂储舱相连，用于为氧化剂储舱补充双氧水和二氧化氯溶液；所述氧化剂储舱用于储存双氧水和二氧化氯溶液，并在储量较低时报警；所述双氧水出料孔和二氧化氯出料孔位于所述氧化剂供应单元的底部，并伸入所述壳体承载单元的壳体空腔，用于向壳体承载单元注入双氧水和二氧化氯溶液。
优选的，所述双氧水便携式插筒和二氧化氯便携式插筒的更换周期为5～30d，所述氧化剂储舱的双氧水和二氧化氯溶液的储量均为10～100L/m3出水，所述双氧水出料孔和二氧化氯出料孔向壳体承载单元的壳体空腔注入的双氧水和二氧化氯溶液的纯度或浓度为20％～80％(H2O2/H2O)、50～500mg/L。
进一步的，所述多级叶轮单元包括I号导流板、I号叶轮、II号导流板、II号叶轮、发电机及电控器；所述I号导流板位于所述壳体承载单元的壳体入水口处，用于将排放口出水导流至所述I号叶轮；所述I号叶轮位于所述氧化剂供应单元的双氧水出料孔和二氧化氯出料孔之后，用于对混合了双氧水和二氧化氯溶液的排放口出水进行缓冲消能和搅拌混合；所述II号导流板和II号叶轮位于所述I号导流板和I号叶轮的下方，其功能与I号导流板和I号叶轮相同；所述发电机的转轴与所述I号叶轮及II号叶轮的轮轴同步传动，从而利用叶轮的转动发电，来辅助本装置供电；所述电控器与所述电动机相连，用于根据发电量判断排放口出水流量，并反馈调节所述氧化剂供应单元的双氧水和二氧化氯溶液注入量。
进一步的，所述旋转布水单元包括布水轮盘、纳水孔、布水管、轮盘转槽和电动机；所述布水轮盘在壳体承载单元的壳体空腔内水平放置，其边缘与所述轮盘转槽卡合；所述纳水孔的数量为多个，并均匀分布于所述布水轮盘上，用于收集流经所述多级叶轮单元的排放口出水；所述布水管与所述纳水孔一一对应，且位于所述布水轮盘的下方，用于将所述纳水孔收集的排放口出水导流至所述紫外-臭氧自调节单元的紫外灯周围。
进一步的，所述紫外-臭氧自调节单元包括紫外灯、灯架、臭氧供排装置、臭氧输送管、纳米曝气盘、集气罩、热解排气筒、多功能探头及调节器；所述紫外灯通过所述灯架竖向固定于所述壳体承载单元的壳体空腔内；所述臭氧供排装置位于所述壳体承载单元的顶部，其制备和泵压的臭氧通过所述臭氧输送管输送至位于壳体空腔底部的纳米曝气盘中；所述集气罩和热解排气筒分别安装于所述臭氧供排装置的底部和顶部，用于收集并排放壳体空腔内的多余气体，并消解剩余臭氧；所述多功能探头位于所述紫外灯附近，并与所述调节器相连，用于根据探头检测的水质和紫外辐照强度来调节紫外灯的功率和臭氧供排装置的供应量。
优选的，所述所述紫外灯辐照的紫外线波长范围是185～254nm，辐照强度范围是10～50 mJ/cm2；所述灯架的材质为SS316L或防腐合金；所述臭氧供排装置包含臭氧制备舱和臭氧加压泵，所述臭氧加压泵可对臭氧提供的压强为1.5～10atm；所述多功能探头除可在线监测紫外辐照强度，还可监测的水质指标有：溶解氧、氧化还原点位、pH、浊度、温度、总有机碳、氨氮及还原性硫化物。
本发明还提出了一种用于排水管网排口原位阻断病毒处理装置的使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一：将所述多级叶轮单元、旋转布水单元及紫外-臭氧自调节单元安装于所述壳体承载单元的空腔内，同时将所述氧化剂供应单元的氧化剂储舱加满并安装于所述壳体承载单元的顶部；
步骤二：将壳体承载单元置于排水管网排放口的受纳水体中，并通过所述排口对接单元将壳体承载单元和排水管网排放口相连，同时将溢流龙头安装于所述柔性可曲挠管段的上方；
步骤三：排放口出水流经所述排口对接单元，在多级叶轮单元的I号导流板上受纳了所述氧化剂供应单元注入的双氧水和二氧化氯溶液，并到达多级叶轮单元的I号叶轮，得以缓冲消能、搅拌混合，并将部分动能转化为电能；继而依次经过II号导流板和II号叶轮，到达所述旋转布水单元；
步骤四：所述多级叶轮单元的电控器通过叶轮传动的电动机的发电量判断排放口出水流量，并反馈调节所述氧化剂供应单元的双氧水和二氧化氯溶液注入量；
步骤五：排放口出水在所述旋转布水单元的汇集、导流、旋转作用下，向下旋流至所述紫外-臭氧自调节单元的紫外灯附近；
步骤六：混合了双氧水和二氧化氯溶液的排放口出水流经紫外灯表面，并协同纳米曝气盘释放的臭氧纳米气泡，通过多种氧化剂和紫外的联合作用，实现排放口出水的高效灭菌、净水和除臭；
步骤七：位于紫外灯附近的所述多功能探头将检测的水质和紫外辐照强度反馈至所述紫外 -臭氧自调节单元的调节器，继而调节紫外灯的功率和臭氧供排装置的供应量。
步骤八：所述壳体承载单元的壳体空腔内多余的气体和臭氧经所述集气罩收集，并经热解排气筒处理后无害排放。
本发明充分利用排水管网排口至受纳地表水体的局部空间，通过排口对接单元、壳体承载单元、氧化剂供应单元、多级叶轮单元、旋转布水单元、紫外-臭氧自调节单元的精巧设计与联合作用，实现排水管网排水的高效灭菌、水质净化及恶臭去除。
本发明的创新性主要体现在：
1.排口对接单元通过螺栓式环箍设计，能够实现本装置与不同型式(圆形、方形或不规则形状)的排水管网排口的无缝对接，继而将排口出水顺利导入壳体承载单元；排口对接单元同时利用柔性可曲挠管段的设计，来防止因震动、水流等因素造成的本装置与管网排口间的经口偏移或轴向伸缩，并具有降低噪音、强化密封、便于检修等益处；在柔性可曲挠管段设置了溢流龙头，防止管网排口排水量较大时出现拥水现象。
2.壳体承载单元将排水管网排口出水几乎完全受纳于空腔内，并通过多种氧化剂、紫外和臭氧对出水进行处理，从源头上阻断了管网排口向空气中逸散“病毒气溶胶”的可能性，并有效杜绝了病毒的“粪-呼吸”传播途径。
3.壳体承载单元内部结构紧凑、布局合理，充分考虑了双氧水、二氧化氯溶液、紫外和臭氧等工艺的联合作用以及多级叶轮单元、旋转布水单元及氧化剂供应单元的功能承接；同时，壳体承载单元的尺寸可根据不同排水管网排口的施工条件进行模块化预制和拼装，能够适应不同环境条件下的排口安装和运行，有利于产业化应用和工程化推广。
4.氧化剂供应单元可向本装置供应双氧水和二氧化氯溶液，其通过便携式插筒的设计，方便快捷地实现了氧化剂的补充和更换；氧化剂供应单元的出料孔可将双氧水和二氧化氯溶液按照不同配比和流量加入本装置，继而与排放口出水混合，从而利用强氧化作用杀灭出水中的病毒，并氧化部分有机物和氨氮。
5.多级叶轮单元的叶轮置于氧化剂供应单元向壳体承载单元内添加双氧水和二氧化氯溶液的下游，又处于壳体承载单元水流通道的折弯处，该设计有利于叶轮对水流进行缓冲消能；叶轮的转动也利于双氧水和二氧化氯溶液与排口出水的充分混合，从而通过双氧水和二氧化氯溶液的强氧化作用对排口出水中的病毒进行杀灭。
6.多级叶轮单元的叶轮转动速率可通过导线反馈至装置电控器，继而监控排口出水的流量；当反馈流量较高时，电控器则增大出料孔的氧化剂喷射量，以便于保障处理效果；反之，当反馈流量较小时则减少出料孔的氧化剂喷射量，以便于节能；此外，多级叶轮单元的叶轮转轴还可通过与发电机的轴相连，从而将叶轮转动的动能转化为电能，辅助本装置的供电。
7.旋转布水单元通过合理的开孔方式和自转，将流经多级叶轮单元的水体均匀分配至紫外辐照单元，同时使得分配至紫外辐照单元的水流流态不断旋转，以提高水流和紫外灯的接触面积；另外，由于水流在壳体承载单元的上部混合了双氧水和二氧化氯溶液，故旋转向下的水流可冲刷、清洁紫外灯表面上的污渍，将氧化剂与紫外联用可有效延长紫外灯的正常运行时间。
8.紫外-臭氧自调节单元接受壳体承载单元上部混合了双氧水和二氧化氯溶液的排口出水，并通过紫外和臭氧的联合作用，实现排口出水的高效灭菌、净水和除臭；紫外-臭氧自调节单元还具有自动调节紫外辐照强度与臭氧供排装置臭氧供应量的功能：当多功能探头监测到装置内紫外线强度减弱或水体中有机碳、氨氮等污染物的含量较高时，则增大紫外灯的辐照强度，并增加臭氧供应量，以强化紫外灯表明污渍的清洗，并保证处理效果；反之，则降低紫外灯的辐照强度，并减少臭氧供应量，以节能并延长设备使用寿命。
9.紫外-臭氧自调节单元的臭氧供排装置还负载了收集并排放装置内多余气体和消解剩余臭氧的功能，用以保障装置内的气压平衡，并保障剩余臭氧不至影响周围环境。
10.紫外-臭氧自调节单元的热解排气筒不仅可消除本装置产生的多余臭氧，还能对从装置逸出的气溶胶进行瞬时加热，有效杀灭气溶胶中的病毒，从而阻断排水管网排放口的病毒“气溶胶传播”和“粪-呼吸传播”途径。
本发明的增益效果主要有：
1.在市场开拓方面，解决排水管网向地表水体排水的病毒防控问题，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，本发明可在不影响排放口正常排水能力的前提下，适用于不同型式和尺寸的排水管网排口的病毒原位灭除，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、环境和经济效益。
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。新型装置将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，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
排口对接单元可与各种型式及尺寸的排水管网排口无缝对接，壳体承载单元亦可根据排口受纳地表水体的地形定制，满足不同环境条件下排水管网排水的原位阻断病毒与净水需求。
2.快捷高效
本装置联合紫外辐照、多元氧化剂氧化、臭氧微气泡等工艺，能够对排水管网排水进行全方位、深层次、高效率的原位病毒阻断、水质净化与恶臭处理。
3.易于实施
本装置充分利用排水管网排口及入河处的局部水域进行改造，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
在不影响排水管网排口正常排放功能的前提下，本装置具有快速灭除排放口病毒、防止病毒气溶胶逸散、深度去除氨氮和难降解有机物、提升水体自净能力、去除排水中恶臭物质等多种功能。
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为本发明一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置构造示意图；
图2为本发明装置的排口对接单元构造示意图；
图3为本发明装置的壳体承载单元构造示意图；
图4为本发明装置的氧化剂供应单元构造示意图；
图5为本发明装置的多级叶轮单元构造示意图；
图6为本发明装置的旋转布水单元构造示意图；
图7为本发明装置的紫外-臭氧自调节单元构造示意图。
图1～7中的编号含义为：
1-排口对接单元，11-环箍，12-螺栓，13-柔性可曲挠管段，14-溢流龙头；
2-壳体承载单元，21-壳体入水口，22-壳体空腔，23-壳体出水口；
3-氧化剂供应单元，31-双氧水便携式插筒，32-二氧化氯便携式插筒，33-氧化剂储舱，34- 双氧水出料孔，35-二氧化氯出料孔。
4-多级叶轮单元，41-I号导流板，42-I号叶轮，43-II号导流板，44-II号叶轮；
5-旋转布水单元，51-布水轮盘，52-纳水孔，53-布水管，54-轮盘转槽；
6-紫外-臭氧自调节单元，61-紫外灯，62-灯架，63-臭氧供排装置，64-臭氧输送管，65- 纳米曝气盘，66-集气罩，67-热解排气筒，68-多功能探头；
7-排水管网排放口，71-排放口管道，72-管内水体，73-排放口出水，74-河道水面，75-驳岸，76-河底。
注：本装置的市电电缆、信号线、多级叶轮单元的发电机和电控器、旋转布水单元的电动机、紫外-臭氧自调节单元的调节器等均未在图1～7中体现，其具体实施时，可依据实际情况布设。
具体实施方式
结合以下具体实施例和附图，对发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
实施例1：
一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，包括：排口对接单元1、壳体承载单元2、多级叶轮单元4、旋转布水单元5、紫外-臭氧自调节单元6及氧化剂供应单元3。
所述排口对接单元1与排水管网的排口相连，用于将排口出水导入壳体承载单元2；所述壳体承载单元2置于地表水体中，用于承载其他单元；所述氧化剂供应单元3置于壳体承载单元2的顶部，可根据多级叶轮单元4反馈的排口出水量调节双氧水和二氧化氯溶液的供应量；所述多级叶轮单元4置于壳体承载单元2的上部，具有缓冲消能、搅拌混合、流量测定、水力发电等作用；所述旋转布水单元5将流经多级叶轮单元4的水体均匀分配至紫外辐照单元；所述紫外-臭氧自调节单元6置于壳体承载单元2的中下部，其利用紫外、臭氧及多元氧化剂的联合作用强化装置的灭菌、净水和除臭效果。
所述排口对接单元1包括环箍11、螺栓12、柔性可曲挠管段13及溢流龙头14；所述环箍11的数量为2个，分别位于排水管网排放口7的出口处和所述壳体承载单元2的壳体入水口21处，其外形和尺寸恰可包裹排水管网排放口7的出口，以便无缝对接；所述螺栓12位于所述环箍11的外圈，其数量为多个，通过旋紧螺栓12，可使所述环箍11收紧；所述柔性可曲挠管段13位于上述2个环箍11之间，材质为其具有一定柔性和良好密封性；所述溢流龙头14位于所述柔性可曲挠管段13的上方，用于排水管网排放口7的水流过大时溢流排放。
所述壳体承载单元2包括壳体入水口21、壳体空腔22和壳体出水口23；所述壳体入水口 21与所述排口对接单元1的柔性可曲挠管段13相连，且位于所述壳体承载单元2的上部，用于受纳排放口出水73；所述壳体空腔22用于承载所述多级叶轮单元4、旋转布水单元5、紫外-臭氧自调节单元6，并在其中对排放口出水73进行灭毒、净水和除臭；所述壳体出水口23 位于所述壳体承载单元2的底部，用于将处理后的排放口出水73排入地表水体中。
所述氧化剂供应单元3包括双氧水便携式插筒31、二氧化氯便携式插筒32、氧化剂储舱 33、双氧水出料孔34、二氧化氯出料孔35；所述双氧水便携式插筒31和二氧化氯便携式插筒 32位于所述氧化剂供应单元3的顶部，其通过插槽与所述氧化剂储舱33相连，用于为氧化剂储舱33补充双氧水和二氧化氯溶液；所述氧化剂储舱33用于储存双氧水和二氧化氯溶液，并在储量较低时报警；所述双氧水出料孔34和二氧化氯出料孔35位于所述氧化剂供应单元3 的底部，并伸入所述壳体承载单元2的壳体空腔22，用于向壳体承载单元2注入双氧水和二氧化氯溶液。
所述双氧水便携式插筒31和二氧化氯便携式插筒32的更换周期为20d，所述氧化剂储舱 33的双氧水和二氧化氯溶液的储量均为50L/m3出水，所述双氧水出料孔34和二氧化氯出料孔35向壳体承载单元2的壳体空腔22注入的双氧水和二氧化氯溶液的纯度或浓度为50％ (H2O2/H2O)、300mg/L。
所述多级叶轮单元4包括I号导流板41、I号叶轮42、II号导流板43、II号叶轮44、发电机及电控器；所述I号导流板41位于所述壳体承载单元2的壳体入水口21处，用于将排放口出水73导流至所述I号叶轮42；所述I号叶轮42位于所述氧化剂供应单元3的双氧水出料孔34和二氧化氯出料孔35之后，用于对混合了双氧水和二氧化氯溶液的排放口出水73进行缓冲消能和搅拌混合；所述II号导流板43和II号叶轮44位于所述I号导流板41和I号叶轮42的下方，其功能与I号导流板41和I号叶轮42相同；所述发电机的转轴与所述I号叶轮42及II号叶轮44的轮轴同步传动，从而利用叶轮的转动发电，来辅助本装置供电；所述电控器与所述电动机相连，用于根据发电量判断排放口出水73流量，并反馈调节所述氧化剂供应单元3的双氧水和二氧化氯溶液注入量。
所述旋转布水单元5包括布水轮盘51、纳水孔52、布水管53、轮盘转槽54和电动机；所述布水轮盘51在壳体承载单元2的壳体空腔22内水平放置，其边缘与所述轮盘转槽54卡合；所述纳水孔52的数量为多个，并均匀分布于所述布水轮盘51上，用于收集流经所述多级叶轮单元4的排放口出水73；所述布水管53与所述纳水孔52一一对应，且位于所述布水轮盘51的下方，用于将所述纳水孔52收集的排放口出水73导流至所述紫外-臭氧自调节单元6的紫外灯61周围。
所述紫外-臭氧自调节单元6包括紫外灯61、灯架62、臭氧供排装置63、臭氧输送管64、纳米曝气盘65、集气罩66、热解排气筒67、多功能探头68及调节器；所述紫外灯61通过所述灯架62竖向固定于所述壳体承载单元2的壳体空腔22内；所述臭氧供排装置63位于所述壳体承载单元2的顶部，其制备和泵压的臭氧通过所述臭氧输送管64输送至位于壳体空腔22 底部的纳米曝气盘65中；所述集气罩66和热解排气筒67分别安装于所述臭氧供排装置63 的底部和顶部，用于收集并排放壳体空腔22内的多余气体，并消解剩余臭氧；所述多功能探头68位于所述紫外灯61附近，并与所述调节器相连，用于根据探头检测的水质和紫外辐照强度来调节紫外灯61的功率和臭氧供排装置63的供应量。
所述所述紫外灯61辐照的紫外线波长是210nm，辐照强度是30mJ/cm2；所述灯架62的材质为SS316L；所述臭氧供排装置63包含臭氧制备舱和臭氧加压泵，所述臭氧加压泵可对臭氧提供的压强为5atm；所述多功能探头68除可在线监测紫外辐照强度，还可监测的水质指标有：溶解氧、氧化还原点位、pH、浊度、温度、总有机碳、氨氮及还原性硫化物。
利用该装置对排水管网排放口7出水进行处理的方法，具体包括以下步骤：
步骤一：拼装所述多级叶轮单元4、旋转布水单元5及紫外-臭氧自调节单元6的各部件，将其安装于所述壳体承载单元2的空腔内，同时将所述氧化剂供应单元3的氧化剂储舱33加满并安装于所述壳体承载单元2的顶部；
步骤二：将壳体承载单元2置于排水管网排放口7的受纳水体中，并通过所述排口对接单元1将壳体承载单元2和排水管网排放口7相连，同时将溢流龙头14安装于所述柔性可曲挠管段13的上方；
步骤三：排放口出水73流经所述排口对接单元1，在多级叶轮单元4的I号导流板41上受纳了所述氧化剂供应单元3注入的双氧水和二氧化氯溶液，并到达多级叶轮单元4的I号叶轮42，得以缓冲消能、搅拌混合，并将部分动能转化为电能；继而依次经过II号导流板43和 II号叶轮44，到达所述旋转布水单元5；
步骤四：所述多级叶轮单元4的电控器通过叶轮传动的电动机的发电量判断排放口出水 73流量，并反馈调节所述氧化剂供应单元3的双氧水和二氧化氯溶液注入量；
步骤五：排放口出水73在所述旋转布水单元5的汇集、导流、旋转作用下，向下旋流至所述紫外-臭氧自调节单元6的紫外灯61附近；
步骤六：混合了双氧水和二氧化氯溶液的排放口出水73流经紫外灯61表面，并协同纳米曝气盘65释放的臭氧纳米气泡，通过多种氧化剂和紫外的联合作用，实现排放口出水73的高效灭菌、净水和除臭；
步骤七：位于紫外灯61附近的所述多功能探头68将检测的水质和紫外辐照强度反馈至所述紫外-臭氧自调节单元6的调节器，继而调节紫外灯61的功率和臭氧供排装置63的供应量。
步骤八：所述壳体承载单元2的壳体空腔22内多余的气体和臭氧经所述集气罩66收集，并经热解排气筒67处理后无害排放。
实施例2：
用于排放口原位阻断病毒的装置，其基本构造和净水方法同实施例1，其具体实施方式为：
一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，包括：排口对接单元1、壳体承载单元2、多级叶轮单元4、旋转布水单元5、紫外-臭氧自调节单元6及氧化剂供应单元3。
所述排口对接单元1与排水管网的排口相连，用于将排口出水导入壳体承载单元2；所述壳体承载单元2置于地表水体中，用于承载其他单元；所述氧化剂供应单元3置于壳体承载单元2的顶部，可根据多级叶轮单元4反馈的排口出水量调节双氧水和二氧化氯溶液的供应量；所述多级叶轮单元4置于壳体承载单元2的上部，具有缓冲消能、搅拌混合、流量测定、水力发电等作用；所述旋转布水单元5将流经多级叶轮单元4的水体均匀分配至紫外辐照单元；所述紫外-臭氧自调节单元6置于壳体承载单元2的中下部，其利用紫外、臭氧及多元氧化剂的联合作用强化装置的灭菌、净水和除臭效果。
所述排口对接单元1包括环箍11、螺栓12、柔性可曲挠管段13及溢流龙头14；所述环箍11的数量为2个，分别位于排水管网排放口7的出口处和所述壳体承载单元2的壳体入水口21处，其外形和尺寸恰可包裹排水管网排放口7的出口，以便无缝对接；所述螺栓12位于所述环箍11的外圈，其数量为多个，通过旋紧螺栓12，可使所述环箍11收紧；所述柔性可曲挠管段13位于上述2个环箍11之间，材质为其具有一定柔性和良好密封性；所述溢流龙头14位于所述柔性可曲挠管段13的上方，用于排水管网排放口7的水流过大时溢流排放。
所述壳体承载单元2包括壳体入水口21、壳体空腔22和壳体出水口23；所述壳体入水口 21与所述排口对接单元1的柔性可曲挠管段13相连，且位于所述壳体承载单元2的上部，用于受纳排放口出水73；所述壳体空腔22用于承载所述多级叶轮单元4、旋转布水单元5、紫外-臭氧自调节单元6，并在其中对排放口出水73进行灭毒、净水和除臭；所述壳体出水口23 位于所述壳体承载单元2的底部，用于将处理后的排放口出水73排入地表水体中。
所述氧化剂供应单元3包括双氧水便携式插筒31、二氧化氯便携式插筒32、氧化剂储舱 33、双氧水出料孔34、二氧化氯出料孔35；所述双氧水便携式插筒31和二氧化氯便携式插筒 32位于所述氧化剂供应单元3的顶部，其通过插槽与所述氧化剂储舱33相连，用于为氧化剂储舱33补充双氧水和二氧化氯溶液；所述氧化剂储舱33用于储存双氧水和二氧化氯溶液，并在储量较低时报警；所述双氧水出料孔34和二氧化氯出料孔35位于所述氧化剂供应单元3 的底部，并伸入所述壳体承载单元2的壳体空腔22，用于向壳体承载单元2注入双氧水和二氧化氯溶液。
所述双氧水便携式插筒31和二氧化氯便携式插筒32的更换周期为5d，所述氧化剂储舱 33的双氧水和二氧化氯溶液的储量均为10L/m3出水，所述双氧水出料孔34和二氧化氯出料孔35向壳体承载单元2的壳体空腔22注入的双氧水和二氧化氯溶液的纯度或浓度为20％ (H2O2/H2O)、50mg/L。
所述多级叶轮单元4包括I号导流板41、I号叶轮42、II号导流板43、II号叶轮44、发电机及电控器；所述I号导流板41位于所述壳体承载单元2的壳体入水口21处，用于将排放口出水73导流至所述I号叶轮42；所述I号叶轮42位于所述氧化剂供应单元3的双氧水出料孔34和二氧化氯出料孔35之后，用于对混合了双氧水和二氧化氯溶液的排放口出水73进行缓冲消能和搅拌混合；所述II号导流板43和II号叶轮44位于所述I号导流板41和I号叶轮42的下方，其功能与I号导流板41和I号叶轮42相同；所述发电机的转轴与所述I号叶轮42及II号叶轮44的轮轴同步传动，从而利用叶轮的转动发电，来辅助本装置供电；所述电控器与所述电动机相连，用于根据发电量判断排放口出水73流量，并反馈调节所述氧化剂供应单元3的双氧水和二氧化氯溶液注入量。
所述旋转布水单元5包括布水轮盘51、纳水孔52、布水管53、轮盘转槽54和电动机；所述布水轮盘51在壳体承载单元2的壳体空腔22内水平放置，其边缘与所述轮盘转槽54卡合；所述纳水孔52的数量为多个，并均匀分布于所述布水轮盘51上，用于收集流经所述多级叶轮单元4的排放口出水73；所述布水管53与所述纳水孔52一一对应，且位于所述布水轮盘51的下方，用于将所述纳水孔52收集的排放口出水73导流至所述紫外-臭氧自调节单元6的紫外灯61周围。
所述紫外-臭氧自调节单元6包括紫外灯61、灯架62、臭氧供排装置63、臭氧输送管64、纳米曝气盘65、集气罩66、热解排气筒67、多功能探头68及调节器；所述紫外灯61通过所述灯架62竖向固定于所述壳体承载单元2的壳体空腔22内；所述臭氧供排装置63位于所述壳体承载单元2的顶部，其制备和泵压的臭氧通过所述臭氧输送管64输送至位于壳体空腔22 底部的纳米曝气盘65中；所述集气罩66和热解排气筒67分别安装于所述臭氧供排装置63 的底部和顶部，用于收集并排放壳体空腔22内的多余气体，并消解剩余臭氧；所述多功能探头68位于所述紫外灯61附近，并与所述调节器相连，用于根据探头检测的水质和紫外辐照强度来调节紫外灯61的功率和臭氧供排装置63的供应量。
所述所述紫外灯61辐照的紫外线波长是185nm，辐照强度是10mJ/cm2；所述灯架62的材质为SS316L；所述臭氧供排装置63包含臭氧制备舱和臭氧加压泵，所述臭氧加压泵可对臭氧提供的压强为1.5atm；所述多功能探头68除可在线监测紫外辐照强度，还可监测的水质指标有：溶解氧、氧化还原点位、pH、浊度、温度、总有机碳、氨氮及还原性硫化物。
利用该装置对排水管网排放口7出水进行处理的方法，具体包括以下步骤：
步骤一：拼装所述多级叶轮单元4、旋转布水单元5及紫外-臭氧自调节单元6的各部件，将其安装于所述壳体承载单元2的空腔内，同时将所述氧化剂供应单元3的氧化剂储舱33加满并安装于所述壳体承载单元2的顶部；
步骤二：将壳体承载单元2置于排水管网排放口7的受纳水体中，并通过所述排口对接单元1将壳体承载单元2和排水管网排放口7相连，同时将溢流龙头14安装于所述柔性可曲挠管段13的上方；
步骤三：排放口出水73流经所述排口对接单元1，在多级叶轮单元4的I号导流板41上受纳了所述氧化剂供应单元3注入的双氧水和二氧化氯溶液，并到达多级叶轮单元4的I号叶轮42，得以缓冲消能、搅拌混合，并将部分动能转化为电能；继而依次经过II号导流板43和 II号叶轮44，到达所述旋转布水单元5；
步骤四：所述多级叶轮单元4的电控器通过叶轮传动的电动机的发电量判断排放口出水 73流量，并反馈调节所述氧化剂供应单元3的双氧水和二氧化氯溶液注入量；
步骤五：排放口出水73在所述旋转布水单元5的汇集、导流、旋转作用下，向下旋流至所述紫外-臭氧自调节单元6的紫外灯61附近；
步骤六：混合了双氧水和二氧化氯溶液的排放口出水73流经紫外灯61表面，并协同纳米曝气盘65释放的臭氧纳米气泡，通过多种氧化剂和紫外的联合作用，实现排放口出水73的高效灭菌、净水和除臭；
步骤七：位于紫外灯61附近的所述多功能探头68将检测的水质和紫外辐照强度反馈至所述紫外-臭氧自调节单元6的调节器，继而调节紫外灯61的功率和臭氧供排装置63的供应量。
步骤八：所述壳体承载单元2的壳体空腔22内多余的气体和臭氧经所述集气罩66收集，并经热解排气筒67处理后无害排放。
实施例3：
用于排放口原位阻断病毒的装置，其基本构造和净水方法同实施例1，其具体实施方式为：
一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，包括：排口对接单元1、壳体承载单元2、多级叶轮单元4、旋转布水单元5、紫外-臭氧自调节单元6及氧化剂供应单元3。
所述氧化剂供应单元3包括双氧水便携式插筒31、二氧化氯便携式插筒32、氧化剂储舱 33、双氧水出料孔34、二氧化氯出料孔35；所述双氧水便携式插筒31和二氧化氯便携式插筒 32位于所述氧化剂供应单元3的顶部，其通过插槽与所述氧化剂储舱33相连，用于为氧化剂储舱33补充双氧水和二氧化氯溶液；所述氧化剂储舱33用于储存双氧水和二氧化氯溶液，并在储量较低时报警；所述双氧水出料孔34和二氧化氯出料孔35位于所述氧化剂供应单元3 的底部，并伸入所述壳体承载单元2的壳体空腔22，用于向壳体承载单元2注入双氧水和二氧化氯溶液。
所述双氧水便携式插筒31和二氧化氯便携式插筒32的更换周期为30d，所述氧化剂储舱 33的双氧水和二氧化氯溶液的储量均为100L/m3出水，所述双氧水出料孔34和二氧化氯出料孔35向壳体承载单元2的壳体空腔22注入的双氧水和二氧化氯溶液的纯度或浓度为80％ (H2O2/H2O)、500mg/L。
所述紫外-臭氧自调节单元6包括紫外灯61、灯架62、臭氧供排装置63、臭氧输送管64、纳米曝气盘65、集气罩66、热解排气筒67、多功能探头68及调节器；所述紫外灯61通过所述灯架62竖向固定于所述壳体承载单元2的壳体空腔22内；所述臭氧供排装置63位于所述壳体承载单元2的顶部，其制备和泵压的臭氧通过所述臭氧输送管64输送至位于壳体空腔22 底部的纳米曝气盘65中；所述集气罩66和热解排气筒67分别安装于所述臭氧供排装置63 的底部和顶部，用于收集并排放壳体空腔22内的多余气体，并消解剩余臭氧；所述多功能探头68位于所述紫外灯61附近，并与所述调节器相连，用于根据探头检测的水质和紫外辐照强度来调节紫外灯61的功率和臭氧供排装置63的供应量。
所述所述紫外灯61辐照的紫外线波长是254nm，辐照强度是50mJ/cm2；所述灯架62的材质为防腐合金；所述臭氧供排装置63包含臭氧制备舱和臭氧加压泵，所述臭氧加压泵可对臭氧提供的压强为10atm；所述多功能探头68除可在线监测紫外辐照强度，还可监测的水质指标有：溶解氧、氧化还原点位、pH、浊度、温度、总有机碳、氨氮及还原性硫化物。
利用该装置对排水管网排放口7出水进行处理的方法，具体包括以下步骤：
步骤一：拼装所述多级叶轮单元4、旋转布水单元5及紫外-臭氧自调节单元6的各部件，将其安装于所述壳体承载单元2的空腔内，同时将所述氧化剂供应单元3的氧化剂储舱33加满并安装于所述壳体承载单元2的顶部；
步骤二：将壳体承载单元2置于排水管网排放口7的受纳水体中，并通过所述排口对接单元1将壳体承载单元2和排水管网排放口7相连，同时将溢流龙头14安装于所述柔性可曲挠管段13的上方；
步骤三：排放口出水73流经所述排口对接单元1，在多级叶轮单元4的I号导流板41上受纳了所述氧化剂供应单元3注入的双氧水和二氧化氯溶液，并到达多级叶轮单元4的I号叶轮42，得以缓冲消能、搅拌混合，并将部分动能转化为电能；继而依次经过II号导流板43和 II号叶轮44，到达所述旋转布水单元5；
步骤四：所述多级叶轮单元4的电控器通过叶轮传动的电动机的发电量判断排放口出水73流量，并反馈调节所述氧化剂供应单元3的双氧水和二氧化氯溶液注入量；
步骤五：排放口出水73在所述旋转布水单元5的汇集、导流、旋转作用下，向下旋流至所述紫外-臭氧自调节单元6的紫外灯61附近；
步骤六：混合了双氧水和二氧化氯溶液的排放口出水73流经紫外灯61表面，并协同纳米曝气盘65释放的臭氧纳米气泡，通过多种氧化剂和紫外的联合作用，实现排放口出水73的高效灭菌、净水和除臭；
步骤七：位于紫外灯61附近的所述多功能探头68将检测的水质和紫外辐照强度反馈至所述紫外-臭氧自调节单元6的调节器，继而调节紫外灯61的功率和臭氧供排装置63的供应量。
步骤八：所述壳体承载单元2的壳体空腔22内多余的气体和臭氧经所述集气罩66收集，并经热解排气筒67处理后无害排放。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
Claims (9)
1.一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，其特征在于所述装置包括
排口对接单元，所述排口对接单元与排水管网的排口相连，用于将排口出水导入壳体承载单元；
壳体承载单元，所述壳体承载单元置于地表水体中，用于承载其他单元；
氧化剂供应单元，所述氧化剂供应单元置于壳体承载单元的顶部，用于向壳体承载单元注入多元氧化剂；
多级叶轮单元，所述多级叶轮单元置于壳体承载单元的上部，所述多级叶轮单元包括依次设置的至少两个叶轮，叶轮的前端设导流板，所述叶轮与发电机连接，用于将水动能转换为电能，所述多级叶轮单元还包括电控器，所述电控器用于测定经过所述多级叶轮单元的流量，并根据流量反馈调节所述氧化剂供应单元的多元氧化剂注入量；
紫外-臭氧自调节单元，所述紫外-臭氧自调节单元包括置于壳体承载单元顶部的臭氧供排装置和置于壳体承载单元的中下部的紫外辐照单元，利用紫外、臭氧及氧化剂供应单元注入的多元氧化剂的联合作用强化装置的灭菌、净水和除臭效果；
旋转布水单元，所述旋转布水单元设置于多级叶轮单元和紫外辐照单元之间，将流经多级叶轮单元的水体均匀分配至紫外辐照单元。
2.如权利要求1所述的一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，其特征在于，所述排口对接单元包括环箍、柔性可曲挠管段及溢流龙头；所述环箍的数量为2个，分别位于排水管网排放口的出口处和所述壳体承载单元的壳体入水口处；所述柔性可曲挠管段位于上述2个环箍之间；所述溢流龙头位于所述柔性可曲挠管段的上方。
3.如权利要求1所述的一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，其特征在于，所述壳体承载单元包括壳体入水口、壳体空腔和壳体出水口；所述壳体入水口与所述排口对接单元的柔性可曲挠管段相连，且位于所述壳体承载单元的上部；所述壳体出水口位于所述壳体承载单元的底部。
4.如权利要求1所述的一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，其特征在于，所述氧化剂供应单元包括双氧水便携式插筒、二氧化氯便携式插筒、氧化剂储舱、双氧水出料孔、二氧化氯出料孔；所述双氧水便携式插筒和二氧化氯便携式插筒位于所述氧化剂供应单元的顶部，其通过插槽与所述氧化剂储舱相连；所述氧化剂储舱用于储存双氧水和二氧化氯溶液；所述双氧水出料孔和二氧化氯出料孔位于所述氧化剂供应单元的底部，并伸入所述壳体承载单元的壳体空腔。
5. 如权利要求4所述的一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，其特征在于，所述双氧水便携式插筒和二氧化氯便携式插筒的更换周期为5~30 d，所述氧化剂储舱的双氧水和二氧化氯溶液的储量均为10~100 L/m3出水，所述双氧水出料孔和二氧化氯出料孔向壳体承载单元的壳体空腔注入的双氧水和二氧化氯溶液的纯度或浓度为20%~80%、50~500 mg/L。
6.如权利要求1所述的一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，其特征在于，所述多级叶轮单元包括I号导流板、I号叶轮、II号导流板、II号叶轮、发电机及电控器；所述I号导流板位于所述壳体承载单元的壳体入水口处；所述I号叶轮位于所述氧化剂供应单元的双氧水出料孔和二氧化氯出料孔之后；所述II号导流板和II号叶轮位于所述I号导流板和I号叶轮的下方；所述发电机的转轴与所述I号叶轮及II号叶轮的轮轴同步传动；所述电控器与所述电动机相连。
7.如权利要求1所述的一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，其特征在于，所述旋转布水单元包括布水轮盘、纳水孔、布水管、轮盘转槽和电动机；所述布水轮盘在壳体承载单元的壳体空腔内水平放置，其边缘与所述轮盘转槽卡合；所述纳水孔的数量为多个，并均匀分布于所述布水轮盘上；所述布水管与所述纳水孔一一对应，且位于所述布水轮盘的下方。
8.如权利要求1所述的一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，其特征在于，所述紫外-臭氧自调节单元包括紫外灯、灯架、臭氧供排装置、臭氧输送管、纳米曝气盘、集气罩、热解排气筒、多功能探头及调节器；所述紫外灯通过所述灯架竖向固定于所述壳体承载单元的壳体空腔内；所述臭氧供排装置位于所述壳体承载单元的顶部，其制备和泵压的臭氧通过所述臭氧输送管输送至位于壳体空腔底部的纳米曝气盘中；所述集气罩和热解排气筒分别安装于所述臭氧供排装置的底部和顶部；所述多功能探头位于所述紫外灯附近，并与所述调节器相连。
9. 如权利要求8所述的一种用于管网排口病毒防控及净水除臭的封闭式处理装置，其特征在于，所述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 ~50 mJ/cm2；所述灯架的材质为SS316L或防腐合金；所述臭氧供排装置包含臭氧制备舱和臭氧加压泵，所述臭氧加压泵可对臭氧提供的压强为1.5~10 atm；所述多功能探头除可在线监测紫外辐照强度，还可监测的水质指标有：溶解氧、氧化还原点位、pH、浊度、温度、总有机碳、氨氮及还原性硫化物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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