[發明專利]非均質電子穿梭體催化錳氧化物人工濕地的污水處理系統

在審

• 申請號: 202210575387.8
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114956455A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 張建;沈曉彤;謝慧君
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/16;C02F101/10;C02F101/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強

1.一種非均質電子穿梭體催化錳氧化物人工濕地的污水處理系統，其特征在于：

包括：人工濕地，所述人工濕地包括基質區和挺水植物，基質區包括水鈉錳礦、非均質電子穿梭體、石英砂和礫石；非均質電子穿梭體包括釕生物炭、ABTS生物炭和腐殖酸生物炭材料。

2.如權利要求1所述的非均質電子穿梭體催化錳氧化物人工濕地的污水處理系統，其特征在于：

水鈉錳礦、非均質電子穿梭體、石英砂和礫石的質量構成比例為1:1:2:1。

3.如權利要求1所述的非均質電子穿梭體催化錳氧化物人工濕地的污水處理系統，其特征在于：

污水流經基質時，水鈉錳礦表面富集有至少含有多環芳烴降解菌和錳氧化菌的生物膜。

4.如權利要求1所述的非均質電子穿梭體催化錳氧化物人工濕地的污水處理系統，其特征在于：

基質區自底部向上依次為礫石層，水鈉錳礦、非均質電子穿梭體和石英砂混合組成的改性層以及最上層的石英砂層。

5.如權利要求1所述的非均質電子穿梭體催化錳氧化物人工濕地的污水處理系統，其特征在于：

水鈉錳礦的生成，包括：

將石英砂充分沖洗干凈，再用鹽酸沖洗，去除表面雜質，最后用去離子水沖洗干凈，烘干。

6.如權利要求5所述的非均質電子穿梭體催化錳氧化物人工濕地的污水處理系統，其特征在于：

將洗凈的石英砂放入0.4mol/L的高錳酸鉀溶液中，高錳酸鉀溶液與石英砂的質量比為25:3，加熱至沸騰；

沸騰后，逐滴加入濃鹽酸，濃鹽酸與溶液比例為8:10，邊加邊攪拌，全部加入后，繼續煮沸10分鐘；

煮沸結束后，將其自然冷卻，隨后將生成的沉淀過濾并用去離子水沖洗干凈，置于烘箱中干燥。

7.如權利要求1所述的非均質電子穿梭體催化錳氧化物人工濕地的污水處理系統，其特征在于：

生物炭材料的生成，包括：

采集蘆竹秸稈，并用自來水清洗干凈，置于烘箱在105℃下完全烘干；

將烘干后的蘆竹秸稈剪至2cm～3cm的長度，用植物破碎機進行破碎并過60目標準篩；

稱取一定數量的蘆葦粉末，浸漬于磷酸溶液中，攪拌均勻，浸漬比2:1；

在室溫中浸泡24h后，放入通氮氣保護的馬弗爐中以10℃/min的升溫速度，加熱至500℃，持續加熱1h；

待馬弗爐溫度降至室溫，取出材料，用去離子水反復清洗，置于105℃烘箱中完全烘干，最后研磨過200目標準篩。

8.如權利要求1所述的非均質電子穿梭體催化錳氧化物人工濕地的污水處理系統，其特征在于：

釕生物炭的生成，包括：

將生物炭材料與飽和RuCl₃溶液按照預設比例充分浸漬，將浸漬物放入105℃烘箱中烘干10小時；

將該混合樣品放入氮氣保護的馬弗爐中在400℃下炭化活化3h，當馬弗爐溫度降至室溫，取出炭化樣品，用去離子水反復清洗；

置于烘箱中于105℃下烘干，研磨過120目標準篩。

9.如權利要求1所述的非均質電子穿梭體催化錳氧化物人工濕地的污水處理系統，其特征在于：

ABTS生物炭的生成，包括：

將生物炭材料與飽和RuCl₃溶液按照預設比例充分浸漬，并用磁力攪拌器充分混合攪拌兩天，然后將上述混合物離心、去除上清液、加入去離子水、混合、離心、棄上清，重復3次后干燥。

10.如權利要求1所述的非均質電子穿梭體催化錳氧化物人工濕地的污水處理系統，其特征在于：

腐殖酸生物炭的生成，包括：

將3g生物炭置于100mL750 mg/L的HA溶液中，HA與BA的質量比為1:40，放置14天后，過濾，并用去離子水反復清洗，之后，將收集到的材料冷凍干燥。