[发明专利]非均质电子穿梭体催化锰氧化物人工湿地的污水处理系统

权利要求书

1.一种非均质电子穿梭体催化锰氧化物人工湿地的污水处理系统，其特征在于：

包括：人工湿地，所述人工湿地包括基质区和挺水植物，基质区包括水钠锰矿、非均质电子穿梭体、石英砂和砾石；非均质电子穿梭体包括钌生物炭、ABTS生物炭和腐殖酸生物炭材料。

2.如权利要求1所述的非均质电子穿梭体催化锰氧化物人工湿地的污水处理系统，其特征在于：

水钠锰矿、非均质电子穿梭体、石英砂和砾石的质量构成比例为1:1:2:1。

3.如权利要求1所述的非均质电子穿梭体催化锰氧化物人工湿地的污水处理系统，其特征在于：

污水流经基质时，水钠锰矿表面富集有至少含有多环芳烃降解菌和锰氧化菌的生物膜。

4.如权利要求1所述的非均质电子穿梭体催化锰氧化物人工湿地的污水处理系统，其特征在于：

基质区自底部向上依次为砾石层，水钠锰矿、非均质电子穿梭体和石英砂混合组成的改性层以及最上层的石英砂层。

5.如权利要求1所述的非均质电子穿梭体催化锰氧化物人工湿地的污水处理系统，其特征在于：

水钠锰矿的生成，包括：

将石英砂充分冲洗干净，再用盐酸冲洗，去除表面杂质，最后用去离子水冲洗干净，烘干。

6.如权利要求5所述的非均质电子穿梭体催化锰氧化物人工湿地的污水处理系统，其特征在于：

将洗净的石英砂放入0.4mol/L的高锰酸钾溶液中，高锰酸钾溶液与石英砂的质量比为25:3，加热至沸腾；

沸腾后，逐滴加入浓盐酸，浓盐酸与溶液比例为8:10，边加边搅拌，全部加入后，继续煮沸10分钟；

煮沸结束后，将其自然冷却，随后将生成的沉淀过滤并用去离子水冲洗干净，置于烘箱中干燥。

7.如权利要求1所述的非均质电子穿梭体催化锰氧化物人工湿地的污水处理系统，其特征在于：

生物炭材料的生成，包括：

采集芦竹秸秆，并用自来水清洗干净，置于烘箱在105℃下完全烘干；

将烘干后的芦竹秸秆剪至2cm～3cm的长度，用植物破碎机进行破碎并过60目标准筛；

称取一定数量的芦苇粉末，浸渍于磷酸溶液中，搅拌均匀，浸渍比2:1；

在室温中浸泡24h后，放入通氮气保护的马弗炉中以10℃/min的升温速度，加热至500℃，持续加热1h；

待马弗炉温度降至室温，取出材料，用去离子水反复清洗，置于105℃烘箱中完全烘干，最后研磨过200目标准筛。

8.如权利要求1所述的非均质电子穿梭体催化锰氧化物人工湿地的污水处理系统，其特征在于：

钌生物炭的生成，包括：

将生物炭材料与饱和RuCl₃溶液按照预设比例充分浸渍，将浸渍物放入105℃烘箱中烘干10小时；

将该混合样品放入氮气保护的马弗炉中在400℃下炭化活化3h，当马弗炉温度降至室温，取出炭化样品，用去离子水反复清洗；

置于烘箱中于105℃下烘干，研磨过120目标准筛。

9.如权利要求1所述的非均质电子穿梭体催化锰氧化物人工湿地的污水处理系统，其特征在于：

ABTS生物炭的生成，包括：

将生物炭材料与饱和RuCl₃溶液按照预设比例充分浸渍，并用磁力搅拌器充分混合搅拌两天，然后将上述混合物离心、去除上清液、加入去离子水、混合、离心、弃上清，重复3次后干燥。

10.如权利要求1所述的非均质电子穿梭体催化锰氧化物人工湿地的污水处理系统，其特征在于：

腐殖酸生物炭的生成，包括：

将3g生物炭置于100mL750 mg/L的HA溶液中，HA与BA的质量比为1:40，放置14天后，过滤，并用去离子水反复清洗，之后，将收集到的材料冷冻干燥。