[发明专利]一种人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料

权利要求书

1.一种人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料，其特征在于：包括铁碳微电解填料和生物膜填料，所述铁碳微电解填料和所述生物膜填料耦合组成生物膜耦合铁碳电解模块，所述生物膜耦合铁碳电解模块的上层为铁碳微电解填料层，所述生物膜耦合铁碳电解模块的下层为生物膜填料层，所述铁碳微电解填料由钢铁污泥、椰子壳、细菌纤维素废材、膨润土、可溶性淀粉和氯化镧构成，所述生物膜填料由石笼、曝气管和阿克曼生态基构成；

所述铁碳微电解填料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：钢铁污泥的预处理：将钢铁污泥在105℃下干燥，然后破碎、研磨，最后用100目的分样筛筛分，取筛下部分保存备用；

步骤2：生物炭制备：将椰子壳和细菌纤维素废材清洗干净，在50℃下烘干，将烘干后的椰子壳和细菌纤维素废材以1-2：1重量比混合，混合后将其置于马弗炉中，在500-1000℃下炭化2-4h，制得生物炭；

步骤3：铁碳微电解填料的制备：将预处理后的钢铁污泥、生物炭、膨润土和可溶性淀粉按1：1-3：0.5：0.1-0.2的比例，所述钢铁污泥、生物炭、膨润土、可溶性淀粉1：2：0.5：0.15的比例进行制备，制成直径为2-4mm的生料球，将生物球自然风干，自然风干后的生物球放入105℃的烘箱中干燥1-2h，待干燥后的生物球冷却至室温后放入马弗炉中在800-1200℃焙烧30-45min，焙烧冷却后即得铁碳微电解填料半成品，将铁碳微电解填料半成品和氯化镧放入耐热器皿中，其中n(铁)∶n(镧)为0.05-0.10，搅拌使其充分接触，再缓慢滴加NaOH(氢氧化钠)，酸碱度调至10-11.5，然后将该耐热器皿移至恒温箱内，保持105-110℃温度，充分反应2-3h，最后将耐热器皿中的样品取出冷却，用清水清洗至中性，烘干，至此，完成一次完整的制备周期，第二周期以经过第一周期处理的铁碳微电解填料为载体，其他操作方法相同，第三周期操作过程依此类推，经过3-5次循环最后制得铁碳微电解填料。

2.根据权利要求1所述的人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料，其特征在于：所述生物膜耦合铁碳电解模块中的所述铁碳微电解填料层与所述生物膜填料层的体积比为1/2-2/3，所述铁碳微电解填料层中的填料粒径为2-5mm。

3.根据权利要求1-2任一项所述的人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料，其特征在于：包括有机玻璃箱体，所述有机玻璃箱体内腔底部的左右两侧分别回设有挡板一和挡板二，所述有机玻璃箱体内腔且位于挡板一右侧的位置处设有石笼一，所述石笼一内填充有砾石填料，所述有机玻璃箱体内腔且位于挡板二左侧的位置处设有石笼二，所述石笼二内填充有沸石填料，所述石笼一和所述石笼二之间从上到下依次设有铁碳微电解填料和生物膜填料，所述生物膜填料的底部连接有配重物，所述有机玻璃箱体内腔底部且位于生物膜填料下方的位置处设有曝气管。

4.根据权利要求3所述的人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料，其特征在于：所述有机玻璃箱体左端面靠近顶部的位置处设有进水口，所述机玻璃箱体右端面靠近底部的位置处设有出水口。

5.根据权利要求3所述的人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料，其特征在于：所述配重物为不锈钢吊坠。

6.根据权利要求3所述的人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料，其特征在于：所述石笼一中的砾石填料上部种植有生态净化用植物一。

7.根据权利要求3所述的人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料，其特征在于：所述石笼二中的沸石填料部种植有生态净化用植物二。