1.一种薄层表面流废水处理载体,其特征在于依次包含表面具有纳米小孔阵列的导电玻璃层、超滤膜层和碳基底催化层;其中,碳基底催化层为表面具有聚吡咯-Mn-Fe复合膜、且在与超滤膜层不接触的一面的聚吡咯Mn-Fe复合膜上进一步包含防水层的碳材料。
2.根据权利要求1所述的薄层表面流废水处理载体,其特征在于:所述的表面具有纳米小孔阵列的导电玻璃通过如下方法制备得到:通过激光表面刻蚀技术,在导电玻璃层表面形成纳米小孔阵列,其中,刻蚀参数为:小孔间距20~100nm,小孔直径30~80nm,小孔深度10~50nm。
3.根据权利要求1所述的薄层表面流废水处理载体,其特征在于:所述的碳基底催化层通过如下方法制备得到:
(1)将纳米Mn3O4、纳米Fe3O4加入到氯化钾电解质溶液中,超声30~60min;
(2)在隔绝空气的条件下,在步骤(1)的反应体系中加入吡咯单体,继续搅拌30~
60min;其中,吡咯的用量为步骤(1)的反应体系体积的0.1~1%;
(3)将碳材料作为电极浸没于步骤(2)的反应体系中,然后施加0.8~1.2V恒电位,得到表面具有聚吡咯Mn-Fe复合膜的碳材料;
(4)在步骤(3)制得的表面具有聚吡-Mn-Fe复合膜的碳材料的其中一面上进一步涂覆防水层,得到碳基底催化层。
4.根据权利要求3所述的薄层表面流废水处理载体,其特征在于:步骤(1)中所述的Mn3O4和纳米Fe3O4的的质量比为(1:5)~(1:2)。
5.根据权利要求3所述的薄层表面流废水处理载体,其特征在于:步骤(3)中所述的碳材料为碳纸或碳布;
步骤(4)中所述的防水层为聚四氟乙烯层。
6.权利要求1~5任一项所述的薄层表面流废水处理载体的制备方法,其特征在于包含如下步骤:将表面具有纳米小孔阵列的导电玻璃层、超滤膜层和碳基底催化层依次叠加放置,得到薄层表面流废水处理载体。
7.权利要求1~5任一项所述的薄层表面流废水处理载体在废水处理领域中的应用。
8.一种光合细菌薄层表面流废水处理和菌体回收系统,其特征在于包含若干权利要求
1~5任一项所述的薄层表面流废水处理载体。
9.根据权利要求8所述的光合细菌薄层表面流废水处理和菌体回收系统,其特征在于还包含密封罩、斜板角度调节液压装置、稳压电源、菌体刮擦收集器、菌体收集塔、出水收集装置;其中,薄层表面流废水处理载体上方设置有密封罩,两者组成具有封闭空间结构的斜板式薄层表面流装置;该斜板式薄层表面流装置两侧设有进水口和出水口,斜板角度调节液压装置与该斜板式薄层表面流装置一侧连接;稳压电源的正极与薄层表面流废水处理载体的导电玻璃层连接,稳压电源的负极与薄层表面流废水处理载体的碳基底催化层连接;
菌体刮擦收集器、菌体收集塔和出水收集装置分别与斜板式薄层表面流装置连接。
10.一种废水处理和菌体回收的方法,其特征在于包含如下步骤:(1)启动权利要求8或9所述的系统,使光合细菌在薄层表面流废水处理载体上覆膜生长,形成薄层表面流废水处理载体表面初次挂膜;
(2)薄层表面流废水处理载体表面初次挂膜后,将废水通过斜板式薄层表面流装置的进水口进入装置内;光照、空气隔绝条件下,使废水沿薄层表面流废水处理载体的表面进行薄层表面流动,其中,通过斜板角度调节液压装置调节薄层表面流废水处理载体的倾斜角度以控制水力停留时间,斜板式薄层表面流装置内维持厌氧状态;同时,启动分别与导电玻璃层、碳底基催化层连接的稳压电源;
(3)待光合细菌在导电玻璃层表面形成的生物膜达到设计的厚度,菌体刮擦收集器沿导电玻璃层表面刮擦光合细菌生物量至菌体收集塔;废水经薄层表面流废水处理载体处理后进入出水收集装置。