[发明专利]处理芬顿铁泥的装置和方法

说明书

本发明属于污水处理技术领域，涉及处理芬顿铁泥的装置和方法。该方法包括以下步骤：S1.将芬顿反应器中的泥水混合物通入沉淀池，进行静置沉淀，在沉淀池的底部形成芬顿铁泥；S2.将芬顿铁泥通入生物反应器内，生物反应器内含有铁还原菌的微生物将芬顿铁泥中的三价铁还原为二价铁，反应结束后，将反应后产生的含有二价铁的混合液通入酸溶池；S3.向酸溶池加入酸液，之后静置沉淀，产生的含有二价铁离子的上清液返回至芬顿反应器。该方法大幅度降低处理芬顿铁泥的量，相应地降低处理芬顿铁泥的成本，上清液返回至芬顿反应器循环利用，在酸性条件下，二价铁离子不易被氧化为三价铁，有利于启动芬顿反应。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，更具体地，涉及一种处理芬顿铁泥的装置和方法。

背景技术

目前，污水处理常用的高级氧化技术有芬顿氧化、电化学氧化和臭氧氧化等。芬顿氧化技术是在酸性条件下Fe²⁺催化H₂O₂产生强氧化性的羟基自由基(·OH)将废水中的难降解的污染物成分氧化成小分子有机物或无机物，其反应在常温常压下即可进行，工艺流程简单，具有巨大的工业化推广潜力。虽然芬顿反应对水体中有毒有害难降解的污染物具有较强的去除效果，但是同时产生大量的芬顿铁泥，芬顿铁泥中的重金属和有机质若处置不当会对环境造成严重的二次污染。据调查，利用芬顿氧化技术每处理1吨废水大约会产生5kg含水率为60％的芬顿铁泥，此芬顿铁泥为危险固体废物。目前市场上危险固体废物的处置费约6000元/吨。因此，如何处理处理芬顿铁泥将决定芬顿氧化工艺在未来工程化推广的经济性和可行性。

常用的处理芬顿铁泥处理方法有：煅烧生产水泥、干燥炼铁、生产Fe₂O₃颜料、酸溶法制硫酸铁、制备铁基催化剂等，这些方法可资源化利用芬顿铁妮，但消耗的能量高，成本较高，不便于大规模生产推广。

专利文献CN105836987A公开一种芬顿铁泥资源化利用的方法。该方法先在Fenton铁泥加入硫酸，使Fe(OH)₃全部转化为Fe₂(SO₄)₃，然后加水稀释后加入到隔膜电解槽的阳极室，先对Fenton铁泥中的有机物进行氧化处理，再泵入隔膜电解槽的阴极室进行电还原处理，得到的Fe²⁺还原液在惰性气体保护下浓缩结晶制得工业品硫酸亚铁产品。可见，该方法是通过电还原芬顿铁泥生产工业硫酸亚铁。但是芬顿铁泥中重金属种类较多，制得的硫酸亚铁质量得不到保证，且电还原法耗能较大。

专利文献CN105254067A公开一种污水深度处理芬顿法污泥的资源化利用方法。该方法将所得沉淀物铁泥使用常规脱水工艺，控制其含水率为65～85％，通过二次沉淀制得γ-FeOOH和α-FeOOH作为铁基催化剂，但是其制备条件严格，不好控制。

专利文献CN107140804A公开一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理方法及装置。该处理方法是通过对芬顿污泥进行生物厌氧处理，再向经生物厌氧处理后的芬顿污泥中注入还原剂，并搅拌，将污泥中的氢氧化铁还原成硫化亚铁或氢氧化亚铁，再向其中投加酸溶液，将硫化亚铁或氢氧化亚铁溶解到溶液中，并对得到的污泥进行淘洗；还原后的含二价铁离子的溶液回用到芬顿反应中；对减量后的污泥进行中和、脱水处理，脱水后的泥饼外运。

专利文献CN106830467A公开一种基于铁泥回用的Fenton法污水处理一体化装置及方法。该方法通过调酸、反应、调碱、沉淀并利用浸没式膜组件和紫外双氧水二次氧化，最后通过电解将Fe³⁺还原为Fe²⁺，获得再生的Fe²⁺催化剂，实现了Fenton铁泥的在线回用，减少Fenton铁泥排放70％以上。但是专利文献CN107140804A和专利文献CN106830467A都是采用化学方法将三价铁还原为二价铁并回用，需要投加大量的化学药剂，处理成本较高且步骤繁琐。

发明内容