本發(fā)明涉及環(huán)境工程領(lǐng)域，具體涉及一種芬頓鐵泥處理方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、芬頓鐵泥是在芬頓氧化工藝處理廢水過程中產(chǎn)生的一種含鐵污泥。芬頓氧化工藝是一種高級氧化技術(shù)，廣泛應(yīng)用于處理染料廢水、垃圾滲濾液、造紙廢水等高濃度難降解有機廢水。該工藝通過fe2+和h2o2反應(yīng)生成強氧化性的羥基自由基從而氧化分解廢水中的有機污染物。在處理過程中，會產(chǎn)生大量含鐵的污泥，即芬頓鐵泥。鐵泥中包含大量的有機物和寄生病原體、重金屬等雜質(zhì)，同時芬頓鐵泥的脫水性能較差，使得脫水后的鐵泥含水率仍較高，若芬頓鐵泥得不到妥善的處理而直接排放到環(huán)境中，將占用大量土地面積，破壞土壤結(jié)構(gòu)，污染水體資源，帶來嚴重的環(huán)境污染問題。同時，鐵泥中的重金屬若隨垃圾滲濾液轉(zhuǎn)移至土壤或地下水等，還會造成二次污染。

2、相關(guān)技術(shù)中，對芬頓鐵泥等污泥的處理方法主要有酸溶法、生物瀝浸法等，然而，現(xiàn)有處理方法對芬頓鐵泥的脫水效率仍有待進一步提升，同時存在著需要額外加入酸液、產(chǎn)生大量強酸性水體、容易造成環(huán)境污染、對鐵元素無法回收利用、成本高等問題。

3、具體來說，酸溶法需要采用大量的酸液，存在著成本高、容易造成環(huán)境污染等問題，例如，專利文獻cn?110877956a公開了一種處理芬頓鐵泥的裝置和方法，其是通過含有鐵還原菌的微生物將芬頓鐵泥中的三價鐵還原為二價鐵，再將反應(yīng)后產(chǎn)生的含有二價鐵的混合液通入酸溶池，向所述酸溶池4加入酸液，之后靜置沉淀，產(chǎn)生的含有二價鐵離子的上清液返回至所述芬頓反應(yīng)器，從而在酸性條件下，達到二價鐵離子不易被氧化為三價鐵、并且有利于啟動芬頓反應(yīng)的目的，實現(xiàn)對芬頓鐵泥的處理，該處理方法需要額外添加酸液，且回流含有二價鐵離子的上清液至芬頓反應(yīng)器的同時也回流了生物未降解的cod，增加芬頓處理負荷。

4、此外，生物瀝浸是一種利用嗜酸性硫桿菌屬細菌的生命活動，將亞鐵離子以及還原態(tài)的硫元素氧化為高價態(tài)，在此過程中在產(chǎn)生h+并創(chuàng)造強氧化性環(huán)境的生物技術(shù)。該技術(shù)可以利用嗜酸性硫桿菌屬細菌作用于污泥，改善污泥脫水性能，并可達到消除惡臭物質(zhì)、殺滅或抑制病原物等作用。但目前的生物瀝浸處理污泥的過程中會產(chǎn)生強酸性水體，具有腐蝕性，不易處置，且容易造成環(huán)境污染。例如專利文獻cn?106186595a公開了一種采用一體化生物瀝浸處理設(shè)備處理污泥的工藝，通過生物瀝浸過程處理污泥，其所產(chǎn)生的壓濾液為強酸性水體，具有腐蝕性，不易處置。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種芬頓鐵泥處理方法及裝置，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)存在的需要額外加入酸液、產(chǎn)生大量強酸性水體、容易造成環(huán)境污染、對鐵元素無法回收利用、成本高等技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的一方面，提供一種芬頓鐵泥處理方法，包括以下步驟：使芬頓鐵泥進入鐵還原單元，在異化鐵還原菌的作用下進行還原處理，通過所述還原處理將所述芬頓鐵泥中的三價鐵還原為二價鐵，得到還原鐵泥；使至少部分所述還原鐵泥進入生物瀝浸單元，在特異性微生物的作用下進行生物瀝浸處理，得到第一混合料液；對所述第一混合料液進行脫水處理，分別得到水相和脫水污泥；使所述水相返回所述生物瀝浸單元中參與所述生物瀝浸處理。

3、根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述鐵還原單元包括微生物燃料電池，所述微生物燃料電池包括生物陽極室、生物陰極室、以及設(shè)置在所述生物陽極室和所述生物陰極室之間的質(zhì)子交換膜；所述生物陽極室設(shè)有生物陽極材料，所述生物陽極材料上接種有所述異化鐵還原菌；所述生物陰極室存在氧氣；所述芬頓鐵泥進入所述生物陽極室中進行所述還原處理；優(yōu)選地，所述還原處理的時間為6～12h。

4、根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述鐵還原單元包括鐵還原反應(yīng)器，所述芬頓鐵泥進入所述鐵還原反應(yīng)器中進行所述還原處理；其中，所述還原處理的條件為：溫度為25℃～35℃，ph為6.5～7.5，停留時間為12～24h。

5、根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述特異性微生物包括嗜酸性硫桿菌；優(yōu)選地，所述嗜酸性硫桿菌包括氧化亞鐵硫桿菌和/或氧化硫桿菌。

6、根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，在進行所述生物瀝浸處理之前，采用含有所述特異性微生物的菌液接種于所述生物瀝浸單元中，所述生物瀝浸單元含有可供所述特異性微生物接種的污泥，所述菌液中的所述特異性微生物的菌體密度為107～108個/ml，以體積比計，所述菌液的體積占所述菌液的體積與所述可供所述特異性微生物接種的污泥體積之和的比例為5％～20％。

7、根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述生物瀝浸處理的溫度為25℃～35℃；和/或，所述生物瀝浸處理的過程中，所述還原鐵泥的停留時間為40～60h；和/或，所述生物瀝浸處理的過程中，通過與所述生物瀝浸單元連通的鼓風曝氣器對進入所述生物瀝浸單元的所述還原鐵泥進行曝氣處理；和/或，第一混合料液的ph為2～3；和/或，所述生物瀝浸單元中第一混合料液的溶解氧為3～6mg/l；和/或，所述生物瀝浸單元包括用于為所述特異性微生物提供營養(yǎng)的營養(yǎng)物質(zhì)，所述營養(yǎng)物質(zhì)包括鐵源和/或硫源，所述鐵源包括feso4和/或fecl2，所述硫源包括s和/或na2s2o3。

8、根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，采用板式壓濾機和/或帶式壓濾機對所述第一混合料液進行所述脫水處理。

9、根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述使所述水相返回所述生物瀝浸系統(tǒng)單元中參與所述生物瀝浸處理的過程包括：使所述水相和部分所述還原鐵泥混合，得到第二混合料液；使所述第二混合料液進入所述生物瀝浸系統(tǒng)單元中參與所述生物瀝浸處理。

10、本發(fā)明的另一方面，提供一種芬頓鐵泥處理裝置，所述芬頓鐵泥處理裝置包括：鐵還原單元，用于進行所述還原處理；所述鐵還原單元包括第一還原鐵泥出口和第二還原鐵泥出口；生物瀝浸單元，用于進行所述生物瀝浸處理；所述生物瀝浸單元包括第一還原鐵泥入口、第一混合料液出口和第二混合料液入口，所述第一還原鐵泥入口與所述鐵還原單元的所述第一還原鐵泥出口連通；脫水單元，用于進行所述脫水處理；所述脫水單元包括第一混合料液入口和水相出口，所述第一混合料液入口與所述生物瀝浸單元的第一混合料液出口連通；旁路亞鐵溶解單元，包括第二還原鐵泥入口、水相入口、第二混合料液出口，所述第二還原鐵泥入口與所述鐵還原單元的所述第二還原鐵泥出口連通，所述水相入口與所述脫水單元的水相出口連通，所述第二混合料液出口與所述生物瀝浸單元的第二混合料液入口連通。

11、根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，鐵還原單元包括微生物燃料電池和/或鐵還原反應(yīng)器；和/或，所述芬頓鐵泥裝置還包括與所述生物瀝浸單元連接的鼓風曝氣器。

12、本發(fā)明的實施，至少具有如下有益效果：

13、(1)通過鐵還原單元將芬頓鐵泥中的三價還原為二價鐵，使得還原鐵泥中的鐵元素以二價鐵的形式存在，至少部分還原鐵泥進入生物瀝浸單元進行生物瀝浸處理的過程中，其中的二價鐵可作為特異性微生物的營養(yǎng)底物(或稱能量底物)，在利用生物瀝浸進行對還原鐵泥進行污泥脫水、殺菌、除臭的同時，可實現(xiàn)對芬頓鐵泥中的鐵元素的資源化利用，降低生物瀝浸的反應(yīng)成本；

14、(2)對經(jīng)生物瀝浸處理后產(chǎn)生的第一混合料液進行脫水處理，經(jīng)過脫水處理后所產(chǎn)生的水相為強酸性水體，將該水相反饋生物瀝浸系統(tǒng)中參與生物瀝浸處理，為生物瀝浸系統(tǒng)中的物料提供強酸性環(huán)境，利于進入生物瀝浸系統(tǒng)中的還原鐵泥中的二價鐵溶解為離子態(tài)二價鐵，作為生物瀝浸單元中的特異性微生物的能量底物。

15、由此，本發(fā)明對第一混合料液經(jīng)過脫水處理后所產(chǎn)生的強酸性水相回收，用于進入生物瀝浸系統(tǒng)中的還原鐵泥中的二價鐵溶解為離子態(tài)，進而參與到生物瀝浸反應(yīng)中，一方面，溶解為離子態(tài)的二價鐵可作為生物瀝浸單元中的特異性微生物的能量底物，可減少向生物瀝浸系統(tǒng)中額外加入的用于為特異性微生物提供營養(yǎng)的營養(yǎng)物質(zhì)，降低成本，同時還可實現(xiàn)對芬頓鐵泥中的鐵元素的高效利用；另一方面，將經(jīng)過脫水處理后所產(chǎn)生的強酸性水相回流到生物瀝浸系統(tǒng)中進行循環(huán)利用，可避免額外向生物瀝浸系統(tǒng)中加入硫酸、硝酸、鹽酸、乙酸等酸性藥劑，進而降低成本，并避免向水相和脫水污泥中額外引入其他雜質(zhì)成分，與此同時，還可減少強酸性水相的排放，避免造成環(huán)境污染，同時減少對強酸性水相后處理的成本，從而實現(xiàn)了無需額外加入酸液、對酸性水體回收利用、避免造成環(huán)境污染、降低成本、對鐵元素回收利用。