[發明專利]一種芬頓鐵泥分離和循環利用方法和裝置

在審

• 申請號: 202110864111.7
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113371849A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 陳水亮;石璐
• 申請（專利權）人: 江西師范大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 南昌旭瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 36150
• 代理人: 彭琰

本發明提供一種芬頓鐵泥分離和循環利用方法和裝置，所述方法包括：將芬頓反應器中進行芬頓反應生成的泥水混合物通入沉降消化一體池；在沉降消化一體池中進行芬頓鐵泥的沉降，芬頓鐵泥在沉降的同時，鐵還原菌對其進行厭氧生物消化，以將芬頓鐵泥中的三價鐵還原為二價鐵；將沉降于沉降消化一體池底部的被厭氧生物消化后的芬頓鐵泥利用其自身重力從沉降消化一體池內分離到酸化池；向酸化池中加入酸液之后靜置，將分離出的含有二價鐵離子的上層清液回流至芬頓反應器中，并將分離出的下層剩余芬頓鐵泥回流至沉降消化一體池的上部。本發明通過提出一種能夠對芬頓鐵泥進行連續循環利用的方案，使芬頓鐵泥的資源最大化，同時有效解決了各種污染問題。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，特別涉及一種芬頓鐵泥分離和循環利用方法和裝置。

背景技術

芬頓反應在氧化降解廢水持久有機物方面具有獨特的優勢，其對有機污染物的降解去除作用主要包括兩方面：一是對有機物的氧化作用，Fe²⁺催化H₂O₂氧化分解，生成具有極強氧化性的HO·，進而氧化水體中的有機污染物；二是吸附絮凝作用，芬頓氧化反應中生成的Fe(OH)₃膠體可吸附絮凝去除部分有機物。芬頓氧化處理有機物廢水時一般在pH為3~4的強酸性條件下進行，反應結束后使用堿溶液將體系pH調至中性，Fe³⁺以氫氧化物的形式絮凝沉降形成鐵泥（簡稱芬頓鐵泥），從而與廢水分離。

傳統芬頓氧化通常在均相溶液中進行，也稱均相芬頓氧化技術。但均相芬頓氧化技術還面臨以下缺陷：芬頓鐵泥產量大，并吸附絮凝大量的有機污染物，同時還可能吸附重金屬成分，屬于危險固體污染物，其廢物處理成本較高。因此，芬頓鐵泥的合理資源化利用對于降低芬頓氧化技術的成本、降低環境污染和實際應用的推廣具有極其重要的意義。

目前，芬頓鐵泥的資源化利用主要包括以下幾種：（1）直接酸化法，直接用強酸酸化芬頓鐵泥，釋放Fe³⁺，并以鐵鹽形式結晶回收，直接作為絮凝劑使用，但無法解決回收鐵鹽中有機物殘留以及結晶殘留液的污染處理問題。（2）高溫熱解法，一方面，將芬頓鐵泥直接烘干、焙燒，再用強酸溶解焙燒剩余固體，分離得到較為純凈的鐵鹽或亞鐵鹽，重新作為催化劑在芬頓反應體系中回用。另一方面，將芬頓鐵泥直接熱解炭化，或先與其它金屬共沉淀再高溫熱解，形成炭化鐵/碳復合材料，如Fe₂O₃，Fe₃O₄和NiFeO₄等，用于異相芬頓反應或重金屬離子吸附等，但烘干、焙燒等步驟需要大量額外的能耗，而且產生的尾氣可能對空氣造成污染。（3）電化學再生法，通過沉淀-酸溶-電化學還原三步法，將Fe³⁺還原成Fe²⁺離子，從而實現鐵泥中鐵元素的再生回用，但需要消耗額外的電能，且難以解決鐵泥中的有機物污染物問題。更重要的是，這些方法都無法實現芬頓鐵泥的資源最大化。

發明內容

基于此，本發明的目的是提供一種芬頓鐵泥分離和循環利用方法和裝置，以通過提出一種新的能夠對芬頓鐵泥進行連續循環利用的方案，來使芬頓鐵泥的資源最大化。

根據本發明實施例的一種芬頓鐵泥分離和循環利用方法，所述方法包括：

將芬頓反應器中進行芬頓反應生成的泥水混合物通入沉降消化一體池，所述泥水混合物當中包含芬頓鐵泥，所述沉降消化一體池當中含有鐵還原菌；

在所述沉降消化一體池中進行芬頓鐵泥的沉降，芬頓鐵泥在沉降的同時，鐵還原菌對其進行厭氧生物消化，以將芬頓鐵泥中的三價鐵還原為二價鐵；

沉降于沉降消化一體池底部的被厭氧生物消化后的芬頓鐵泥利用其自身重力從沉降消化一體池內分離到酸化池；

向所述酸化池中加入酸液之后靜置，將分離出的含有二價鐵離子的上層清液回流至所述芬頓反應器中，并將分離出的下層剩余芬頓鐵泥回流至沉降消化一體池的上部。

另外，根據本發明上述實施例的一種芬頓鐵泥分離和循環利用方法，還可以具有如下附加的技術特征：