一种芬顿铁泥生物处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于芬顿氧化技术领域，公开了一种芬顿铁泥生物处理装置及方法。该装置包括生物反应器、第一进泥泵、第二进泥泵和加药泵；所述生物反应器包括从下到上依次设置的絮体污泥反应区、第一固定填料反应区、第二固定填料反应区和气液固三项分离区。本发明专利技术在实现芬顿铁泥减量的同时回收亚铁离子，降低芬顿药剂使用量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种芬顿铁泥生物处理装置及方法


[0001]本专利技术属于芬顿氧化
，更具体地，涉及一种芬顿铁泥生物处理装置及方法。

技术介绍

[0002]芬顿氧化技术是在酸性条件下Fe
2+
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有机物去除，是目前市场常用处理难降解有机废水的主要技术之一，具有巨大市场应用价值。芬顿铁泥是限制芬顿技术应用推广的主要瓶颈之一，且芬顿反应中铁泥产量相对较多(含水率为60％铁泥：5kg/吨水)，目前芬顿铁泥通常按固体废弃物处理，处理成本较高。芬顿铁泥主要成分三价铁盐，其与芬顿反应中的亚铁只是价态不同，若能利用化学、生物等手段将其回收利用，可在实现铁泥减量的同时降低芬顿药剂使用量，对芬顿技术的进一步应用推广提供帮助。
[0003]目前，关于芬顿铁泥的回收利用技术主要包括生物法和化学法，例如：CN107140804A公开一种生物联合化学技术回收利用芬顿铁泥的方法和装置。该处理方法是通过对芬顿污泥进行生物厌氧处理，再向处理后的芬顿污泥中注入还原剂和酸溶液，将三价铁还原为二价铁，并得到亚铁溶液；CN106830467A公开了一种利用电化学将芬顿铁泥中的三价铁还原为二价铁的方法，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Fe
3+
还原为Fe
2+
。
[0004]以上方法中均涉及化学方法，实施过程中处理成本相对较高，且存在硫化氢、氢气等副产物的生成，存在一定的安全隐患。
[0005]因此，目前亟待提出一种芬顿铁泥生物处理装置及方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种芬顿铁泥生物处理装置及方法。本专利技术在实现芬顿铁泥减量的同时回收亚铁离子，降低芬顿药剂使用量。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种芬顿铁泥生物处理装置，该装置包括生物反应器、第一进泥泵、第二进泥泵和加药泵；
[0008]所述生物反应器包括从下到上依次设置的絮体污泥反应区、第一固定填料反应区、第二固定填料反应区和气液固三项分离区；
[0009]所述絮体污泥反应区的底部设置有第一进泥口、碳源投加口和放空口；所述絮体污泥反应区通过所述第一进泥口与所述第一进泥泵连接；所述絮体污泥反应区通过所述碳源投加口与所述加药泵连接；所述絮体污泥反应区内设置有搅拌器；
[0010]所述第二固定填料反应区的底部设置有第二进泥口；所述第二固定填料反应区通过所述第二进泥口与所述第二进泥泵连接；
[0011]所述气液固三项分离区设置有排气口和出水口。
[0012]根据本专利技术，优选地，所述絮体污泥反应区的侧壁和所述第二固定填料反应区的
侧壁各自独立地设置有pH探头、ORP探头和溶氧探头。
[0013]根据本专利技术，优选地，所述第一固定填料反应区的填料和第二固定填料反应区的填料各自独立地为已挂生物膜的固定填料。
[0014]根据本专利技术，优选地，所述固定填料为塑料环、海绵块和火山岩中的至少一种。
[0015]根据本专利技术，优选地，
[0016]所述搅拌器包括控制设备、搅拌杆和搅拌桨；
[0017]所述控制设备设置于所述气液固三项分离区的所述生物反应器外部的顶壁上；所述搅拌桨设置于所述絮体污泥反应区的底部，并与所述搅拌杆的一端连接；所述搅拌桨的另一端与所述控制设备连接。
[0018]本专利技术第二方面提供了一种芬顿铁泥生物处理方法，该方法采用所述的装置，包括如下步骤：
[0019]将含有驯化成功的发酵型铁还原菌的絮体污泥送入所述絮体污泥反应区；将大分子复合碳源通过所述加药泵送入所述絮体污泥反应区；将驯化成功的发酵型铁还原菌在所述第一固定填料反应区的固定填料上挂膜；将驯化成功的呼吸型铁还原菌在所述第二固定填料反应区的固定填料上挂膜；
[0020]再将芬顿铁泥泥水混合物分别通过第一进泥口和第二进泥口送入所述絮体污泥反应区和第二固定填料反应区；
[0021]在所述气液固三项分离区得到含有Fe
2+
的溶液，所述含有Fe
2+
的溶液通过所述出水口排出所述装置并回收。
[0022]在本专利技术中，芬顿铁泥在絮体污泥反应区内通过发酵型铁还原菌作用将Fe
3+
还原为Fe
2+
，大分子复合碳源在絮体污泥反应区内也通过发酵型铁还原菌作用在还原Fe
3+
的同时，转化为小分子碳源(即大分子复合碳源通过发酵型铁还原菌的发酵作用，由大分子发酵成小分子，所述小分子碳源可以是甲酸、乙酸、丙酸和丁酸中的至少一种)，第一固定填料反应区继续利用小分子碳源将Fe
3+
还原为Fe
2+
，通过第一固定填料反应区后未被还原的Fe
3+
和通过第二进泥泵经第二进泥口新加入的酸性芬顿铁泥在第二固定填料反应区(呼吸型铁还原菌作用下)中进一步被还原生成Fe
2+
，后通过气液固三项分离区进行气、液、固分离，含有Fe
2+
溶液通过出水口排出回收，用于芬顿反应。
[0023]在本专利技术中，所述絮体污泥反应区内的含有驯化成功的发酵型铁还原菌的絮体污泥可通过第一固定填料反应区截流在絮体污泥反应区内。
[0024]根据本专利技术，优选地，所述含有驯化成功的发酵型铁还原菌的絮体污泥在所述絮体污泥反应区的浓度为2500
‑
3500mg/L。
[0025]根据本专利技术，优选地，所述大分子复合碳源在所述絮体污泥反应区的投加浓度为2400
‑
4200mg/L。
[0026]根据本专利技术，优选地，送入所述絮体污泥反应区和第二固定填料反应区的芬顿铁泥泥水混合物的进料比为(8
‑
12):1。
[0027]根据本专利技术，优选地，送入所述絮体污泥反应区和第二固定填料反应区的芬顿铁泥泥水混合物的铁泥浓度各自独立的为0.9
‑
1.6mg/L。
[0028]根据本专利技术，优选地，送入所述絮体污泥反应区的芬顿铁泥泥水混合物的pH为6.9
‑
8.2。
[0029]根据本专利技术，优选地，送入所述第二固定填料反应区的芬顿铁泥泥水混合物的pH为4
‑
5，以提高溶解态Fe
2+
浓度。
[0030]根据本专利技术，优选地，芬顿铁泥泥水混合物在所述生物反应器内的水力停留时间为48
‑
96h。
[0031]根据本专利技术，优选地，所述含有Fe
2+
的溶液中Fe
2+
的浓度为700
‑
1550mg/L。
[0032]本专利技术的技术方案的有益效果如下：
[0033]本专利技术利用生物技术处理铁泥，生物处理过程中副产物较少，运行相对安全；对芬顿铁泥减量可达到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芬顿铁泥生物处理装置，其特征在于，该装置包括生物反应器、第一进泥泵、第二进泥泵和加药泵；所述生物反应器包括从下到上依次设置的絮体污泥反应区、第一固定填料反应区、第二固定填料反应区和气液固三项分离区；所述絮体污泥反应区的底部设置有第一进泥口、碳源投加口和放空口；所述絮体污泥反应区通过所述第一进泥口与所述第一进泥泵连接；所述絮体污泥反应区通过所述碳源投加口与所述加药泵连接；所述絮体污泥反应区内设置有搅拌器；所述第二固定填料反应区的底部设置有第二进泥口；所述第二固定填料反应区通过所述第二进泥口与所述第二进泥泵连接；所述气液固三项分离区设置有排气口和出水口。2.根据权利要求1所述的芬顿铁泥生物处理装置，其中，所述絮体污泥反应区的侧壁和所述第二固定填料反应区的侧壁各自独立地设置有pH探头、ORP探头和溶氧探头。3.根据权利要求1所述的芬顿铁泥生物处理装置，其中，所述第一固定填料反应区的填料和第二固定填料反应区的填料各自独立地为已挂生物膜的固定填料。4.根据权利要求3所述的芬顿铁泥生物处理装置，其中，所述固定填料为塑料环、海绵块和火山岩中的至少一种。5.根据权利要求1所述的芬顿铁泥生物处理装置，其中，所述搅拌器包括控制设备、搅拌杆和搅拌桨；所述控制设备设置于所述气液固三项分离区的所述生物反应器外部的顶壁上；所述搅拌桨设置于所述絮体污泥反应区的底部，并与所述搅拌杆的一端连接；所述搅拌桨的另一端与所述控制设备连接。6.一种芬顿铁泥生物处理方法，其特征在于，该方法采用权利要求1
‑
5中任意一项所述的装置，包括如下步骤：将含有驯化成功的发酵型铁还原菌的絮体污泥送入所述絮体污泥反应区；将大分子复合碳源通过所述加药泵送入所述絮体污泥反应区；将驯化成功的发酵型铁还原菌在所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树军，李彦刚，张文珍，蒋勇，王佳伟，金秋燕，穆可磊，李尚坤，
申请(专利权)人：北京城市排水集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：