本发明涉及一种同步控制水体黑臭及合成fes的处理系统及方法。
背景技术：
河道等多种水体中高浓度的有机物，高水平的硫酸根浓度和丰富的微生物群落为黑臭的发生营造了良好的条件，控制水体中硫酸根浓度水平和有机物含量是治理水体黑臭的关键。有机污染物和重金属对水生态系统平衡和人类的身体健康有严重的危害。研究表明fes在水体和土壤修复中发挥着重要的作用，fes通过离子交换，氧化还原，沉淀和吸附等过程将重金属(hg(ii),cu(ii),pb(ii),cr(iv))从高毒性形态或价态转化为低毒性形态或价态；同时fes能够通过氧化还原作用参与含氯有机污染物、硝基芳香族化合物、多氯联苯等有机物的降解过程。目前，fes的合成方式主要有两种：(1)化学试剂直接合成(2)硫还原产物与铁元素沉淀而成。基于厌氧硫还原和铁还原在水体有机污染物分解中的重要作用，考虑到黑臭水体含有丰富有机物和高浓度硫酸根的现状，本发明通过将水体导入硫还原和铁还原过程分别生成硫化物和fe(ii)，并在厌氧条件下使硫化物和fe(ii)反应结合生成fes，最终达到降解水体有机污染物，控制水体黑臭和合成fes的同步完成。本发明不但利用微生物还原作用等多种方法加速了水体有机污染物的降解，而且还提出了一种合成fes的新方法，有助于在水体生态修复方面发挥重要的作用，并产生一举多得的治理效果。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种方便快捷的同步控制水体黑臭及合成fes的处理方法。
为达到上述目的，本发明一种同步控制水体黑臭及合成fes的处理方法，包括如下步骤：
步骤(1)利用微生物还原技术对水体的硫元素进行还原处理，获得s2-；
步骤(2)运用铁内解法及微生物铁还原技术对污水中的铁元素进行还原处理，获得fe2+；
步骤(3)将步骤(1)和步骤(2)中经过处理的水体混合得到混合液，再对混合液进行离心共沉降处理获得fes沉底和上层出水。
进一步地，还包括对步骤(3)中得到的上层出水进行截留处理。
进一步地，还包括对截留后的水体进行复氧处理。
本发明同步控制水体黑臭及合成fes的处理方法，能使水体cod去除率达90％以上，有效控制了水体中的硫酸根、铁离子浓度及有机物含量，净化了水体，从根本上控制和预防了水体黑臭的发生。
为达到上述目的，本发明提供一种同步控制水体黑臭及合成fes的处理系统，包括铁还原装置、硫还原装置、fes收集装置、fes截留装置以及复氧装置，所述铁还原装置的出水口通过第一输送管与fes收集装置的进水口连通；所述硫还原装置的出水口通过第二输送管与fes收集装置的进水口连通；
所述fes收集装置包括第一fes收集装置和第二fes收集装置，所述第一fes收集装置的进水口为fes收集装置进水口；第一fes收集装置设置有排渣口和排水口，所述排渣口通过第三输送管与所述第二fes收集装置连通；所述排水口通过输水管与所述fes截留装置进水口连通，所述fes截留装置的出渣口与所述第二fes收集装置通过输渣管连通。
进一步地，所述fes收集装置内对应排水口的位置设置有过滤网。
进一步地，所述第一fes收集装置为离心沉降装置。
进一步地，还包括用于对水体进行复氧的复氧装置，所述复氧装置的进水口通过管道与截留装置的出水口连通。
进一步地，所述截留装置内设有三级不同孔径的过滤膜。
进一步地，所述铁还原装置包括升流式反应器，所述升流式反应器包括右上至下一体设的漏斗状密封罩和柱状反应筒；
漏斗状密封罩的侧壁上设置有溢流口，所述漏斗状密封罩内设置有排气装置；
所述柱状反应筒内右下至上交替设置有微生物还原单元和铁碳电化学反应单元；所述柱状反应筒的底部设置有进水口，所述进水口通过进液管与水泵连通，所述柱状反应筒对应所述进水口设置有海绵铁消氧元件，所述柱状反应筒的侧壁上设置有出水口；
其中，所述铁碳电化学反应单元内填充有铁刨花颗粒，所述铁刨花颗粒的体积占柱状反应筒容积的60％-80％；
对应反应筒底部的微生物铁还原单元内填充有好氧及颗粒污泥和厌氧颗粒污泥；对应反应筒中部的微生物还原单元内填充有厌氧颗粒污泥；对应反应筒上部的微生物还原单元内填充有厌氧颗粒污泥；
所述柱状反应筒外侧壁上还设置有电加热丝，所述电加热丝与电源电连接。
进一步地，所述硫还原装置包括一升流式反应器，所述升流式反应器包括右上至下一体设的漏斗状密封罩和柱状反应筒；
漏斗状密封罩的侧壁上设置有溢流口，所述漏斗状密封罩内设置有排气装置；
所述柱状反应筒内右下至上依次设置有兼性厌氧微生物反应单元、厌氧微生物反应单元；所述柱状反应筒的底部设置有进水口，所述进水口通过进液管与水泵连通，所述柱状反应筒的上部设置有出水口；
其中，所述兼性厌氧反应单元内填充有好氧颗粒污泥和厌氧颗粒污泥；
所述厌氧微生物反应单元填充有厌氧颗粒污泥。
进一步地，所述排气装置包括设置在漏斗状密封罩内的倒锥形集气罩，所述倒锥形集气罩的顶部出气口通过输气管与密封罩外部连通。
本发明同步控制水体黑臭及合成fes的处理系统，能对水体进行有效处理，理后得到的水体cod去除率达90％以上，有效控制了水体中的硫酸根、铁离子浓度及有机物含量，净化了水体，从根本上控制和预防了水体黑臭的发生。
附图说明
图1为本发明的同步控制水体黑臭及合成fes方法的流程图；
图2为本发明的同步控制水体黑臭及合成fes系统的结构图；
图3为本发明的fes收集装置结构图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
实施例1
本实施例提供一种同步控制水体黑臭及合成fes的处理方法，包括如下步骤：步骤(1)利用微生物还原技术对水体的硫元素进行还原处理，获得s2-；步骤(2)运用铁内解法及微生物铁还原技术对污水中的铁元素进行还原处理，获得fe2+；步骤(3)将步骤(1)和步骤(2)中经过处理的水体混合得到混合液，再对混合液进行离心共沉降处理获得fes沉底和上层出水。
具体的，还包括对步骤(3)中得到的上层出水进行截留处理。
在进行截留处理后还包括对截留后的水体进行复氧处理。
本发明同步控制水体黑臭及合成fes的处理方法，能使水体cod去除率达90％以上，有效控制了水体中的硫酸根、铁离子浓度及有机物含量，净化了水体，从根本上控制和预防了水体黑臭的发生。
实施例2
结合图1、图2和图3本实施例提供一种同步控制水体黑臭及合成fes的处理系统，包括铁还原装置1、硫还原装置2、fes收集装置3、fes截留装置4以及水体复氧装置5，铁还原装置的出水口通过第一输送管与fes收集装置的进水口连通；所述硫还原装置的出水口通过第二输送管与fes收集装置的进水口连通；第一输送管和第二输送管上分别设置有用于调节收集装置进水量的调节阀6；
fes收集装置3包括第一fes收集装置7和第二fes收集装置8，所述第一fes收集装置的进水口为fes收集装置进水口；第一fes收集装置设置有排渣口和排水口，所述排渣口通过第三输送管与所述第二fes收集装置8连通；所述排水口通过输水管与所述fes截留装置4进水口连通；
所述fes截留装置4的出渣口与所述第二fes体收集装置通过输渣管连；截留装置内设有三级不同孔径的过滤膜。
其中，所述第一fes收集装置为离心装置，转速范围为500rpm-3000rpm。第一fes收集装置内对应排水口的位置设置有过滤网。
具体的，还包括用于对水体进行复氧的复氧装置5，所述复氧装置5的进水口通过管道与截留装置4的出水口连通。
实施例3
作为实施例2具体方案，本实施例中铁还原装置包括升流式反应器，所述升流式反应器包括右上至下一体设的漏斗状密封罩和柱状反应筒；
漏斗状密封罩的侧壁上设置有溢流口，所述漏斗状密封罩内设置有排气装置；
所述柱状反应筒内右下至上交替设置有微生物还原单元和铁碳电化学反应单元；所述柱状反应筒的底部设置有进水口，所述进水口通过进液管与水泵连通，所述柱状反应筒对应所述进水口设置有海绵铁消氧元件，所述柱状反应筒的侧壁上设置有出水口；
其中，所述铁碳电化学反应单元内填充有铁刨花颗粒，所述铁刨花颗粒的体积占柱状反应筒容积的60％-80％；
对应反应筒底部的微生物铁还原单元内填充有好氧及颗粒污泥和厌氧颗粒污泥；对应反应筒中部的微生物还原单元内填充有厌氧颗粒污泥；对应反应筒上部的微生物还原单元内填充有厌氧颗粒污泥；
所述柱状反应筒外侧壁上还设置有电加热丝，所述电加热丝与电源电连接；
其中，所述排气装置包括设置在漏斗状密封罩内的倒锥形集气罩，所述倒锥形集气罩的顶部出气口通过输气管与密封罩外部连通。
实施例4
作为实施例2的具体方案，本实施中硫还原装置包括一升流式反应器，所述升流式反应器包括右上至下一体设的漏斗状密封罩和柱状反应筒；
漏斗状密封罩的侧壁上设置有溢流口，所述漏斗状密封罩内设置有排气装置；
所述柱状反应筒内右下至上依次设置有兼性厌氧微生物反应单元、厌氧微生物反应单元；所述柱状反应筒的底部设置有进水口，所述进水口通过进液管与水泵连通，所述柱状反应筒的上部设置有出水口。
其中，所述兼性厌氧反应单元内填充有好氧颗粒污泥和厌氧颗粒污泥；
所述厌氧微生物反应单元填充有厌氧颗粒污泥。
其中，所述排气装置包括设置在漏斗状密封罩内的倒锥形集气罩，所述倒锥形集气罩的顶部出气口通过输气管与密封罩外部连通。
本发明当自然水体中的铁离子含量不高，单纯地将水体中的铁离子还原成fe2+不足以结合水体中全部的so42-时,铁还原装置1在将水体中铁离子还原成fe2+的同时，还可以通过调节阀调节流速根据不同水体中铁、硫摩尔含量的配比向水体中提供相应量的fe2+，和硫还原装置共同将上述水中的铁、硫离子全部结合生成fes，同时不引入新的铁离子；当自然水体呈极端厌氧状态时，水体中的硫元素主要以s2-形式存在，而自然水体中的铁元素虽然以fe2+形式存在，但由于其浓度远小于s2-，可以单独利用铁还原反应装置1进行fe2+的供给，消除上覆水中的s2-，同时水体中高浓度的有机物被降解，cod降低，从而从根本上有效控制及预防水体黑臭的发生。
本发明同步控制水体黑臭及合成fes的处理系统，能对水体进行有效处理，理后得到的水体cod去除率达90％以上，有效控制了水体中的硫酸根、铁离子浓度及有机物含量，净化了水体，从根本上控制和预防了水体黑臭的发生。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。