一种基于铁循环利用的Fenton‑厌氧处理设备,包括上方固定有三相分离器的厌氧消化罐,其特征在于:设有沉淀池与Fenton反应池。一种使用上述的设备处理Fenton铁泥的工艺包括以下步骤:将Fenton铁泥投加到厌氧消化罐内通过异化铁还原作用去除铁泥中的有机物,同时将三价铁还原为二价铁,二价铁随着出水进入Fenton反应池进行Fenton反应。反应后的Fenton铁泥污泥再次回用到厌氧消化罐完成工艺的循环。本发明技术通过厌氧异化铁还原,将铁泥中三价铁转化为二价,用作Fenton的铁源。以有机物作为电子供体,加速有机物的分解,提高厌氧处理效率。将铁泥中的有机物通过厌氧消化进行了无害化处理,同时生产能源物质甲烷。实现铁在厌氧—Fenton过程中的循环,减少污染排放,解决Fenton铁泥污染,具有显著的技术经济效益。