含吡啶廢水的去除方法應(yīng)用進展

王 慧 斌

(山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，山西 太原 030001)

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含吡啶廢水的去除方法應(yīng)用進展

王 慧 斌

(山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，山西 太原 030001)

綜述了近幾年去除吡啶的新方法，介紹了吸附法、光催化氧化法、缺氧反硝化法、高效降解菌法處理吡啶的研究進展，并描述了各種方法的降解特點，對降解吡啶的新方法進行了展望。

吡啶，高級氧化，吸附，缺氧反硝化

0 引言

吡啶是含有一個氮雜原子的六元雜環(huán)有機化合物，是一種重要的工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥工業(yè)、木材防腐以及印染、農(nóng)藥生產(chǎn)等行業(yè)，也是一種致癌、致畸、致突變的環(huán)境污染物。吡啶是含氮雜環(huán)化合物的代表，結(jié)構(gòu)上的氮原子有較大的電負性，可以吸引環(huán)上的電子而變成缺電子體系，從而具有較強的極性，且吡啶很難被空氣氧化，因此對吡啶的無害化處理過程非常困難。進入21世紀以來，國家對生態(tài)環(huán)境保護日益重視，對廢水排放標準及區(qū)域廢水排放總量控制日趨嚴格，為了保證應(yīng)用吡啶相關(guān)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，含吡啶廢水治理技術(shù)也不斷呈現(xiàn)出新的思路，筆者對近年來處理吡啶廢水的新方法以及方法的優(yōu)缺點做了介紹。

1 高級氧化方法

高級氧化技術(shù)可將生化性差的大分子難降解物質(zhì)直接礦化或通過氧化提高污染物的可生化性，高級氧化技術(shù)引起了越來越多的關(guān)注，其中，光催化降解和Fenton氧化法對吡啶的降解效果顯著。

Fenton法在處理難降解有機污染物時具有獨特的優(yōu)勢，是一種很有應(yīng)用前景的廢水處理技術(shù)。徐之寅等采用Fenton氧化法處理含吡啶有機廢水，實驗發(fā)現(xiàn)：pH值為4，30% H2O2投加量為3.5 mL/L，F(xiàn)e2+與H2O2摩爾比為1∶20，反應(yīng)時間為2.5 h，F(xiàn)enton氧化反應(yīng)效果最佳，大大提高了吡啶廢水的可生化性。Fenton法具有較好的處理水中難降解污染物的效果，但Fenton反應(yīng)一般在酸性介質(zhì)中進行，較低的酸度要求會增加污水處理成本，且H2O2價格較高，單獨使用也會增加廢水處理成本，因此可考慮與其他方法聯(lián)用。

2 吸附法

吸附是一項適用性強、快捷方便、可同時去除多種污染物的水處理技術(shù)?；钚蕴渴亲畛Ｓ玫奈絼?，通常由煤炭或木材加工而成。

俞蓉等以顆粒竹質(zhì)活性炭為吸附劑探討了對吡啶的吸附關(guān)系，結(jié)果表明：吡啶的吸附較符合Freundlich等溫式，對吡啶的最大吸附量為344.8 mg/g。竹質(zhì)活性炭對吡啶的吸附符合擬二及動力學(xué)方程，在35 ℃時，吸附在4.0 h時達到平衡，對于433.7 mg/L的吡啶溶液，竹質(zhì)活性炭對吡啶平衡吸附量為91.0 mg/g。當吡啶廢水的初始濃度為25 mg/L時，黏膠基活性碳纖維對吡啶的吸附在 60 min基本達到平衡，最大吸附量為17.66 mg/g；活性碳纖維吸附吡啶的過程符合 Lagergren 準二級動力學(xué)模型，其相關(guān)系數(shù)大于0.999，在 22 ℃的液相溫度下，吸附等溫式為q=2.313 8Ce0.954 0，熱力學(xué)參數(shù)ΔH0，ΔG0均為負值，表明該吸附是一個自發(fā)的放熱過程。

3 缺氧反硝化法

生物反硝化過程是指在缺氧條件下，反硝化菌將硝酸鹽氮或者亞硝酸鹽氮還原成氣態(tài)氮的過程，反硝化菌在環(huán)境中存在于土壤、沉積物、地表水和地下水中，大部分反硝化菌以有機物為電子供體，是異養(yǎng)菌，近年來，學(xué)者的研究表明，缺氧反硝化是降解吡啶的一種有效途徑。缺氧反硝化是利用活性污泥對吡啶進行降解，但馴化能夠高效降解吡啶的活性污泥往往需要很長的時間，缺氧條件需嚴格控制，否則會影響降解效果。

4 利用高效降解菌降解吡啶

分離篩選出能夠降解吡啶的菌株，利用純菌降解吡啶是近年來研究的一個熱點，李濟吾等從焦化廢水中分離出能高效降解吡啶的菌，經(jīng)鑒定為鏈霉菌，該鏈霉菌能以吡啶為唯一碳源和氮源生長，鏈霉菌對吡啶的耐受能力強，鏈霉菌在30 ℃，初始pH=8，振蕩速度100 r/min的條件下培養(yǎng)7 d后，吡啶質(zhì)量濃度從250 mg/L降至6.6 mg/L，吡啶降解率達到97.4%。吡啶降解符合一級動力學(xué)方程，初始質(zhì)量濃度為100 mg/L時的吡啶降解速率常數(shù)為0.401 1 d-1。實驗發(fā)現(xiàn)吡啶在降解過程中發(fā)生了羥基化反應(yīng)，再通過不同的開環(huán)途徑進行代謝，形成戊二酸。隨著學(xué)者們的不斷探究，能夠高效降解吡啶的菌的種類不斷增多，通過對吡啶降解菌降解條件的探究，可以優(yōu)化降解含吡啶廢水工藝參數(shù)，以期實現(xiàn)吡啶降解菌的降解條件，提高吡啶降解效果。

5 結(jié)語與展望

隨著國家對廢水排放標準越來越嚴格，吡啶的處理方法也出現(xiàn)了新的變化，上述用來處理吡啶的方法各有優(yōu)劣，吸附法僅能將吡啶轉(zhuǎn)化為固定相，而不能直接去除；高級氧化法處理效率高，但不能大量應(yīng)用；利用活性污泥進行缺氧反硝化，吡啶降解效果好，但活性污泥馴化需要很長一段時間；利用高效降解菌對吡啶進行降解，雖然降解速率快，但分離菌株的過程比較繁瑣；后期探究吡啶降解新技術(shù)時應(yīng)結(jié)合相關(guān)工藝的特點，可以把吸附法與高效降解菌法結(jié)合起來，讓吸附劑為載體，分離出高效降解吡啶的菌在載體上生長繁殖，這樣吸附法也能徹底降解廢水中的吡啶。發(fā)展出快速有效降解吡啶的新方法，實現(xiàn)應(yīng)用吡啶相關(guān)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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Application of the methods to wastewater containing Pyridine

Wang Huibin

(ShanxiUrbanandRuralPlanningandDesignInstitute,Taiyuan030001,China)

This paper reviews the methods applied to remove Pyridine in recent years. The adsorption, photocatalytic oxidation, anoxic denitrification method are introduced. The research progress of high efficient degradation bacteria method and treatment of Pyridine are also stated. The degradation characteristics of various methods are described, and the new methods to degrade Pyridine are also discussed.

Pyridine, advanced oxidation, adsorption, anoxic denitrification

1009-6825(2016)16-0204-02

2016-03-23

王慧斌(1969- )，男，高級工程師

X703

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