EPS好氧颗粒污泥体系对吡啶的降解及同步硝化(2)
1.1 吡啶的性质、来源、危害
吡啶是一种有机化合物，是含有一个氮原子的吹冰元杂环化合物[1]。可以看作苯分子中的一个（CH）被N取代的化合物，分子式为C5H5N，分子质量为79.10，故又称氮苯，无色或微黄色液体[2]，有恶臭。沸点为115.2℃，熔点为-41.6℃，密度为0.9819g/cm3。吡啶是水中典型的难降解的有机物，能溶于水和醇 、醚等多数有机溶剂。吡啶与水能以任何比例互溶，同时又能溶解大多数极性及非极性的有机化合物，甚至可以溶解某些无机盐类。吡啶及其同系物存在于骨焦油、煤焦油、煤气、页岩油、石油中[3]。吡啶作为目前应用很广的工业原料，除作溶剂外还可用作变性剂、助染剂、杀虫剂、除草剂、消毒剂等。吡啶具有生物毒性[4]、致畸变和致癌特性[5-6]，吡啶通过呼吸，摄入，皮肤接触进入体内，能麻醉神经系统，引起头晕，头痛，缺乏协调，恶心，流涎，食欲不振，可能发展成腹痛，肺淤血，神志不清等症状。因为吡啶有较强的水溶性，很容易在土壤和地下水之间转移，污染面广所以其污染问题对人类的健康和生态环境造成了巨大的潜在危害[7-8]。因此，有必要可实现吡啶污染有效治理的针对性技术。
1.2 吡啶类废水的处理方法
许多学者对含吡啶废水的处理做了大量研究，在对吡啶降解的方法中主要有物理法、化学法、生物法。
1.2.1 物理法
物理法是指物理变化的方法通过吸附，沉淀，过滤等物理过程达到降解的目的。处理含吡啶废水的物理方法主要有吸附法、精馏法、膜分离法、光催化法等。吸附法和精馏法以及光催化法是常用的方法，现主要对吸附法、精馏法和光催化法做简要介绍。
1.2.1.1 吸附法
吸附法是采用多孔的固体吸附剂，利用固-液相界面上的物质传递，使废水中的吡啶转移到固体吸附剂上，从而使之从废水中分离去除的方法。目前用于含吡啶废水处理的吸附级只要有离子交换树脂[9]、活性炭、沸石等。用吸附法处理含吡啶废水吸附容量大、吸附率高，适用于低浓度含吡啶废水的处理。用活性炭颗粒吸附吡啶，取得了良好的吸附效果[10]。用吸附树脂对难降解的二氯吡啶废水进行处理[11-12]，去除率高，但是吸附法需要预处理，且吸附剂比较昂贵又再生困难，在对大规模废水的吸附处理中费用消耗较大。
1.2.1.2 精馏法
精馏法收集吡啶是指废水与水蒸气直接接触，吡啶与水蒸气形成共沸混合物，利用吡啶在两相中的平衡浓度差异，在强烈对流中吡啶按一定比例扩散到气相中，从而达到从废水中分离出吡啶的目的。该种方法效率高，操作简单[13]，且不会产生二次污染，适于处理高浓度的含吡啶废水。但该方法处理后的废水中仍含有较高浓度的残留吡啶，而且处理设备庞大，占地面积大，需要投资运行的成本高，在实际处理过程中效果一般。
1.2.1.3 光催化法
在各种物理污染治理技术中，TiO2光催化降解有机污染物是一种较好的环境治理技术。该技术可将污水中的大多数有机物如染料，卤代物，难降解农药，表面活性剂，含油废水，杂环化合物等完全降解，最终生成产物为CO2，水和无毒氧化物，且具有效率高，能耗低，操作简便，反应条件温和，适用范围广，无二次污染等特点，具有广阔的应用前景[14]。
用钛酸四丁酯水解法制备催化剂TiO2，采用溶胶一凝胶法在膨胀珍珠岩上负载TiO2，在UV-TiO2体系中对水中吡啶进行光催化降解，结果表明，TiO2加入量为1.25mg/mL，吡啶的光催化降解符合一级动力学方程。加入0.2％H2O2可明显加快吡啶的降解速度，吡啶中氮转化为氨氮，珍珠岩负载型TiO2可回收重复使用[15]。