吡啶降解菌的表征及降解动力学研究(2)
2.3.1 吡啶浓度的测定 8
2.3.2 氨氮的测定 8
2.3.3 TOC的测定 8
2.3.4 OD600值的测定 9
2.3.5 Biomass的测定 8
2.3.6共絮凝指数的测定 8
3 结果与讨论 10
3.1 菌群降解吡啶特性研究 10
3.2 降解动力学 11
结 论 16
致 谢 17
参考文献 18
1 引言
1.1 吡啶的简介
吡啶及其衍生物是一类典型的难降解含氮杂环化合物，在地面和地下土壤中普遍存在,它们在环境中的持久存在影响着多种环境[1]。吡啶及其衍生物作为典型的氮杂环化合物广泛存在于炼油废水、焦化废水、印染废水及制药废水中，其化学性质稳定，具有强烈的刺激性恶臭，同时还具有一定的致畸、致癌作用[2]。
1.2 吡啶类污染的处理方法
近年来，国内外研究者针对废水中吡啶及其衍生物的处理进行了研究，主要可分为物理法、化学法及生物法等。其中，生物法处理吡啶污染物被认为是一种经济、有效的方法[3]。
1.2.1 物理化学处理法
处理吡啶的物理化学方法很多，主要有精馏法[4]、光催化法[5]、吸附法(活性炭吸附、树脂吸附[6])、焚烧法、化学吸附法(磷钼酸吸附法[7])、反渗透、电渗析、电凝聚、离子交换法[8]、化学沉淀法(石灰法，电石渣法)、混凝沉淀法(铝盐、铁盐法)等。其中大部分方法的处理费用大，设备复杂，处理吡啶浓度低，容易形成二次污染。
1.2.1.1 光催化法
催化剂TiO2用钛酸四丁酯水解法制备得到，并将其负载在膨胀的珍珠岩上，在30万瓦医用杀菌灯照射下，光催化降解废水中的吡啶。结果表明，TiO2光催化降解低浓度吡啶符合一级动力学方程[5]。
1.2.1.2 树脂吸附法
吸附树脂法，因其运行成本低，吸附能力强，并且容易再生，已经成为处理有机废水的有效方法之一。但是处理含盐高的有机废水则比较困难，水中离子的存在会干扰吡啶的交换[6]。
1.2.1.3 焚烧法
采用焚烧法去除吡啶比较省事，分为直接焚烧和间接焚烧，产生的烟气须处理后排放。各地固废处理中心收费都很高，尤其对含吡啶类废水的焚烧，每吨废水处理成本需要上千元，一般企业难以承受。
1.2.1.4 磷钼酸吸附法
磷钼酸是由磷与钼形成的强酸性化合物，是固体酸，腐蚀性远小于硫酸、盐酸和磷酸等常规无机液体酸。油品中含有的杂质主要是吡啶，去除吡啶的方法一般是吸附法，但效果并不理想，通过酸洗法也可以去除油品中的吡啶。固体磷钼酸可以与吡啶反应，生成难溶于水的有机化合物，有效的将吡啶分离出来。磷钼酸吸附吡啶，虽然可以高效方便的吸附出吡啶，但是需要高温加热，才能分离吡啶与磷钼酸，处理成本增加，污染物易转移。
综上，国内外对吡啶废水的研究主要集中于吸附、焚烧和氧化等物理化学处理技术。然而，吸附、焚烧和氧化等物化处理技术成本普遍偏高[9]，只适用于高浓度吡啶废水的处理，且处理后的废水吡啶含量仍大于排放标准，难以实现达标排放，尚需进一步的处理。因此，对处理效果好、处理成本小、无二次污染的吡啶污染废水的处理技术和工艺的探讨，具有理论和实际意义。
1.2.2 生化处理法
相比较物理化学方法，生物降解法经济、高效，处理量大且无二次污染，可实现完全无害化治理[10-12]，是应用最广的废水处理技术。生物降解可望成为解决吡啶污染的有效方法。然而，由于吡啶废水生物毒性大、可生化性差，常规生化处理系统难以奏效。国内外研究者针对吡啶及其衍生物的生物降解进行了研究，并对好氧和厌氧情况下吡啶类化合物微生物代谢及共代谢进行了讨论。