摘" " " 要： 吡啶是一種含氮雜環(huán)化合物，被廣泛用于石油化工、醫(yī)藥和農(nóng)藥等領域。然而，吡啶廢水排放給環(huán)境帶來了嚴重威脅。本文深入探討了吡啶的化學性質(zhì)和廢水危害，介紹了多種處理吡啶廢水的技術(shù)，包括物理法、化學法和生物法。通過比較它們的處理效率、成本和環(huán)境影響，揭示了各種方法的優(yōu)劣，并展望了未來的研究方向和技術(shù)發(fā)展，以期推動吡啶廢水處理技術(shù)的不斷創(chuàng)新，促進環(huán)境保護事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)" 鍵" 詞：吡啶； 廢水； 處理技術(shù)； 環(huán)境保護

中圖分類號：X703文獻標識碼： A" " "文章編號： 1004-0935（2025）01-0128-04

含吡啶廢水的處理已成為環(huán)境科學領域亟待解決的問題之一。吡啶是一種非常常用的化工生產(chǎn)原料，含吡啶廢水主要來源于農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料等化工行業(yè)的生產(chǎn)過程，因此很多精細化工廢水中都會含有吡啶，由于吡啶具有較強的生物毒性和難降解性，其廢水對環(huán)境和人體健康造成了嚴重威脅。這股廢水直接進入到生化系統(tǒng)，生化系統(tǒng)硝化就會受到明顯抑制，有效處理含吡啶廢水，不僅可以減少環(huán)境污染，保護生態(tài)平衡，還能回收利用資源，具有重要的經(jīng)濟價值和社會意義。

1" 吡啶及其廢水的性質(zhì)

吡啶（C5H5N）是一種無色、有特殊臭味的堿性六元氮雜環(huán)有毒液體化合物[1]，具有致畸和致癌的特性（吡啶屬于2B類致癌物），是精細化工企業(yè)的重要原料之一。

吡啶分子量為79.1，熔點-41.6 ℃，沸點115.3 ℃，相對密度 0.983。吡啶理論COD濃度為2933 mg·g-1，含氮量17.7%（總氮為177 mg·g-1）。吡啶與水可以任意比例互溶，所以導致吡啶在廢水中難以回收。

吡啶類廢水指的是含有吡啶類化合物的廢水。吡啶是一種堿性有機化合物，常用于工業(yè)生產(chǎn)中的溶劑、中間體和催化劑等。吡啶類廢水一般具有以下特點：

1） 惡臭，對神經(jīng)有致毒作用。

2） 在生化過程中對生物菌有很強的抑制性，生化池中吡啶濃度高于10 mg·L-1就會造成菌種中毒。

3） 堿性：吡啶類廢水通常呈堿性，易造成環(huán)境污染和對生物生長的影響。

4） 溶解性強：吡啶類化合物具有較強的溶解性，導致其在廢水中的濃度較高，對環(huán)境造成一定的危害。

5） 吡啶環(huán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，難以降解，可能會對生態(tài)系統(tǒng)造成長期的影響。

2" 含吡啶的廢水處理方法

含吡啶的廢水處理方法主要有物理化學法和生物法。其中，物理化學法包括資源回收工藝和處理工藝[2]。資源回收工藝：在處理含吡啶的廢水時，資源回收工藝是一種高效的方法。通過該工藝，廢水中的吡啶可以被有效分離和提取，從而進行再利用。這種方法不僅可以減少廢水排放對環(huán)境的影響，還可以實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。處理工藝：另一種物理化學法是廢水的處理工藝。這種方法主要通過物理或化學手段對含吡啶的廢水進行處理，以降低其對環(huán)境的污染程度。常見的處理工藝包括吸附、氧化、還原等方法，通過這些工藝可以有效去除廢水中的吡啶物質(zhì)，凈化廢水，從而保護環(huán)境和人類健康。

2.1" 物理化學法

通過物理化學法可以把吡啶回收富集，也可以把吡啶直接在水中降解。其中，回收富集主要有精餾法[3]、吸附法[4]。在廢水中降解吡啶的物理化學法主要有Fenton氧化、臭氧氧化、電催化氧化、濕式氧化與超臨界水氧化等。

2.1.1" 精餾法回收吡啶

采用甲苯作為夾帶劑分離吡啶和水，吡啶-水共沸物的共沸溫度為94.89 ℃，甲苯-水的共沸物的共沸溫度為84.53 ℃，吡啶-甲苯共沸物的共沸溫度為110.15 ℃，該三元體系中沸點最高的是吡啶，沸點最低的是甲苯-水共沸物，共沸塔的頂部蒸汽設計為接近甲苯-水共沸物共沸溫度，底部產(chǎn)物為純吡啶，實現(xiàn)了吡啶的高效去除與回收，但此方法僅適用于處理吡啶含量較高的廢水。

2.1.2" 吸附法

吸附法是指通過吸附劑（活性炭、沸石、樹脂等）把廢水中的吡啶吸附富集在固體中，隨后通過吸附劑的再生過程再把吡啶分離出來。這一過程中吸附劑的再生涉及的費用也比較高。若不進行再生，吸附后的吸附劑則需要作為危廢處置，也會使處理廢水的費用增加。

2.1.3" Fenton氧化

pH為3.0～4.0時，亞鐵離子和雙氧水發(fā)生反應產(chǎn)生羥基自由基，并能觸發(fā)鏈式反應，持續(xù)產(chǎn)生羥基自由基（非特異性降解污染物，利用率下降）。之后通過羥基自由基的氧化作用把廢水中的吡啶氧化降解為二氧化碳、氨氮和水等，起到解毒的作用。此過程中需要大量亞鐵離子和雙氧水，并且所有亞鐵離子均會轉(zhuǎn)化為鐵泥，脫水后必須作為危廢處置，因此Fenton工藝運行費用也偏高[5]。

2.1.4" 臭氧氧化

臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧后通過水泵打入反應器中，通過臭氧自身的氧化能力及次生的自由基氧化分解污染物。此過程中還可以投加雙氧水提升臭氧氧化的處理效率。在臭氧氧化處理高濃度廢水時，臭氧投加量偏大，導致運行費用偏高[6]。

2.1.5" 電催化氧化

電催化氧化是通過原電池原理，在兩塊電極板兩端通電，通過電極板的氧化還原作用將廢水中的污染物進行降解的過程。這類工藝的設備比較復雜，且運行過程中耗電量偏高，導致運行費用也偏高。

2.1.6" 濕式氧化與超臨界水氧化

高溫高壓的反應條件，意味著對反應器的強度、剛度、耐腐蝕性都要求很高，導致工藝設備的造價很高。而且，在運行過程中的運營費用、維護費用都偏高。

2.2" 生化方法

吡啶的生化法處理主要有厭氧、缺氧、好氧處理和MCHS生物預處理[7]。其中，厭氧處理和好氧處理是傳統(tǒng)的活性污泥工藝；MCHS生物預處理是采用特殊嗜耐鹽電化學活性菌種的一種好氧工藝。

2.2.1" 厭氧處理

厭氧處理是指在厭氧條件下利用厭氧微生物的代謝作用分解廢水中的有機物，使其先轉(zhuǎn)化為有機酸，再逐步分解成二氧化碳和水等無機成分。但吡啶對厭氧反應器的厭氧微生物毒性較大，導致運行過程很難長期穩(wěn)定運行。

2.2.2" 好氧處理

好氧處理是采用曝氣的方式，增加污水中溶解氧的含量，促進好氧微生物的分解代謝活動，使目標污染物得到降解。研究發(fā)現(xiàn)，微堿性條pH范圍為7.0～8.0，有利于吡啶的降解。

2.2.3" MCHS生物預處理

MCHS工藝針對廢水中有機污染物篩選高效的嗜耐鹽電化學活性菌種，利用微生物群體感應調(diào)控技術(shù)對篩選的菌種進行微生物生態(tài)構(gòu)建，形成高階微生物菌群，對廢水中的有機污染物進行生物氧化還原、細胞吞噬和胞外分泌物催化反應等多重生物降解作用。隨著研究的深入，MCHS的工藝逐漸受到了更廣泛的關(guān)注和認可。這種基于微生物生態(tài)構(gòu)建的高階微生物菌群技術(shù)為廢水處理領域帶來了新的思路和可能性。未來，將繼續(xù)致力于優(yōu)化MCHS技術(shù)，探索更多的應用場景。

在好氧條件下，MCHS菌種可以耐受廢水中吡啶的毒性，還可以把吡啶降解，從而達到解毒的效果。MCHS工藝可以去除50%～90%的COD和35%～40%的總氮，解除廢水的微生物毒性，保障后續(xù)常規(guī)活性污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3" 吡啶的降解過程

在好氧條件下，生物法降解吡啶的主要路徑如圖1所示。

4" 含吡啶廢水處理方法比較與分析

4.1" 處理效率比較

在比較處理含吡啶廢水方法的效率時，主要集中于幾種常見的處理方法：生物處理法、吸附法、化學氧化法和膜分離技術(shù)。生物處理法依賴于微生物的代謝作用來分解含吡啶廢水中的有機物，其優(yōu)點在于成本較低且能夠較為徹底地降解吡啶，但處理時間較長，且對廢水中有毒物質(zhì)的耐受性較差。吸附法通過物理或化學吸附來去除廢水中的吡啶，以活性炭為代表的吸附劑因其高效的吸附能力而被廣泛應用，但吸附劑的再生和處理成本較高。化學氧化法是通過強氧化劑直接氧化廢水中的吡啶，能夠迅速降低廢水的有機污染物濃度，但化學藥劑的使用可能帶來二次污染問題。膜分離技術(shù)是通過物理篩選的方式分離吡啶，具有處理效率高、操作簡便等優(yōu)點，但膜的堵塞和更換成本是其主要的技術(shù)難題。

綜上所述，各種處理方法均有其獨特的優(yōu)勢和局限性。生物處理法適用于處理量大、濃度低的廢水；吸附法適合于處理濃度較高的廢水；化學氧化法適用于急需降低有機污染物濃度的場合；膜分離技術(shù)則在處理效率和操作便利性方面表現(xiàn)出色。因此，在實際應用中，往往需要根據(jù)具體的廢水特性和處理需求，選擇最合適的處理方法，或者將多種方法組合使用，以達到最佳的處理效果。

4.2" 經(jīng)濟性比較

在對含吡啶廢水處理方法進行經(jīng)濟性比較時，主要考慮了3種常用的處理技術(shù)：生物處理法、吸附法和高級氧化法[8]。

1） 生物處理法因其低成本和較少的化學藥品需求而在經(jīng)濟性方面具有明顯優(yōu)勢。盡管其初期投資對于建立生物反應器相對較高，但長期運營成本較低，尤其是在處理大量廢水時更為經(jīng)濟。然而，這種方法對于廢水中吡啶濃度較高的情況效率不佳，可能需要與其他方法結(jié)合使用，使得成本增加。

2） 吸附法雖然在去除效率上表現(xiàn)出色，特別是使用活性炭或改性樹脂作為吸附劑時，但其成本相對較高。吸附劑的再生和更換是主要的成本來源，尤其是在處理大流量或高濃度吡啶廢水時，經(jīng)濟性較差。

3） 高級氧化法，如Fenton反應[9]、臭氧氧化等，雖然能有效降解吡啶，達到較高的處理效率，但其操作成本高昂，主要是因為需要大量的化學試劑和能源消耗。此外，這種方法可能產(chǎn)生的副產(chǎn)品也需要進一步處理，增加了額外的處理成本。

從經(jīng)濟性角度考慮，生物處理法在處理含吡啶廢水時是一種成本效益較高的解決方案，尤其是對于大規(guī)模的廢水處理項目。根據(jù)具體的廢水特性和處理需求，選擇合適的處理技術(shù)或技術(shù)組合至關(guān)重要，以實現(xiàn)經(jīng)濟效益和處理效率的最佳平衡。

5" 吡啶廢水處理建議

1） 吡啶廢水最好在車間源頭處進行回收（精餾塔回收），減輕后端污水處理壓力（主要是毒性和氮負荷）。吡啶廢水回收還可以降低生產(chǎn)成本，提高資源利用率，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。通過建立完善的回收系統(tǒng)，不僅可以有效減少環(huán)境污染，還能有效節(jié)約水資源和能源消耗。

2） 廢水中的吡啶毒性較大，建議采用適當預處理降低毒性（將吡啶提前分解為無機小分子）。通過氧化反應，將吡啶氧化為更穩(wěn)定的產(chǎn)物，從而減小其毒性。而還原反應則可以將吡啶分解為較為簡單的有機物，降低其對生物體的危害。

3） 在對吡啶廢水進行預處理時，建議采用Fenton氧化和MCHS生物預處理相結(jié)合的方式。首先利用Fenton氧化快速降解有機物質(zhì)，通過加入過氧化氫和鐵離子，產(chǎn)生強氧化劑羥基自由基，對廢水中的有機物進行氧化分解。雖然Fenton氧化的費用較高，但其處理效果顯著，噸水處理費用80～100元。然后再通過MCHS生物預處理進一步降解殘留的有機物質(zhì)，確保吡啶廢水經(jīng)過處理后符合排放標準，達到環(huán)保要求，MCHS生物預處理噸水處理費用10～15元。

4） 吡啶廢水處理后會生成大量氨氮[10]，后端常規(guī)系統(tǒng)需要有足夠的硝化和反硝化濾池。通過細菌的作用將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮和氮氣，從而實現(xiàn)對廢水中氨氮的去除。

6" 結(jié)論與展望

處理含吡啶廢水需要綜合運用多種方法，以實現(xiàn)高效、經(jīng)濟和環(huán)保的處理效果。在選擇處理方法時，必須考慮廢水的成分、設備成本和運行維護等因素，以制定最佳的廢水處理方案。

本文比較了多種含吡啶廢水處理方法，包括物理吸附、化學氧化和生物降解等。盡管這些方法在吡啶去除方面取得了一定效果，但仍存在一些不足。物理吸附法操作簡便，但吸附劑的選擇和再生問題限制了其廣泛應用。化學氧化法能有效降解吡啶，但反應條件苛刻，且副產(chǎn)品處理成為新的環(huán)境問題。生物降解法對環(huán)境友好，但處理時間長，且對環(huán)境條件有較高要求。

未來應重點發(fā)展更高效、經(jīng)濟和環(huán)境友好的處理技術(shù)。一方面，通過材料科學進步，尋找更高效的吸附材料或催化劑，提高處理效率和經(jīng)濟性。另一方面，應深入研究基于微生物降解的技術(shù)，特別是在提高處理速度和降低環(huán)境條件要求方面。此外，探索物理、化學和生物方法的組合或協(xié)同作用，可能會為含吡啶廢水的處理提供更全面、更有效的解決方案。

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Analysis of Treatment Techniques for Pyridine-containing Wastewater

LIN Baochun

（Yi Shui Environmental Engineering Co.， Ltd.， Hangzhou Zhejiang 311200， China）

Abstract：Pyridine is a nitrogen-containing heterocyclic compound widely used in the fields of petrochemicals， pharmaceuticals， and pesticides. However， the discharge of pyridine wastewater poses a serious threat to the environment. This article delves into the chemical properties of pyridine and the hazards of pyridine wastewater， introducing various technologies for treating pyridine wastewater， including physical， chemical， and biological methods. By comparing their treatment efficiency， costs， and environmental impacts， the strengths and weaknesses of the various methods are revealed， and future research directions and technological developments are discussed to drive continuous innovation in pyridine wastewater treatment technologies and promote the development of environmental protection efforts.

Key words：Pyridine;Wastewater;Treatment technology;Environmental protection