高级氧化对含吡啶杂环类化合物的废水的处理

吡啶及吡啶衍生物是一类十分重要的精细化工原料或产品，广泛应用于工业溶剂、医药、 农药、饲料、染料等领域，被誉为杂环类医药、农药和兽药的“芯片”。正因吡啶及吡啶衍生 物具有如此重要和广泛的用途，因此它们也就不可避免地会进入多种工业废水中。

吡啶及吡啶衍生物往往具有恶臭和刺激性，部分具有潜在的致癌作用、生物富集性或者 高迁移性。此外，该类化合物特有的化学稳定性和生物活性也使得其通过常规方法难以降解 并对自然界的微生物具有一定的毒害作用，因而会给地面水的自净和污水的无害化处理造成 困难，所以工业活动产生的吡啶及吡啶衍生物必须在它进入环境之前被 移除。

吡啶是一种杂环含氮化合物，带吡啶环的物质种类繁多，它们均有“ 杂环、结构稳定” 的特点，很难被降解。相关资料表明：吡啶对生物菌具有很强的抑制性或毒性，可使生化处理系统中的微生物死亡，造成生化处理系统瘫痪。

吡啶较难用化学法使之降解，低剂量的臭氧和氯气等强氧化剂对吡啶的去除率均不理想。3摩尔(mol)的氯量对1mol吡啶的去除是无效的;利用5mol臭氧才能使1mol吡啶开环，生成低分子量、易于生物降解的甲酸盐、乙酸盐和硝酸盐等。重铬酸钾的氧化能力不足以使吡啶降解，采用国标重铬酸钾氧化法测COD的结果不准确。

对3-氰基-吡啶水溶液的标定结果显示：浓度为1000mg/L 的3-氰基-吡啶水溶液的理论COD为2459 mg/L，而采用重铬酸钾氧化法实测COD为270 mg/L，说明重铬酸钾对3-氰基-吡啶的氧化率仅为11%。

目前，对于较低浓度的吡啶类污水，一般采用其它污水或工业水稀释后，使吡啶浓度小于50 mg/L后，再采用生化法处理。

对于较高浓度的吡啶类污水，常用的处理方法是化学氧化法+生物法。先利用强氧化剂对污水进行预处理，使吡啶开环分解成小分子物质，再采用生物法处理。由于强氧化剂价格较高，单独使用时氧化反应过程也比较缓慢，一般需要添加催化剂，以提高氧化速率，减少强氧化剂的消耗量。

例如：利用臭氧处理含吡啶污水时，投加铁、铜或硫酸矾，可以加快吡啶的分解，提高氧化效率;利用H2O2作为强氧化剂时，以FeSO4作为催化剂(Fenton试剂)，H2O2和Fe2+作用，产生羟基自由基(·OH)，其氧化能力很强，能使许多难生物降解及一般化学氧化法难以氧化的有机物氧化分解。

但是，氧化反应或催化氧化反应需控制污水的pH值在一定范围。如臭氧氧化适用于碱性条件，pH越高反应越快;处理吡啶污水时，pH需控制在9.0以上;由于吡啶被臭氧氧化成小分子的有机酸后，使得污水的pH值下降，需要连续投加碱液以维持污水的pH值在较佳范围。Fenton氧化反应的适宜pH为2～5，污水进入预处理设施前需要先加酸调节至酸性，预处理后再加碱中和至7.0～8.1，以满足生化处理 的要求。