吡啶及其衍生物是-種含氮六元雜環(huán)化合物，吡啶的衍生物主要由六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)上的基團(tuán)被其他基團(tuán)取代后生成的有機(jī)化合物。吡啶及其衍生物在印染、化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、循環(huán)水等行業(yè)有很廣泛的應(yīng)用，同時(shí)由于其主要來自煤石油裂解等生產(chǎn)工藝中，因此吡啶及其衍生物廣泛存在于焦化廢水、制藥廢水、印染廢水等工業(yè)廢水中。吡啶及其衍生物極易揮發(fā)，與水能以任何比例互溶，同時(shí)又能溶解大多數(shù)極性及非極性的有機(jī)化合物，甚至可以溶解某些無機(jī)鹽類。吡啶及其衍生物對環(huán)境中的生物存在“三致效應(yīng)”，即致癌性、致畸性、致突變性，被世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)劃分為2B類致癌物。

吡啶及其衍生物類廢水的特點(diǎn)：

(1)惡臭。

(2)抑制性：當(dāng)廢水中吡啶含量大于10mg/L時(shí)，會抑制生化系統(tǒng)中微生物的正常生長繁殖，引起菌種中毒，生化系統(tǒng)癱瘓。

(3)吡啶環(huán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，難以降解。

(4)色度高，常呈黑褐色，廢水中COD及鹽含量較高。

因此，含吡啶類廢水的生化處理比較難。目前處理含吡啶廢水的方法主要有物理法、化學(xué)法、生化法。

本研究中針對含吡啶廢水處理的核心思路是：除氟-除鹽-廢水減量-餾出液-電化學(xué)催化氧化處理。

1、材料與方法

1.1 儀器與材料

頂空/氣相色譜儀(7890aAgilent美國)；離子色譜儀(HIC—ESPSHIMADZU日本)；直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源QW—MS605D(0—30V，0—1A)1套；HY-302—500L循環(huán)水泵1套；抗腐蝕橡膠管3根；組合式分區(qū)電解槽1套；鈦基電極板(陽極是銥釕鈦電極板，陰極是釕鈦極板)；SHZ—D(III)循環(huán)水多用真空泵；抽濾瓶；SKM數(shù)顯恒溫電加熱套。球形單頸燒瓶，球形冷凝管，牛角管，1000mL燒杯，取樣器；取樣瓶；標(biāo)簽紙。

去離子水；氫氧化鈣；含吡啶廢水原水；稀硫酸；濾紙。

1.2 原水水質(zhì)分析測定

本研究中的含吡啶及其衍生物廢水來自某公司溶劑回收后的廢水。利用氧氮燃燒-離子色譜法測定廢水中的硫含量及鹵素含量；利用《水質(zhì)氨氮的測定納氏試劑分光光度法》(HJ535—2009)來測定原水中的氨氮含量；利用《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鹽法》(HJ828—2017)測COD；利用《水質(zhì)全鹽量的測定重量法》(HJ/T51—1999)測定全鹽量；利用《水質(zhì)吡啶的測定頂空/氣相色譜法》HJ1072—2019測定吡啶含量；利用《水質(zhì)總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》測定總氮含量。

含吡啶廢水測出的原水水質(zhì)指標(biāo)全鹽量165420mg/L?；曳譃?0%左右(600℃馬弗爐燒3h)，鹵素含量7%-8%(其中F離子為1.5‰)，硫含量0.5%(以S計(jì))，COD在125000mg/L左右，氨氮2900mg/L左右。

1.3 廢水原水的除氟

取1000L廢水原水于噸桶中.投加氫氧化鈣飽和溶液，邊攪拌邊添加，調(diào)節(jié)pH值到14；繼續(xù)攪拌120min，靜置24h；用抽水泵抽取上層不含懸浮物的液體于新的噸桶中保存。底泥收集后集中處置。

1.4 含吡啶廢水原水的除鹽

取5L除氟后的原水于5L的燒杯中，滴加6mol/L的稀硫酸，邊攪拌邊添加，調(diào)節(jié)pH值到4；繼續(xù)攪拌10min，靜置30rain；用抽濾器，低速濾紙抽濾燒杯上層液體。將抽濾得到的濾液從抽濾瓶中轉(zhuǎn)移至樣品瓶中保存。濾渣收集后集中處置。

1.5 含吡啶廢水濾液減量化處理

連接電加熱套、單頸燒瓶、支管、球形冷凝管和牛角管。打開水開關(guān)，冷凝管中通入冷卻水，向燒瓶中添加濾液，通電開始加熱，冷凝管中不斷有液體冷凝順著管壁流到試劑瓶中。餾出液呈無色透明狀，有惡臭。當(dāng)餾出液蒸餾速率減慢后及時(shí)清理燒瓶中的母液和跟換新的濾液。

1.6 餾出液的電化學(xué)催化氧化處理

連接電解槽，在陽極區(qū)埋人陽極板(銥釕鈦極板)，加入催化劑；在陰極區(qū)加入陰極板(釕鈦極板)。用輸電線連接直流電源輸出端和電極板。向陽極區(qū)中加入2L餾出液，打開循環(huán)水泵，打開電源開始電解。

電解時(shí)設(shè)置電壓20V，電流0.14A，通電后極板上有氣泡產(chǎn)生，設(shè)置取樣時(shí)間0，10，20，30，60，90，120，180min，取來的水樣用國標(biāo)方法測定COD和總氮的變化。