吡啶和苯酚为碳源短程反硝化动力学研究

缺 氧 反硝 化 段 却 能 得 到较 好 的 去 除【ｌｊ。因此 反 硝 故 取 苯 酚 作 为 碳 源 添 加 物 ，与 吡 啶 共 基 质 作 为
化 在 同 时脱氮 除 碳 方面 具 有重 要 的作 用 ．研 究 表 反硝化 电子供体，以ＮＯ２－Ｎ作为 电子受体，考察 明ｐ饭 硝 化过 程可 去 除进水 中 ４０％的 ＣＯＤ． 吡 啶 在 苯 酚 存 在 的 条 件 下 的 降 解 动 力 学 学特 性，因此 它成 为 废水 共 基质 吡 啶 的降解研 究很少 ．然 而，在 生物 处理 过 中常 见 的污 染 物 Ｉ２。４Ｊ，对 其 的 降解 研 究 日益 受 到 程 中，混合 基 质条 件 下难 降解 有 机物 的生物 降解 重视 ．研 究 表 明，吡啶在 传 统 的好氧 生物 处理 构筑 性 能与 单基 质条 件有 所 不 同【ｌ ．由于酚 类 化合 物 物（曝气 池 、生 物滤 池）中具 有较 低 的去 除率，但 在 约 占整个 焦 化 废 水 有机 污 染 物 的 ６０％￣９０％Ｌｌ ，
中国环境科学 ２０１６，３６（２）：４１４－４１８
Ｃｈｉｎａ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａ１ Ｓｃｉｅｎｃｅ
吡啶和苯酚为碳源短程反硝化动 力学研 究
米 静，岳秀 萍 ，张小 妹，刘 吉 明，薄鸿 淼 （太原理工大学环境与工程学院 山西 太原 ０３００２４）
摘要 ：以吡啶 和苯 酚共 基质 作为 电子 供体 ，通过 摇床 实验 分别 研 究了吡 啶 与苯酚 共 基质 条件 下的 降解特 性 以及 以 ＮＯ２－Ｎ 为 电子受 体 的短 程 反硝 化 动 力 学方 程 ．结 果 表 明 ，苯 酚对 吡 啶 有 抑 制作 用 ，且 不 论 单基 质 还 是 与 苯酚 共 基 质 ，吡 啶 的 降解 均 呈零 级 反 应 ．其 次，采 用 双 底 物 Ｍｏｎｏｄ微 分方 程对 ＣＯＤ、ＮＯｚ－—Ｎ 的浓度变 化 进行拟 合 ，拟合 曲线 与实验 测 定值 相关 性 良好，得 到动 力学参 数 ：ＮＣ’２－Ｎ 最大 比降解 速率 为 ０．００６６ｍｇ ＮＯ２－Ｎ／（ｍｇＭＬＶＳＳ．ｈ），有 机物 半饱 和常 数 为 ７６．３５ｍｇ／Ｌ，ＮＯ２。＿Ｎ 半饱 和 常数 为 ０．６６ｍｇ／Ｌ． 关键 词 ：吡 啶 ：苯酚 ；共 基质 ；短 程反 硝化 ；动 力学 中图分 类号 ：Ｘ７０３ 文 献标 识码 ：Ａ 文章 编号 ： １０００—６９２３（２０１６）０２—０４１４—０５
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｙｒｉｄｉｎｅ ａｎ ｄ ｐｈｅｎｏｌ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｂａｔｃｈ－ｓｃａｌｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ｓｈｏｒｔ－ｃｕｔ ｄｅｎｉｔｒｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｓｉｎｇ ａ ｍ ｉｘｔｕｒｅ ｏｆ ｐｙｒｉｄｉｎｅ ａｎｄ ｐｈｅｎｏｌ ａｓ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｄｏｎｏｒ ａ ｎ ｄ ＮＯ ２ ａｓ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ａｃｃｅｐｔｏｒ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｐｙｒｉｄｉｎｅ ｄｅｇｒａｄａ ｔｉｏｎ ｗａｓ ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ｐｈｅｎｏ１．Ｆｕｒ ｔｈｅｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｙｒｉｄｉｎｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ，ｎｏ ｍａｔｔｅｒ ｗｈｅｔｈｅｒ ＣＯ—ｍｅｔａｂｏｌｉｚｅｄ ｗｉｔｈ ｐｈｅｎｏｌ，ｆ ｉｒｅｄ ｔｈｅ ｚｅｒｏ－ｏｒｄｅｒ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｍｏｄｅ１．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ＣＯＤ ａｎ ｄ ＮＯ ２一Ｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｆ ｉｒｅｄ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ－ｓｕｂｓｔｒａ ｔｅ Ｍ ｏｎｏｄ ｍｏｄｅｌ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｖａｌｕｅｓ ｓｈｏｗｅｄ ａ ｇｏｏｄ ｃｏ，ｅｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｓｐｅｃｉｆ ｉｃ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｗａｓ ０．００６７ｍｇ ＮＯ ２＿Ｎ
／（ｍｇ ＭＬＶＳＳ＿ｈ），ａｎｄ ｔｈｅ ｈａｌｆ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔ ｆｏｒ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｎｉｔｒｉｔｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｗｅｒｅ ７６．３５ｍｇ／Ｌ ａｎｄ
０．６６ｍ ｇ／Ｌ．ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｙｒｉｄｉｎｅ； ｐｈｅｎｏｌ； ＣＯ··ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ； ｓｈｏｒ ｔ－－ｃｕｔ ｄｅｎｉｔｒｉｆ ｉｃａ ｔｉｏｎ； ｋｉｎｅｔｉｃｓ
吡 啶是 焦 化 废 水 中 典 型 的难 降解 有 机化 合 目前 ，国 内外 对 于吡 啶 的 生物 降解 已经 进行
物 ，是一 种含 有氮 杂 原子 的六 元杂 环化 合物 ，具有 了一 定 的研 究 ．不 论 是通 过 筛 菌［８－１２］，还 是利 用缺 致 畸 性 、致癌 性和 难 生物 降解等 特 性…．由于 吡 啶 氧 反硝 化 来［１，１３ １４］，均 是 对单 基 质 吡 啶 的 降解 ，对
Ｋｉｎｅｔｉｃ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｓｈｏｒｔｃｕｔ ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａ ｍ ｉｘｔｕｒｅ ｏｆ ｐｙｒｉｄｉｎｅ ａｎｄ ｐｈｅｎｏｌ ａｓ ｃａｒｂｏｎ ｓｏｕｒｃｅ．Ｍ Ｉ Ｊｉｎｇ，ＹＵＥ
Ｘｉｕ—ｐｉｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｍｅｉ，ＬＩＵ Ｊｉ－ｍｉｎｇ，ＢＯ Ｈｏｎｇ—ｍｉａｏ（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００２４，Ｃｈｉｎａ）．Ｃｈｉｎａ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１６，３６（２）：４１４－４１８