摘要：吡啶是一種難降解的含氮雜環化合物,難以用單一的生物方法使其有效降解。本研究采用氣升式內循環紫外光輻射與生物膜一體化反應器,通過單獨紫外輻射降解(photolysis,P)、單獨生物降解(biodegradation,B)以及紫外輻射與生物同步耦合降解(photobiodegradation,P&B)3種方法對吡啶進行間歇降解和連續降解,以比較吡啶的降解規律。結果表明,間歇降解過程中,方法P&B對吡啶的降解速率最快,其次是方法B,而方法P的速率最慢。初始濃度為100mg·L-1的吡啶溶液分別采用方法P、B和P&B進行間歇降解,其去除速率分別是:4.95、10.2和14.58mg·(L·h)-1。根據Monod模型求解出吡啶在方法B和方法P&B降解下的動力學方程,其飽和常數KS從1920.4mg·L-1下降至1094.1mg·L-1.采用連續流方式對進水濃度分別為50、100和300mg·L-1的吡啶溶液分別采用方法P、B和P&B進行降解,其單位體積平均體積去除速率分別是:15.8(P)、23.1(B)和24.9mg·(L·h)-1(P&B),且高于間歇降解方法。研究結果表明,紫外輻射與生物膜同步耦合,可以緩解吡啶對生物膜的抑制,并且生物仍能保持其降解吡啶的生物活性,從而提高吡啶生物降解的速率。

關鍵詞：紫外光解，生物降解，生物反應動力學，生物抑制，生物反應器

 吡啶是一種難降解的含氮雜環化合物，主要來源于煤炭、炸藥制造、制藥、染料生產等行業，被廣泛地用作工業溶劑和農業上的除草劑、殺蟲劑等，它具有惡臭，高水溶性，易揮發，在地面和地下土壤中普遍存在。吡啶可致畸、致癌、致突變，對神經有致毒作用，對眼角膜有損害，可對人體健康和生態環境造成較大危害。因此有必要研究含吡啶廢水的處理技術。

當前也有人采用一些高級氧化技術（advancedoxidationprocesses,AOPs）處理難降解有機物，包括紫外輻射、臭氧、Fendon'sReagent和光催化等技術,其中紫外輻射是一種簡單、經濟的方法。紫外輻射可使有機化合物中的C-C、C-N鍵因吸收紫外光的能量而斷裂，同時可產生強氧化性的·OH，使有機物逐漸降解。Stapleton等用紫外輻射降解吡啶衍生物取得了良好的效果。近年來，有研究表明難降解有機物在光催化和微生物的聯合作用下，通過兩者的協同作用，可以大大提高難降解有機廢水的處理效率。而以往在利用高級氧化和生物耦合對難降解有機廢水進行處理時，大多是采用分步耦合的方法，即該工藝過程分別在2個單元內分步進行，以避免高級氧化的產物（如·OH和紫外輻射等）對微生物的毒害，導致微生物失活甚至殺死微生物細胞。分步耦合存在著一定的局限性，高級氧化過程時間不足，則難以進一步地生物降解。而時間過長，則效率下降，成本上升。本研究在將高級氧化和生物降解同步耦合，即紫外輻射下與生物降解在一個反應器內同步進行，以克服分步耦合存在的缺陷。在本研究過程中，選用多孔輕質陶瓷作為生物膜載體，讓微生物生長于微孔內，同時通過反應器的設計可以避免紫外線的殺傷，使生物膜在紫外線的輻射下仍保持其降解有機物的生物活性援實驗過程中，以吡啶為對象，分別采用單獨紫外光輻射降解、單獨生物降解以及紫外輻射與生物同步降解的方法，以比較吡啶的降解規律，并試圖證明生物膜在紫外輻射下仍能保持生物活性，同時在紫外光與生物膜的協同作用下，吡啶的降解速率高于單獨紫外輻射降解和單獨的生物降解。通過該方法的研究，以期為紫外光輻射與生物膜同步耦合降解難降解有機污染物提供理論基礎，同時為難降解有機工業廢水的處理提供實踐依據。

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