1、材料与方法
1.1 仪器与材料
顶空/气相色谱仪(7890aAgilent美国)；离子色谱仪(HIC—ESPSHIMADZU日本)；直流稳压稳流电源QW—MS605D(0—30V，0—1A)1套；HY-302—500L循环水泵1套；抗腐蚀橡胶管3根；组合式分区电解槽1套；钛基电极板(阳极是铱钌钛电极板，阴极是钌钛极板)；SHZ—D(III)循环水多用真空泵；抽滤瓶；SKM数显恒温电加热套。球形单颈烧瓶，球形冷凝管，牛角管，1000mL烧杯，取样器；取样瓶；标签纸。
去离子水；氢氧化钙；含吡啶废水原水；稀硫酸；滤纸。
1.2 原水水质分析测定
本研究中的含吡啶及其衍生物废水来自某公司溶剂回收后的废水。利用氧氮燃烧-离子色谱法测定废水中的硫含量及卤素含量；利用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ535—2009)来测定原水中的氨氮含量；利用《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(HJ828—2017)测COD；利用《水质全盐量的测定重量法》(HJ/T51—1999)测定全盐量；利用《水质吡啶的测定顶空/气相色谱法》HJ1072—2019测定吡啶含量；利用《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》测定总氮含量。
含吡啶废水测出的原水水质指标全盐量165420mg/L。灰分为10%左右(600℃马弗炉烧3h)，卤素含量7%-8%(其中F离子为1.5‰)，硫含量0.5%(以S计)，COD在125000mg/L左右，氨氮2900mg/L左右。
1.3 废水原水的除氟
取1000L废水原水于吨桶中.投加氢氧化钙饱和溶液，边搅拌边添加，调节pH值到14；继续搅拌120min，静置24h；用抽水泵抽取上层不含悬浮物的液体于新的吨桶中保存。底泥收集后集中处置。
1.4 含吡啶废水原水的除盐
取5L除氟后的原水于5L的烧杯中，滴加6mol/L的稀硫酸，边搅拌
目前处理含铊废水工艺主要有化学沉淀法、吸附法、离子交换法、膜法和生物法，其中化学沉淀法与电化学法较为成熟。化学沉淀法是通过化学反应使废水中呈溶解状态的铊转变为难溶于水的铊化合物，再用硫化沉淀法或碱沉淀法过滤和分离。硫化沉淀法处理铊污染废水，形成的难溶物Tl2S离子积为5.0×10-21，理论上铊质量浓度大可降至45μg/L，无法达到工业排放标准。电化学法重金属废水处理技术主要是在絮凝、沉淀废水处理工艺中加入1套电化学处理系统，进一步降低出水中各重金属离子含量，其优点为处理效率受水质影响较小，可处理高浓度含铊废水，不同水质的中试试验表明出水大多能稳定达标，运行操作方便，但总投资偏高。
1、J20重金属深度处理设备
多种工艺协同去除重金属铊是发展趋势，为此，山东章丘鼓风机股份有限公司联合澳大利亚昆腾环保滤料有限公司共同研发出深度去除重金属铊的新型水处理设备——J20重金属深度处理设备（以下简称“J20设备”）。J20设备核心产品是水处理过滤材料DMI-65，其基体呈独特微孔结构、具有高硬度的海砂，经特殊工艺处理后，有效成分可与基体熔合，以低浓度氧化剂为反应剂，可深度去除水中的铅、锌、铁、锰、镍、铜、砷、铬、镉、锑和铊等重金属。
1.1 J20设备技术原理
DMI-65滤料采用日本专有“注入技术”，将高价锰氧化物等有效成分注入海砂内，与基体融合，在少量氧化剂（一般采用次氯酸钠）的保护下，锰氧化物持续处于高价活性状态。高价锰氧化物凭借其低等电点（＜2）以及表面大量的负电羟基官能团，从而对重金属离子具有良好吸附活性。高价锰氧化物表面大量的负电羟基官能团与一定量的重金属离子结合，生成氢氧化物沉淀。生成的氢氧化物沉淀被具有独特微孔结构的滤料吸附脱除。运行期间，定时对DMI-6
1、生物脱氮除磷机理
氮磷可依靠微生物的新陈代谢作用在适宜的环境条件下被脱除。传统生物脱氮主要通过氨化、硝化和反硝化过程，使氮素终以N2形式排入大气。在厌氧或好氧条件下，细菌、真菌和放线菌将有机氮化合物转化为氨氮的过程为氨化；好氧条件下氨氮在氨氧化细菌（AOB）作用下氧化为亚硝酸盐，然后进一步被亚硝酸氧化菌（NOB）氧化为硝酸盐的过程为硝化。硝化细菌均是化能自养型，生长极其缓慢，平均世代时间在10h以上，且易受pH、温度等外界条件的影响。参与污水硝化过程的细菌主要为亚硝化单胞菌（Nitrosomonas）和硝化菌属（Nitrobacter），完整的硝化氮素过程为NH4+-N→NH2OH→NO2--N→NO3--N；缺氧条件下硝酸盐在反硝化细菌的作用下转变为N2，完整的反硝化氮素反应包括以下几个过程：NO3--N→NO2--N→NO→N2O→N2，反硝化细菌分属于假单胞菌属（Pseudomonaceae）、产碱杆菌属（Caicaiigenes）、芽孢杆菌属（Bacillus）等50多个属。氨化、硝化和反硝化氮代谢的过程需要多种酶系参与，编码这些酶的基因可作为相应的功能基因，其中反硝化相关基因所占比例高，达80.81%，其次是氨化（12.78%）和硝化（4.38%）〔10〕。随着对微生物脱氮认识的深入，发现了自养反硝化、异养硝化、好氧反硝化和聚磷菌反硝化等，特征和影响，这些丰富了生物脱氮理论和生物脱氮工艺的发展。
2、污水处理脱氮除磷工艺的研究进展
2.1 脱氮的依据
氨化、硝化和反硝化等脱氮方式是属于生物脱氮法，在污水处理时经常会用到。氨化方式实现脱氮是在氨化菌的作用下，把有机氮化物转化成了氨氮，以此来实现了脱氮。硝化方式实现脱氮是利用了硝化细菌，反硝化方式实现脱氮是利用了反硝化细菌，把产生的含氮化合物转化为气态，并且是在缺氧条件下进行的。同化方式来实现脱氮是把含氮化合物转变为了微生物的组成部分。生物脱氮法是经常用到的一种脱氮技术，尤其是在传统脱氮技术中。成本较高并且工艺比较复杂的化学脱氮法则很少被应用到污水处理中。
2.2 氧化沟工艺
氧化沟是一种稳定去除氨氮的处理方式，目前各国广泛使用。该方法具有两种类型反应器的特征：完全混合型和推式。封闭循环罐对污水具有良好的氮和磷去除效果。氧化沟工艺简化了预处理，去除了有机物和氮磷化合物。同时，氧化沟对高浓度工业废水具有良好的稀释能力，可以承受水质和水量的冲击负荷。由于推流的特性，水流方向可以形成溶解氧浓度梯度，以形成好氧、缺氧和厌氧条件，从而更好地实现氮和磷的去除效果。
2.3 微压内循环多生物相处理技术
微压内循环多生物相生物处理技术是一种新型污水处理技术，实现在同一反应器内形成厌氧区、缺氧区、好氧区并存，多生物相协同生长的微压内循环多生物相反应器（MPR），为多种脱氮机制提供稳定各自适宜的环境，节省了硝化液回流设备的同时，减少了污泥回流量；反应器内溶解氧梯度的变化，解决了脱氮除磷的泥龄矛盾问题。常温条件下，MPR反应器利用短程同时硝化反硝化脱氮，低温条件下，利用全程硝化反硝化脱氮。通过对微压内循环反应器和传统推流式反应器的初步调试，发现由于微压内循环反应器的内部特殊结构以及曝气方式可以有效解决传统推流式反应器存在的泡沫堆积问题。基于微压内循环多生物相处理技术，通过改变反应器内部增设半包围导流板设计出微压竖向双循环反应器，经过小试实验研究，得出结论：双循环反应器对有机物、氮磷的去除优于传统SBR，内部微生物种类丰富，相同运行条件下具有节能降耗的优势。微压内循环多生物相反应器可以有效地去除城市污水中的有机物、氮、磷，其出水水质远远优于传统的城市污水处理方法。这些水可以作为多种水源，如冷却、绿化、景观用水等，甚至可以通过进一步深度处理，可以作为饮用水的补充水源。这样，城市污水不但不会污染环境，反而会解决我国日益严重的水资源短缺问题，有效的为城市提供二次水源。
5进行反洗，使滤料具有持续去除重金属的作用。
1.2 J20设备技术优势
J20设备的技术优势有以下几点：
1）对大多数重金属都有良好的深度去除效果。
2）设备安装简单，投入与运行成本低，且全自动化，通过控制余氯指标自动调节次氯酸钠加入量，控制重金属离子浓度或固体悬浮物浓度指标自动调节反洗频率。
3）整个处理工艺形成闭环通路。用部分出水反洗滤料，反洗水经沉淀后上清液重新进入设备，沉渣经压滤作为废弃物处理。该闭环流程既保证废水达标，又保证无新污水产生。
4）DMI-65滤料硬度较大，经激烈反洗仍能较长时间保持完整，若进水各项指标达标，则具有较长寿命。
5）工业化J20设备采用标准集装箱作为设备集成平台和外壳。标准集装箱外壳具有良好的防腐功能和强度设计
边添加，调节pH值到4；继续搅拌10min，静置30rain；用抽滤器，低速滤纸抽滤烧杯上层液体。将抽滤得到的滤液从抽滤瓶中转移至样品瓶中保存。滤渣收集后集中处置。
1.5 含吡啶废水滤液减量化处理
连接电加热套、单颈烧瓶、支管、球形冷凝管和牛角管。打开水开关，冷凝管中通入冷却水，向烧瓶中添加滤液，通电开始加热，冷凝管中不断有液体冷凝顺着管壁流到试剂瓶中。馏出液呈无色透明状，有恶臭。当馏出液蒸馏速率减慢后及时清理烧瓶中的母液和跟换新的滤液。
1.6 馏出液的电化学催化氧化处理
连接电解槽，在阳极区埋人阳极板(铱钌钛极板)，加入催化剂；在阴极区加入阴极板(钌钛极板)。用输电线连接直流电源输出端和电极板。向阳极区中加入2L馏出液，打开循环水泵，打开电源开始电解。
电解时设置电压20V，电流0.14A，通电后极板上有气泡产生，设置取样时间0，10，20，30，60，90，120，180min，取来的水样用国标方法测定COD和总氮的变化。
