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吡啶是氮杂环化合物中的典型代表，具有高毒性和致畸性，在农业，制药和化学工业中具有广泛的应用。这些工业废水中的吡啶及其衍生物浓度通常较高，一旦这些含吡啶及其衍生物的废水没有得到有效处理并排放到水环境中，它们将在水环境中长期存在，势必对人类健康和环境质量产生严重影响。目前，多种方法结合处理技术如高级氧化技术（AOPS）、吸附等物理处理技术与生物处理技术的结合，常用于含吡啶废水的实际工程应用。实际应用效果不尽如人意，同时伴随着吡啶的降解和矿化，吡啶环中的氮通常以甲酰胺的形式存在，进而在微生物的作用下转化为氨氮（NH4+-N）形式存在，继而出现水体中吡啶环上的碳逐渐被微生物利用而下降，NH4+-N不断升高的问题。单靠一种或一类特定功能型菌株很难使吡啶裂解矿化而生成的副产物NH4+-N完全降解，为了与实际应用相结合，应当致力于实现有效的可应用于实际的生物降解吡啶并去除氨氮这一副产物的降解策略。
本研究从太钢焦化废水处理厂好氧池的活性污泥中驯化筛选出一株能够适应高强度吡啶并将其作为唯一碳源和氮源的菌株，并命名为ZP-12。通过细菌16S rRNA对其进行菌种分析鉴定，结果表明该菌株为芽殖杆菌Gemmobacter sp.。对菌株进行驯化后在36h内即可完全去除500mg/L吡啶，而在48h内TOC去除率约为87.59±0.19％。这表明菌株可以去除吡啶并开环矿化，同时观察到伴随着吡啶矿化，NH4+-N浓度显著增加，在36h内NH4+-N浓度增加到54.69±0.18mg/L。在吡啶初始浓度为500mg/L时NH4+-N释放效率高达50.16±2.39％。随后对菌株ZP-12进行不同条件下的降解特性研究表明，菌株ZP-12在吡啶浓度为500mg/L，接种量为5%，孵育温度为30℃时，吡啶降解性能是最佳的。且在pH影响实验中，当培养基中的pH从5逐渐增长至9的过程中几乎不会影响菌株ZP-12对吡啶的去除，在整个48h的周期内吡啶都能被完全降解。异养硝化性能实验表明菌株ZP-12硝化性能较弱，当培养基中C/N=4，36h时NO3—-N浓度达到最高值6.813±0.550mg/L，这说明菌株ZP-12的硝化作用并不明显。而反硝化性能实验则表明当以NO3—-N为氮源时，C/N=4时在24h达到NO3—-N最大降解效率76.27±1.67%，而当C/N=8时在48h达到NO3—-N最大降解效率83.51±10.69%，这说明菌株ZP-12可以利用NO3—-N进行反硝化作用。但由于对菌株进行的异养硝化/反硝化特性实验证实了虽然菌株ZP-12具有反硝化作用，但硝化作用并不明显，不能大幅度将氨氮通过硝化作用转化为NO3—-N，因此菌株ZP-12的吡啶降解处理应用于实际生物反应器时需要和其他的方法结合来处理吡啶降解产生的副产物NH4+-N。
以吡啶为唯一碳氮源对菌株ZP-12进行降解性能研究表明，随着初始吡啶浓度从100mg/L逐渐升至2000mg/L，最大OD600值从0.149±0.005增加至1.164±0.061，在所有初始吡啶浓度之下菌株对吡啶的降解效率基本保持在98%左右，TOC降解率也都不低于75%，表明ZP-12能很好地适应实际工业废水中的高浓度吡啶，同时实现快速同步去除吡啶及矿化。随着吡啶环的裂解矿化，NH4+-N的生成不断增加，培养基中积累的NH4+-N浓度从11.01±0.07mg/L升高至242.95±3.89mg/L。吡啶废水降解导致氨氮浓度的升高以及总氮去除效率偏低的特征，导致不能在吡啶降解完成后停止，而回避后续需要的进一步处理。以其他含氮杂环类化合物为碳氮源研究表明，菌株可以以喹啉为唯一碳氮源生长代谢，但基本不能利用吲哚。分别以吡啶和苯酚、吡啶和葡萄糖的混合碳源进行共机制降解性能研究表明，高浓度苯酚与葡萄糖抑制了ZP-12的吡啶降解能力。
本研究设计、启动并运行了串联的好氧移动床膜生物反应器耦合间歇曝气生物膜反应器（a-MBBR-IMBR），考察菌株ZP-12与活性污泥结合降解吡啶废水并降解副产物氨氮的性能。在摇瓶小试实验中，TOC出水浓度为7.12±4.36mg/L，去除率约为84.35%，TN也从初始浓度为54.67±3.76mg/L最终降解为7.60±0.37mg/L，相应的去除率为86.10%，表明混合好氧/缺氧活性污泥可以适应经菌株ZP-12预处理后废水的低碳高氨氮环境，并且可通过结合好氧/缺氧工况迅速降解废水中的氨氮和有机碳。在反应器实验中整个a-MBBR-IMBR的平均出水TOC为13.86mg/L，平均出水TN为18.30mg/L，同时对IMBR中微生物样品做高通量测序分析，除未分类属外，占比超过1%的种属包括硝化螺菌属Nitrospira，长绳菌属Longilinea，褐指藻属Phaeodactylibacter，绿硫细菌属Ignavibacterium，黄体土单胞菌属Terrimonas，从毛单胞菌属Comamonas，陶厄氏菌属Thauera，Ottowia属等，其中大部分已被其他研究人员证实具有硝化或反硝化能力。这表明在a-MBBR-IMBR中能够很好的结合菌株ZP-12的高效吡啶降解性能与好氧/缺氧污泥和间歇曝气作用使出水TOC和NH4+-N进一步降低。
本研究从太钢焦化废水处理厂好氧池的活性污泥中驯化筛选出一株能够适应高强度吡啶并将其作为唯一碳源和氮源的菌株，并命名为ZP-12。通过细菌16S rRNA对其进行菌种分析鉴定，结果表明该菌株为芽殖杆菌Gemmobacter sp.。对菌株进行驯化后在36h内即可完全去除500mg/L吡啶，而在48h内TOC去除率约为87.59±0.19％。这表明菌株可以去除吡啶并开环矿化，同时观察到伴随着吡啶矿化，NH4+-N浓度显著增加，在36h内NH4+-N浓度增加到54.69±0.18mg/L。在吡啶初始浓度为500mg/L时NH4+-N释放效率高达50.16±2.39％。随后对菌株ZP-12进行不同条件下的降解特性研究表明，菌株ZP-12在吡啶浓度为500mg/L，接种量为5%，孵育温度为30℃时，吡啶降解性能是最佳的。且在pH影响实验中，当培养基中的pH从5逐渐增长至9的过程中几乎不会影响菌株ZP-12对吡啶的去除，在整个48h的周期内吡啶都能被完全降解。异养硝化性能实验表明菌株ZP-12硝化性能较弱，当培养基中C/N=4，36h时NO3—-N浓度达到最高值6.813±0.550mg/L，这说明菌株ZP-12的硝化作用并不明显。而反硝化性能实验则表明当以NO3—-N为氮源时，C/N=4时在24h达到NO3—-N最大降解效率76.27±1.67%，而当C/N=8时在48h达到NO3—-N最大降解效率83.51±10.69%，这说明菌株ZP-12可以利用NO3—-N进行反硝化作用。但由于对菌株进行的异养硝化/反硝化特性实验证实了虽然菌株ZP-12具有反硝化作用，但硝化作用并不明显，不能大幅度将氨氮通过硝化作用转化为NO3—-N，因此菌株ZP-12的吡啶降解处理应用于实际生物反应器时需要和其他的方法结合来处理吡啶降解产生的副产物NH4+-N。
以吡啶为唯一碳氮源对菌株ZP-12进行降解性能研究表明，随着初始吡啶浓度从100mg/L逐渐升至2000mg/L，最大OD600值从0.149±0.005增加至1.164±0.061，在所有初始吡啶浓度之下菌株对吡啶的降解效率基本保持在98%左右，TOC降解率也都不低于75%，表明ZP-12能很好地适应实际工业废水中的高浓度吡啶，同时实现快速同步去除吡啶及矿化。随着吡啶环的裂解矿化，NH4+-N的生成不断增加，培养基中积累的NH4+-N浓度从11.01±0.07mg/L升高至242.95±3.89mg/L。吡啶废水降解导致氨氮浓度的升高以及总氮去除效率偏低的特征，导致不能在吡啶降解完成后停止，而回避后续需要的进一步处理。以其他含氮杂环类化合物为碳氮源研究表明，菌株可以以喹啉为唯一碳氮源生长代谢，但基本不能利用吲哚。分别以吡啶和苯酚、吡啶和葡萄糖的混合碳源进行共机制降解性能研究表明，高浓度苯酚与葡萄糖抑制了ZP-12的吡啶降解能力。
本研究设计、启动并运行了串联的好氧移动床膜生物反应器耦合间歇曝气生物膜反应器（a-MBBR-IMBR），考察菌株ZP-12与活性污泥结合降解吡啶废水并降解副产物氨氮的性能。在摇瓶小试实验中，TOC出水浓度为7.12±4.36mg/L，去除率约为84.35%，TN也从初始浓度为54.67±3.76mg/L最终降解为7.60±0.37mg/L，相应的去除率为86.10%，表明混合好氧/缺氧活性污泥可以适应经菌株ZP-12预处理后废水的低碳高氨氮环境，并且可通过结合好氧/缺氧工况迅速降解废水中的氨氮和有机碳。在反应器实验中整个a-MBBR-IMBR的平均出水TOC为13.86mg/L，平均出水TN为18.30mg/L，同时对IMBR中微生物样品做高通量测序分析，除未分类属外，占比超过1%的种属包括硝化螺菌属Nitrospira，长绳菌属Longilinea，褐指藻属Phaeodactylibacter，绿硫细菌属Ignavibacterium，黄体土单胞菌属Terrimonas，从毛单胞菌属Comamonas，陶厄氏菌属Thauera，Ottowia属等，其中大部分已被其他研究人员证实具有硝化或反硝化能力。这表明在a-MBBR-IMBR中能够很好的结合菌株ZP-12的高效吡啶降解性能与好氧/缺氧污泥和间歇曝气作用使出水TOC和NH4+-N进一步降低。