MBR中活性污泥對雌酮E1的吸附性能研究
摘要：研究了MBR中滅活污泥對雌酮(E1)的吸附行為,考察了污泥濃度、污泥粒徑和E1初始濃度對E1吸附效果的影響,并探討了不同污泥組分(懸浮顆粒、膠體和溶解物)對E1的吸附作用貢獻.結果表明,在E1初始濃度為1~500μg·L-1,4h左右達到吸附平衡;E1的吸附符合Freundlich吸附模型,呈線性吸附;E1初始濃度越大,吸附速率越小.隨著污泥濃度升高,單位污泥對E1的吸附量顯著下降,出現了固體濃度效應;而吸附去除率卻隨著污泥濃度的升高而顯著增加,且兩者之間呈顯著正相關(p<0.05).活性污泥對E1的單位吸附容量隨著污泥粒徑增大而減小.污泥中懸浮顆粒、膠體和溶解物的含量分別為87.8%、9.6%和2.6%,吸附平衡時,E1在3種組分中的濃度分別為13.9μg·g-1、24.1μg·g-1和12.5μg·g-1,膠體吸附效果最好.不同組分對E1的吸附貢獻與其含量正相關,吸附貢獻為:懸浮顆粒>膠體>溶解物.
關鍵詞：雌酮，吸附，污泥濃度，污泥粒徑，初始濃度，污泥組分
目前,內分泌干擾物對水生生物甚至人類的健康都產生了重大威脅.在眾多的環境激素化合物中,類固醇雌激素(Steroid Estrogens,SEs)由于很強的內分泌干擾能力,其雌激素活性是其它疑似環境雌激素的104~105倍,被認為是最具風險性的環境雌激素.研究發現,SEs化合物在我國的珠江、黃浦江、松花江等水環境中濃度較高,甚至部分海域都檢測到SEs的存在,生態環境存在極大的潛在風險.其中雌酮(Estrone,E1)作為一種典型的天然SEs,其分子量為270.37,在水中的溶解度低,辛醇-水分配系數logKow為3.43.
吸附作用與吸附劑特性、吸附質性質以及操作條件有關.研究表明,污泥濃度(MLSS)、污泥粒徑等因素直接影響活性污泥吸附效果,目前對于SEs的吸附研究主要集中在土壤、沉積物等不同粒徑組分和投加量對其吸附的影響方面,而關于不同活性污泥特性對E1的吸附影響研究甚少.本文主要研究了污泥粒徑、MLSS和不同E1初始濃度對E1吸附行為的影響,以及不同污泥組分(懸浮顆粒、膠體和溶解物)對E1的吸附貢獻,以期揭示E1的吸附去除機理,在此基礎上探索決定SEs去除的關鍵污泥特性,從而通過改進工藝設計及運行條件使污泥特性朝著有利于SEs去除的方向轉變,進而為提高MBR對SEs的強化去除效果提供理論支撐.
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