MBR中活性污泥对雌酮E1的吸附性能研究
摘要：研究了MBR中灭活污泥对雌酮(E1)的吸附行为,考察了污泥浓度、污泥粒径和E1初始浓度对E1吸附效果的影响,并探讨了不同污泥组分(悬浮颗粒、胶体和溶解物)对E1的吸附作用贡献.结果表明,在E1初始浓度为1~500μg·L-1,4h左右达到吸附平衡;E1的吸附符合Freundlich吸附模型,呈线性吸附;E1初始浓度越大,吸附速率越小.随着污泥浓度升高,单位污泥对E1的吸附量显著下降,出现了固体浓度效应;而吸附去除率却随着污泥浓度的升高而显著增加,且两者之间呈显著正相关(p<0.05).活性污泥对E1的单位吸附容量随着污泥粒径增大而减小.污泥中悬浮颗粒、胶体和溶解物的含量分别为87.8%、9.6%和2.6%,吸附平衡时,E1在3种组分中的浓度分别为13.9μg·g-1、24.1μg·g-1和12.5μg·g-1,胶体吸附效果最好.不同组分对E1的吸附贡献与其含量正相关,吸附贡献为:悬浮颗粒>胶体>溶解物.
关键词：雌酮，吸附，污泥浓度，污泥粒径，初始浓度，污泥组分
目前,内分泌干扰物对水生生物甚至人类的健康都产生了重大威胁.在众多的环境激素化合物中,类固醇雌激素(Steroid Estrogens,SEs)由于很强的内分泌干扰能力,其雌激素活性是其它疑似环境雌激素的104~105倍,被认为是最具风险性的环境雌激素.研究发现,SEs化合物在我国的珠江、黄浦江、松花江等水环境中浓度较高,甚至部分海域都检测到SEs的存在,生态环境存在极大的潜在风险.其中雌酮(Estrone,E1)作为一种典型的天然SEs,其分子量为270.37,在水中的溶解度低,辛醇-水分配系数logKow为3.43.
吸附作用与吸附剂特性、吸附质性质以及操作条件有关.研究表明,污泥浓度(MLSS)、污泥粒径等因素直接影响活性污泥吸附效果,目前对于SEs的吸附研究主要集中在土壤、沉积物等不同粒径组分和投加量对其吸附的影响方面,而关于不同活性污泥特性对E1的吸附影响研究甚少.本文主要研究了污泥粒径、MLSS和不同E1初始浓度对E1吸附行为的影响,以及不同污泥组分(悬浮颗粒、胶体和溶解物)对E1的吸附贡献,以期揭示E1的吸附去除机理,在此基础上探索决定SEs去除的关键污泥特性,从而通过改进工艺设计及运行条件使污泥特性朝着有利于SEs去除的方向转变,进而为提高MBR对SEs的强化去除效果提供理论支撑.
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