人工濕地填料對(duì)雌激素的吸附特性及機(jī)理研究.pdf

1、本文以人工濕地常用填料陶粒、沸石和鋼渣作為吸附材料對(duì)雌酮(Estrone，E1)和乙炔基雌二醇(17α-Ethinylestradiol，EE2)兩種類(lèi)固醇雌激素的吸附特性進(jìn)行了研究，并探討了主要吸附機(jī)理。
　　通過(guò)等溫吸附試驗(yàn)，研究了陶粒、沸石和鋼渣三種填料對(duì)E1和EE2的吸附特性，考察了溶液濃度、基質(zhì)粒度、溫度、pH和固液比等多種因素對(duì)填料吸附雌激素的影響。結(jié)果表明，三種填料對(duì)雌激素的吸附量順序?yàn)樘樟＃痉惺句撛?，且陶粒?duì)E1

2、的吸附量大于EE2，沸石和鋼渣對(duì)E1的吸附量小于EE2。隨著溶液濃度的升高和基質(zhì)粒度的減小，填料的吸附量逐漸增大;隨著溫度的升高，吸附量增大，溫度超過(guò)25℃后增加速度緩慢;而pH變化對(duì)填料吸附雌激素的影響不大;陶粒吸附E1和EE2的最佳固液比為2g∶50mL，沸石和鋼渣吸附兩種雌激素的最佳固液比為3g∶50mL。
　　對(duì)填料的等溫吸附進(jìn)行Langmuir模型和Freundlich模型的擬合，發(fā)現(xiàn)Freundlich模型對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的

3、擬合性較好。對(duì)E1和EE2在相同濃度1000μg/L下進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)吸附，發(fā)現(xiàn)填料對(duì)兩種雌激素競(jìng)爭(zhēng)吸附的吸附量比單獨(dú)吸附實(shí)驗(yàn)的吸附量均有所減小，而對(duì)雌激素的吸附總量較單獨(dú)吸附時(shí)變大。脫附性研究表明，脫附率大小表現(xiàn)為陶粒＞沸石＞鋼渣。根據(jù)對(duì)填料吸附雌激素前后的紅外光譜檢測(cè)結(jié)果推測(cè)，填料對(duì)雌激素的吸附主要為物理吸附作用。
　　動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明:準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)三種填料吸附雌激素的動(dòng)力學(xué)描述最為準(zhǔn)確，準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)次之，顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型最差，

4、可以應(yīng)用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)填料吸附雌激素的最大吸附量進(jìn)行估算。溶液濃度增大時(shí)，填料對(duì)雌激素的吸附量增大，速率常數(shù)減小，平衡時(shí)間延長(zhǎng);填料基質(zhì)粒度減小，對(duì)雌激素的吸附量增大，速率常數(shù)增大，平衡時(shí)間縮短;溫度升高，填料對(duì)雌激素吸附量增加，速率常數(shù)增大，平衡時(shí)間縮短。
　　熱力學(xué)研究結(jié)果表明，填料對(duì)雌激素吸附系統(tǒng)ΔG0＜0，ΔH0＞0，ΔS0＞0，表明吸附反應(yīng)是熵驅(qū)動(dòng)的自發(fā)過(guò)程，過(guò)程中吸熱，并判斷吸附機(jī)理為物理吸附。
　　填料吸附