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本文以人工湿地常用填料陶粒、沸石和钢渣作为吸附材料对雌酮(Estrone,E1)和乙炔基雌二醇(17α-Ethinylestradiol,EE2)两种类固醇雌激素的吸附特性进行了研究,并探讨了主要吸附机理。 通过等温吸附试验,研究了陶粒、沸石和钢渣三种填料对E1和EE2的吸附特性,考察了溶液浓度、基质粒度、温度、pH和固液比等多种因素对填料吸附雌激素的影响。结果表明,三种填料对雌激素的吸附量顺序为陶粒>沸石>钢渣,且陶粒对E1的吸附量大于EE2,沸石和钢渣对E1的吸附量小于EE2。随着溶液浓度的升高和基质粒度的减小,填料的吸附量逐渐增大;随着温度的升高,吸附量增大,温度超过25℃后增加速度缓慢;而pH变化对填料吸附雌激素的影响不大;陶粒吸附E1和EE2的最佳固液比为2g∶50mL,沸石和钢渣吸附两种雌激素的最佳固液比为3g∶50mL。 对填料的等温吸附进行Langmuir模型和Freundlich模型的拟合,发现Freundlich模型对实验结果的拟合性较好。对E1和EE2在相同浓度1000μg/L下进行竞争吸附,发现填料对两种雌激素竞争吸附的吸附量比单独吸附实验的吸附量均有所减小,而对雌激素的吸附总量较单独吸附时变大。脱附性研究表明,脱附率大小表现为陶粒>沸石>钢渣。根据对填料吸附雌激素前后的红外光谱检测结果推测,填料对雌激素的吸附主要为物理吸附作用。 动力学研究结果表明:准二级动力学模型对三种填料吸附雌激素的动力学描述最为准确,准一级动力学次之,颗粒内扩散模型最差,可以应用准二级动力学模型对填料吸附雌激素的最大吸附量进行估算。溶液浓度增大时,填料对雌激素的吸附量增大,速率常数减小,平衡时间延长;填料基质粒度减小,对雌激素的吸附量增大,速率常数增大,平衡时间缩短;温度升高,填料对雌激素吸附量增加,速率常数增大,平衡时间缩短。 热力学研究结果表明,填料对雌激素吸附系统ΔG0<0,ΔH0>0,ΔS0>0,表明吸附反应是熵驱动的自发过程,过程中吸热,并判断吸附机理为物理吸附。 填料吸附柱的动态吸附实验中,钢渣吸附柱最先穿透,其次是沸石吸附柱,最后为陶粒吸附柱。填料吸附柱的吸附能力随着雌激素溶液浓度的增加而减小,随着停留时间的增加和填料填充高度的增大而增大。采用常用的Thomas模型和Yoon-Nelson模型对填料吸附E1和EE2的穿透曲线数据进行拟合,结果显示两种模型均能较好的描述填料对雌激素的动态吸附过程。