بررسی فرایند سونو- الکتروکواگولاسیون در حذف سیپروفلوکساسین از محیط های آبی با طراحی ترکیبی مرکزی
فصلنامه علمی پژوهشی بهداشت در عرصه,
دوره 6 شماره 1,
22 فروردین 2018
,
صفحه 9-19
https://doi.org/10.22037/jhf.v6i1.19438
چکیده
زمینه و اهدف: حضور ترکیبات آنتیبیوتیک بعنوان آلایندههای نوظهور باعث افزایش نگرانی شده است. هدف از این مطالعه، مدلسازی فرایند الکتروکواگولاسیون در حضور امواج التراسوند در حذف سیپروفلوکساسین از محیط آبی است.
مواد و روشها: در این مطالعه، یک راکتور به حجم یک لیتر مورد استفاده قرار گرفت. الکترود مس بعنوان کاتد و الکترود آهن بعنوان آند استفاده شد. اتصال الکترودها به دستگاه تامین کننده جریان الکتریکی مستقیم بصورت تک قطبی پیوسته بود. بهینهسازی پارامترهای pH، جریان الکتریکی، غلظت اولیه سیپروفلوکساسین و زمان واکنش با استفاده از طراحی ترکیبی مرکزی انجام شد و مدل مناسب ارایه شد. در شرایط بهینه فرایند، میزان خوردگی الکترودها، میزان کاهش COD و TOC، تغییرات ایجاد شده در منحنی طیف UV-Vis و طیف سنجی FT-IR اندازهگیری شد. در کلیه مراحل انجام پژوهش، موازین اخلاقی، مراعات گردید.
یافتهها: شرایط مناسب فرایند برای حذف آنتیبیوتیک شامل pH برابر 7/4، جریان الکتریکی 1/5 آمپر، زمان واکنش برابر 30 دقیقه در غلظت اولیه 15 میلیگرم در لیتر بدست آمد. در این حالت بازده تئوریکی و عملی به ترتیب برابر 88/21و 86/37درصد بدست آمد. کاهش COD و TOC به ترتیب برابر 64 و 51 درصد بود. نتایج FT-IR نشان دهنده تغییرات گسترده گروه های عاملی در طی فرایند بود. خاصیت همافزایی حضور امواج التراسوند با توان 350 وات و 40 کیلوهرتز در فرایند الکتروکواگولاسیون 14 درصد تعیین شد.
نتیجه گیری: نتایج بیانگر کارایی نسبتا مناسب فرایند سونوالکتروکواگولاسیون در کاهش میزان سیپروفلوکساسین بود. با استفاده از این روش میتوان پساب حاوی این آلاینده را پس از کاهش غلظت، به محیط دفع نمود.
کلید واژهها: فرایند سونوالکتروکواگولاسیون، مدلسازی، سیپروفلوکساسین، طراحی ترکیبی مرکزی، محیطهای آبی
- فرایند سونو-الکتروکواگولاسیون، طراحی ترکیبی مرکزی، سیپروفلوکساسین، مدلسازی، محیط های آبی
ارجاع به مقاله
مراجع
- Rahmani A, Mehralipour J, Shabanlo A, Majidi S. Efficiency of ciprofloxacin removal by ozonation process with
calcium peroxide from aqueous solutions. The Journal of Qazvin University of Medical Sciences 2015; 19(2):55-64
(In Persian).
- Hernando M, Mezcua M, Fernández-Alba A, Barceló D. Environmental risk assessment of pharmaceutical
residues in wastewater effluents, surface waters and sediments. Talanta 2006; 69(2):334-42.
- Kümmerer K. Resistance in the environment. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 2004; 54(2):311-20.
- Carabineiro S, Thavorn-Amornsri T, Pereira M, Figueiredo J. Adsorption of ciprofloxacin on surface-modified
carbon materials. Water Research 2011; 45(15):4583-91.
- Homem V, Santos L. Degradation and removal methods of antibiotics from aqueous matrices–a review. Journal
of Environmental Management 2011; 92(10):2304-47.
- Michael I, Rizzo L, McArdell C, Manaia C, Merlin C, Schwartz T, et al. Urban wastewater treatment plants as
hotspots for the release of antibiotics in the environment: A review. Water Research 2013; 47(3):957-95.
- Mehralipour J, Shabanlo A, Samarghandi M, Zolghadr H. Optimization of affecting parameters on performance
of the electrocoagulation/electroflotation process by combine electrodes (Ti-Al) in Acid Black 1 Dye decolonization
in aqueous. Journal of Color Scince and Technology 2015; 8(4):325-32 (In Persian).
- Farhadi S, Aminzadeh B, Torabian A, Khatibikamal V, Fard MA. Comparison of COD removal from
pharmaceutical wastewater by electrocoagulation, photoelectrocoagulation, peroxi-electrocoagulation and peroxiphotoelectrocoagulation
processes. Journal of Hazardous Materials 2012; 219:35-42.
- Wang S, Wu X, Wang Y, Li Q, Tao M. Removal of organic matter and ammonia nitrogen from landfill leachate
by ultrasound. Ultrasonics Sonochemistry 2008; 15(6):933-37.
- Li J, Song C, Su Y, Long H, Huang T, Yeabah TO, et al. A study on influential factors of high-phosphorus
wastewater treated by electrocoagulation–ultrasound. Environmental Science and Pollution Research 2013;
(8):5397-404.
- Seidmohamadi M, Asgari G, Mehralipour J, Shabanlo A, Almasi H, Zaheri F. Sonochemical oxidation of Acid
Blue 113 by Fe (II)-activated hydrogen peroxide and persulfate in aqueous environments. Water and Wastewater
; 27(2): 2-13 (In Persian).
- Raschitor A, Fernandez CM, Cretescu I, Rodrigo MA, Cañizares P. Sono-electrocoagulation of wastewater
polluted with Rhodamine 6G. Separation and Purification Technology 2014; 135:110-16.
- Ölmez T. The optimization of Cr (VI) reduction and removal by electrocoagulation using response surface
methodology. Journal of Hazardous Materials 2009; 162(2-3):1371-78.
- Li H, Zhang D, Han X, Xing B. Adsorption of antibiotic ciprofloxacin on carbon nanotubes: pH dependence and
thermodynamics. Chemosphere 2014; 95:150-55.
- APHA, AWWA, WEF. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 22nd ed. Washington
DC: American Public Health Association; 2012.
- Xu H-y, Yang Z-h, Zeng G-m, Luo Y-l, Huang J, Wang L-k, et al. Investigation of pH evolution with Cr (VI)
removal in electrocoagulation process: Proposing a real-time control strategy. Chemical Engineering Journal 2014;
:132-40.
- Hasan HA, Abdullah SRS, Kamarudin SK, Kofli NT. Response surface methodology for optimization of
simultaneous COD, NH4+–N and Mn2+ removal from drinking water by biological aerated filter. Desalination 2011;
(1-3):50-61.
- Zeng Z, Zou H, Li X, Sun B, Chen J, Shao L. Ozonation of acidic phenol wastewater with O3/Fe (II) in a
rotating packed bed reactor: Optimization by response surface methodology. Chemical Engineering and Processing:
Process Intensification 2012; 60:1-8.
- Kobya M, Demirbas E, Can O, Bayramoglu M. Treatment of levafix orange textile dye solution by
electrocoagulation. Journal of Hazardous Materials 2006; 132(2-3):183-88.
- Daneshvar N, Oladegaragoze A, Djafarzadeh N. Decolorization of basic dye solutions by electrocoagulation: an
investigation of the effect of operational parameters. Journal of Hazardous Materials 2006; 129(1-3):116-22.
- García-García A, Martínez-Miranda V, Martínez-Cienfuegos IG, Almazán-Sánchez PT, Castañeda-Juárez M,
Linares-Hernández I. Industrial wastewater treatment by electrocoagulation–electrooxidation processes powered by
solar cells. Fuel 2015; 149:46-54.
- Can O. COD removal from fruit-juice production wastewater by electrooxidation electrocoagulation and electro-
Fenton processes. Desalination and Water Treatment 2014; 52(1-3):65-73.
- Şengil İA, Özacar M. The decolorization of CI Reactive Black 5 in aqueous solution by electrocoagulation using
sacrificial iron electrodes. Journal of Hazardous Materials 2009; 161(2-3):1369-76.
- Zhang X, Zhang Y, Zhao H, He Y, Li X, Yuan Z. Highly sensitive and selective colorimetric sensing of antibiotics
in milk. Analytica Chimica Acta 2013; 778:63-69.
- Ali I, Gupta VK, Khan TA, Asim M. Removal of arsenate from aqueous solution by electro-coagulation method
using Al-Fe electrodes. International Journal of Electrochemical Science. 2012; 7:1898-907.
- Aoudj S, Khelifa A, Drouiche N, Hecini M, Hamitouche H. Electrocoagulation process applied to wastewater
containing dyes from textile industry. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification 2010;
(11):1176-82.
- Ahmed MG, Harish N, Charyulu RN, Prabhu P. Formulation of chitosan-based ciprofloxacin and diclofenac
film for periodontitis therapy. Tropical Journal of Pharmaceutical Research 2009; 8(1):33-41.
- چکیده مشاهده شده: 365 بار
- PDF دانلود شده: 167 بار