كارايي فرايند ازن زني فتوكاتاليستي در تركيب با اكسيد روي در حذف آنتي‌بيوتيك آموكسي سيلين از فاضلاب بيمارستاني

Efficiency of Photocatalytic Ozone Process Combined with Zinc Oxide in Removal of Amoxicillin from Hospital Wastewater

سابقه و هدف: از مشكلات عمده آلودگي محيط‌هاي آبي در عصر حاضر حضور تركيبات سخت تجزيه پذير با سميت بالا نظير آنتي‌بيوتيك‌ها مي‌باشد. در صورت عدم حذف اين تركيبات از فاضلاب خصوصا فاضلاب‌هاي بيمارستاني خطرات بهداشتي و زيست محيطي زيادي ايجاد مي‌شود. لذا تصفيه اين نوع فاضلاب ها ضروري است. در اين مطالعه كارايي حذف آنتي بيوتيك آموكسي سيلين از فاضلاب، توسط فرايند اكسيداسيون پيشرفته به روش فتوكاتاليستي ازن در تركيب با اكسيد روي بررسي شده است. مواد و روش‌ها: مطالعه حاضر از نوع مطالعه تجربي مقطعي در مقياس آزمايشگاهي است كه در يك راكتور انجام يافت. تاثير عوامل موثر غلظت ازن(mg/min 10-5)، غلظت كاتاليست ( mg/l5/1-25/0)، غلظت آموكسي‌سيلين (mg/l100-10) و pH (11-3) بر راندمان فرايند توسط HPLC مورد بررسي قرار گرفت. تعداد 30 نمونه با استفاده از روش طراحي مركب مركزي در نظر گرفته شد و نتايج توسط روش سطح پاسخ و با استفاده از نرم افزار Design Expert7 و آزمون‌هاي آماري آناليز واريانس و رگرسيون مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته‌ها: نتايج حاكي از آن بود كه در شرايط بهينه (دوز ازن3 ميلي‌گرم بر دقيقه ، pH برابر با 11، دوز كاتاليست 875/0 ميلي‌گرم بر ليتر و غلظت آموكسي سيلين 55 ميلي‌گرم بر ليتر) راندمان حذف آموكسي‌سيلين 93درصد بوده است و آزمون‌ها نشان داد مدل برازش شده تطابق خوبي با نتايج آزمايشگاهي دارد. استنتاج: نتايج اين مطالعه نشان داد كه فرايند فتوكاتاليستي ازن همراه با اكسيد روي مي‌تواند به عنوان يك روش مناسب و موثر در تصفيه آنتي‌بيوتيك‌ها در محيط‌هاي آبي به كار گرفته شود.

Background and purpose: One of the main problems of pollution of aquatic environments is hardly biodegradable chemicals with high toxicity such as antibiotics. If they are not removed from the wastewater, particularly the hospital wastewater, many health and environmental hazards are created. Therefore, appropriate management and treatment of this type of wastewater is highly necessary. This research aimed at investigating the efficiency of advanced oxidation process by ozone photocatalytic method combined with zinc oxide in removal of amoxicillin from wastewater. Materials and methods: The present study was conducted on laboratory scale in a pre-designed reactor. The effects of ozone concentration (5-10 mg/min), catalyst concentration (0.25-1.5mg/l), amoxicillin concentration (10-100 mg/l), and pH (3-11) were investigated on the process efficiency by HPLC. Thirty specimens were studied using central composite design method and the information was evaluated by surface response method using Design Expert7. Data analysis was done applying ANOVA and regression analysis. Results: The removal efficiency of amoxicillin was 93% under optimal conditions (ozone dose: 3 mg/min, pH 11, catalyst dose: 0.875 mg/l, and amoxicillin concentration: 55mg/l). ANOVA and regression analysis showed that the fitted model properly matched with laboratory results. Conclusion: This study showed that the ozone photocatalytic process along with zinc oxide could be applied as a suitable and effective method in treatment of antibiotics in aqueous environments.