بررسي حذف آنتي بيوتيك آموكسي سيلين از آب بوسيله فتوكاتاليست خورشيدي در شرايط عملياتي مختلف

Investigation of removal of amoxicillin antibiotic from water by photocatalyst in different operating conditions

فاضلاب‌ها يكي از عوامل آلودگي محيط‌زيست هستند كه بايد آن‌ها را به طريق بهداشتي جمع آوري، تصفيه و در صورت امكان، مجددا به چرخه آب در طبيعت برگرداند. آنتي‌بيوتيك‌ها آلاينده‌هاي خطرناك زيست محيطي بوده و به دليل ساختمان فيزيكي و شيميايي منحصر به فردشان، به عنوان آلاينده‌هاي اضطراري نام گرفته‌اند. فرآيندهاي اكسيداسيون پيشرفته يك متد قوي براي بازسازي آب‌هاي آلوده حاوي مواد آلي تجزيه‌ناپذير مي‌باشد. مكانيسم اصلي آن بر پايه توليد راديكال‌هاي آزاد بوده كه براي از بين بردن مواد شيميايي آلي بسيار كارآمد بوده است. در اين مطالعه عملكرد فرآيند فتوكاتاليست خورشيدي به منظور حذف آموكسي‌سيلين از فاضلاب دارويي و اثرات پارامترهاي غلظت آلاينده، غلظت فتوكاتاليست و pH اوليه مورد بررسي قرار گرفته است. از انرژي اشعه فرابنفش خورشيد به منظور تحريك فتوكاتاليست استفاده مي‌شود و راكتور مورد استفاده در اين پژوهش داراي كالكتور سهموي مركب است كه داراي بهترين عملكرد مي‌باشد. در ميان پارامترهاي بررسي شده به ترتيب pH، غلظت فتوكاتاليست و غلظت آلاينده بيشترين تاثير را روي بازده تخريب داشتند. بر اساس اين پژوهش تخريب آموكسي‌سيلين در محيط قليايي به خوبي انجام مي‌شود. به طوري كه در شرايط يكسان با افزايش pH از 5/3 به 5/9 ميزان بازده به 51/83 درصد مي‌رسد. بازده بالا در pHهاي قليايي به دليل هيدروليز بيشتر آموكسي‌سيلين و عدم ثبات حلقه بتالاكتام آن، و توليد بيشتر راديكال هيدروكسيل با توجه به ساختار فيزيكي و شيميايي آلاينده و فتوكاتاليست است.با توجه به نتايج مي‌توان ذكر كرد كه فتوكاتاليست خورشيدي روشي مناسب براي حذف آموكسي‌سيلين از فاضلاب داروئي است.

Wastewater is one of the environmental pollution that should be collected, treated and, if possible, recycled back into the water cycle. Antibiotics are hazardous environmental pollutants and have been named as emergency contaminants due to their unique physical and chemical structures. Advanced oxidation processes are a powerful method for the degradation of contaminated water containing inorganic pollutions. Its main mechanism is based on the production of free radicals that have been very effective in eliminating organic materials. In this study, the effect of solar photocatalyst in order to remove amoxicillin from contaminated water by photocatalyst have been investigated and the effects of pollutant concentrations, photocatalyst concentration and initial pH have been investigated. The sun's ultraviolet energy is used to active photocatalyst. The reactor used in this study has a combined parabolic collectors that have the best performance. Among the parameters studied, pH, photocatalytic concentration, and pollutant concentrations had the highest effect on degradation efficiency, respectively. According to this study, amoxicillin degradation in alkaline condition is well done. In the same conditions, with an increase in pH from 3.5 to 9.5, the degradation efficiency increased to 83.51 percent. High efficiency in alkaline pH due to the higher hydroxylation of amoxicillin and the instability of its beta-lactam ring, and the production of more radical hydroxyl with respect to the physical and chemical structure of the pollutant and photocatalyst. According to the results, solar photocatalyst is a suitable method for the removal of amoxicillin from wastewater.