كارايي فرايند ازن‌زني‌كاتاليزوري با نانوذرات اكسيدمنيزيم در حذف آنتي بيوتيك سفترياكسون از محيط‌هاي آبي

Efficiency of Catalytic Ozonation by MgO Nanoparticles to Remove Ceftriaxone from Aqueous Solution

سفترياكسون به‌صورت گسترده در درمان بيماري‌هاي عفوني استفاده مي‌شود. عدم تصفيه‌پذيري اين آنتي‌بيوتيك در تصفيه‌خانه‌هاي فاضلاب بيمارستاني امكان ورود آن به محيط‌هاي آبي و خطر مقاوم‌سازي ميكربي را در اين محيط‌ها افزايش مي‌دهد. هدف از اين پژوهش بررسي كارايي فرايند ازن‌زني كاتاليزوري با نانوذرات اكسيد منيزيم در حذف سفترياكسون از محيط‌هاي آبي بود.اثر متغيرهاي pH، دز ازن، زمان واكنش، دز كاتاليست و غلظت اوليه آنتي‌بيوتيك در حذف سفترياكسون در يك راكتور آزمايشگاهي با جريان ناپيوسته مورد مطالعه قرار گرفت. غلظت باقيمانده سفترياكسون توسط دستگاه اسپكتروفتومتري تعيين شد. آزمايش‌ها بر اساس روش يك آزمايش در زمان انجام گرفت. راندمان بهينه حذف اين آنتي‌بيوتيك و شرايط مطلوب آن مشخص شد. بهترين شرايط اين راكتور در pH برابر 11، دز كاتاليست 1 گرم در ليتر، غلظت آلاينده 10ميلي‌گرم در ليتر، دز ازن 18/384 ميلي‌گرم در دقيقه و زمان واكنش 30 دقيقه راندمان 86 درصد در حذف سفترياكسون را نشان داد. استفاده از نانوذرات اكسيد منيزيم در فرايند ازن‌زني به‌علت افزايش زمان ماند ازن در محلول آبي باعث افزايش حذف آنتي‌بيوتيك مورد نظر شد. اين امر باعث كاهش هزينه‌هاي تصفيه به سبب كاهش ازن مصرفي در مقياس صنعتي مي‌شود.

Ceftriaxone is widely used for healing the infectious diseases. Not being treated in hospital wastewater treatment systems, this antibiotic has the possibility of entering into the aqueous environmental and the danger of microbial resistance in these environments also increases. This study aims to examine the efficiency of catalytic ozonation process by using magnesium oxide nanoparticles to remove ceftriaxone from aqueous solutions. In this study, the effect of pH, ozone dose, reaction time, catalyst dose and initial antibiotic concentration for ceftriaxone removal were studied using a cylindrical-shaped experimental reactor through semi-batch method. The residual concentration of ceftriaxone was determined by spectrophotometer. The experiment was carried out based on the one factor at a time method and finally the optimum efficiency of ceftriaxone removal and its desired conditions were determined. The best condition of the reactor obtained in pH 11, the catalyst dose of 1g/l, ozone dose of 18.384mg/min, pollution concentration of 10mg/l and reaction time of 30 min which showed 86% of ceftriaxone removal. Due to an increase in ozone retention time, the use of magnesium oxide nanoparticles in ozonation process also increased the antibiotic removal. It leads to a decrease in treatment costs because of a decrease in ozone consumption in an industrial scale.