بررسي كارايي كربن فعال‌ شده با آمونيوم در حذف آنتي‌بيوتيك سولفانيل‌ آميد از آب آلوده

Investigating the Performance of Carbon Activated with Ammonium Solution in the Removal of Sulfanilamide from the Contaminated Water

زمينه و هدف: با پيشرفت صنايع و افزايش جمعيت، آلاينده‌هاي شيميايي نوپديدي وارد منابع آب‌هاي طبيعي شده‌اند. لذا در اين مطالعه پتانسيل جذب كربن فعال اصلاح شده با كلريد‌ آمونيوم (NAC) براي حذف آنتي‌بيوتيك سولفانيل‌آميد از آب-هاي آلوده مورد بررسي قرار گرفت. روش بررسي: در اين مطالعه تاثير متغيرهاي اساسي از جمله pH محلول، غلظت كربن فعال، غلظت اوليه سولفانيل‌آميد و زمان واكنش بر حذف سولفانيل‌آميد سنجيده شد. يافته ها: كربن فعال NAC و SAC (كربن فعال تجاري) داراي سطح ويژه به ترتيب 1029 و 1024 m2/g و متوسط حجم روزنه nm 46/2 و 23/2 مي‌باشند. با افزايش غلظت جاذب NAC به gr/L 1، راندمان جذب سولفانيل‌آميد پس از min 40 به 4/84% رسيد و بعد از اين زمان روند تغييرات جذب تا زمان min 120 با مقادير جزئي افزايش مي‌يابد و به حداكثر راندمان جذب 2/99% مي‌رسد كه در شرايط يكسان درصد حذف سولفانيل‌آميد با كربن SAC به ترتيب به 5/40% و 2/%49 مي‌رسد. كينتيك جذب غلظت‌هاي دو جاذب NAC و SAC از معادلات درجه دوم كاذب پيروي مي‌كند. حداكثر ظرفيت جذب سولفانيل‌آميد روي كربن NAC و SACبر اساس ايزوترم جذب لانگموير به ترتيب 1/238(mg/g) و 7/87 (mg/g) بدست آمد. نتيجه گيري: اين نتايج نشان مي‌دهند كه كربن NAC، يك جاذب موثر با كارايي بالا در حذف آنتي‌ بيوتيك‌ها از جريان‌هاي آب آلوده مي‌باشد.

Introduction: The industrial development and population growth resulted in releasing the emerging contaminants into the natural water resources. Therefore, in this study the adsorption potential of NH4Clinduced activated carbon (NAC) was investigated to remove antibiotic sulfanilamide from the contaminated water. Methods: The effect of operational conditions including solution pH, NAC concentration, sulfanilamide initial concentration and contact time on the adsorption performance was studied. Results: NAC and SAC had specific surface area of 1029 and 1024 m2/g, and mean pore volume of 2.64 and 2.23 nm, respectively. With increasing the NAC concentration to 1 g/L, sulfanilamide adsorption efficiency increased to 84.4% within 40 min. Then the adsorption slightly increased with the increase in the contact time to 120 min and reached to its maximum level of 99.2%. The maximum adsorption percentage of sulfanilamide onto SAC under similar conditions reached to 49.2%. The kinetics analysis showed that experimental adsorption data for both NAC and SAC were best fitted to the pseudo-second-order model. The maximum adsorption capacity of sulfanilamide onto NAC and SAC, calculated by the Langmuir model, was 238.1 and 87.7 mg/g, respectively. Conclusion: Generally, the findings of the present study showed that NAC was an efficient adsorbent with high removal efficiency for eliminating the antibiotics from the contaminated water streams.