بررسي كارايي فرآيند ازن زني كاتاليزوري با نانوذرات مغناطيسي TiO2/Fe3O4 در حذف آنتي بيوتيك سفتازيد از محيط‌هاي آبي

Evaluation the Efficiency of Catalytic Ozonation by Magnetic Nanoparticles TiO2/Fe3O4 in Removal of Ceftazide Antibiotic from Aqueous Solutions

سابقه و هدف: حضور پساب هاي حاوي تركيبات آنتي بيوتيكي مانند پساب صنعت داروسازي يكي از مشكلات در رابطه با آلودگي محيط زيست مي­باشد. برخي از تركيبات دارويي مورد استفاده در درمان انسان ها به طور كامل در تصفيه خانه هاي فاضلاب شهري حذف نمي شوند. بنابراين به عنوان آلاينده به آب هاي پذيرنده تخليه شده و موجب بروز مشكلات زيست محيطي مي گردند. هدف از اين مطالعه استفاده از TiO2 به عنوان كاتاليست در فرايند ازن زني كاتاليزوري غيرهمگن در يك راكتور Semi batch جهت حذف آنتي بيوتيك سفتازيد از فاضلاب سنتتيك مي باشد. مواد و روش‌ها: اين مطالعه از نوع بنيادي - كاربردي مي‌باشد كه در مقياس پايلوت انجام گرديد. روش سل ژل به‌منظور سنتز نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم مغناطيسي شده مورد استفاده قرار گرفت و از آناليز هاي SEM،XRD و EDXجهت بررسي خصوصيات كاتاليست استفاده گرديد. اثر متغيرها شاملpH، دوز كاتاليست، زمان واكنش، غلظت آلاينده بر عملكرد فرايند مورد بررسي قرار گرفت. غلظت باقيمانده سفتازيد توسط دستگاه HPLC تعيين گرديد. يافته‌ها: يافته­ ها نشان مي­دهد كه بيشترين كارايي حذف سفتازيد در شرايط قليايي رخ مي­دهد و رابطه مستقيمي بين راندمان حذف و pH برقرار است، دوز كاتاليست 2گرم بر ليتر به‌عنوان شرايط بهينه به دست آمد و با افزايش زمان تماس و كاهش غلظت سفتازيد راندمان حذف افزايش يافت. نتايج نشان داد كه حذف سفتازيد به‌وسيله اين فرآيند از مدل درجه اول تبعيت مي‌نمايد. نتيجه‌گيري: نتايج نشان داد كه فرآيند ازن زني كاتاليزوري با نانوذرات دي اكسيد تيتانيوم مغناطيسي شده براي حذف سفتازيد از محيط­هاي آبي، بازده بالايي دارد. فرايند ازن زني كاتاليزوري را مي توان به عنوان روشي موثر در حذف سفتازيد در نظر گرفت.

Background & aim: The discharge of pharmaceutical effluent containing antibiotics into water resources is a great of concern associated with environmental pollution. In addition, conventional treatment systems are not capable of eliminating these antibiotics which commonly used in dealing with treatment of humans. Furthermore, over-consuming of antibiotics over the past few decades has forced researchers to find new techniques in order to deal with this environmental issues of great concern. In the present work, TiO2 was employed as a catalyst in the non-homogenous catalytic ozonation process for removal of Ceftazide antibiotics from synthetic sewage. Materials and Methods: This fundamental-practical study was conducted in a pilot scale. The magnetic TiO2 nano-sized particles were synthesized through a sol-gel method. The properties of magnetized titanium dioxide nanoparticles as catalyst were characterized using SEM, XRD and EDX. The effects of variables: pH, catalyst dose, reaction time, pollutant concentration on the performance of catalytic process were investigated. The residual concentration of Ceftazide was analyzed by a high performance liquid chromatography (HPLC). Results: The findings of present study indicated that the high removal efficiency of Ceftazide occurs in alkaline conditions and a direct relation was observed between removal efficiency and pH. The catalyst dose of 2 g/l was determined as optimum dosage and the Ceftazide removal efficiency was improved by decreasing the initial concentration as time proceeded. The results showed that the removal of Ceftazide by this catalytic process are fitted with the first-order model. Conclusion: The results show that the catalytic ozonation process with magnetized titanium dioxide nanoparticles has high efficiency for removal of Ceftazide from aqueous media. The catalytic ozonation process can be considered as an effective way to remove Ceftazide antibiotics from aqueous environment.