بررسي اثر بازدارندگي آنتي بيوتيك مترونيدازول قبل و بعد از فرايند اكسيداسيون پيشرفته UV254/H2O2بر فعاليت متان‌سازي ويژه بيومس بيهوازي

An investigation of inhibition effect of metronidazole before and after using advanced oxidation process (UV254/H2O2) on specific methanogenic activity of anaerobic biomass

زمینه و هدف: دفع تركیبات داروئی به محیط زیست به عنوان آلاینده‌های نو ظهور، نگرانی قابل توجهی ایجاد كرده و استفاده از روش‌های جدید تصفیه فاضلاب جهت حذف این تركیبات ضروری بنظر می‌رسد. مطالعه حاضر درصدد بررسی میزان تاثیر بازدارندگی داروی مترونیدازول قبل و بعد از تصفیه با استفاده از فرایند UV254/H2O2 بر فعالیت متان‌سازی ویژه جرم زیستی بی‌هوازی است. روش بررسی: تعداد 14 آزمایش هضم بی‌هوازی به روش ناپیوسته قبل و پس از كاربرد فرایند UV254/H2O2 در راكتورهای mL500 كه 30% جرم زیستی بی‌هوازی و 70% سوبستره بوده، انجام شد. تكنیك مورد استفاده در این مطالعه روش جابجایی مایع بود. مدت هر آزمایش در حدود10 تا 17روز به طول انجامید. یافته‌ها: میزان بیومتان تجمعی در غلظت‌های 1، 5، 10، 25، 50 و mg/L 100 داروی مترونیدازول بترتیب 34/04، 95/12، 100/86، 3/28، 27/88 وmL 6/97 اندازه‌گیری شد. این میزان با كاربرد فرایند پیش تصفیه به مدت min 60 در غلظت‌های 25، 50 و mg/L80 بترتیب 800/73، 243/54 و mL 10/66 و در مدت زمان min90 در غلظت‌های 80، 120 و mg/L150 بترتیب تولید بیومتان به میزان 377/2، 380/48 و mL63/14 مشاهده شد. نتیجه‌گیری: داروی مترونیدازول در غلظت‌های مختلف بر كارایی هاضم‌های بی‌هوازی اثر بازدارندگی دارد و بنابراین نیاز به یك روش پیش تصفیه موثر برای كاهش این اثر مورد نیاز است. فرایند UV254/H2O2روشی موثر برای تجزیه و تبدیل مترونیدازول به تركیبات ساده‌تر و قابل تجزیه بیولوژیكی بیشتر برای مصرف باكتری‌های بی‌هوازی و در نتیجه افزایش بیوگاز تولیدی در هاضمها است.

Background & Objectives: Disposal of pharmaceutical compounds to environment as an emerging pollutants cause concerns significantly and it is necessary to use new methods of sewage treatment for removal of these compounds. The aim of this study was to investigate the inhibition effects of metronidazole before and after using UV254/H2O2 process on specific methanogenic activity of.anaerobic biomass Materials & Methods: Fourteen anaerobic digestion tests were carried out at batch scale before and after using UV254/H2O2 process in 500 ml reactors with 30% anaerobic biomass and 70% substrate. The liquid displacement method was used. Duration of each test was in the range of 10-17 days. Results: Cumulative Biomethane production in concentrations of 1, 5, 10, 25, 50, and 100 mg/l metronidazole was 34.04, 95.12, 100.86, 3.28, 27.88, and 6.97 ml respectively. This production was 800.73, 243.54, and 10.66 ml in concentrations of 25, 50, and 80 mg/l respectively using UV254/H2O2 process as pretreatment at 60 min retention time. Biomethane production in concentrations of 80,120, and 150 mg/l was 377.2, 380.48, and 63.14 ml respectively at 90 min retention time. Conclusion: Different concentrations of metronidazole had an inhibition effect on anaerobic digestions and therefore the efficient pretreatment method is needed to reduce this inhibition effect. The UV254/H2O2 process is an effective method for degradation and conversion of metronidazole to more biodegradable compounds for anaerobic bacteria consumption and, in turn, to increase biogasproduction in anaerobic digestions.