بررسي كارايي فرآيند سونوفنتون در حذف سولفاستاميد از محيط هاي آبي در حضور نانو ذرات آهن صفر

Efficiency of Sonofenton Degradation in Removal of Sulfacetamide from Aqueous Solutions Using Nanoscale Zerovalent Iron Particles

سابقه و هدف: در سال‌هاي اخير وجود آنتي‌بيوتيك‌ها در محيط‌هاي آبي بسيار مورد توجه قرار گرفته است. تركيبات مذكور به‌دليل عدم تجزيه كامل طي فرآيندهاي متداول تصفيه در محيط باقي مي‌مانند. فرآيندهاي اكسيداسيون پيشرفته به منظور حذف بسياري از آلاينده‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. هدف از مطالعه حاضر بررسي كارايي فرآيند سونوفنتون در حذف آنتي بيوتيك سولفاستاميد در حضور نانو ذرات آهن صفر مي‌باشد. مواد و روش‌ها: تحقيق انجام شده يك مطالعه تجربي-آزمايشگاهي بود. نانو ذرات آهن صفر به روش احياي سولفات آهن توسط بور هيدريد سديم توليد گرديد. تأثير پارامترهاي مختلف از قبيل pH (9-3)، غلظت نانو ذرات آهن صفر (g/L 8-1 )، غلظت پراكسيد هيدروژن (M 05/0-2 ) و زمان تماس (90-5 دقيقه ) بر كارايي فرآيند بررسي شد. ميزان آنتي بيوتيك باقي‌مانده با استفاده از دستگاه UV-HPLC مجهز به ستون C18 قرائت شد. يافته‌ها: طبق نتايج به دست آمده بيش‌ترين ميزان حذف سولفاستاميد در 3=pH، زمان تماس 60 دقيقه، ميزان g/L 5 نانو ذرات آهن صفر و غلظت 1 مولار پراكسيد هيدروژن مشاهده شد. در شرايط بهينه مذكور، ميزان حذف سولفاستاميد 91 درصد و ميزان حذف COD 27 درصد بوده است. استنتاج: طبق آزمايشات صورت گرفته فرآيند سونوكاتاليست به همراه كاربرد نانو ذرات آهن صفر و پراكسيد هيدروژن به‌عنوان عامل اكسيد كننده، روشي مؤثر در كاهش آنتي بيوتيك سولفاستاميد و ساير تركيبات مقاوم به تجزيه بيولوژيكي مي‌باشد.

Background and purpose: In recent years, the presence of antibiotics in aquatic environment has received increasing attention. These compounds remain in the environment, because of incomplete elimination in conventional wastewater treatment processes. Advanced oxidation processes are used to remove many pollutants. The aim of this study was to evaluate the efficiency of sono-fenton degradation in removal of sulfacetamide in presence of zerovalent iron nanoparticles. Materials and methods: An experimental-laboratory scale study was carried out in which NZVI was synthesized through reducing iron sulfate by sodium borohydride. The effects of some variables such as pH (3-9), NZVI concentration (1-8g/L), H2O2 concentration (0.05-2 M) and contact time (5-90 min) were investigated on the process efficiency. Concentration of residual antibiotic was analyzed by HPLC-UV equipped with a C18 column. Results: The maximum removal efficiency was observed at pH=3, 60 min contact time, 5 g/L NZVI concentration and H2O2 concentration of 1 M. In these optimal conditions, the removal efficiency was 91% and COD removal degree was 27%. Conclusion: The experiments showed that the sonocatalytic process using NZVI nanoparticles along with adding H2O2 as an oxidant is an efficient method to remove sulfacetamide and other biological resistant compounds.