بررسي راندمان حذف آنتي بيوتيك مترونيدازول از محلول هاي آبي با استفاده از فرايند ازن زني

Removal of Metronidazole from Aqueous Solution Using Ozonation Process

سابقه و هدف: آنتي بيوتيك‌ها از نظر مصرف وسعت جهاني داشته و پس از استفاده به طروق مختلفي به منابع آبي راه يافته و به دليل اثرات سوء مختلف به يكي از نگراني‌هاي مهم بشري تبديل شده‌اند كه از آن جمله مي‌توان به مترونيدازول (MTN) اشاره نمود. از اين رو هدف اين پژوهش، بررسي راندمان حذف MTN از محلول آبي با استفاده از فرايند ازن زني (SOP) تعيين گرديد. مواد و روش‌ها: تاثير متغيرهاي pH محلول(3- 12)، زمان واكنش و غلظت اوليه مترونيدازول (mg/L1-40) بر روي راندمان فرايند مورد بررسي قرار گرفت. سنجش ميزان مترونيدازول با استفاده از دستگاه HPLC، بررسي قابليت تجزيه‌‌پذيري بيولوژيكي با انجام آزمايش‌هاي BOD5 و COD و ميزان معدني‌سازي نيز با انجام آزمايش TOC تعيين گرديد. يافته‌ها: طبق نتايج حاصله pH بهينه براي فرايند برابر با10 بوده و سينتيك تجزيه مترونيدازول از مدل درجه دوم كاذب (فرم خطي نوع دوم) پيروي مي‌كند. نسبت BOD5/COD در ورودي راكتور برابر با 0/90 بود كه در خروجي به 0/33 رسيده و ميزان معدني سازي در حدود 68 درصد حاصل شد. استنتاج: در pH قليايي ازن بيش‌تر تجزيه شده و توليد راديكال را افزايش مي‌دهد كه باعث بهبود راندمان حذف مي‌گردد. معدني سازي بالا نيز خطر تخليه پساب به محيط را كاهش مي‌دهد.

Background and purpose: Antibiotics have worldwide uses and they can enter water sources through different ways. Due to their different inappropriate effects, they have created a major concern in environmental control practices. Metronidazole (MTN) is an example of these antibiotics. This study was performed to investigate the efficiency of ozonation process (SOP) in MTN removal from aqueous solutions. Materials and methods: The solution pH (3-12), reaction time and initial MTN concentration (1-40 mg/L) were investigated for their effects on efficiency of the removal process. The MTN concentration was analyzed by HPLC. Biodegradability improvement and mineralization rate were studied by BOD5/COD and TOC tests, respectively. Results: The optimum pH for SOP was 10. The best compatibility for drug degradation kinetic was found with pseudo-second order (liner type II) model. The BOD5/COD increased from 0.09 in SOP influent to 0.33 in SOP effluent and the MTN mineralization rate was about 68%. Conclusion: Higher ozone decomposition in alkaline pH increased the radical production and improved removal efficiency. Moreover, higher mineralization rate reduced the environmental risks of effluent discharges.