بررسی کارایی فرآیند اکسیداسیون پیشرفته الکتروشیمیایی جهت تخریب آنتی‌بیوتیک سیپروفلوکساسین در محیط‌های‌ آبی

هدف: با گسترش تولید و مصرف آنتی بیوتیک ها و ورود باقی مانده آن به محیط زیست، بروز جهش و ایجاد ژن مقاوم در باکتری ها باعث افزایش پاتوژن های مقاوم شده که تهدید جدی برای سلامت انسان ها و اکوسیستم های طبیعی می باشد. در این مطالعه از فرآیند نوین اکسیداسیون پیشرفته الکتروشیمیایی با استفاده از الکترود β-pbo2 جهت تخریب آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین استفاده شد.مواد و روش ها: مطالعه تجربیمقطعی حاضر با ایجاد یک پایلوت در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفت. برای تهیه الکترود β-pbo2 از روش الکتروشیمیایی و جهت بررسی مرفولوژی سطح الکترود از آزمایشات sem و xrd استفاده گردید. برای تخریب آنتی بیوتیک متغیرهای ph، شدت جریان الکتریکی، زمان ماند و غلظت آنتی بیوتیک بهینه گردیدند و حذف cod و مصرف انرژی الکتریکی مورد بررسی قرار گرفت.یافته ها: نتایج نشان داد که پارامترهای بهره برداری و تشکیل لایه پایدار β-pbo2 نقش اساسی در تخریب آنتی بیوتیک ایفاء می نمایند و تعیین حالت اپتیمم و کنترل دقیق آن باعث افزایش راندمان می گردد. بالاترین راندمان تخریب آنتی بیوتیک در شدت جریان الکتریکی ma/cm240، 3=ph و زمان ماند 90 دقیقه به دست آمد. حذف آنتی بیوتیک (82.9%) بیش تر از حذف cod (50.5%) اتفاق افتاد و در حالت بهینه مصرف انرژی الکتریکی در حدود kwh/m338 بود. استفاده از شدت جریان الکتریکی پایین جهت تخریب آنتی بیوتیک در زمان های طولانی تر باعث ماندگاری بیش تر الکترود می گردد.نتیجه گیری: استفاده از فرآیند الکتروشیمیایی جهت تخریب آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین گزینه موثر و جالبی است به نحوی که برخلاف فرآیندهای متداول که اکثراً در تخریب آنتی بیوتیک ها ناتوان هستند با این روش می توان با حداقل هزینه سرمایه گذاری، کارایی بالایی در تخریب آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین به دست آورد.

Efficiency of electrochemical advanced oxidation process for degradation of antibiotic ciprofloxacin in aqueous solutions

Introduction: Since the use of antibiotics and the release of their residuals to the environment have extensively been growing, it is expected to see mutagenated and resistant bacteria, which are a serious threat to the human health and natural ecosystems. In this study, a novel electrochemical advanced oxidation process by means of the βPbO2 was employed in order to decompose ciprofloxacin.Materials and Methods: This experimental crosssectional study was performed by a pilotscale reactor. In order to prepare the βPbO2 electrode, the electrochemical method was applied and SEM and XRD analyses were used to survey the morphology of the electrode’s surface. Operating parameters of pH, current density (CD), temperature, and antibiotics content were optimized. Moreover, COD removal and electrical energy consumption were studied.Results: The findings illustrated that the parameters and the formation of the stable layer of βPbO2 had a basic role in ciprofloxacin destruction and the maximum removal efficiency happened under optimum conditions as follows: CD 40 mA/cm2, pH 3 and contact time 90 min. Additionaly, the antibiotic was treated better than COD and energy consumption was 38 kWh/m3 in these conditions. Also, a lower CD can be utilized for ciprofloxacin degradation, which this makes the electrode more stable in longer contact times.Conclusion: This employed method in this present study could remove the antibiotic better than conventional processes. Generally, this method has high removal efficiency in ciprofloxacin destruction with minimum investments