بهینه سازی تجزیه سونوشیمیایی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با پرسولفات فعال شده توسط نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی با روش طراحی ترکیبی مرکزی

زمینه و هدف: آنتی بیوتیک ها به دلیل خاصیت تجمعی و مقاومت دارویی مشکلات عمده زیست محیطی ایجاد نموده اند. هدف از این مطالعه بهینه سازی تجزیه سونوشیمیایی سیپروفلوکساسین در فرآیند us/ps/nzvi از محیط های آبی با کاربرد روش طراحی ترکیبی مرکزی بود.روش کار: در این مطالعه تجربی تاثیر پارامترهای مستقل نظیر: ph محلول، غلظت ps و nzvi در تجزیه سیپروفلوکساسین مورد بررسی قرار گرفت. بعد از بهینه سازی فرآیند، هم افزایی تجزیه و تاثیر زمان ماند تعیین شد. غلظت آنتی بیوتیک در تمامی نمونه ها ثابت و برابر mg/l 50 بود. اندازه گیری آنتی بیوتیک بر اساس کاهش cod مطابق دستورالعمل 5220 .c کتاب استاندارد متد انجام شد. برای تعیین ویژگی nzvi سنتز شده از تصویر میکروسکوپ عبور الکترونی (tem) استفاده شد. یافته ها: نتایج نشان داد ph اولیه محلول پارامتر اصلی در فرآیند مذکور بود و مقدار بهینه برابر 4.5 تعیین شد. در غلظت اولیه cod برابر mg/l 195 (معادل mg/l 50 آنتی بیوتیک)؛ غلظت بهینه ps و nzvi به ترتیب 1200 و mg/l 120 بدست آمد. در این شرایط و بعد از min 60 از فرآیند، کارایی حذف مشاهده شده در حدود 57 % بدست آمد. برای فرآیند us/ps/nzvi هم افزایی تجزیه در شرایط بهینه در حدود 42.55 % بود. در بررسی تاثیر زمان ماند در شرایط بهینه، بعد از min 180 درحدود 94 % از cod حذف شد. نتیجه گیری: نتایج حاصل از این مطالعه کارایی قابل قبول فرآیند us/ps/nzvi در تجزیه آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین را تایید کرد.

Optimization of Ciprofloxacin Antibiotic Sonochemical Degradation with Persulfate Activated by Nano Zero-Valent Iron by Central Composite Design Method

Background aim: Antibiotics considered a major problem into the environment due to their accumulation feature and drug resistance. The aim of this study was optimization of ciprofloxacin antibiotic sonochemical degradation in US/PS/nZVI process by Central Composite Design method.Methods: In this experimental study the effects of independent variables such as pH of solution, PS and nZVI concentrations on antibiotic degradation were investigated. After optimization, the synergistic degradation and the effect of detention time was determined. Antibiotic concentration was constant at 50 mg/L for all the samples. Antibiotic concentration was measured on the basis of COD reduction according to 5220 C of Standard Methods. For characterization of prepared nZVI particle, the transmission electron microscope image (TEM) was used.Results: The results indicated the pH as a principal variable with the optimal value of 4.5 for this process. At initial concentration of 195 mg/L COD (equal 50 mg/L antibiotic), the optimal concentration of PS and nZVI were obtained at 1200 and 120 mg/L, respectively. At this condition removal efficiency of 57% was obtained after 60 min. At optimal conditions for US/PS/nZVI process the synergistic degradation was almost 42.55%. In investigating the effects of detention time, 94% of COD was removed after 180 min.Conclusion: The results of this study confirmed the acceptable efficiency of US/PS/nZVI process in degradation of ciprofloxacin antibiotic.