کاربرد متدلوژی سطح پاسخ در مدل سازی و بهینه‌سازی تجزیه سفتریاکسون با پرسولفات فعال‌شده از طریق نانوذرات روی صفر ظرفیتی/امواج ماوراصوت

زمینه و هدف: تجزیه پذیری ضعیف آنتی بیوتیک ها در فرایندهای متداول تصفیه فاضلاب اخیرا محققین را برای استفاده از فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته بر پایه فعال سازی پرسولفات (ps) ترغیب کرده است. از اینرو هدف از مطالعه ما حذف سفتریاکسون از طریق فعال سازی پرسولفات (ps) با نانوذرات روی صفرظرفیتی/امواج ماوراصوت (zn0/us) بود.  مواد و روش ها: در این مطالعه آزمایشگاهی، نمونه حاوی آنتی بیوتیک سفتریاکسون تحت فعال سازی پرسولفات از طریق پراب التراسونیک با فرکانس khz 40 قرار گرفت. بهینه سازی پارامترهای عملیاتی همچون ph اولیه، دوز کاتالیست، غلظت اولیه سفتریاکسون، زمان واکنش و غلظت پرسولفات از طریق متدولوژی سطح پاسخ (rsm) انجام شد. در شرایط بهینه، اثر هم افزایی، تغییرات در اسکن طول موج، نرخ معدنی سازی و تاثیر رباینده رادیکال مورد مطالعه قرار گرفت. در نهایت، غلظت سفتریاکسون، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (cod) و کل کربن آلی (toc) از طریق دستگاه های تشخیصی اندازه گیری شد. یافته ها: برپایه آنالیز واریانس rsm  حداکثر حذف آنتی بیوتیک (94/54%)، cod ( 66%) و toc (54%) در شرایط آزمایشگاهی شامل ph برابر 3،  mg/l 0/75 غلظت پرسولفات و کاتالیست، mg/l 15 سفتریاکسون و 45 دقیقه زمان واکنش بدست آمد. حضور ترت بوتیل الکل و اتانول به عنوان رباینده رادیکال هیدروکسیل و سولفات نرخ عملکرد فرآیند به 79% و 45% در زمان واکنش 45 دقیقه کاهش داد و تاکید کرد که گونه های فعال در تجزیه سفتریاکسون مشارکت دارند.نتیجه گیری: برپایه نتایج، فرآیند zn0/us/ps را میتوان به عنوان یک فرآیند پیش تصفیه برای حذف موثر سفتریاکسون از محیط های آبی مورد ملاحظه قرار داد.  

application of response surface methodology in modeling and optimization of ceftriaxone decomposition with activated persulfate through zero valence zinc nanoparticles/ultrasonic waves

background: the poor degradability of antibiotics in conventional wastewater treatment processes has recently encouraged researchers to use advanced oxidation processes based on persulfate (ps) activation. therefore, the aim of our study was to remove ceftriaxone through the activation of persulfate with zero valence zinc/ultrasonic waves (zn0/us).methods: in this laboratory study, the sample containing the antibiotic ceftriaxone was subjected to persulfate activation through an ultrasonic probe with a frequency of 40 khz. optimization of operational parameters such as initial ph, catalyst dose, initial ceftriaxone concentration, reaction time and persulfate concentration was done through response surface methodology (rsm). in optimal conditions, synergistic effect, changes in wavelength scanning, mineralization rate and radical scavenger effect were studied. finally, ceftriaxone concentration, chemical oxygen demand (cod) and total organic carbon (toc) were measured through diagnostic devices.results: based on rsm analysis of variance, the maximum removal of antibiotic (94.54%), cod (66%) and toc (54%) in laboratory conditions including ph equal to 3, 0.75 mg/l persulfate and catalyst concentration, 15 mg/l ceftriaxone and 45 minutes of reaction time were obtained. the presence of tert-butyl alcohol and ethanol as scavengers of hydroxyl and sulfate radicals decreased the efficiency rate of the process to 79% and 45% in the reaction time of 45 minutes and emphasized that the active species participate in ceftriaxone degradation. conclusion: based on the results, the process of zn0/us/ps can be considered as a pretreatment process for the effective removal of ceftriaxone from water environments.