دوره 14، شماره 1 - ( 1-1405 )
جلد 14 شماره 1 صفحات 46-35 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Rezaei M, Rahimi Bistoni2 S. Comparative assessment of coagulation–fenton and coagulation–electro-fenton processes for the treatment of metronidazole antibiotic containing wastewater. jmsthums 2026; 14 (1) :35-46
URL: http://jms.thums.ac.ir/article-1-1454-fa.html
URL: http://jms.thums.ac.ir/article-1-1454-fa.html
رضائی مینا، رحیمی بیستونی سجاد. مقایسه کارایی فرآیندهای انعقاد – اکسیداسیون فنتون و انعقاد- اکسیداسیون الکتروفنتون جهت تصفیه فاضلاب حاوی آنتیبیوتیک مترونیدازول. مجله دانشگاه علوم پزشکی تربت حیدریه. 1405; 14 (1) :35-46
1- معاونت بهداشتی، دانشگاه علوم پزشکی تربتحیدریه، تربتحیدریه، ایران
2- گروه علوم پایه، دانشکده علوم پزشکی خمین، خمین، ایران
2- گروه علوم پایه، دانشکده علوم پزشکی خمین، خمین، ایران
چکیده: (20 مشاهده)
زمینه و هدف: وجود داروهای مقاوم به تجزیه، بهویژه آنتیبیوتیک مترونیدازول، در فاضلابهای دارویی موجب آلودگی منابع آب و تهدید اکوسیستم و سلامت انسان میشود. ناکارآمدی روشهای متداول تصفیه، ضرورت پژوهش برای یافتن فناوریهای مؤثر و پایدار در حذف این ترکیبات و کاهش خطرات زیستمحیطی را آشکار میسازد.
روش ها: تحقیق حاضر با هدف بررسی و مقایسه کارایی فرآیندهای، انعقاد-اکسیداسیون فنتون و انعقاد- اکسیداسیون الکتروفنتون صورت گرفت. در این مطالعه دو منعقدکننده PAC و FeCl3 مورد مقایسه قرار گرفتند. همچنین در فرآیند فنتون پارامترهای H2O2، pH، Fe2+ و مدت زمان و نیز در فرآیند الکتروفنتون پارامترهای H2O2، pH، شدت جریان و مدت زمان بررسی شدند.
نتایج: نتایج حاکی از آن است که منعقدکننده PAC در pH بهینه 7 و غلظت mg/L90 بالاترین راندمان حذف COD، معادل 52/1 درصد را دارد. فرآیند تلفیقی انعقاد-فنتون تحت شرایط بهینه 4= pH، M 0/2= H2O2، M0/02= Fe2+ راندمان حذف COD معادل 74/3 درصد و در فرآیند انعقاد-الکتروفنتون با شرایط بهینه 4= pH، M0/15= H2O2، V20= V راندمان حذف COD معادل 79/9 درصد تخمین زده شد. هزینه تصفیه فاضلاب با روش انعقاد- فنتون و انعقاد-الکتروفنتون به ترتیب 21/1 و 29/7 دلار در مترمکعب محاسبه شد و هزینه هر کیلوگرم COD حذف شده به ترتیب 4/45 و 6/4 دلار به ازای هر کیلوگرم تعیین شد.
نتیجه گیری: یافتهها حاکی از آن است که تفاوت چشمگیری در راندمان حذف این دو فرآیند وجود ندارد (راندمان الکتروفنتون فقط 5/6 درصد بالاتر از فنتون است). با توجه به هزینه عملیاتی بالاتر الکتروفنتون، فرآیند فنتون به عنوان گزینه ارجح برای حذف مترونیدازول پیشنهاد میشود. با این حال، مطالعات سمیت میبایست در فاضلاب تصفیه شده با استفاده از فرآیندهای اکسیداسیون انعقاد-فنتون در مطالعات آینده بررسی شود.
روش ها: تحقیق حاضر با هدف بررسی و مقایسه کارایی فرآیندهای، انعقاد-اکسیداسیون فنتون و انعقاد- اکسیداسیون الکتروفنتون صورت گرفت. در این مطالعه دو منعقدکننده PAC و FeCl3 مورد مقایسه قرار گرفتند. همچنین در فرآیند فنتون پارامترهای H2O2، pH، Fe2+ و مدت زمان و نیز در فرآیند الکتروفنتون پارامترهای H2O2، pH، شدت جریان و مدت زمان بررسی شدند.
نتایج: نتایج حاکی از آن است که منعقدکننده PAC در pH بهینه 7 و غلظت mg/L90 بالاترین راندمان حذف COD، معادل 52/1 درصد را دارد. فرآیند تلفیقی انعقاد-فنتون تحت شرایط بهینه 4= pH، M 0/2= H2O2، M0/02= Fe2+ راندمان حذف COD معادل 74/3 درصد و در فرآیند انعقاد-الکتروفنتون با شرایط بهینه 4= pH، M0/15= H2O2، V20= V راندمان حذف COD معادل 79/9 درصد تخمین زده شد. هزینه تصفیه فاضلاب با روش انعقاد- فنتون و انعقاد-الکتروفنتون به ترتیب 21/1 و 29/7 دلار در مترمکعب محاسبه شد و هزینه هر کیلوگرم COD حذف شده به ترتیب 4/45 و 6/4 دلار به ازای هر کیلوگرم تعیین شد.
نتیجه گیری: یافتهها حاکی از آن است که تفاوت چشمگیری در راندمان حذف این دو فرآیند وجود ندارد (راندمان الکتروفنتون فقط 5/6 درصد بالاتر از فنتون است). با توجه به هزینه عملیاتی بالاتر الکتروفنتون، فرآیند فنتون به عنوان گزینه ارجح برای حذف مترونیدازول پیشنهاد میشود. با این حال، مطالعات سمیت میبایست در فاضلاب تصفیه شده با استفاده از فرآیندهای اکسیداسیون انعقاد-فنتون در مطالعات آینده بررسی شود.
فهرست منابع
1. Li C, Mei Y, Qi G, Xu W, Zhou Y, Shen Y. Degradation characteristics of four major pollutants in chemical pharmaceutical wastewater by Fenton process. J Environ Chem Eng. 2021; 9(1): 104564 [DOI:10.1016/j.jece.2020.104564]
2. Samal K, Mahapatra S, Ali MH. Pharmaceutical wastewater as emerging contaminants (EC): Treatment technologies, impact on environment and human health. Energy Nexus. 2022; 6: 1-18. [DOI:10.1016/j.nexus.2022.100076]
3. Seda M, Deniz İÇ. Chemical industry wastewater treatment by coagulation combined with Fenton and photo-Fenton processes. J Chem Technol Biotechnol. 2023; 98(5): 1158-1165. [DOI:10.1002/jctb.7321]
4. Virender KS. Oxidative transformations of environmental pharmaceuticals by Cl2, ClO2, O3, and Fe(VI): Kinetics assessment. Chemosphere. 2008; 73(9):1379-1386. [DOI:10.1016/j.chemosphere.2008.08.033]
5. Xiao C. Research progress on antibiotic removal process in wastewater for aquatic environmental protection. E3S Web of Conferences. 2023; 438(2): 01009. [DOI:10.1051/e3sconf/202343801009]
6. Mansouri F, Chouchene K, Roche N, Ksibi M. Removal of pharmaceuticals from water by adsorption and advanced oxidation processes: State of the art and trends. Applied Sciences. 2021; 11(14): 1-35. [DOI:10.3390/app11146659]
7. Iman N, Maryam K, Rasoul K, Alireza B, Negin N. Metronidazole Removal Methods from Aquatic Media: A Systematic Review. 2016; 14(4): e13756. [DOI:10.5812/amh.13756]
8. Rizzo C, Marullo S, D'Anna F. Carbon-based ionic liquid gels: Alternative adsorbents for pharmaceutically active compounds in wastewater. Environmental Science: Nano. 2021; 8(1): 131-145. [DOI:10.1039/D0EN01042A]
9. Gadipelly C, Pérez-González A, Yadav GD, Ortiz I, Ibáñez R, Rathod VK. Pharmaceutical industry wastewater: Review of the technologies for water treatment and reuse. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2014; 53(29): 11571-11592. [DOI:10.1021/ie501210j]
10. Rashid T, Sher F, Hazafa A, Hashmi RQ, Zafar A, Rasheed T. Design and feasibility study of novel paraboloid graphite based microbial fuel cell for bioelectrogenesis and pharmaceutical wastewater treatment. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2021; 9(1): 1-36. [DOI:10.1016/j.jece.2020.104502]
11. Mahmood AR, Al-Haideri HH, Hassan FM. Detection of antibiotics in drinking water treatment plants in Baghdad City, Iraq. Advances in Public Health. 2019;4: 1-11. [DOI:10.1155/2019/7851354]
12. Bansal P, Verma A, Talwar S. Detoxification of real pharmaceutical wastewater by integrating photocatalysis and photo-Fenton in fixed-mode. Chemical Engineering Journal. 2018; 349: 838-848. [DOI:10.1016/j.cej.2018.05.140]
13. Engin G, Murat Ç, Ekrem A, Aytekin Ç, Degradation and mineralization of tetracycline by Fenton process. Environmental Research and Technology, Environ Res Tec. 2022; 5(2): 181-187. [DOI:10.35208/ert.1088757]
14. Amit K, Rahul K, Ashutosh K, Ravi S, Nadeem A, Khan d, Kaushal Naresh G, Mahendra Ram f, Raj Kumar A. Pharmaceutical waste-water treatment via advanced oxidation based integrated processes: An engineering and economic perspective. Journal of Water Process Engineering. 2023; 54: 103977. [DOI:10.1016/j.jwpe.2023.103977]
15. Choi KJ, Kim SG, Kim SH. Removal of antibiotics by coagulation and granular activated carbon filtration. Chemosphere. 2007; 249: 117-129.
16. Shima G, Ghodratollah SK, Mohammad Amin K. Performance Evaluation of Chemical Coagulation and Electro-Fenton Combined Processes Treating Real Pharmaceutical Wastewater. J Human Environment and Health Promotion. 2022; 8(1): 42-48. [DOI:10.52547/jhehp.8.1.42]
17. Nadeem A, Khan h, Afzal Husain K, Preeti T, Mukarram Z. New insights into the integrated application of Fenton-based oxidation processes for the treatment of pharmaceutical wastewater. Journal of Water Process Engineering. 2021; 44: 102440. [DOI:10.1016/j.jwpe.2021.102440]
18. Zohreh A, Shahin A. Investigation of the Efficiency of Coagulation Process for Ciprofloxacin Antibiotic Removal from Aqueous Solution. Journal of Health Research in community. 2019; 5(1): 38-48.
19. Shahin A, Ferdos Kord M. Survey of Efficiency of Dissolved Air Flotation in Removal Penicillin G Potassium from Aqueous Solutions. British Journal of Pharmaceutical Research. 2017; 15(3): 1-11. [DOI:10.9734/BJPR/2017/31180]
20. Pani N, Tejani V, Anantha-Singh TSو Kandya A. Simultaneous removal of COD and ammoniacal nitrogen from dye intermediate manufacturing industrial wastewater using Fenton oxidation method. Appl Water Sci. 2020; 10(2):1-7. [DOI:10.1007/s13201-020-1151-1]
21. Changotra R, Rajput H, Dhir A. Treatment of real pharmaceutical wastewater using combined approach of Fenton applications and aerobic biological treatment. Journal of photochemistry and photobiology A. Chemistry. 2019; 376: 175-184. [DOI:10.1016/j.jphotochem.2019.02.029]
22. Tufaner F. Evaluation of COD and color removals of effluents from UASB reactor treating olive oil mill wastewater by Fenton process. Sep Sci Technol. 2020; 55: 3455-3466. [DOI:10.1080/01496395.2019.1682611]
23. Ribeiro JP, Nunes MI. Recent trends and developments in Fenton processes for industrial wastewater treatment - a critical review. Environ Res. 2021; 197(4): 110957. [DOI:10.1016/j.envres.2021.110957]
24. A.Elif A, Sinan. Treatment of Pharmaceutical Industry Wastewater by Photoel-ectroFenton Oxidation. 1st International Conference on Pioneer and Innovative Studies June. 2023; 1:287-292. [DOI:10.59287/icpis.845]
25. Ribeiro JP, Nunes MI. Recent trends and developments in Fenton processes for industrial wastewater treatment - a critical review. Environ Res. (2021); 197(4):110-123. [DOI:10.1016/j.envres.2021.110957]
26. Guo Y, Xue Q, Zhang H, Wang N, Chang S, Wang H et al. Treatment of real benzene dye intermediates wastewater by the Fenton method: characteristics and multi-response optimization. RSC Adv. (2018); 8(7):80-90. [DOI:10.1039/C7RA09404C]
27. Gizem BD, Yasemin Ç, Emin EÇ, Mesut T, Nihal B, Cengiz Y. Treatment of pharmaceutical wastewater by combination of electrocoagulation, electro-fenton and photocatalytic oxidation processes. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2020; 8(3): 103777. [DOI:10.1016/j.jece.2020.103777]
28. Bruguera-Casamada C, Araujo RM, Brillas E, Sirés I. Advantages of electroFenton over electrocoagulation for disinfection of dairy wastewater. Chem. Eng. J. 2018; 376(2):876-885. [DOI:10.1016/j.cej.2018.09.136]
29. Zazouli MA, Dianati Tilaki RA, Safarpour M. Nitrate Removal from Water by Nano zero Valent Iron in the Presence and Absence of ultraviolet light. J Mazandaran Univ Med Sci. 2014; 24(113): 151-161.
30. Davarnejad R, Zangene K, Fazlali AR, Behfar R. Ibuprofen Removal from a Pharmaceutical Wastewater using Electro-Fenton Process: An Efficient Technique. International Journal of Engineerin. 2017; 30(11): 1639-1646. [DOI:10.5829/ije.2017.30.11b.03]
31. Foffié TAA, Lassiné O, Degradation of Pharmaceuticals from Simulated and Real Hospital Wastewater applying Conventionnal Fenton Process: Optimization conditions and application. 2023; 53(2):61-71.
32. Radwan M, Gar Alalm M, El-Etriby HK. Application of electro-Fenton process for treatment of water contaminated with benzene, toluene, and p-xylene (BTX) using affordable electrodes. J. Water Process Eng. (2019); 13(7):69-77. [DOI:10.1016/j.jwpe.2019.100837]
33. Morshad H B, Haniyeh Mi. Using advanced Fenton and quasi-Fenton oxidation processes to treat wastewater containing the antibiotic spiramycin. Journal of health and environment. 2020; 14(2): 335-350.
34. Sobhanikia M, Bazrafshan E, Kamani H. Removal of penicillin g from aqueous environments by batch reactor nanoparticles zero valent iron and ozonation process. Journal of Sabzevar University of Medical Sciences. 2017;24(2):137-44.
35. Cuerda-Correa EM, Alexandre-Franco MF, FernándezGonzález C. Advanced oxidation processes for the removal of antibiotics from water. An overview. Water. 2020;12(1):102. [DOI:10.3390/w12010102]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 | این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Designed & Developed by : Yektaweb