نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• نوید جلال کمالی
• علیرضا داوری مهذب ¹
• محسن ایراندوست ²

¹ دانشجو گروه منابع آب دانشگاه آزاد کرمان-کرمان ، ایران

² هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی کرمان

چکیده

وجود آنتی‌بیوتیک‌ها به‌عنوان آلاینده‌های نوظهور در پساب‌های شهری، به دلیل اثرات نامطلوب آن‌ها بر سلامت انسان و محیط‌زیست، به یک نگرانی تبدیل شده است. در این مطالعه، با انجام آزمایش و تشخیص آنتی‌بیوتیک‌های موجود در فاضلاب و پساب تصفیه‌خانه فاضلاب کرمان، به بررسی کاربرد فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) برای حذف آن‌ها پرداخته شد. در این مطالعه، اثربخشی فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته هیبریدی، شامل ازن‌زنی در محیط راکتور بیوفیلم بستر متحرک ( MBBR+O3) و استفاده از ترکیب فرآیند فنتون و ازن‌زنی در همان راکتور با استفاده از کاتالیست آهن دو ظرفیتی و اشعه UV (MBBR+O3+UV/Fenton-Fe+2)، ارزیابی شد. تمرکز بر تحلیل راندمان این فرآیندها در حذف آنتی‌بیوتیک‌های هدف شامل سولفامتوکسازول، تری‌متوپریم، تتراسایکلین، آموکسی‌سیلین و آزیترومایسین بود. این مطالعه کارایی حذف، پارامترهای عملیاتی و مدت زمان تصفیه را برای هر AOP ارزیابی کرد. فرآیند AOP1 با زمان اکسیداسیون 90 دقیقه هوادهی در بستر راکتور MBBR و ازن زنی ، کاهش 62.74% برای سولفامتوکسازول، 63.75% برای تری‌متوپریم، 70% برای تتراسایکلین، 57.37% برای آموکسی‌سیلین و 54.57% برای آزیترومایسین را نشان داد. راندمان حذف در فرایند ترکیبی AOP2 با زمان اکسیداسیون 60 دقیقه شامل فرایند فنتون و اشعه UV به ترتیب نتایج آنالیز با کاهش 90.19% برای سولفامتوکسازول، 91% برای تری‌متوپریم، 100% برای تتراسایکلین و آموکسی‌سیلین، و 94.22% برای آزیترومایسین گزارش شد. نتایج این مطالعه، راندمان حذف بالایی را برای آنتی‌بیوتیک‌های آزمایش‌شده نشان داد و بینش‌های ارزشمندی را در مورد کاربرد AOPs برای حذف آنتی‌بیوتیک‌ها و آلاینده‌های نوظهور در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری ارائه می‌دهد. این امر بر اهمیت اجرای استراتژی‌های تصفیه کارآمد، برای حفظ کیفیت آب و حفاظت از محیط‌زیست، و بر ضرورت در نظر گرفتن واحدهای فرآیندی اکسیداسیون ترکیبی در تاسیسات کنونی این تصفیه‌خانه‌ها تأکید می‌کند.

کلیدواژه‌ها

• اکسیداسیون پیشرفته
• آلاینده ی آنتی بیوتیک
• ازن زنی
• فرایند فنتون

موضوعات

• سایر

عنوان مقاله [English]

Assessing the Efficacy of Advanced Combined Oxidation Processes for Antibiotic Pollutant Removal in Kerman City Sewage

نویسندگان [English]

• Navid Jalalkamali
• ALIREZA Davari Mohazab ¹
• Mohsen Irandoost ²

¹ Department of Water Resources, Kerman Azad University, Kerman, Iran

² Faculty member of Azad University, Kerman Branch

چکیده [English]

The presence of antibiotics as emerging contaminants in urban wastewater has become a concern due to their adverse effects on human health and the environment. This study investigates the presence and concentration of antibiotics in the wastewater and effluent of the Kerman sewage treatment plant and examines the effectiveness of advanced oxidation processes (AOPs) for their removal.

Methodology

The study evaluates the efficiency of hybrid AOPs, including ozonation in a moving bed biofilm reactor (MBBR+O3) and a combination of the Fenton process and ozonation in the same reactor using a ferrous catalyst and UV light (MBBR+O3+UV/Fenton-Fe²⁺). The antibiotics targeted in this study were sulfamethoxazole, trimethoprim, tetracycline, amoxicillin, and azithromycin. The removal efficiency, operational parameters, and treatment duration for each AOP were analyzed.

Results and Conclusion

For AOP1, with an oxidation time of 90 minutes, the removal efficiencies were 62.74% for sulfamethoxazole, 63.75% for trimethoprim, 70% for tetracycline, 57.37% for amoxicillin, and 54.57% for azithromycin. For the combined AOP2, with an oxidation time of 60 minutes, the removal efficiencies were 90.19% for sulfamethoxazole, 91% for trimethoprim, 100% for tetracycline and amoxicillin, and 94.22% for azithromycin. These results demonstrate high removal efficiencies for the tested antibiotics and provide valuable insights into the application of AOPs for eliminating antibiotics and emerging contaminants in urban wastewater treatment plants. This underscores the importance of implementing efficient treatment strategies to preserve water quality and protect the environment, highlighting the necessity of incorporating combined oxidation units in current treatment facilities.

کلیدواژه‌ها [English]

• Advanced oxidation
• antibiotic pollution
• ozonation
• Fenton process