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

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.  

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.

برپایه آنالیز واریانس RSM  حداکثر حذف آنتی بیوتیک (94/54%)، COD (66%) و TOC (54%) در شرایط آزمایشگاهی شامل pH برابر 3،  mg/L 75/0 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.

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.