Advanced oxidation treatment of antibiotic containing water

Abstract

İleri oksidasyon deneyleri için kirletici madde olarak Amoksisilin seçilmiş, Amoksisillin trihidrat formunda kullanılmıştır. Bu tezin ana amacı Fenton ve foto-Fenton işlemleri ile sulu çözeltilerde ileri oksidasyon metodları kullanarak Amoksisillinin bozunma ve mineralizasyonunu incelemektir. Çeşitli kontsantrasyonlarda Amoksisilin içerikli sentetik atık sular hazırlanarak deneylerde kullanılmıştır._x000B_Antibiyotik (Amoksisillin) ve Toplam Organic Karbon (TOK) ölçümleri, Amoksisillin'in Fenton ve foto-Fenton ileri oksidasyon yöntemleri ile arıtılmasında en etkili katalizör, oksidant ve antibiyotik konsantrasyonlarının kombinasyonlarının ve reaksiyon süresinin belirlenmesi, test edilen metodların koşullarının karşılaştırılması ve en etkili yöntemin seçilmesi için yapılmıştır. Reaktif konsantrasyonlarının Amoksisillinin parçalanması ve mineralizasyonu üzerindeki etkilerini belirlemek için Box-Behnken istatistiksel deney tasarım yöntemi kullanılmıştır._x000B_Amoksisillin içeren sentetik çözeltide ileri oksidasyon deneyleri yapılmıştır. Fenton ve foto-Fenton işlemleri kullanılarak en yüksek Amoksisillin bozunması ve mineralizyonu sağlayan dozlar belirlenmiştir._x000B_İleri oksidasyon deneylerinde, oksidant olarak hidrojen peroksit (yüzde 35'lik), katalizör olarak demir sülfat, pH ayarlamaları için sülfürik asit kullanılmıştır. İleri oksidasyon yöntemlerinin antibiyotik giderim ve mineralizasyon performansları karşılaştırılmıştır. Amoksisillin içeren sentetik atıksuların ileri oksidasyonunda Fenton reaktifi kullanılarak yüzde 100 antibiyotik ve yüzde 37.08 TOK giderimi sağlanmıştır. Foto-Fenton yöntemi kullanıldığında yüzde 100 antibiyotik ve yüzde 50.25 TOK giderimi saglanmıştır._x000B_Antibiyotik giderim yüzdeleri açısından kullanılan iki yöntem de verimlidir. Ancak TOK gideriminde foto-Fenton yöntemi daha etkilidir. In advanced oxidation experiments, Amoxicillin was selected as the pollutant, and was used in form of Amoxicillin trihydrate. Studying degradation and mineralization of Amoxicillin in aqueous solution by using advanced oxidation methods, namely the Fenton and photo-Fenton treatments were the major objectives of this thesis. Various concentrations of Amoxicillin containing synthetic wastewater were prepared and used in experimental studies._x000B_Antibiotic (Amoxicillin) and TOC measurements were carried out to determine the most effective catalyst, oxidant and antibiotic concentration combinations and reaction time for advanced oxidation of Amoxicillin by Fenton and photo-Fenton and to compare the tested methods and conditions to select the most suitable method and conditions. Box-Behnken statistical experiment design method was used to determine the effects of reagent concentrations on degradation and mineralization of amoxicillin._x000B_Advanced oxidation experiments were carried out with synthetic medium containing Amoxicillin. The most suitable dosages yielding the highest Amoxicillin degradation and mineralization were determined using the Fenton and photo-Fenton treatments. In oxidation experiments; hydrogen peroxide (35 percent) was used as oxidant. The catalyst was ferrous sulphate. Sulfuric acid was used for pH adjustment. Advanced oxidation methods were compared in terms of removal performances. In advanced oxidation of antibiotic containing synthetic wastewater by Fenton?s reagent, maximum antibiotic and TOC removal efficiencies were 100 percent and 37.08 percent, respectively. In photo-Fenton oxidation, maximum antibiotic and TOC removal efficiencies were 100 percent and 50.25 percent, respectively._x000B_Both methods were proven to be effective for Amoxicillin removal. However photo-Fenton oxidation was more effective for TOC removal or mineralization.