Geri Dön

Penisilin formülasyonu atıksularının O3 ve O3/H2O2 prosesleri ile arıtılabilirliği

Treatability of penicillin formulation wastewater by O3 and O3/H2O2 processes

  1. Tez No: 154637
  2. Yazar: ALİ EFE ÇAĞLAYAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. İDİL ARSLAN ALATON
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 125

Özet

penisilin formulasyonu atiksularinin o3 ve o3 / h2o2 PROSESLERİ İLE ARITILABİLİRLİĞİ ÖZET Sunulan deneysel çalışmada; refrakter yapısı ve yaygın kullanım alanı nedeni ile seçilen P-laktam türü antibiyotiklerden Prokain Penisilin G'nin, sentetik fonnülasyon atıksuyunun (KOİ0 = 600 mg/L; TOK0 = 450 mg/L) ozonlama ve perozonlama (O3 + H2O2) prosesleri ile oksidasyonu araştırılmıştır. Uygulanan oksidasyon yöntemleri ile, sentetik penisilin formülasyon atıksuyunun yapısındaki refrakter organiklerin daha kolay ayrışabilir forma dönüştürülerek biyolojik arıtılabilirliğin iyileştirilmesi ve atıksuyun toksik etkisinin azaltılması amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında ozonlama ve perozonlama proseslerinin KOİ giderim hızı ve verimi açısından pH, ozon dozu ve H2O2 konsantrasyonuna göre optimizasyonu yapılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda KOİ giderim veriminin reaksiyon pH'ı ile paralel olarak arttığı görülmüştür. Bir saatlik reaksiyon sonunda PHI2/O3 prosesindeki KOİ giderim verimi % 50 olarak bulunmuştur. Reaksiyon pH'ınm 3'ten 12'ye yükseltilmesi sonucunda KOİ gideriminin yaklaşık olarak 2 kat daha hızlı gerçekleştiği görülmüştür. Yapılan O3/H2O2 deneylerinde atıksuyun pH = 7'deki tamponlanmış reaksiyon çözeltisinde 1-20 mM arasında değişen sekiz farklı H2O2 konsantrasyonu denenmiş ve KOİ giderim verimi ve reaksiyon hızı açısından bir optimum H2O2 konsantrasyonu elde edilmiştir. Denenen H2O2 konsantrasyonları içinde en yüksek KOİ giderim verimi % 76 olarak 10 mM konsantrasyonda elde edilmiştir. pH7'de yürütülen ozonlama deneylerinde giriş KOİ değerinin arttırılmasının % KOİ giderim verimlerini ve reaksiyona ait hız sabitlerini düşüren bir etkisi olduğu görülmüştür. En yüksek KOİ giderim verimi % 79 ile en düşük giriş KOİ değerine sahip olan (KOİ0 = 200 mg/L) reaksiyon çözeltisinde elde edilmiştir. Ozon dozunun arttırılması (900 mg/L - 3600 mg/L) KOİ giderim hızını ve giderim verimini arttıran bir etkiye sahip olmasına rağmen, sistem performansı spesifik KOİgiderimi açısından değerlendirildiğinde; ozon dozunun arttırılmasının spesifik KOİ giderim veriminin azalmasına neden olduğu saptanmıştır. 120 dakikalık ozonlama sonunda KOİ giderim verimi pH7/03 prosesinde % 83, PH7/O3/H2O2 prosesinde ise % 96 olarak elde edilmiştir. Reaksiyon derecelerinin bulunması amacıyla uygulanan ilk hızlar yöntemi sonucu hesaplanan reaksiyon dereceleri KOİ oksidasyonunun O3 ve KOİ molar konsantrasyonlarına göre birinci dereceden kinetiğe uyduğunu göstermiştir. Yarı kesikli ozonlama sistemleri için uygulanabilen moleküler ozon ile KOİ giderimine ait ikinci dereceden hız sabitleri pH3/03, pH7/03, pH12/03 ve pH7/03/H202 prosesleri için sırası ile 121 M“1 dak.”1, 255 M“1 dak:1, 530 M-1 dak.”1 ve 714 M"1 dak.-1 olarak hesaplanmıştır. Ozonlama prosesindeki baskın reaksiyon mekanizması »OH radikali tutucu olarak kullanılan tersiyer butil alkol (TBA) kullanılarak araştırılmıştır. Aktif madde ile molar oranı 2 : 1 olacak şekilde reaksiyon ortamına ilave edilen TBA, PPG giderim hızının pH7/03 prosesi için 7 kat, pH7/03/H202 proses için ise 8 kat yavaşlamasına neden olmuştur. Deneysel çalışmanın ikinci aşamasında optimizasyonu sağlanan ozonlama ve perozonlama proseslerinin biyolojik arıtılabilirliği ve toksisitesinde meydana gelen değişim, aklime olmuş ve aklime olmamış çamur kullanılarak yapılan BOİ5 ölçümlerine ek olarak 1 saat ozonlanmış örneklerde Daphnia magna su pireleri ile yapılan akut toksisite ve aktif çamur solunum inhibisyon deneyleri ile araştırılmıştır. BOİ5/KOİ oranları 60 dak. reaksiyonlar sonucunda pH7/03, PH7/O3/H2O2 ve pH12/03 prosesleri için 0.08 değerinden sırası ile 0.10, 0.28 ve 0.17 değerlerine yükselmiştir. Sentetik PPG formülasyon atıksuyunun % 50 seyrelmesindeki Daphnia magna ölüm yüzdeleri karşılaştırıldığında pH7/03, pH7/03/H202 ve pH12/03 prosesleri ile arıtılmış örneklere ait toksi sitelerin ham atıksuyun toksisitesine oranla sırasıyla %40, %40 ve %60 olarak azaldığı görülmüştür. Yapılan aktif çamur inhibisyon deneyleri ise, pH7/03, pH12/03 ve pH7/03/H202 prosesleri ile arıtılmış sentetik PPG formülasyon atıksuyunun aktif çamur mikroorganizmaları üzerindeki zehirlilik etkisinin -ozonlama sırasında meydana gelen ürünlerin toksisitesine bağlı olarak- ham atıksuya oranla arttığını göstermiştir. Ham atıksu ile pH7/03, pH12/03 ve pH7/03/H202 prosesleri ile arıtılmış sentetik PPG formülasyon atıksuyunun EC50 değerleri sırasıyla 1318 mg/L, 121mg/L, 128 mg/L ve 237 mg/L olarak bulunmuştur. xı

Özet (Çeviri)

TREATABILITY OF PENICILLIN FORMULATION WASTEWATER BY 03 AND O3 / H202 PROCESSES SUMMARY In the present experimental work, the pre-oxidation of a synthetic penicillin formulation effluent bearing the P - lactam type penicillin antibiotic Procaine Penicillin G (PPG; COD0 = 600 mg/L, TOC0 = 450 mg/L) via ozonation and perozonation (O3 + H2O2 process) was investigated. PGG was selected as the biorefractory index chemical due to its high consumption rate. The major purpose of pre-treatment process was to improve the biodegradability and reduce the ultimate toxicity of the penicillin formulation effluent. In the first part of the study, ozonation and perozonation processes were individually optimized for pH, ozone feed rate and H2O2 concentration on the basis of COD removal rate and efficiency. The optimization experiments demonstrated that COD removal rates increased with increasing pH. The highest COD removal efficiency was obtained at pH = 12 as 50 % after an ozonation period of one hour. In the same manner, first order COD abatement kinetics increased with increasing pH and it could be established that the reaction occurs two times faster at pH =12 than at pH = 3. O3/H2O2 experiments were conducted at pH = 7 and eight different initial H2O2 concentrations ranging between 1 mM - 20 mM. Results have indicated that an optimum H2O2 concentration existed (= 1 0 mM) at which the highest COD removal rate was obtained as 76% after one hour. It could be demonstrated that increasing the initial COD has an inhibitory effect of on first order COD abatement rates that decreased significantly with increasing COD content. Noteworthy was also the observation that although the applied ozone dose (feed rate) has an increasing effect upon COD removal efficiency, COD abatement rates calculated on the basis of COD removal efficiencies obtained per absorbed ozone increased with decreasing ozone feed rate. The highest specific COD removal rate was found as 0.41 mg COD per mg O3 absorbed. Upon extension of the ozonation time to 2 hours, almost complete COD xnremoval could be achieved being obtained as 83 % and 96 % for pH7/03 and PH7/O3/H2O2 processes, respectively. The reaction orders with respect to ozone and COD were calculated using the method of initial rates. Ozonation kinetics were found close to one with respect to both ozone (=0.85) and COD (=0.94) molar concentrations. The bimolecular reaction rate constants at varying pH have been calculated as 121 NT1 min.“1, 255 M”1 min.“1, 530 M”1 min.“1 and 714 M”1 min."1 for pH3/03, pH7/03, pH12/03 ve pH7/03/H202 processes, respectively, using a simple semi-batch model for ozonation rates. The dominant reaction mechanism (whether free radical or molecular ozone oxidation) has been questioned by using tert butyl alcohol (TBA) as the *OH probe compound. Upon TBA addition at a molar ratio of 2:1 (TBA : PPG), PPG abatement proceeded 7 times and 8 times slower for the pH7/03 and pH7/03/H202 processes, respectively. In the second part of our study it was aimed at ascertaining the effect of ozonation and perozonation pre-treatment on the ultimate biodegradability and toxicity using biochemical oxygen demand (BOD5) measurements conducted with acclimated and non-acclimated sewage sludge, as well as activated sludge inhibition (microbial toxicity) and acute toxicity (using water flea Daphnia magna) test procedures. BOD5/COD rates increased from the initial value of 0.08 to 0.10 for pH7/03, 0.28 for pH7/03/H202 and 0.17 for pH12/03, respectively. Experimental results obtained from the acute toxicity test using water flea Daphnia magna indicated that ozonation and perozonation processes have all an appreciable positive effect on the PPG formulation effluent toxicity. The per cent death rates obtained for the synthetic PPG formulation wastewater decreased by 40%, 40% and 60% for pH7/03, PH7/O3/H2O2 and pH12/03 processes, respectively, as compared with the untreated PPG effluent. Finally, activated sludge inhibition tests have shown that the products of ozonation and specially pre-ozonation were more toxic towards synthetic domestic sludge than the original PPG effluent. xin

Benzer Tezler

  1. Tez No

    154645

    Effects of ozonation and the O3/H2O2 process on the biological treatment of synthetic penicillin formulation wastewater

    Sentetik penisilin formülasyon atıksularının biyolojik arıtımı üzerine ozonlama O3/H2O2 proseslerinin etkileri

    HANDE SARUHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. EMİNE UBAY ÇOKĞÖR

  2. Tez No

    154644

    Antibiyotik formülasyon atıksularının fenton-benzeri ve foto-fenton-benzeri ileri oksidasyon prosesleri ile arıtılabilirliğinin incelenmesi

    Treatability of antibiotic formulation effluents by fenton-like and photo-like advanced oxidation processes

    FİLİZ GÜRSES

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İDİL ARSLAN ALATON

  3. Tez No

    129367

    Oxidative treatment of antibiotics in pharmaceutical effluents

    İlaç atıksularında bulunan antibiyotiklerin kimyasal arıtımı

    HAVVA MERİH ÖTKER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2002

    Çevre MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. IŞIL BALCIOĞLU

  4. Tez No

    414210

    ZnO nanorod temelli penisilin biyosensörünün hazırlanması

    Preparation of penicillin biosensor based on ZnO nanorod

    ÇİSEM TURAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    BiyokimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMİNE KARAKUŞ

  5. Tez No

    427065

    JAR ve JEG-3 koryokarsinom insan hücre kültüründe lipozomal doksorubisin ve karoten etkisinin incelenmesi

    The examination of the effect of liposomal doxorubicin and carotene on jar and JEG-3 choriocarcinoma human cell culture models

    SEYİT AHMET EROL

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Kadın Hastalıkları ve DoğumBülent Ecevit Üniversitesi

    Kadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET İBRAHİM HARMA

Geri Dön