Sulu çözeltilerde amoksisilin ve sefalotin antibiyotiklerinin ileri oksidasyon teknikleri ile arıtılabilirliğinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, amoksisilin (penisilin grubu) ve sefalotin (sefalosporin grubu) antibiyotik türlerinin, sularda, demir (II) iyonu ve hidrojen peroksit etkisi ile fenton oksidasyonu (Fe2+/H2O2), ultraviyole ışın (UV) ve titanyumdioksit (TiO2) etkisi ile fotokatalik oksidasyonu (UV/TiO2) olmak üzere farklı ileri oksidasyon yöntemleri ile arıtılabilirliği incelenmiştir. Bu amaçla pH, antibiyotik türü, demir (II), hidrojen peroksit, titanyumdioksit derişimleri, reaksiyon süresi, sıcaklık gibi parametrelerin optimizasyonu yapılmıştır. İki antibiyotik türü ile yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlar birbiri ile karşılaştırılmış ve en iyi giderimin sağlandığı optimum koşullar belirlenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda; fenton oksidasyonu (Fe2+/H2O2) için optimum koşullar amoksisilin antibiyotik türünde 100 mg/L antibiyotik derişiminde, pH 3, 2 mM Fe2+, 30 mM H2O2, 25 ?C'de ve 20 dakikalık reaksiyon süresinde bulunmuştur. Bu koşullarda %83 amoksisilin giderimi ve %66 KOİ verimi sağlanmıştır. Fe2+/H2O2 molar oranı ise 1/15 olarak belirlenmiştir. Sefalotin antibiyotik türünde ise 75 mg/L antibiyotik derişiminde, pH 3, 2 mM Fe2+, 25 mM H2O2, 25 ?C ve 20 dakikalık reaksiyon süresi optimum koşul olarak bulunmuştur. Bu çalışma koşullarında %95 sefalotin giderimi ve %58 KOİ giderimi elde edilmiştir. Fe2+/H2O2 molar oranı ise 1/12,5 olarak belirlenmiştir. Fotokatalik oksidasyonu (UV/TiO2) için amoksisilin antibiyotik türünde 50 mg/L antibiyotik derişiminde, pH 7, 200 mg/L TiO2 derişimi ve 30 dakikalık reaksiyon süresi optimum koşul olarak belirlenmiştir. Çalışmada %62 antibiyotik ve %52 KOİ giderimi sağlanmıştır. Sefalotin antibiyotik türünde ise 10 mg/L antibiyotik derişimi, pH 7, 750 mg/L TiO2 derişimi ve 30 dakika optimum koşul olarak belirlenmiştir. Antibiyotik giderimi %40 ve KOİ giderimi %73 olarak bulunmuştur.

In this study, amoxicillin (penicillin group), and cephalothin (cephalosporin group) type of antibiotics were investigated by advanced oxidation methods as fenton oxidation with the effects of Fe (II) ion and hydrogen peroxide, (Fe2+/H2O2), photocatalytic oxidation with the effects of ultraviolet light (UV) and titaniumdioxide (TiO2). For this purpose, the effects of pH, antibiotics, Fe (II), hydrogen peroxide, titaniumdioxide concentration, reaction time and temperature as an optimization condition were studied. The results were compared with each other in terms of antibiotic types and the methods applied, to determine the optimum condition. The optimum condition at the concentration of 100 mg/L amoxicillin was found as pH 3, 2 mM Fe 2+, 30 mM H2O2, at 25?C and 20 minutes as reaction time. Under these conditions, the removal of amoxicillin and COD was determined 83% and 66%, respectively. The molar ratio of Fe2+/H2O2 was determined as 1/15. The optimum condition at the concentration of 75 mg/L cephalothin was found as pH 3, 2mM Fe2+, 25 mM H2O2, at 25?C and 20 minutes as reaction time. At this condition studied the removal of cephalothin and COD were obtained 95% and 58% respectively. The molar ratio of Fe2+/H2O2 was determined as 1/12,5. For the photocatalytic oxidation (UV/TiO2), the optimum condition was specified as 50 mg/L antibiotic concentration, pH 7, 200 mg/L of TiO2 and 30 minutes as reaction time. The removal of amoxicillin and COD was found as 62% and 52%, respectively. The optimum condition at the concentration of 10 mg/L cephalothin was determined as pH 7, 750 mg/L of TiO2 and the 30 minutes as reaction time. Under these conditions, removal of cephalotin and COD was found as 40% and 73%, respectively.