عنوان پایان‌نامه
امکان سنجی استفاده از سیال فوق بحرانی آب در تصفیه پساب های آلی داروئی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1349.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63246
- تاریخ دفاع
- ۰۹ بهمن ۱۳۹۱
- دانشجو
- شیرین فلامرزیان
- استاد راهنما
- امید توکلی, رضا ضرغامی
- چکیده
- حضور ترکیبات دارویی در محیط¬زیست در سال¬های اخیر به علت تاثیر نامطلوب آن بر روی ارگانیسم-های مختلف، توجهات بسیاری را به¬سوی خود جلب کرده¬است. بسیاری از پژوهش¬های صورت¬گرفته مقادیری در محدوده¬ی ?g/L تا ng/L از این ترکیبات را در خروجی¬ واحد¬های تصفیه پساب، آب¬های سطحی و آب¬های زیرزمینی در نقاط مختلف جهان شناسایی کرده¬اند که این موضوع بیانگر ناتوانی روش¬های مرسوم کنونی در حذف موثر ترکیبات دارویی می¬باشد. در نتیجه نگرانی¬ها به علت ورود این ترکیبات به محیط¬زیست در حال افزایش می¬باشد و مطالعات انجام گرفته در سال¬های اخیر روی یافتن راه¬های جدید و کارآمد برای حذف موثر این ترکیبات از خروجی واحدهای تصفیه پساب متمرکز شده-است. یکی از روش¬هایی که در سال¬های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته¬است استفاده از فناوری آب زیربحرانی و فوق¬بحرانی برای از میان بردن ترکیبات آلی می¬باشد. در پژوهش پیش¬رو تخریب سه ماده دارویی کاربامازپین، متوپرولول و سولفامتوکسازول با استفاده از آب زیربحرانی و فوق¬بحرانی در رآکتور ناپیوسته در محدوده دمایی °C500-250 و در مدت زمان 5 الی 50 دقیقه، مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از این روش در اغلب موارد درصد حذف بیش از 90% اتفاق افتاد که این میزان حذف از روش¬های موجود و مرسوم بیشتر می¬باشد. همچنین نشان داده¬شد که حذف بهینه¬ی داروهای کاربامازپین، متوپرولول و سولفامتوکسازول به¬ترتیب در دماهای °C300، °C400 و °C350 و در مدت زمان 20 دقیقه صورت پذیزفت. علاوه¬براین دو کاتالیست NaOH و CuSO4.5H2O برای افزایش بازده حذف این ترکیبات در محدوده دمایی °C450-200 به¬کار گرفته¬شدند. نتایج نشان داد که استفاده از NaOH به عنوان کاتالیست برای ماده دارویی کاربامازپین، باعث ایجاد خوردگی شدید در رآکتور مورد استفاده گردید که استفاده از آن¬را برای دو داروی متوپرولول و سولفامتوکسازول غیرممکن ساخت. همچنین مشاهده¬شد که استفاده از کاتالیست CuSO4.5H2O بازده حذف کاربامازپین و متوپرولول را نسبت به شرایط عدم استفاده از کاتالیست افزایش، اما موجب کاهش بازده حذف داروی سولفامتوکسازول می¬گردد. در نهایت نتایج حاصل نشان می¬دهد که فناوری آب زیربحرانی و فوق-بحرانی می¬تواند به¬عنوان گزینه مناسبی جهت حذف موثر ترکیبات دارویی از واحدهای تصفیه پساب مطرح گردد.
- Abstract
- The presence of pharmaceutical compounds in the environment has received lots of attention in recent years due to its adverse effects on the health of different organism in the environment. Many studies have detected the trace amounts of these compounds in the range of ?g/L to ng/L in the effluent of wastewater treatment plants, surface waters and ground waters in different parts of the world that show the conventional treatment methods are not capable for the efficient removal of pharmaceutical compounds. So the emerging of these compounds in the environment is a growing concern and recent researches have focused on finding the new ways for enhancing the removal efficiency of pharmaceutical compounds in the effluent of wastewater treatment plants. One of these methods that have become popular recently is the application of subcritical and supercritical water technology for destruction of organic compounds. In this study the pharmaceutical compounds of carbamazepine, metoprolol and sulfamethaxazole were destructed in subcritical and supercritical water in the batch reactor. The experiments were conducted in temperature range between 250°C to 500°C with different residence times of 5 to 50 minutes. By this method more than 90% of these compounds were destructed that is higher than the conventional methods for pharmaceutical waste treatment. It is shown that carbamazepine, metoprolol and sulfamethaxazole are optimally destructed in 20 minutes at 350°C, 400°C and 300°C, respectively. NaOH and CuSO4.5H2O were also applied as catalysts in the temperature range of 200°C to 450°C in order to enhance the removal efficiencies of these pharmaceutical compounds. It was shown that the application of NaOH as a catalyst for carbamazepine caused a severe corrosion in the batch reactor that made the use of this catalyst impossible for metoprolol and sulfamethoxazole. It was concluded that using CuSO4.5H2O as a catalyst had a positive effect on improving the removal of carbamazepine and metoprolol, but it decreases the removal efficiency of sulfamethoxazole. Consequently the results of our study illustrated that this technology can be used as an alternative for efficient removal of pharmaceutical compounds from wastewater treatment plants.
