• صفحه اصلی
  • مرور
    • شماره جاری
    • بر اساس شماره‌های نشریه
    • بر اساس نویسندگان
    • بر اساس موضوعات
    • نمایه نویسندگان
    • نمایه کلیدواژه ها
  • اطلاعات نشریه
    • درباره نشریه
    • اهداف و چشم انداز
    • اعضای هیات تحریریه
    • همکاران دفتر نشریه
    • اصول اخلاقی انتشار مقاله
    • بانک ها و نمایه نامه ها
    • پیوندهای مفید
    • پرسش‌های متداول
    • فرایند پذیرش مقالات
    • اخبار و اعلانات
  • راهنمای نویسندگان
  • ارسال مقاله
  • داوران
  • تماس با ما
 
  • ورود به سامانه ▼
    • ورود به سامانه
    • ثبت نام در سامانه
  • English
صفحه اصلی فهرست مقالات مشخصات مقاله
  • ذخیره رکوردها
  • |
  • نسخه قابل چاپ
  • |
  • توصیه به دوستان
  • |
  • ارجاع به این مقاله ارجاع به مقاله
    RIS EndNote BibTeX APA MLA Harvard Vancouver
  • |
  • اشتراک گذاری اشتراک گذاری
    CiteULike Mendeley Facebook Google LinkedIn Twitter Telegram
مجله آب و فاضلاب
مقالات آماده انتشار
شماره جاری
شماره‌های پیشین نشریه
دوره دوره 29 (1397)
دوره دوره 28 (1396)
شماره شماره 6
شماره شماره 5
شماره شماره 4
شماره شماره 3
شماره شماره 2
شماره شماره 1
دوره دوره 27 (1395)
دوره دوره 26 (1394)
دوره دوره 25 (1393)
دوره دوره 24 (1392)
دوره دوره 23 (1391)
دوره دوره 22 (1390)
دوره دوره 21 (1389)
دوره دوره 20 (1388)
دوره دوره 19 (1387)
دوره دوره 18 (1386)
دوره دوره 17 (1385)
دوره دوره 16 (1384)
دوره دوره 15 (1383)
سمرقندی, محمد رضا, احمدی دوست, قباد, شعبانلو, امیر, مجیدی, صبا, رضایی وحیدیان, هادی, معروفی, سعید, شاه مرادی, مصطفی, مهرعلی پور, جمال. (1396). بهینه‌سازی حذف ترکیب دارویی سیپروفلوکساسین با فرایند انعقاد الکتروشیمیایی با مدل آماری رویه پاسخ از محیط‌های آبی. مجله آب و فاضلاب, 28(2), 12-21. doi: 10.22093/wwj.2017.17353
محمد رضا سمرقندی; قباد احمدی دوست; امیر شعبانلو; صبا مجیدی; هادی رضایی وحیدیان; سعید معروفی; مصطفی شاه مرادی; جمال مهرعلی پور. "بهینه‌سازی حذف ترکیب دارویی سیپروفلوکساسین با فرایند انعقاد الکتروشیمیایی با مدل آماری رویه پاسخ از محیط‌های آبی". مجله آب و فاضلاب, 28, 2, 1396, 12-21. doi: 10.22093/wwj.2017.17353
سمرقندی, محمد رضا, احمدی دوست, قباد, شعبانلو, امیر, مجیدی, صبا, رضایی وحیدیان, هادی, معروفی, سعید, شاه مرادی, مصطفی, مهرعلی پور, جمال. (1396). 'بهینه‌سازی حذف ترکیب دارویی سیپروفلوکساسین با فرایند انعقاد الکتروشیمیایی با مدل آماری رویه پاسخ از محیط‌های آبی', مجله آب و فاضلاب, 28(2), pp. 12-21. doi: 10.22093/wwj.2017.17353
سمرقندی, محمد رضا, احمدی دوست, قباد, شعبانلو, امیر, مجیدی, صبا, رضایی وحیدیان, هادی, معروفی, سعید, شاه مرادی, مصطفی, مهرعلی پور, جمال. بهینه‌سازی حذف ترکیب دارویی سیپروفلوکساسین با فرایند انعقاد الکتروشیمیایی با مدل آماری رویه پاسخ از محیط‌های آبی. مجله آب و فاضلاب, 1396; 28(2): 12-21. doi: 10.22093/wwj.2017.17353

بهینه‌سازی حذف ترکیب دارویی سیپروفلوکساسین با فرایند انعقاد الکتروشیمیایی با مدل آماری رویه پاسخ از محیط‌های آبی

مقاله 3، دوره 28، شماره 2 - شماره پیاپی 108، خرداد و تیر 1396، صفحه 12-21  XML اصل مقاله (1623 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22093/wwj.2017.17353
نویسندگان
محمد رضا سمرقندی1؛ قباد احمدی دوست2؛ امیر شعبانلو3؛ صبا مجیدی4؛ هادی رضایی وحیدیان4؛ سعید معروفی5؛ مصطفی شاه مرادی6؛ جمال مهرعلی پور orcid 7
1دانشیار، گروه مهندسی بهداشت محیط و عضو مرکز تحقیقات علوم بهداشتی، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدان، ایران
2دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی همدان، ایران
3دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، عضوء کمیته تحقیقات دانشجویی دانشگاه علوم پزشکی همدان، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران
4دانشجوی دکترای پژوهشی شیمی، دانشکده شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه مالک اشتر تهران
5دانشجوی کارشناشی ارشد شیمی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین
6کارشناس رشته بهداشت محیط، عضو کمیته تحقیقات دانشجویی دانشگاه علوم پزشکی همدان، دانشگاه علوم پزشکی همدان، ایران
7دانش‌آموخته کارشناسی ارشد رشته مهندسی بهداشت محیط، عضو کمیته تحقیقات دانشجویی دانشگاه علوم پزشکی همدان، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان
چکیده
مدل آماری رویه پاسخ، با انجام طراحی مرکزی ترکیبی باعث بهینه‌سازی فرایندها تولید می‌شود. از طرف دیگر حذف ترکیبات دارویی قبل از تخلیه به محیط زیست امری ضروری است. هدف از این مطالعه،‌بهینه‌سازی حذف ترکیب دارویی سیپروفلوکساسین با فرایند انعقاد الکتروشیمیایی با مدل آماری رویه پاسخ از محیط آبی بود. در این مطالعه، از یک راکتور به‌همراه دو الکترود آهن به‌عنوان آند و دو الکترود تیتانیم به‌عنوان کاتد استفاده شد. الکترودها به‌صورت مونوپلار به دستگاه جریان مستقیم وصل بودند. پارامترهای pH در محدوده 4 تا 8، جریان 5/0 تا 5/1 آمپر DC، غلظت سیپروفلوکساسین 15تا40 میلی‌گرم در لیتر و زمان واکنش 15 تا 30 دقیقه به‌عنوان پارامترهای اصلی طراحی با نرم‌افزارDesign Expert  لحاظ شدند. آنالیز FT-IR، تصاویر SEM، میزان حذف COD و تغییرات ایجاد شده در طیف UV- VIS در شرایط بهینه تعیین شد. نتایج مدل‌سازی، بازده 91/85 درصدی به ازای غلظت اولیه سیپروفلوکساسین برابر 15 میلی‌گرم در لیتر در pH برابر 68/7 ، جریان مستقیم الکتریکی برابر 50/1 آمپر و زمان واکنش برابر 30 دقیقه را به‌عنوان بهترین شرایط آزمایش مشخص نمود. میزان حذف COD در این شرایط 64 درصد به‌دست آمد. نتایج به‌دست آمده بر اساس آنالیز FT-IR و تصاویر SEM نشان دهنده انجام تغییرات در طی فرایند است. اسکن طول موج نیز نشان دهنده کاهش غلظت و معدنی‌سازی آلاینده است. بهینه‌سازی با مدل آماری رویه پاسخ باعث کاهش تعداد آزمایش‌ها و افزایش دقت ‌شد. فرایند انعقاد الکتروشیمیایی دارای کارایی مناسبی در حذف سیپروفلوکساسین و COD می‌باشد و می‌توان از این فرایند برای کاهش بار آلودگی فاضلاب قبل از ورود به محیط استفاده کرد.
کلیدواژه‌ها
بهینه‌سازی؛ انعقاد الکتروشیمیایی؛ سیپروفلوکساسین؛ رویه پاسخ؛ محیط‌های آبی
موضوعات
صنعتی
عنوان مقاله [English]
Optimization of Electrocoagulation via Response Surface Methodology to Remove Ciprofloxacin from Aqueous Media
نویسندگان [English]
Mohammadreza Samarghandi1؛ Ghobad Ahmadidoost2؛ Amir Shabanloo3؛ Saba Majidi4؛ Hadi Rezaee Vahidian4؛ Saeid Maroufi5؛ Mostafa Shahmoradi6؛ Jamal Mehralipour7
1Assoc. Prof. of Environmental Health, Faculty of Public Health, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan, Iran
2MSc Student of Environmental Health Engineering, Hamadan Universty of Medical Sciences, Hamadan, Iran
3Former Graduate Student of Environmental Health, Student Research Committee on Environmental Health Engineering, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan, Iran
4PhD Student of Chemistry, Faculty of Chemistry and Chemical Engineering, Tehran Branch, Malek-E-Ashtar University
5MSc Student of Chemistry, Imam Khomeini International University, Ghazvin, Iran
6BS Student of Environmental Health, Student Research Committee on Environmental Health Engineering, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan, Iran
7Former Graduate Student of Environmental Health, Student Research Committee on Environmental Health Engineering, Hamadan University of Meical Sciences, Hamadan, Iran
چکیده [English]
The response surface statistical model developed via the central composite design (CCD) is a tool for optimizing manufacturing processes. Phrmaceutical plants depend on many such processes and i is essential to remove medicinal compounds from their effluents before they are discharged into the environment. The objective of the present study was to employ the response surface model for the optimization of the removal of the pharmaceutical compound ciprofloxacin from aqueous media via the electrochemical coagulation process. In this study, a reactor containing two iron electrodes used as the anode and two titanium ones used as the cathode was employed to remove ciprofloxacin from municipal effluents. The electrodes were connected in a monopolar fashion to a DC power supply. Parameters such as pH (4‒8), current (0.5‒1.5 A), initial ciprofloxacin concentration (15‒40 mg/L), and reaction time (15‒30 min) were introduced into the Design Expert software as the main design parameters. FT-IR analysis was conducted and SEM images were prepared while COD removal and changes in UV-VIS spectrum were determined under optimum conditions. Process modeling was accomplished using the response surface methodology (RSM) which is a statistical model for process optimization drawing upon central composite design (CCD). Modeling results showed that process efficiency was affected by the above parameters and that the optimum conditions for a process efficiency of 85.91% at an initial CIP concentration of 15mg/L would include pH=7.68, a current of 1.5 A, and a reaction time of 30 min. Under these conditions, COD removal efficiency would be 64%. FT-IR analysis and SEM images indicated changes during the process. Wavelength scanning also indicated reducing concentration of the contaminant due to mineralization. The results of the study indicate that optimization by RSM reduces the number of tests required and enhances their accuracy. It was also found that electrocoagulation has a high CIP and COD removal efficiency which makes it capable of being successfully exploited for the removal of organic pollutants from effluents before their discharge into the environment
کلیدواژه‌ها [English]
optimization, Electrocoagulation, Ciprofloxacin, Response surface, Aqueous
مراجع
Abu Hasan, H., Rozaimah Sheikh Abdullah, S., Kartom Kamarudin, S. & Tan Kofli, N., 2011, "Response surface methodology for optimization of simultaneous COD, NH4+–N and Mn2+ removal from drinking water by biological aerated filter", Desalination, 275(1), 50-61.

Ahmed, M.G., Harish, N.M., Charyulu, R.N. & Prabhu, P., 2009, "Formulation of chitosan-based ciprofloxacin and diclofenac film for periodontitis therapy", Tropical Journal of Pharamaceutical, 8(1), 33-41.

Aoudj, S., Khelifa, A., Drouiche, N., Hecini, M. & Hamitouche, H., 2010, "Electrocoagulation process applied to wastewater containing dyes from textile industry", Chemical Engineering Research Design, 49(11), 1176-1182.

APHA., AWWA., WEF., 2012, Standard methods for the examination of water and wastewater, 22nd Ed., USA.

Can, O., 2014, "COD removal from fruit-juice production wastewater by electrooxidation electrocoagulation and electro-Fenton processes", Desalination Water Treatment, 52(1-3), 65-73.

Carabineiro, S., Thavorn-Amornsri, T., Pereira, M. & Figueiredo, J., 2011, "Adsorption of ciprofloxacin on surface-modified carbonmaterials", Water Research, 45, 4583-4591.

Choi, K.J., Kim, S.G. & Kim, S.H., 2008, "Removal of antibiotics by coagulation and granular activated carbon filtration", J. Hazardous Materials, 151(1), 38-43.

Choi, K.J., Son, H.J. & Kim, SH., 2007, "Ionic treatment for removal of sulfonamide and tetracycline classes of antibiotic", Science Total Environmental, 387(1), 247-256.

Crisafully, R., Aparecida, M., Cavalcante, R.M., Silveira, E.R., Keukeleire, D.D. & Nascimento, R.F., 2008. "Removal of some polycyclic aromatic hydrocarbons from petrochemical wastewater using low-cost adsorbents of natural origin.” Bioresource Technology, 99(10), 4515-4519.

Daneshvar, N., Oladegaragoze, A., and Djafarzadeh, N., 2006, "Decolorization of basic dye solutions by electrocoagulation: An investigation of the effect of operational parameters", Journal Hazardous Materials, 129(1), 116-22.

Dimitrakopoulou, D., Rethemiotaki, I., Frontistis, Z., Xekoukoulotakis, N., Venieri, D. & Mantzavinos, D., 2012, "Degradation, mineralization and antibiotic inactivation of amoxicillin by UV-A/TiO2 photocatalysis", Journal Environmenal Management, 98,168-170.

Farhadi, S., Aminzadeh, B., Torabian, A., Khatibikamal, V. & Alizadeh Fard, M., 2012, "Comparison of COD removal from pharmaceutical wastewater by electrocoagulation, photoelectrocoagulation, peroxi-electrocoagulation and peroxi-photoelectrocoagulation processes", Journal Hazardous Materials, 219, 35-42.

Garcia-Garcia, A., Martinez-Miranda, V., Ivan, G., Cienfuegos, M., Tatiana, P., Sanchez, A., et al., 2014, "Industrial wastewater treatment by electrocoagulation–electrooxidation processes powered by solar cells", Fuel, 149, 46-54.

 

آب و فاضلاب                                                                                                                    شماره 2 سال 1396

 

Guinea, E., Brillas, E., Centellas, F., Canizares, P., Rodrigo, M. & Saez, C., 2009, "Oxidation of enrofloxacin with conductive-diamond electrochemical oxidation, ozonation and fenton oxidation", Water Reserach, 43(8), 2131-2138.

Hernando, M.D., Mezcua, M., Fernández-Alba, A.R. & Barcelo, D., 2006, "Environmental risk assessment of pharmaceutical residues in wastewater effluents, surface waters and sediments", Talanta, 69(2), 334-342.

Imran, A., Vinod, K., Tabrez, A. & Asim, M., 2012, "Removal of arsenate from aqueous solution by electro-coagulation method using Al-Fe electrodes", International Journal Electrochemical Sciences, 7, 1898-1907.

Kobya, M., Demirbas, E., Can, O.T. & Bayramoglu, M., 2006, "Treatment of levafix orange textile dye solution by electrocoagulation", Journal Hazardous Materials, 132(2),183-188.

Ölmez, T., 2009, "The optimization of Cr(VI) reduction and removal by electrocoagulation using response surface methodology", Journal Hazardous Materials, 162,1371-1378.

Rozas, O., Contreras, D., Mondaca, M., Pérez-Moya, M. & Héctor, D., 2010, "Experimental design of fenton and photo-fenton reactions for the treatment of ampicillin solutions", Journal Hazardous Materials, 177(1), 1025-1030.

Şengil, İ.A. & Özacar, M., 2009, "The decolorization of CI Reactive Black 5 in aqueous solution by electrocoagulation using sacrificial iron electrodes", Journal Hazardous Materials, 161(2), 1369-1376.

Shannag, M., Al-Qodah, Z., Bani-Melhem, Kh., Rasool Qtaishat, M. & Alkasrawi, M., 2014, "Heavy metal ions removal from metal plating wastewater using electrocoagulation: Kinetic study and process performance", Chemical Engineering Journal,260, 749-756.

Xu, H., Yang, Zh., Zeng, G, Luo, Y., Huang, J., Wang, Li., Song, P. & Mo, X., 2014, "Investigation of pH evolution with Cr (VI) removal in electrocoagulation process: Proposing a real-time control strategy", Chemical Enginering Journal, 239, 132-140.

Zeng, Z., Zou, H., Li, X., Sun, B., Chen, J. & Shao, L., 2012, "Ozonation of acidic phenol wastewater with O3/Fe (II) in a rotating packed bed reactor: Optimization by response surface methodology", Chemical Engineering Research and Design, 60, 1-8.

Zhang, X., Zhang, Y., Zhao, H., He, Y., Li, X. & Yuan, Zh., 2013, "Highly sensitive and selective colorimetric sensing of antibiotics in milk", Analitical Chemical Acta, 778, 63-69.

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 2,010
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,352
صفحه اصلی | واژه نامه اختصاصی | اخبار و اعلانات | اهداف و چشم انداز | نقشه سایت
ابتدای صفحه ابتدای صفحه

Journal Management System. Designed by sinaweb.