Antibiyotik (sülfadiazin ve enrofloksasin) etken maddelerinin gün ışığına dayalı led fotooksidasyon prosesleri ile giderimi

Abstract

Bu tez çalışmasında; laboratuvar ölçeğinde kesikli UV-LED reaktör ve fotokatalizörler kullanılarak sulu çözeltilerden, ilaç etken maddeleri olan (sülfadiazin ve enrofloksasin) kimyasallarının giderimi incelenmiştir. Biyolojik bozunmaya dirençli ve çevre açısından tehlikeli olan bu kimyasallar bir ileri oksidasyon prosesi olan fotokatalitik oksidasyon ile giderilmiştir. Kullanılan ilaç etken maddeleri sülfadiazin (SD) ve enrofloksasin (ENR) kimyasallarıdır. Kullanılan katalizörler ise titanyum dioksit (TiO2) Degussa P25, Hombikat UV100 ve çinko oksittir (ZnO). Çalışma da gün ışığını temsilen UV LED ışık modülleri kullanılmıştır. Kullanılan bu LED modüllerin baskın dalga boyları ise 373 nm, 405 nm ve 437 nm'dir ve 35 Watt'lık bir güç harcamaktadırlar. İlaç etken maddeleri ile çalışma yapmadan evvel Reactive Orange 16 (RO-16) boyar maddesi ile 50 mg/L, 500 mL'lik çözeltiler ile çalışılmıştır. Bu deneyler esnasında titanyum dioksit (TiO2) Hombikat UV100 katalizörünün ve 437 nm dalga boylu LED modülünün verimsiz olduğu anlaşılmıştır. Bu sebeple ilaç etken maddeleri ile yapılacak çalışmalardan çıkarılmışlardır. Sonraki çalışmalarda, 15 mg/L ilaç etken maddesi konsantrasyonuna sahip 500 mL'lik çözeltiler, reaktör içinde farklı dalga boylarında ki LED modüller ve farklı konsantrasyonda ki fotokatalizörlerle giderilmişlerdir. Çalışma da ki fotokatalizör miktarları ise 1 g/L, 0.5 g/L ve 0.25 g/L'dir. İlaç etken maddelerinin 2 saatlik işlem sonrasında giderim verimleri %50 ila %100'e yakın bir aralık arasında değişmektedir. 405 nm'lik LED modül her iki katalizör (titanyum dioksit (TiO2) Degussa P25 ve çinko oksit (ZnO)) için daha verimli sonuçlar vermiştir. 1 g/L'lik fotokatalizör miktarı her iki katalizör ile yapılan giderim deneylerinde daha verimli sonuçlar vermiştir.In this thesis study; the removal of active drug substances (sulfadiazine and enrofloxacin) from aqueous solutions was investigated using batch UV-LED reactors and photocatalysts at laboratory scale. These chemicals, resistant to biodegradation and dangerous for the environment, are removed by photocatalytic oxidation which is an advanced oxidation process. The active drug substances used are sulfadiazine (SD) and enrofloxacin (ENR) chemicals. The catalysts used are titanium dioxide (TiO2), Degussa P25, Hombikat UV100 and zinc oxide (ZnO). In the study, UV LED light modules were used as the light source. The dominant wavelengths of these LED modules are 373 nm, 405 nm and 437 nm. These wavelengths represent daylight. Before working with active drug substances, Reactive Orange 16 (RO-16) dye and 50 mg/L, 500 mL solutions were studied. During these experiments, it was found that the TiO2 - Hombikat UV100 catalyst and the 437 nm LED module were inefficient. For this reason, they were excluded from studies to be conducted with active drug substances. In subsequent studies, 500 mL solutions having a pollutant concentration of 15 mg/L were removed with LED modules of different wavelengths in the reactor and photocatalysts of different concentrations. The amounts of photocatalyst in the study are 1 g/L, 0.5 g/L and 0.25 g/L. Removal efficiencies range from 50% to close to 100% in a 2-hour period. The 405 nm LED module gave more efficient results for both catalysts titanium dioxide (TiO2), Degussa P25 and zinc oxide (ZnO). Photocatalyst load of 1 g/L also gave more efficient results in removal experiments with both catalysts.