Elektrokimyasal yöntemlerle antibiyotik giderimi
Removal of antibiotic by electrochemical methods
Yazar: ESRA DAŞGIN
Danışman: DOÇ. DR. BELGİN KARABACAKOĞLU
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Antibiyotikler-antineoplastik = Antibiotics-antineoplastic ; Atık su arıtma = Waste water treatment ; Çevre sorunları = Environmental problems

Özet:
Bu çalışmada antibiyotik etken maddesi olan Siprofloksasin ile hazırlanan model atıksuyun arıtımı için mikroelektroliz, elektrooksidasyon ve elektroFenton yöntemleri kullanılmıştır. Mikroelektroliz deneylerinde antibiyotik gideriminde optimum koşulları elde edebilmek için H2O2 derişimi, başlangıç çözelti pH'ı, hava akış hızı, kolon dolgu oranı ve başlangıç çözelti derişimi parametreleri incelenmiştir. Mikroelektroliz için en yüksek antibiyotik giderim verimi 180. dakikada % 67,10 olarak elde edilmiştir. Bu değer 100 mg/L başlangıç Siprofloksasin derişiminde, pH:3, Fe/C oranı 1/1 ve 0,0143 L/dk hava akış hızında elde edilmiştir. Elektro-Fenton deneylerinde ise başlangıç çözelti pH'ı, akım yoğunluğu, FeSO4 derişimi, Na2SO4 derişimi ve başlangıç antibiyotik derişimi parametreleri incelenmiş olup 90. dakikada en yüksek % 53,96 giderim verimi 45 Wh/L enerji tüketimi ile elde edilmiştir. Bu giderim verimi pH: 3, 20 V gerilim, 25 mg/L Siprofloksasin başlangıç derişiminde ve 7,04 mM Na2SO4 derişiminde elde edilmiştir. Elektrooksidasyon deneylerinde ise başlangıç pH'ı akım yoğunluğu, Na2SO4 derişimi ve başlangıç antibiyotik derişimi incelenmiştir. 60. dakikada 61 Wh/L enerji tüketimi ile antibiyotik giderim verimi % 100 olarak bulunmuştur.  Elde edilen bu verimde pH değeri 2,5, gerilim 20V, Na2SO4 derişimi 7,04 mM ve antibiyotik derişimi ise 25 mg/L' dir. Optimum koşullarda gerçekleştirilen deneylerde TOK giderim verimleri mikroelektroliz için % 84,58,  elektroFenton için % 9,03 ve elektrooksidasyon için % 74,19 olarak ölçülmüştür.

Abstract:
In this study, microelectrolysis, electrooxidation and electroFenton methods were used for the treatment of model wastewater prepared with the antibiotic active ingredient Ciprofloxacin. In order to obtain optimum conditions for antibiotic removal in microelectrolysis experiments, H2O2 concentration, initial solution, pH, air flow rate, column filling ratio and initial solution concentration parameters were investigated. The highest antibiotic removal efficiency for micro electrolysis was obtained as 67.10% at 180 minutes. This value was obtained at an initial ciprofloxacin concentration of 100 mg/L, pH:3, Fe/C ratio of 1/1 and air flow rate of 0.0143 L/min. In the electro-Fenton experiments, the initial solution pH, current density, FeSO4 concentration, Na2SO4 concentration and initial antibiotic concentration parameters were examined and the highest removal efficiency of 53.96% was obtained at the 90th minute. The properties obtained these conditions pH: 3. 20 V current density, 25 mg/L ciprofloxacin concentration and 7.04 mM Na2SO4 concentration. In this study, 45 Wh/L energy consumption was realized. In electrooxidation experiments, initial pH, current density, Na2SO4 concentration and initial antibiotic concentration of ciprofloxacin were investigated. Antibiotic removal efficiency at the 60th minute was found to be 100%. In this yield obtained, pH: 2.5, 20 V current density, 7.04 mM Na2SO4 and 25 mg/L antibiotic concentration were obtained. In the study carried out under these conditions, 61 Wh/L energy consumption was realized. In the experiments carried out under optimum conditions, TOC removal efficiencies were measured as 84.58% for microelectrolysis, 9.03% for electroFenton  and 74.19% for electrooxidation.