Hastane atıksularının elektrokimyasal arıtım yöntemleri ile giderilmesi
Removal of hospital wastewater using electrochemical treatment methods
Yazar: ÖZGÜR NAZİKCAN
Danışman: PROF. DR. ALİ SAVAŞ KOPARAL
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Artan nüfusa bağlı olarak, başta antibiyotik olmak üzere ilaç etken maddelerin kullanımı ve çevreye sürekli salınımları ekolojik denge için önemli hale gelmektedir. Antibiyotikler her ne kadar sucul ekosistemde ng L-1 ila μg L-1 gibi düşük derişimlerde dağılım gösterseler de, geleneksel atıksu arıtma süreçleriyle su veya atıksu ortamından uzaklaştırılamamakta ve sucul ortamlarda kalıcı kirletici olarak yer almaktadır. Bu nedenle de, ilaç etken madde kalıntılarının çevrede oluşturduğu potansiyel tehdidin üzerinde durulması gereken, gelecek için endişe verici bir çevre problemi haline geldiği söylenebilir. Elektrokimyasal süreçler ile oluşturulan hidroksil ara ürünler; dirençli, toksik veya biyobozunur olmayan kirleticilerin, yan ve hatta son ürünlere kadar yükseltgenmesini sağlamayı amaçlar.
Bu çalışmada, bor katkılı elmas (BDD) anot ve paslanmaz çelik katot malzemeler kullanılarak oluşturulan kesikli elektrot sistemi ile sefazolin (CFZ) içeriğine sahip hastane atıksu numunelerinin elektrokimyasal süreçlerle arıtımı değerlendirilmiştir. Gerçekleştirilen elektrokimyasal çalışmalarda; farklı akım yoğunluğu, farklı başlangıç pH değerleri ve farklı derişimlerde destek elektrolit (Na2SO4) ilavesinin Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) ve CFZ etken madde giderimlerine olan etkileri parametrik olarak incelenmiştir.
Sonuç olarak Eskişehir'de faaliyetlerine devam eden iki devlet hastanesinin atıksu numunelerinin elektrokimyasal giderimi için ideal koşullarının 20 mA/cm2 akım yoğunluğunda, deşarj pH değerlerinde ve 0,05 M Na2SO4 destek elektrolit ilavesi ile sağlandığı belirlenmiştir. Elektrokimyasal arıtım süreçleri ile yüksek KOİ giderim verimi sağlanmıştır. Gerçekleştirilen LC/MS analiz çalışmalarıyla da ideal elektrokimyasal arıtım koşullarında zamana bağlı olarak atıksuda bulunan sefazolin etken madde miktarının azaldığı ve tümüyle bertaraf edildiği belirlenmiştir. Gerçekleştirilen çalışmalar sonucunda hastane deşarjlarının pilot ölçekli elektrokimyasal sistemlerle arıtılabileceği ön görülmekte ve ancak yerinde arıtım ile sürdürülebilir bir sistemin elde edilebilir.

Anahtar Kelimeler: Bor katkılı elmas (BDD), Elektrokimyasal arıtım, Hastane atıksuyu, LC/MS, Sefozolin sodyum

Abstract:
Depending on the growing population, the use of medicinal substances, especially antibiotics, and their sustained release are becoming important for ecological balance. Although antibiotics are distributed in the aquatic ecosystem at low concentrations such as ng L-1 to μg L-1. Antibiotics can not be removed from the water or wastewater environment by traditional wastewater treatment processes and which are persistent pollutants in aquatic environments. For these reasons, it can be said that the potential hazard of drug substance residues in the environment has become a worrisome environmental problem for the future. Hydroxyl intermediates formed by electrochemical processes; resistant, toxic or non-biodegradable contaminants to the by-product or even the end products.
In this study, electrochemical treatment of hospital wastewater which contains cefazolin (CFZ) was evaluated by using a batch electrode system formed by using boron-doped diamond (BDD) anode and stainless steel cathode materials. In the electrochemical studies carried out different current density, initial pH values and different concentrations of supporting electrolyte (Na2SO4) were investigated the effect on the removal of COD and CFZ active substance were investigated parametrically.
As a result, it was determined that ideal conditions for electrochemical removal of COD and CFZ from wastewater of two state hospitals which are operating in Eskişehir were provided at 20 mA/cm2 current density, discharge pH values, and 0.05 M Na2SO4 support electrolyte addition. High COD removal efficiency has been achieved with electrochemical treatment processes. It was also determined that the amount of cefazolin active substance in the wastewater was reduced and completely eliminated by the LC/MS analysis performed under ideal electrochemical treatment conditions depending on the time. As a result of the studies carried out, it is foreseen that hospital discharges can be treated with pilot scale electrochemical systems and only a sustainable system can be obtained with on-site treatment.

Keywords: Boron doped diamond (BDD), Cefazolin sodium, Electrochemical treatment, Hospital wastewater, LC/MS