Aerobik granüler aktif çamur ile bazı tıbbi ilaçların biyosorpsiyonu
Biosorption of some pharmaceuticals with aerobic granular activated sludge
Yazar: HAMDİ MIHÇIOKUR
Danışman: DOÇ. DR. MERVE OĞUZ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, aerobik granüler çamur kullanılarak, Amoxicillin, Ciprofloxacin, Oxytetracycline, Thioridazine ilaç etken maddelerinin sulu çözeltide adsorpsiyon özellikleri belirlenmiştir. Öncelikli olarak, granüler çamurun gözenek yapısı, yüzey alanı, tutulan etken maddelerin kimyasal yapısı, molekül boyutu, adsorpsiyon işlemindeki optimum operasyonel şartların (pH, karıştırma hızı, süre, başlangıç etken madde konsantrasyonu) belirlenmesi çalışmaları yapılmıştır. Daha sonra adsorpsiyon termodinamik ve kinetik yönden incelenmiş ve izoterm çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Çalışmalar neticesinde en iyi adsorpsiyonun Thioridazine etken maddesinde olduğu daha sonra sırası ile Oxytetracycline, Amoxicillin, Ciprofloxacin etken maddelerinde gerçekleştiği görülmüştür. Etken maddeler genellikle nötüre yakın pH'larda (6-8) daha iyi adsorplanmıştır. Çalışmada iyonik şiddet arttıkça adsorpsiyon veriminin arttığı gözlenmiştir. Etken maddelerin adsorpsiyonu için uygun karıştırma hızları sırası ile; Ciprofloxacin: 200 rpm, Thioridazine: 90 rpm, Amoxicillin: 150 rpm ve Oxytetracycline: 200 rpm olarak belirlenmiştir. Ayrıca etken maddelerin adsorpsiyonu termodinamik yönden incelendiğinde adsorpsiyonun ekzotermik olduğu görülmüştür. Tüm etken maddelerin adsorpsiyonunun Langmuir 1 izotermi ve 1. derece adsorpsiyon kinetiği ile uyumluluk gösterdiği belirlenmiştir. Adsorban özellikleri incelendiğinde, adsorban maddedeki C-H, C=N ve C=C fonksiyonel gruplarının adsorpsiyonda en çok etkileşim içinde bulunulan gruplar olduğu belirlenmiştir. Çalışmada kullanılan etken maddelerin moleküler büyüklükleri ile adsorbanın gözenek çapının adsorpsiyon için uygun olduğu ve adsorbatların hidrofobisitesinin adsorpsiyon verimini arttırdığı gözlemlenmiştir. 
Anahtar Sözcükler: Amoxicillin, Ciprofloxacin, Oxytetracycline, Thioridazine,           Aerobik Granüler Çamur, Adsorpsiyon.

Abstract:
In this study, the adsorption specifications of pharmaceuticals such as Amoxicillin, Ciprofloxacin, Oxytetracycline, and Thioridazine were determined using aerobic granular sludge in aqueous solutions. Primarily, the pore structure and surface area of granular sludge, the chemical structure and the molecular sizes of adsorbed pharmaceuticals, the operating conditions, such as pH, stirring rate, initial concentration of pharmaceuticals, during adsorption process were verified. Subsequently, thermodynamic and kinetic aspects of the adsorption were examined and adsorption isotherm studies were carried out. The results showed that the best adsorption was observed in Thioridazine followed by Oxytetracycline, Amoxicillin and Ciprofloxacin. The pharmaceuticals were adsorbed better at pH values of 6-8. The adsorption efficiency increased with rising ionic strength. Stirring rates for the adsorption of pharmaceuticals were decided as 200 rpm for Ciprofloxacin; 90 rpm for Thioridazine; 150 rpm for Amoxicillin and 200 rpm for Oxytetracycline. Also, it was seen that the adsorption process was an exothermic process in terms of thermodynamics. The adsorptions of all the pharmaceuticals were well explained by the Langmuir 1 isotherm and first order adsorption kinetics. The C-H, C=N and C=C functional groups in the granular sludge were the best interacted groups. The molecular size of the pharmaceuticals and the pore diameter of adsorbent were appropriate for adsorption and the hydrophobicity of adsorbents increased the adsorption efficiency.
Keywords: Amoxicillin, Ciprofloxacin, Oxytetracycline, Thioridazine, Aerobic Granuler Sludge, Adsorption.