حذف آنتی بیوتیک های انسانی از فاضلاب به روش نانوفیلتراسیون

با توجه به حضور باقی مانده ترکیبات دارویی فعال مانند آنتی بیوتیک های انسانی در پساب شهری اعم از بیمارستانی و خانگی و همچنین پساب کارخانجات دارویی، حذف این ترکیبات به جهت افزایش مقاومت آنتی بیوتیکی میکروارگانیزم ها و خطرات زیست محیطی پیش رو مانند اختلال های ژنتیکی در زاد و ولد آبزیان و آسیب های احتمالی به سلامت انسان امری ضروری می باشد. در همین راستا روش های نوین غشایی چون نانوفیلتراسیون بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. در مطالعه اخیر از یک نوع غشاء پلیمری تجاری ((nf2a و نوعی غشاء پلیمری سنتز شده نانوفیلتراسیون تهیه شده با پلی اتر سولفون و پلی وینیل پیرولیدون (pes/pvp)که با سورفکتانت پلی اتیلن گلیکول هگزا دسیل اتر (brij®58) اصلاح شده مورد استفاده قرار گرفته است. برای ساخت غشاء از ترکیب آلی 1-متیل-2-پیرولیدون (nmp) به عنوان حلال پلیمر جهت تهیه محلول ریخته گری استفاده شد؛ تهیه غشاء به روش رایج جدایش فاز در حمام ضد حلال آب دو بار تقطیر در دمای °c 0 انجام شده است. برای تهیه غشاء از 21 درصد وزنی پلی اتر سولفون، 2 درصد وزنی پلی وینیل پیرولیدون به منظور ایجاد تخلخل در غشاء و 6 درصد سورفکتانت برای ارتقاء آبدوستی، بهبود شار تراوه و کاهش گرفتگی غشاء بهره گرفته شده است. از اهداف این تحقیق می توان به جداسازی دو نوع از آنتی بیوتیک های انسانی پر مصرف آموکسی سیلین و سفتریاکسون سدیم با توجه به اختلاف در بار الکترواستاتیک، جرم مولکولی، ثابت تفکیک اسیدی و ساختار مولکولی شان از پساب مصنوعی حاوی آب مقطر و دارو توسط غشاء تجاری و سنتز شده اشاره نمود. در ادامه نیز اثر تغییر پارامتر های کیفی پساب چون ph خوراک (5، 7و 9) و غلظت دارو در پساب ( mg/l400 و 20) و پارامتر های عملیاتی نانوفیلتراسیون مانند دما (°c 45 و 35، 25) و فشار (bar 20و 15، 10، 5) بر روی جداسازی و شار تراوه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شارش آب خالص و میزان جداسازی غشاء تجاری نسبت به سنتز شده بیشتر است. همچنین بررسی مورفولوژی غشا ها با استفاده از تصاویر میکروسکوپی الکترونی (sem) تهیه شده از سطح مقطع غشا ها این تفاوت ها را توجیه می کند. چرا که غشاء تجاری دارای ساختاری بسیار متخلخل و اندازه حفرات آن کوچکتر از غشاء سنتز شده است. حضور سورفکتانت پلی اتیلن گلیکول هگزا دسیل اتر در ساختار غشاء در حین مراحل ساخت به ویژه مرحله انعقاد در حمام ضد حلال با استفاده از طیف سنجی انعکاسی نور زیر قرمز تایید و نیز بوسیله همین طیف سنجی گروه های عاملی اصلی مواد آلی مورد استفاده در ساخت غشاء تجاری اعم از پلیمر و افزودنی ها تشخیص داده شد. نتایج حاکی از آن است که در ph برابر 9، دمای °c 25، فشار bar 20 و غلظت mg/l20 ، بیشترین درصد حذف توسط غشاء pes/pvp/brij®58 برای هر دو نوع آنتی بیوتیک وجود دارد که نزدیکی مقادیر حذف محاسبه شده برای آنتی بیوتیک ها بوسیله غشاء سنتز شده در مقایسه با غشاء تجاری با توجه به اختلاف نسبتاً محسوس در شار تراوه، خود نمایی می کند بطوریکه درصد حذف برای آنتی بیوتیک های آموکسی سیلین و سفتریاکسون سدیم برای غشاء سنتز شده به ترتیب برابر با 09/99 و 51/99 درصد می باشد. که این نشان می دهد پیشرفت چشمگیری در اصلاح و ارتقاء غشا های نانوفیلتراسیون از جنس پلی اتر سولفون جهت حذف آنتی بیوتیک ها از پساب وجود داشته است.