Ozonation'ın İlaç Kirişlerini Su Azaltılmadaki Rolü

Giriş: Sualtında Farm Residues'in Büyüsü

Su malzemelerindeki farmasötik kirleticilerin varlığı, yüzey suyu, yeraltı suyu ve hatta su döngüsündeki en acil rahatsızlıklardan biri olarak ortaya çıktı: Kullanılmayan ilaçların izleri, vitaminler, ağrı kesiciler, antidepresanlar ve diğer aktif farmasötik malzemeler (APIs) artık rutin olarak tespit edildi.Bu bileşikler, su kirliliğine maruz kalıyorlar, bu ilaçlardan kaynaklanan rahatsızlıklar, kronik tedavi yöntemlerin ortadan kaldırılması ve tedavi edilmesi için uzun süreli olarak tedavi edilir.

Ozonasyonun Kimyası: Bir Genel Bakış

Ozonuri, ozona dayanan bir kimyasal su arıtma yöntemidir (O[Dönetici:0)[Dönemli hidroksitlü) veya hidrojen peroksitleri ile doğrudan ilişkili olan, ozonidden iki temel yol ile reaksiyona dönüşen ve daha radikal bir şekilde homojenize edilen oksijenle reaksiyona bağlı olarak, oksijenli veya hidrojenle (p) daha fazla reaksiyona yol katılacaktır.

Ozon Nesil Yöntemleri

Endüstriyel ozon jeneratörleri öncelikle yüksek gerilimli bir alternatifin oksijen veya hava içeren bir deşarj boşluğuna uygulanmasıyla birlikte ozonu kullanan korona deşarj teknolojisini kullanmaktadır. daha kompakt sistemler, düşük basınçlı paralı (185 nm) oksijen moleküllerinin ozonu oluşturmak için doğrudan kullandığı, ancak bu yöntem daha düşük konsantrasyonlarda (0.1-1) ve daha küçük ölçekli uygulamalarla ilişkili olarak daha uygun hale getirir.

İlaç Degradasyonunun Mekanikleri Ozon

İlaç molekülleri olağanüstü yapısal çeşitliliği sergiliyor, ancak çoğu elektron-zengin moieties that are sensitive to ozon saldırısına karşı hassastır. Ozon, doymamış karbon-karbon bağları, aromatik sistemler (özellikle de hidrojen-donating groups tarafından aktive edilen elektron-donating groups), bir mayın işlevselliği ve sul-organik-bağış grupları ile reaksiyonları tercih eder.

Doğrudan Ozon Oxidation Pathways

Birçok yaygın farmasötik aile için, doğrudan ozon saldırısı, ozonun içine girmesiyle birlikte (Criegee mekanizması) iki katına çıkar.[örneğin, antibiyotik sulfamethoxazole, v=C çiftliği ile), ozonun yüksek çözünürlükte 10 yüksek çözünürlükte 10 yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte 10.

Hidrokyl Radikals aracılığıyla yönlendirme

pH 8'in üzerinde olduğunda veya UV ışığı veya hidrojen peroksiti ozonla birleştirilirken, hidroxyl radikal form hakimdir.Bu radikaller, difüzyon sınırlı oranlarına yakın olan farmasötiklerle tepki gösterir (10^{)) 10).}

Reaksiyona ve Dönüşüm Ürünleri

Ozon genellikle tam mineralizasyon elde etmez ( CO_{)2) [Döneticileri) yerine, ebeveyn molekülleri daha küçük, sık sık daha kutup, oksijenli ürünler (TPs) bu dönüşüm ürünlerini korumak veya orijinal bileşik ile daha toksik olan karbonatoksitoksit emisyonlarını kaldırmak için daha toksik olabilir. Örneğin, karbamazepine oksijenli birkaç hidroxyla ısıtılır ve halka açık etkiler.}

İlaç Yokluğu için Ozonation'ın Avantajları

Ozonasyon, özellikle mikropollutant kaldırılması için en yaygın uygulanan gelişmiş oksidasyon süreçlerinin bir parçası sunar.

Dışsal Oxidative Power ve Broad Applicability

Ozon ve türevleri Hidroxyl radikalleri, antibiyotikler, analgesics, antiepilptikler, hormonlar ve cytostatik ilaçlar dahil olmak üzere, Belçika'da yapılan araştırmalarda, ozonlamanın 19 dozda % 90'ı (% 0,0) tespit etti.

Çift Disinfeksiyon Capability

Ozon, bakteri, virüsler ve protozoan parazitleri (örneğin:0)Cryptosporidium parvum) ve KAYFLT:2)Giardia kuzulia) klorun oluşumundan daha etkili bir şekilde azaltılır - kloro dezenfekte edici ve dezenfekte edici - hem kimyasal hem de mikroplerin her iki kimyasal ve mikropün gerekli olduğu su tedavisi için ozonlama özellikle değerli.

Minimal Residual Sludge

Dayanıklılık süreçlerinin aksine (örneğin, aktif karbon) yeşil kimyanın ilkelerine uygun olarak harcanan medyayı üreten veya uzaklaştırma işlemi yapan, ozonlama ikincil atık akışlarını yaratmaz. reaksiyon ürünleri, daha biyolojik olarak tedavi edilebilir organik parçaları çözülür. Bu özellik yeşil kimya ilkeleriyle uyum sağlar ve operasyonel karmaşıklığı azaltır.

Improv Water Quality Para Parametreleri

Ozonasyon ayrıca oksiting demir, manganez ve sulfide bileşikleri tarafından estetik su kalitesini artırır, bu da geosmin ve 2 metilin (MIB) gibi hafife akır.

Ozonasyon Uygulamasında Zorluklar ve Dikkatler

Onun etkinliğine rağmen, ozonlama evrensel bir çözüm değildir. Çeşitli teknik ve ekonomik faktörler performans optimize etmek ve güvenli operasyon sağlamak için ele alınmalıdır.

Yüksek Sermaye ve İşletim Maliyetleri

Ozon nesli önemli elektrik enerjisi gerektirir - daha küçük su arıtma tesisleri için, bu maliyetler, dezenfekte edici ve jeneratör verimliliğine bağlı olarak, toplam yaşam döngüsü hala rekabetçi olabilir. Enerji tüketiminin maliyeti ozon kullanımı ve hava kirliliği yerine kullanılabilir.

Güvenlik ve Sorunları Kullanın

Ozon toksik ve koreatif gazdır. İş sağlığı ajansları tarafından belirlenen Exposure sınırları (örneğin, OSHA: 0.1 ppm 8 saat boyunca) dikkatli bir izleme, gaz sızıntı sistemleri ve personel eğitimi gerektirir. Ozon kontaktları ozondan inşa edilmelidir.

Bromate ve Diğer By-Ürünler

Kaynak suyu genel iyonları (Br^{) içerdiğinde -} ), ozon onları 10 μg/L. Aşağılama ozon dozajı, pH'ı ayarlama veya eklemeyi amaçlar;); NOM'nin ürün oluşturmasını sağlayan şüpheli bir insan karsinojeni; 10 μg/L'nin maksimum verim seviyesini korur.

Matris Etkileri ve Su Kimyası Bağımlılıka Bağımlılık

ozonlamanın etkinliği, su kompozisyonuna son derece bağlıdır. NOM, karbonat /bikarbonat alkalik bileşikler için yetersiz olabilir ve temel pH, radikal yollar hızlanabilir, ancak farmasötik oxidasyon için mevcut dozları azaltır. pH, reaksiyon yolunu güçlü etkiler: asitli pH, doğrudan moleküler ozon predomatlar, ki bu da temel pH, radikal yollar için gerekli olan temel tedavi edilebilirlik çalışmaları için önemlidir.

Karşılaştırmalı Analiz: Ozonation vs. Diğer Tedavi Teknolojileri

İlaç kaldırılması birkaç gelişmiş süreçten elde edilebilir. Alternatif rehberlere göre ozonlamanın güçlü ve kısıtlarını anlamak.

Ozonation vs. Aktif Karbon

Granular aktif karbon (GAC) ve tozlu aktif karbon (PAC) adsorb birçok farmasötik, ancak etkili bir şekilde bileşik kutuplaşma ve şarj ile değişir. Non-polar, hidrofobik bileşikleri, ozonlama iyi hale getirmek için sıklıkla kırılabilir bileşikleri. Ozonasyon genellikle daha geniş ölçüde daha geniş bir farmasötik formlar için daha güvenilirdir, ancak GAC'de total organik karbonu etkili bir şekilde ortadan kaldırır.

Ozonation vs. UV-Based Advanced Oxidation

UV fotolysis tek başına birçok farmasötik için etkisizdir, çünkü yeterli UV absorbeasyonu yoktur. UV/H_{)[Dönetici:2[Döneticileri için daha uygun maliyetlidir, UV/H[Dönemli) ve yüksek enerji girişi ve hidrojen peroksit depolama gerektirir.}

Ozonasyon vs. Membran Filtrasyon

Ters osmosis (RO) ve nanotüptürme (NF), farmasötikleri boyut dışlama ve elektrostatik reaktifleştirme yoluyla kaldırmakta son derece etkilidir,% 99 reddedilmesi (çoğu bileşikler için pre-tedaviye göre, membranlar, gelişmiş ozonasyona karşı yoğun bir tedavi için hassastır. Ozonasyon konsantre değildir, ancak tüm bileşiklerin tamamen kaldırılmasına gerekmeyebilir.

Ozonasyonun Su Tedavisine Entegrasyonu

ozonlamanın faydalarını maksimize etmek için, nadiren bir standalone işlemi olarak kullanılır. Tam ölçekli kurulumlarda, ozonlama genellikle birincil ve ikincil tedavi (enerji için) veya koagülasyon/trasyon (örneğin içme suyu için) sonra konumlandırılır.

• [FONT:0)Öyleleme: [Dönetici: [Döntme:0] Tedavi treninde erken oksit demir /mankanese, kontrol algleri ve tadı/odoru azaltın, ancak NOM'den yüksek ozon talebi farmasötik kaldırılması için verimlilik azaltılabilir, bu nedenle daha yüksek dozlar gerekebilir.
• [FONT:0] Orta veya post-ozonasyon: Parçacık kaldırılmasından sonra Uygulanmış olan en yaygın konfigürasyondur. Bu, farmaküla ödemi için en yaygın konfigürasyondur.
• [FONT=0)Ozone + biyolojik aktif karbon (BAC): ) Post-ozonasyon suyu BAC tarafından, biyodegrad edilebilir yükseltilebilir iyonlar tarafından tüketilir.Bu kombinasyon uzun vadeli farmasötiklerin ortadan kaldırılması ve karbon yeniden yapılandırılması ihtiyacını azaltır.
• [FONT=0)Ozone + hidrojen peroksit (O₎₃)₎₎₎)[D)[D))[D))[D)))[Dönetici / 4 )))))))[Düzücük olmayan bir yük için yararlı.