I. Hệ oxi hóa đa thành phần
Hệ oxi hóa đa thành phần là một phương pháp tiên tiến trong xử lý nước, kết hợp nhiều tác nhân oxi hóa để tăng hiệu quả phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy. Trong nghiên cứu này, hệ oxi hóa được kích hoạt bởi Fe0 và UV đã được áp dụng để xử lý kháng sinh trong nước. Fe0 (sắt hóa trị 0) đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các gốc tự do như HO* và SO4-*, trong khi UV tăng cường quá trình oxi hóa thông qua kích hoạt quang học. Hệ thống này không chỉ hiệu quả trong việc phân hủy kháng sinh mà còn có khả năng hoạt động trong dải pH rộng, từ 3 đến 10.
1.1. Tác động của Fe0
Fe0 là chất xúc tác chính trong hệ oxi hóa, giúp tạo ra các gốc tự do mạnh như HO* và SO4-*. Quá trình này diễn ra thông qua việc giải phóng Fe2+ từ Fe0, sau đó Fe2+ tiếp tục phản ứng với H2O2 hoặc S2O82- để tạo ra các gốc tự do. Fe0 cũng có khả năng tái tạo Fe2+ từ Fe3+, giảm thiểu sự hình thành kết tủa sắt hydroxit, giúp hệ thống hoạt động ổn định hơn.
1.2. Tác động của UV
UV đóng vai trò kích hoạt quang học, tăng cường hiệu quả oxi hóa của hệ thống. Khi được chiếu xạ, UV kích thích các phân tử H2O2 và S2O82- để tạo ra nhiều gốc tự do hơn. Điều này giúp tăng tốc độ phân hủy các chất hữu cơ, đặc biệt là kháng sinh như Ciprofloxacin (CIP) và Amoxicillin (AMO). UV cũng giúp mở rộng phạm vi pH hoạt động của hệ thống, làm cho phương pháp này linh hoạt hơn trong các điều kiện môi trường khác nhau.
II. Xử lý kháng sinh trong nước
Xử lý kháng sinh trong nước là một thách thức lớn do tính chất khó phân hủy của các hợp chất này. Nghiên cứu đã tập trung vào việc phân hủy hai loại kháng sinh phổ biến là Ciprofloxacin (CIP) và Amoxicillin (AMO). Các hệ oxi hóa đa thành phần được kích hoạt bởi Fe0 và UV đã chứng minh hiệu quả cao trong việc loại bỏ các kháng sinh này khỏi nước. Kết quả cho thấy, hệ thống này không chỉ phân hủy kháng sinh mà còn giảm thiểu sự hình thành các sản phẩm phụ độc hại.
2.1. Phân hủy Ciprofloxacin CIP
Ciprofloxacin (CIP) là một kháng sinh khó phân hủy, thường tồn tại lâu trong môi trường nước. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hệ oxi hóa đa thành phần kích hoạt bởi Fe0 và UV có thể phân hủy CIP với hiệu suất cao. Quá trình này diễn ra thông qua sự hình thành các gốc tự do HO* và SO4-*, giúp phá vỡ cấu trúc phân tử của CIP và chuyển hóa nó thành các hợp chất đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn.
2.2. Phân hủy Amoxicillin AMO
Amoxicillin (AMO) cũng là một kháng sinh phổ biến, thường xuất hiện trong nước thải y tế. Hệ oxi hóa đa thành phần kích hoạt bởi Fe0 và UV đã chứng minh hiệu quả trong việc phân hủy AMO. Các gốc tự do HO* và SO4-* được tạo ra từ hệ thống này đã phá vỡ cấu trúc phân tử của AMO, giúp loại bỏ nó khỏi nước một cách hiệu quả. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, hệ thống này có thể hoạt động tốt trong các điều kiện pH khác nhau, từ axit đến kiềm.
III. Ứng dụng thực tiễn
Ứng dụng của hệ oxi hóa đa thành phần kích hoạt bởi Fe0 và UV trong xử lý nước thải bệnh viện đã được nghiên cứu và đánh giá. Kết quả cho thấy, hệ thống này có thể xử lý hiệu quả các kháng sinh như CIP và AMO trong nước thải bệnh viện, giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu cũng đề xuất một mô hình công nghệ xử lý nước thải bệnh viện nhiễm kháng sinh, có thể áp dụng ở quy mô lớn.
3.1. Xử lý nước thải bệnh viện
Nước thải bệnh viện là nguồn chứa nhiều kháng sinh và các chất ô nhiễm khác. Hệ oxi hóa đa thành phần kích hoạt bởi Fe0 và UV đã được thử nghiệm để xử lý nước thải bệnh viện. Kết quả cho thấy, hệ thống này có thể loại bỏ hiệu quả các kháng sinh như CIP và AMO, đồng thời giảm thiểu sự hình thành các sản phẩm phụ độc hại. Điều này mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi của phương pháp này trong xử lý nước thải y tế.
3.2. Đề xuất mô hình công nghệ
Dựa trên kết quả nghiên cứu, một mô hình công nghệ xử lý nước thải bệnh viện nhiễm kháng sinh đã được đề xuất. Mô hình này kết hợp hệ oxi hóa đa thành phần kích hoạt bởi Fe0 và UV với các bước xử lý bổ sung như lọc và khử trùng. Mô hình này không chỉ hiệu quả trong việc loại bỏ kháng sinh mà còn đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn môi trường.
