Ultrasonic-Assisted Degradation of Metformin from Pharmaceutical Effluent: Process Optimization via Response Surface Methodology
سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 65
فایل این مقاله در 18 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JEHSD-10-4_005
تاریخ نمایه سازی: 5 بهمن 1404
چکیده مقاله:
Introduction: Metformin, an extremely prescribed antidiabetic medication, is discharged with minimal or no processing and remains during the usual wastewater treatment procedures. Advanced oxidation processes (AOP), especially ultrasound-enabled oxidation, are catalyst- and sludge-free reaction pathways for degrading recalcitrant pharmaceuticals. This study aimed to (i) determine the ultrasound-assisted degradation of metformin using hydrogen peroxide, (ii) determine the effect of the main operation parameters, and (iii) optimize the chemical oxygen demand (COD) and total organic carbon (TOC) using Response Surface Methodology (RSM).
Materials and Methods: Five process parameters were optimized: pH (۳-۹), ultrasonic power (۶۰-۱۵۰ W), sonication time (۱۰-۶۰ min), H₂O₂ concentration (۰-۱.۰ mL/L), and initial metformin concentration (۵-۵۰ mg/L). Dual response variables, including COD and TOC removal, were analyzed via quadratic polynomial regression. Metformin concentration was quantified using high-performance liquid chromatography at a detection wavelength of ۲۴۰ nm.
Results: Optimal operating conditions were identified as pH ۳.۵, ultrasonic power ۱۱۰ W, sonication time ۴۰ min, and H₂O₂ concentration ۰.۶۵ mL/L, achieving ۹۴.۵% COD removal, ۸۸.۳% TOC removal, and ۹۷.۲% metformin degradation. Both statistical models demonstrated high significance (p < ۰.۰۰۰۱) with a coefficient of determination R² > ۰.۹۶ and a composite desirability of ۰.۹۸۴۵ (۹۸.۴۵%), confirming excellent multi-response optimization.
Conclusion: Metformin significantly reduced the organic load, and the drug was significantly degraded by ultrasonic-assisted oxidation. The optimization method based on RSM offers predictive models that can be used to design the process or the performers.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
Shital P. Dehankar
Department of Chemical Engineering, Dr. Vishwanath Karad MIT World Peace University, Pune–۴۱۱۰۳۸, Maharashtra, India
Ratnadip R. Joshi
Department of Chemical Engineering, Dr. Vishwanath Karad MIT World Peace University, Pune–۴۱۱۰۳۸, Maharashtra, India
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :