중금속이 함유된 폐수를 처리하는 방법으로는 화학 침전법, 화학산화환원법, 이온교환, 전기화학적 처리법, membrane 기술 및 증발회수법 등이 있다. 그러나 이들 공정들은 저농도(1-100㎎/L)의 중금속 처리시 제거효율이 낮고, 비경제적이다. 이들 공정을 대체하기 위해 최근 중금속의 제거 및 회수법으로 생체물질의 중금속 흡착 특성을 이용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 금속류가 미생물과 같은 생물체에 물리, 화학적 작용으로 흡착되는 것은 생체흡착이라 한다. 생체흡착은 미생물의 특성자체가 음이온으로 하전되어 있다는
중금속이 함유된 폐수를 처리하는 방법으로는 화학 침전법, 화학산화환원법, 이온교환, 전기화학적 처리법, membrane 기술 및 증발회수법 등이 있다. 그러나 이들 공정들은 저농도(1-100㎎/L)의 중금속 처리시 제거효율이 낮고, 비경제적이다. 이들 공정을 대체하기 위해 최근 중금속의 제거 및 회수법으로 생체물질의 중금속 흡착 특성을 이용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 금속류가 미생물과 같은 생물체에 물리, 화학적 작용으로 흡착되는 것은 생체흡착이라 한다. 생체흡착은 미생물의 특성자체가 음이온으로 하전되어 있다는 점에 착안하여 이온교환수지나 활성탄처럼 흡착공정의 흡착제로 사용가능하다는 것이다. 지금까지 미생물들의 흡착 성능에 대한 연구는 국내외적으로 많아 수행되고 있으나 이들 생물 흡착제(biosorbent)를 응용할 수 있는 장치개발에 대한 연구는 미미한 실정이었다.본 연구에서는 미생물에 의한 흡착법으로 중금속을 효과적으로 제거, 회수할 수 있다.알콜 발효 후 부산물로 생성되는 폐 Saccharomyces cerevisiae는 비교적 가격이 저렴하고,중금속 생체흡착에 유용한 자원으로 이용될 수 있다. 생체흡착 실험에 사용된 미생물은 부유 및 alginate에 고정화된 S. cerevisiae로 수행하였다. 회분식 실험에서 생체흡착량은 Pb＞Cu＞Cd의 순으로 이루어졌다. Pb 이온의 흡착 평형은 Freundlich와 Langmuir 모델로설명하였고, Freundlich 모델이 실험자료와 잘 부합되었다. 고정화된 S. cerevisiae를 이용한 혼합용액(Pb, Cu, Cr 및 Cd) 흡착 실험에서 각 중금속들은 선택적 흡착 특성을 나타내었다. 고정화 미생물을 고정층 반응기에 충진하여 혼합 중금속 용액의 생체흡착 실험을 수행한 결과 Pb 이온이 가장 많이 흡착을 하였다. 고정화된 미생물에 흡착된 Pb의 탈착실험에서 0.1M의 HCl 및 H2SO4가 효과적이었다.
Abstract▼
Conventional methods for removing metals from industrialwastewater include chemical precipitation, chemical oxidation or reduction, ion exchange,electrochemical treatment, membrane technologies and evaporation recovery. Thismethods may be ineffective or extremely expensive, especially wh
Conventional methods for removing metals from industrialwastewater include chemical precipitation, chemical oxidation or reduction, ion exchange,electrochemical treatment, membrane technologies and evaporation recovery. Thismethods may be ineffective or extremely expensive, especially when the metals are insolutions containing in the order of 1 to 100 mg/L of heavy metals. Alternative metalremoval and/or recovery methods are being considered which are based onmetal-uptaking properties of certain natural materials of biological origin. Biosorption isa general term that can be used to describe the removal of metals, and related elementsor compounds, from solution by biological material. The industrial application ofbiosorption has mainly been directed towards microbials system. To date, it appearsthat biosorption characteristics may vary widely, depending on the metal andmicroorganism involved.The waste S. cerevisiae was found to be capable of adsorbing heavy metal cationsfrom metal solutions and utilizing in metal removal or recovery from wastewater.In the batch biosorption, the uptake of Pb was 60 mg Pb/g Dry Wt. and mosteffectively adsorbed by free S. cerevisiae biomass. The order of the biosorptioncapacity was Pb＞Cu＞Cd at equilibrium state.The constants of the two models were evaluated according to the least squarefitting method. Freundlich model reasonably fitted the experimental data than Langmuirmodel.In the immobilized-cell systems, mixed metal solutions(Pb, Cu and Cr) were passedthrough a column to investigate the extent of selective uptake of the cations. Theselective uptake was observed when all the metal ions were dissolved in a mixedsolution. Pb was observed when all the metal ions were dissolved in a mixed solution.Pb was uptaken by immobilized-cell in large amounts from solutions with one metal aswell as from mixed solutions.When one metal solution species(Pb) was passed through a packed-bed, the pointswere reached. But, on passing a breakthrough points, the concentration of effluent Pbbegin to increase sharply. Re-uptake of Pb was possible after desorption ofbinding-metal with the 0.1 M HCl.
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