• Environmental Engineering Research
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• 제20권1호
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• pp.1-18
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• 2015

The biosorption process has been established as characteristics of dead biomasses of both cellulosic and microbial origin to bind metal ion pollutants from aqueous suspension. The high effectiveness of this process even at low metal concentration, similarity to ion exchange treatment process, but cheaper and greener alternative to conventional techniques have resulted in a mature biosorption technology. Yet its adoption to large scale industrial wastewaters treatment has still been a distant reality. The purpose of this review is to make in-depth analyses of the various aspects of the biosorption technology, staring from the various biosorbents used till date and the various factors affecting the process. The design of better biosorbents for improving their physico-chemical features as well as enhancing their biosorption characteristics has been discussed. Better economic value of the biosorption technology is related to the repeated reuse of the biosorbent with minimum loss of efficiency. In this context desorption of the metal pollutants as well as regeneration of the biosorbent has been discussed in detail. Various inhibitions including the multi mechanistic role of the biosorption technology has been identified which have played a contributory role to its non-commercialization.

• 한국환경과학회지
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• 제14권9호
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• pp.881-888
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• 2005

The biosorption of dye, Rhodamine B(Rh-B), onto waste activated sludge was investigated. The biosorption capacity and contact time were shown as a simulation of dye adsorption equilibrium and kinetics models. We observed that biosorption of Rh-B occurred rapidly less than 4 hr. These experimental data could be better fitted by a pseudo-second-order rate equation than a pseudo-first-order rate equation. The equilibrium dependence between biosorption capacity and initial concentration of Rh-B was estimated and it was found that the equilibrium data of biosorption were fitted by four kinds of model such as Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, and Koble-Corrigan model. The average percentage errors, $\varepsilon(\%)$, observed between experimental and predicted values by above each model were $21.19\%,\;9.97\%,\;10.10\%\;and\;11.76\%$, respectively, indicating that Freundlich and Redlich-Peterson model could be fitted more accrately than other models.

• 한국물환경학회지
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• 제22권1호
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• pp.23-29
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• 2006

Biosorption technology was used to remove hazardous materials from wastewater, herbicide, heavy metals, and radioactive compounds, based on binding capacities of various biological materials. Biosorption process can be explained by two steps; the first step is that target contaminants is in contact with microorganisms and the second is that the adsorbed target contaminants is infiltrated with inner cell through metabolically mediated or physico-chemical pathways of uptake. Until recently, no information is available to explain the definitive mechanism of biosorption. The purpose of this study is to evaluate biosorption capabilities of organic matters using activated sludge and to investigate affecting factors upon biosorption. Over 49% of organic matter could be removed by positive biosorption reaction under anoxic condition within 10 minutes. The biosorption capacities were constant at around 50 mg-COD/mg-MLSS for all batch experiments. As starvation time increased under aerobic or anaerobic conditions, biosorption capacity increased since higher stressed microorganisms by starvation was more brisk. Starvation stress of microorganisms was higher at aerobic condition than anaerobic one. As temperature increased or easily biodegradable carbon sources were used, biosorption capacities increased. Consequently, biosorption can be estimated by biological -adsorbed capability of the bacterial cell-wall and we can achieve the cost-effective and non -residual denitrification with applying biosorption to the bio-reduction of nitrate.

• 한국환경보건학회:학술대회논문집
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• 한국환경보건학회 2003년도 Challenges and Achievements in Environmental Health
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• pp.111-115
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• 2003

Biosorption of lead by marine algae, Undaria pinnatifida, was examined. The biosorption capacity of lead by U. pinnatifida was above 30% of its own weight and proportional to the initial lead concentration. However, the opposite result was shown in different initial weight of biomass. The mechanism of biosorption was accorded to the ion exchange process.

• 대한환경공학회지
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• 제27권11호
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• pp.1238-1243
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• 2005

본 연구에서는 해안가에서 자생하는 두 종의 해조류(Laminaria japonica와 Kjellmaniella crassifolia)를 생체흡착제로 사용하여 용액중의 중금속(납) 제거 실험을 통해 생체흡착제의 납의 흡착속도와 흡착평형 특성을 연구하였다. 두 종의 해조류을 사용한 납의 생체흡착은 흡착초기 2시간 이내에 평형에 도달하였다. 흡착속도는 유사 2차 흡착속도식에 의해 거의 정확한 모사가 가능하였으며, 여기에서 산출된 속도상수, $k_{2,ad.}$는 각각 $0.883{\times}10^{-3}$와 $0.628{\times}10^{-3}\;g/mg/min$이었다. 흡착평형은 Langmuir, Redlich-Peterson 및 Koble-Corrigan (Langmuir-Freundlich) 모델식에 의해 잘 모사되었다. 또한, L. japonica와 K. crassifolia의 4가지 중금속에 대한 선택성은 Pb>Cd>Cr>Cu와 Pb>Cu>Cd>Cr순으로 나타났다. 본 실험에 사용된 L. japonica는 pH의 증가에 따라 납의 흡착량도 증가되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SOIL & GROUNDWATER ENVIRONMENT
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• pp.95-96
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• 2005

• 한국토양비료학회지
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• 제44권4호
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• pp.600-614
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• 2011

Classical methods which used for removal of heavy metals from contaminated water are adsorption, precipitation, coagulation, ion exchange resin, evaporation, and membrane processes. Microbial biosorption can be used for the removal of contaminated waters with pollutants such as heavy metals and dyes which are not easily biodegradable. Microbial biosorbents are inexpensive, eco friendly and more effective for the removal of toxic metals from aqueous solution. In this review, the bacterial and fungal abilities for heavy metals ions removal are emphasized. Environmental factors which affect biosorption process are also discussed. A detailed description for the most common isotherm and kinetic models are presented. This article reviews the achievements and the current status of bacterial and fungal biosorption technology for heavy metals removal and provides insights for further researches.

• 한국환경농학회지
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• 제24권4호
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• pp.370-378
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• 2005

생물흡착현상을 이응한 중금속오염폐수 처리기술 개발을 위한 기초연구로서 중금속흡착능이 있는 것으로 알려진 U. pinnatifida, E. stolonifera, Laminaria sp., G. amansii 등 4종의 해조류를 대상으로 중금속 흡착 특성을 조사하였다. 해조류 종류별 중금속 흡착능력은 U. pinnatifida$\geq$E. stolonifera$\geq$Laminaria sp.>G. amansii 순이었으며, 중금속 $100mg/{\ell}$ 농도에서 Pb는 $93{\sim}99%$ 정도 흡착이 되었고, Cu와 Cd는 $70{\sim}80%$ 절도 흡착되었다. $CaCl_2$을 이용하여 해조류의 작용기를 치환함으로서 중금속 흡착 및 탈착성능이 개선되었으며, 온도와 pH에 따른 중금속 흡착 변화는 큰 차이가 없었다. U. pinnatifida의 중금속 흡착은 Freundlich 흡착등온식 보다는 Langmuir 흡착등온식에 잘 일치하였고, Cu, Cd 및 Zn에 비해서 Pb가 상당히 흡착친화도가 큰 것으로 나타났다. U. pinnatifida의 중금속별 흡착효율은 다성분계 중금속일 때가 단성분계일 때 보다 감소하였으며, 탈착제로서 NTA를 처리하였을때 흡착된 중금속의 탈착효율이 가장 높았다.

• 청정기술
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• 제13권3호
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• pp.215-221
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• 2007

생물흡착은 염색폐수로부터 염료를 제거하기 위한 기술로서 현재 사용되고 있는 기술을 대체할 수 있는 유망한 처리 방법이다. 본 연구에서는 생물흡착제로써 저가이면서 풍부한 소재중의 하나인 하수 슬러지를 이용하였다. 본 연구의 목적은 바이오매스의 변형을 통하여 흡착능력을 향상시키는데 있다. FT-IR 분석과 적정실험을 통하여 흡착에 관여하는 작용기는 카르복실 그룹, 인산 그룹, 아민 그룹으로 판명하였으며 그 중에서 반응성 염료(Reactive Red 4, RR 4)를 흡착할 수 있는 작용기는 아민 그룹임을 알 수 있었다. 또한 음이온성 염료인 RR 4의 흡착을 저해하는 것으로 생각되는 카르복실 그룹을 제거함으로써 흡착성능을 향상시킬 수 있었다. 그 결과, 카르복실 그룹이 제거된 바이오매스의 최대 흡착량이 변형 전에 비해 pH 2에서는 130%, pH 4에서는 210% 증가하였다. 그러므로 화학적으로 변형시킨 하수 슬러지는 산업폐수내 염료제거에 효과적이면서 값싼 생물흡착제로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경과학회지
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• 제6권1호
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• pp.61-67
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• 1997

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 Langinuir 모델로 설명하였고, Freundlich 모델이 실험자 료와 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 HCI 및 $H_2SO_4$가 효과적이었다.