• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권8호
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• pp.1428-1438
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• 2016

In the present work, Arthrobacter sp. 25, a lead-tolerant bacterium, was assayed to remove lead(II) from aqueous solution. The biosorption process was optimized by response surface methodology (RSM) based on the Box-Behnken design. The relationships between dependent and independent variables were quantitatively determined by second-order polynomial equation and 3D response surface plots. The biosorption mechanism was explored by characterization of the biosorbent before and after biosorption using atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, and Fourier transform infrared spectroscopy. The results showed that the maximum adsorption capacity of 9.6 mg/g was obtained at the initial lead ion concentration of 108.79 mg/l, pH value of 5.75, and biosorbent dosage of 9.9 g/l (fresh weight), which was close to the theoretically expected value of 9.88 mg/g. Arthrobacter sp. 25 is an ellipsoidal-shaped bacterium covered with extracellular polymeric substances. The biosorption mechanism involved physical adsorption and microprecipitation as well as ion exchange, and functional groups such as phosphoryl, hydroxyl, amino, amide, carbonyl, and phosphate groups played vital roles in adsorption. The results indicate that Arthrobacter sp. 25 may be potentially used as a biosorbent for low-concentration lead(II) removal from wastewater.

• Advances in environmental research
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• 제9권1호
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• pp.65-84
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• 2020

The potential use of Sargassum boveanum algae for the removal of uranium from aqueous solution has been studied by varying three independent parameters (pH, initial uranium ion concentration, S. boveanum dosage) using a central composite design (CCD) under response surface methodology (RSM). Batch mode experiments were performed in 20 experimental runs to determine the maximum metal adsorption capacity. In CCD design, the quantitative relationship between different levels of these parameters and heavy metal uptake (q) were used to work out the optimized levels of these parameters. The analysis of variance (ANOVA) of the proposed quadratic model revealed that this model was highly significant (R² = 0.9940). The best set required 2.81 as initial pH(on the base of design of experiments method), 1.01 g/L S. boveanum and 418.92 mg/L uranium ion concentration within 180 min of contact time to show an optimum uranium uptake of 255 mg/g biomass. The biosorption process was also evaluated by Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich isotherm models represented that the experimental data fitted to the Langmuir isotherm model of a suitable degree and showed the maximum uptake capacity of 500 mg/g. FTIR and scanning electron microscopy were used to characterize the biosorbent and implied that the functional groups (carboxyl, sulfate, carbonyl and amine) were responsible for the biosorption of uranium from aqueous solution. In conclusion, the present study showed that S. boveanum could be a promising biosorbent for the removal of uranium pollutants from aqueous solutions.

• 대한환경공학회지
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• 제29권2호
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• pp.229-234
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• 2007

본 연구에서는 고형물 체류시간, 수리학적 체류시간, 생흡착시간 및 온도 변화가 이단슬러지 유형의 연속회분식반응기 공정 운영에 어떻게 영향을 주는지를 조사함으로서 본 공정을 최적화 하고자 하였다. T-N 제거에 있어서 고형물 체류시간이 증가할수록 T-N 제거효율이 증가하는 경향을 관찰할 수 있었는데 이는 SRT가 증가할수록 SCOD 생흡착효율의 증가와 관련이 있을 것으로 판단된다. HRT 영향에 있어서 HRT 8시간, 10시간 및 15시간에서 암모니아성 제거효율 및 T-N 제거효율은 각각 HRT 영향에 관계없이 거의 같았다. 생흡착시간을 20분 이상 증가시켜도 T-N 제거효율 향상에는 도움이 되지 않는 것으로 관찰되었다. 서로 다른 온도 조건에서 공정 제거 효율 비교에 관해 조사한 결과 온도의 감소가 공정 성능에 영향을 주지는 않았으나 인 제거 효율에 있어서 높은 온도에서보다 낮은 온도에서 인 제거효율이 다소 높게 관찰되었다. 결과적으로 본 연구에서 개발된 공정은 낮은 온도 조건 및 높은 유입 부하를 가진 폐수처리에 적합한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권9호
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• pp.641-647
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• 2014

연구에서는 폐기물 처리에 어려움을 겪고 있는 폐슬러지를 원료로 사용하여 섬유(fiber) 형태의 생체흡착제를 제조하였다. 유기성 오염물의 용출 문제 및 처리수의 고액분리 문제를 해결하기 위하여 Ca-alginate를 이용해 폐슬러지를 고정화하였으며, 제조의 용이성 및 흡착제로써의 성능을 향상시키기 위하여 섬유 형태로 생체흡착제를 제조하였다. Alginate 사용량을 최소화 하면서 제조한 생체흡착제의 성능을 최대화 하기 위한 고정화 조건은 alginate 농도 10 g/L, 폐슬러지 농도 40 g/L, 생체흡착제 직경 0.3~0.4 mm로 결정하였다. 제조한 섬유형 생체흡착제는 2가 양이온 중금속인 Cd(II)에 대해 60.73 mg/g의 최대흡착량을 보였으며, Cd(II) 흡착 거동은 Psuedo-second-order 속도모델과 Langmuir 등온흡착모델로 잘 설명되었다. 결론적으로, 하폐수 처리공정에서 발생하는 폐슬러지는 생체흡착제를 제조하는데 사용될 수 있는 저렴한 원료이며, 이렇게 제조한 생체흡착제는 산업폐수에 함유된 유독성 중금속을 효율적으로 제거하는데 사용될 수 있다.