폐슬러지로부터 섬유형 생체흡착제 제조방법의 최적화

In this study, sludge waste which has a difficulty in treating it was used to manufacture a fiber type of biosorbent. To solve the problems such as the release of organic pollutants and the difficulty in separating solid from treated water, entrapment method using Ca-alginate was used to immobilize sludge waste. Considering ease of manufacture as well as improvement of adsorptive ability, the biosorbent was manufactured in the form of fiber type. Optimum immobilization condition for minimizing the amount of alginate used and maximizing the performance of biosorbent was determined to be 10 g/L alginate concentration, 40 g/L sludge concentration, and 0.3-0.4 mm fiber diameter. The maximum Cd(II) uptake of the biosorbent was 60.73 mg/g. Pseudo-second-order kinetic model and Langmuir isotherm model adequately described the dynamic and equilibrium behaviors of Cd(II) biosorption onto the biosorbent, respectively. In conclusion, sludge waste generated from wastewater treatment process is a cheap raw material for the manufacture of biosorbent which can be used to remove toxic heavy metals from industrial wastewaters efficiently. 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.