미생물의 제올라이트 부착에 금속이 미치는 영향에 관한 연구

Abstract

천연 제올라이트는 양이온 교환 능력이 크고 가격도 저렴하며 다공성 구조를 가지고 있어 흡착제 및 담체 등으로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 생물학적 하수처리 공정에 사용되는 미생물 담체인 천연 제올라이트 표면에 양이온 교환 능력을 사용하여 금속 양이온을 흡착하여 미생물의 부착 능력을 개선하고자 한다. 다양한 농도로 대표적인 금속 양이온인 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 알루미늄을 천연 제올라이트 표면에 흡착시켜서 시간에 따른 미생물의 부착을 관찰하고 그 원인을 찾아보았다. 미생물의 부착 거동을 Langmuir 방정식과 비교하여 적합성을 확인하고 최대흡착량을 알아보았다. 또한 금속 양이온이 표면에 흡착되어 있는 경우와 수용액 상에 존재할 때 미생물 부착에 미치는 영향을 비교하였다. 천연 제올라이트 입자의 특성상 발생하는 제올라이트 미립자에 의한 미생물 부착량을 별도로 측정하여 천연 제올라이트 입자의 독특한 부착 거동을 확인하였다. 실험 조건의 제한을 극복하고자 반응표면분석 모형을 통하여 금속 이온의 농도와 미생물의 투입량 및 온도 등을 Box-Behnken 법을 통하여 제올라이트에 대한 미생물 부착의 인자들이 미치는 영향을 알아보았다.