Biosorption of Reactive Dyes using Chemically Modified Sewage Sludge

화학적으로 변형된 하수슬러지를 이용한 반응성염료의 생물흡착

Biosorption is considered to be a promising alternative to replace the present methods for the treatment of dye-containing wastewater. In this study, sewage sludge was used as a biosorbent which could be one of the cheapest and most abundant biomaterials. The objective of this work is to develop a surface-modified biosorbent with enhanced sorption capacity and binding affinity. The FT-IR and potentiometric titration studies revealed that carboxyl, phosphateand amine groups played a role in binding of dye molecules. The binding sites for reactive dye Reactive Red 4 (RR 4) were identified to be amino groups present in the biomass. In this work, based on the biosorption mechanism, the performance of biosorbentcould be enhanced by the removal of inhibitory carboxyl groups from the biomass for practical application of the biosorbents. As a result, the maximum capacity of biomass was increased up to 130% and 210% of the increment of sorption capacity at pH 2 and 4, respectively. Therefore, chemically modified sewage sludge can be used as an effective and low-cost biosorbent for the removal of dyes from industrial discharges.

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.