<h2>납 제거에 미치는 초기 납 농도의 영향</h2><p>Fig. 4는 A. pullulans를 사용하여 일정한 미생물 농도에서 초기 납의 농도를 달리했을 때, 단위 미생물당 납 흡착량의 변화를 나타낸 것이다. 초기 납의 농도가 높을수록 단위 미생물당 납 흡착량은 증가하였으나, 평행상태에 도달하는 시간은 초기 납의 농도와 관계없이 매우 빠르게 나타나는 것을 알 수 있었다. 이것은 납이 A. pullulans에 흡착될 때 세포내로 침투하는 것이 아니고 납이 표면에서 전부 흡착이 되는 것으로 생각된다. 따라서 실제공정에서는 더욱 많은 양의 납을 짧은 시간내에 제거가 가능할 것으로 생각된다. 초기 납의 농도가 \( 96 \mathrm{mg} / \mathrm{l} \) 인 경우에 단위 미생물당 흡착량이 \( 120 \mathrm{mg} / \mathrm{g} \)로 짧은 시간내에 많은 양의 납을 제거함을 알 수 있다.</p><h2>납 제거에 미치는 초기 미생물농도의 영향</h2><p>Fig. 5는 \( 0.215 \sim 0.891 \mathrm{~g} / 1 \) 의 범위에서 납의 흡착량을 보여준 것으로서 미생물 건조질량이 평형에 도달하는 시간이 매우 짧게 소요되었다. 그러나 미생물 건조질량이 \( 0.4 \mathrm{~g} / 1 \) 이하일 경우에는 단위 미생물당 흡착량이 변하지 않는 것을 볼 때, 약 \( 200 \mathrm{mg} \mathrm{Pb} / \mathrm{g~cell~dry~weight} \) 정도가 최대 납 흡착량인 것으로 나타났다. 이는 용액내 존재하는 미생물의 양이 많을수록 정전기적인력이 높아져서 금속이 더 많이 흡착된다는 Gadd 등과는 맞지 않아서 용액내의 미생물의 농도를 너무 높이는 것은 미생물 흡착의 효율을 떨어드릴 것으로 생각된다.</p><h2>흡착등온모델</h2><p>Fig. 6은 흡착등온모델로 A. pullulans를 Langmuir와 Freundlich 흡착평형모델의 직선식인 \( \frac{1}{q_{e}}=\frac{1}{q_{\max } b C_{e}}+\frac{1}{q_{\max }} \) 과 \( \ln q_{e}=\ln k+\frac{1}{n} \ln C_{e} \) 에 적용하여 계산한 결과를 나타내었다. 이때 \( q_{e} \) 는 평형상태에서 미생물의 흡착량, \( q_{\max } \) 는 미생물에 의한 최대 흡착량, \( C_{e} \) 는 용액중의 평형최종농도, \( b \) 는 흡착에너지와 관계있는 상수이다. 절편 \( \ln k \) 는 흡착능력의 정도를 그리고 기울기 \( 1 / n \) 은 흡착의 세기롤 나타낸다. 따라서 A. pullulans를 이들 모델에 적용했을 때, 상수 값은 \( q_{\max } \) \( =208.7(\mathrm{mg} / \mathrm{g})\), \(b=0.64\), \(k=132.8(\mathrm{mg} / \mathrm{g} \cdot \mathrm{min})\), \(1 / n=0.108 \) 이었다. 이 값을 대입하여 Langmuir 모델 식인 \( q_{c}=\frac{q_{\max } b C_{\epsilon}}{1+b C_{e}} \) 과 Freundlich 모델 식인 \( q_{e}=k C_{e}^{1 / n} \) 의 형태로 Langmuir ; \( q_{e}=\frac{208.7 C-e}{1+0.64 C_{e}} r^{2}=0.4993 \), Freundlich; \( q_{e}=132.8 C_{e}^{0.108} \) \( r^{2}=0.5977 \) 나타냈다. 상관계수 (correlation coefficient) \( \left(r^{2}\right) \) 을 구해 수치가 큰 값을 적정모델로 선택하였다. 이때 Freundlich 모델에서 잘 적용되었다. Fig. 7은 흡착등온 실험값과 모델에서 구한 수식의 결과를 나타낸 것으로 납 흡착이 다분자층으로 진행됨을 알 수 있다. 초기에 세포가 분비하는 세포외 고분자물질에 의해 납이 고르게 흡착된 후, 그 위에 다시 계속적으로 흡착이 일어나는 것으로 판단할 수 있다. 용액중의 납의 농도와 흡착된 납의 농도를 비교해보면 평형농도가 \( 10 \mathrm{mg} / \mathrm{l} \) 일 때 \( 190 \mathrm{mg} / \mathrm{g} \) 으로 친화도가 높음을 알 수 있다.</p>
미생물 건조질량이 0.4 \mathrm{~g} / 10.4 g/1 이하일 경우에는 단위 미생물당 흡착량이 변하지 않는 것을 볼 때, 최대 납 흡착량이 얼마인가?
약 \( 200 \mathrm{mg} \mathrm{Pb} / \mathrm{g~cell~dry~weight} \) 정도가 최대 납 흡착량인