The Effect of Filter Media on the Biofiltration of Air Contaminated by Toluene

톨루엔으로 오염된 공기의 생물학적 여과에 대한 필터용 담체의 영향

In this study, we studied on the remeval of toluene vapors in a lab-scale biofilter. Biofiltration was performed in a column fed downflow with contaminated air at ambient conditions. The column was packed with mixture of Peat and Calstene(5:3 vol. Ratio), Synthesized media, Bark and Wood chip, which were inoculated with microbial population of selected stains(Pseudomonas. putida, KCCM 11343, ATCC 12633). The microorganisms were immobilized on the bed medium and then biofilm were formed. The biofilter was operated under the conditions of various inlet toluene concentrations for 180 days and treated up to the elimination capacity of maximum 40 g/㎥hr at the inlet load of 30 g/㎥ hr with percentage removals of 20∼90% and gas retention times between 1 and 2 min. The pressure drop was very negligible through the biofilter columps because its value of 0.054 cmH$_2$O/m was much less than others. The effect of operating conditions such as flow rate, inlet toluene concentration and moisture contents on the performance of the biofilter was sequentially investigated in this study.

낮은 농도 (0.41 g/㎥)에서 바이오필터 장치의 제거효율은 5 L/min과 10L/min에서 각각 30~70% 이상을 보여주는 반먼에 고농도 (1.23 g/㎥)에서의 효율은 10~60%이다. 그리고 Synthesized media를 담체로 사용한 바이오필터의 성능이 다른 바이오필터에 비하여 좋지 않았으며, barks를 사용한 바이오필터에 비하여 좋지 않았으며, barks를 사용한 바이오필터의 제거율이 입구농도 0.8g/㎥에서 약 70%로 가장 좋은 성능을 보였다. 이는 합성담체가 porous하여 그 보습능력이 다른 담체들에 비하여 떨어지기 때문임을 알 수 있었다. 바이오필터가 제거할 수 있는 공기중의 톨루엔양은 입구의 단위 시간당 농도를 증가시킴으로써 제거량이 증가함으로 알 수 있었으며, barks를 담체로 사용한 바이오필터의 제거량이 유입 부하량 40 g/㎥에서 최대 30 g/㎥으로 가장 우수한 것으로 나타나, 수분 및 활성의 유지가 안돼는 악의 조건하에서의 바이오필터 적응능력 면에서는 bark를 사용하는 것이 가장 바람직함을 알 수 있었다. 한편 바이오필터의 우수한 거동을 위해서는 필터층의 적당한 수분함량 조절이 가장 필수적이며, 각 바이오필터의 pH 변화는 7~8로써, 중성영역을 유지하는 것이 바람직하였다. 모든 바이오필터 시스템에서 압력강하는 0.054 cm$H_2O$/m로서 무시할 만큼 낮았고, 특히 합성담체의 경우에 다른 담체들에 비하여 압력손실이 현저히 낮았다.저히 낮았다.