KSBB Journal

The Korean Society for Biotechnology and Bioengineering (한국생물공학회)
권호 표지

Removal Characteristics of Toluene in Biofilters Packed with Reticulated-PU-Foams of Different Porosities

서로 다른 공극률의 망상형 폴리우레탄들이 충전된 바이오필터에서 톨루엔 제거 특성

  • 명성운 (충남대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 남윤수 (충남대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 이용우 (충남대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 최호석 (충남대학교 공과대학 화학공학과)
  • Published : 2003.12.01
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Abstract

We studied on the removal of toluene vapors in a lab-scale biofilter. There are three biofilters packed with reticulated polyurethane foams of different porosities of 15, 25, 45 PPI (Pore Per Inch) as media. A toluene-degrading strain (Pseudomonas Putida KCCM 11348, ATCC 12633) was naturally immobilized on the filter media by circulating the culture media. Three biofilters were operated under different sets of continuous experiments, varying both the design and operation parameters such as the inlet toluene concentration and the flow rate. Maximum elimination capacity of 115.5g/㎥hr of biofilter packed with foams of 25 PPI was obtained for toluene degradation. The effect of operating conditions such as flow rate, inlet toluene concentration and porosity on the performance of the biofilter was investigated.

세 가지 다른 공극률을 가진 담체를 충전한 바이오필터에서 기상의 톨루엔 제거실험을 수행하였다. 유입 유량과 유입 농도의 변화에 따른 바이오필터의 제거성능을 조사하고 공극률에 따른 영향을 알아보았다. 15일 동안 수행된 실험을 통해 빠른 환경변화에 대한 각 바이오필터의 동특성을 파악할 수 있었다. 바이오필터 설계에 중요한 변수인 제거량은 BF2 (25 PPI)가 115g/㎥h로 가장 큰 값은 나타내었다. 이는 제거량과 밀접한 관련이 있는 미생물 균체량이 초기 고정화 단계에서 각 바이오필터가 공극의 크기별로 각각 다른 부착 특성을 가져서 그 양과 수분 함량에 영향을 주었기 때문이다. 과도한 바이오매스의 축적은 바이오필터 성능을 저하시키는 요인임을 확인할 수 있었고 초기에 담체의 공극률이 장기적인 바이오필터 운전에 있어서 일정한 공기 흐름을 주기 위해서 매우 중요한 변수로 작용함을 알 수 있었다. 마지막으로 폴리우레탄 폼 담체는 균일하고 충분한 공극을 제공하므로 미생물의 흡탈착이 유리하고 충분한 미생물 서식공간을 제공함으로써 많은 미생물을 담지할 수 있어 단일 담체로 상업적 적용 가능성을 가지고 있다고 사료된다.

Keywords

References

  1. Biofiltration for Air Pollution Control Devinny,J.S.;M.A.Deshusses;T.S.Webster
  2. Current Opinion in Biotechnol. v.8 Biological waste air treatment in biofilters Deshusses,M.A. https://doi.org/10.1016/S0958-1669(97)80013-4
  3. J. Environ. Sci. Health v.A32 no.7 BIOFILTRATION: a promising and cost-effective control technology for odors, VOCs and air toxics Wani,A.H.;M.R.Rard;A.K.Lau
  4. Biochemical Eng. J. v.5 Biofiltration as an odour abatement strategy Dennis,M.;J.Barford https://doi.org/10.1016/S1369-703X(00)00064-4
  5. Canadian J. Chemical. Een. v.75 Biological purification of exhaust air containing toluene vapor in a filter-bed reactor Bibeau,L.;K.Kiared;A.Leroux;R.Brzeznski;G.Viel;M.Heitz https://doi.org/10.1002/cjce.5450750512
  6. Biofiltration Michelsen,R.F.
  7. Biotechnol. Bioeng. v.63 Microbiological and kinetic aspects of a biofilter for removal of toluence from waster gases Acuna,M.E.;F.Perez;R.Auria;S.Revah https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0290(19990420)63:2<175::AID-BIT6>3.0.CO;2-G
  8. J. Environ. Eng. v.126 Polyurethane foam medium for biofiotration Moe,W.M.;R.L.Irvine https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(2000)126:9(815)
  9. Biotechnol. Bioeng. v.49 Macro-kinetic investigation on phenol uptake from air by biofiltration Zilli,M.;B.Fabiano;A.Ferraiolo;A.Converti https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0290(19960220)49:4<391::AID-BIT5>3.3.CO;2-Y
  10. J. Air Waste Management Assoc. v.45 Evaluation of trickle bed biofilter media for toluene removal Sorial,G.A.;F.L.Smith;M.T.Suidan;P.Biswas https://doi.org/10.1080/10473289.1995.10467410
  11. Wat. Sci. Technol. v.38 The effect of liquid phase on VOC removal in trickle-bed biofilters Zhu,X.;C.Alonso;M.T.Suidan;H.Cao;B.J.Kim;B.R.Kim
  12. Chemical Eng. J. Article A study of clogging in a biofilter treating toluence vapors Delhomenie,M.C.;L.Bibeau;J.Gendron
  13. Waste Management v.20 Use of biofilters and suspended-growth reactors to treat VOCs Neal,A.B.;C.L.Raymond https://doi.org/10.1016/S0956-053X(99)00297-4
  14. J. Haza. Mate. v.53 Performance of peat biofilter: impact of the empty bed residence time, temperature and toluene loading Sorial,G.A.;F.L.Smith;M.T.Suidan;P.Iswas;R.C.Brenner
  15. J. Haza. Mate. v.60 Biofiltration of BTEX contanmated air streams using compost-activated carbon filter media Abumaizar,R.J.;W.Kocher;E.H.Smith https://doi.org/10.1016/S0304-3894(97)00046-0
  16. Chemical Eng. J. v.87 Co-treatment of $H_2S$ and toluene in a biotrickling filter Cox,H.H.J.;M.A.Deshusses https://doi.org/10.1016/S1385-8947(01)00222-4
  17. Biotechnol. Bioeng. v.54 Gas treatment in trickle-bed biofilter. biomass, How much is enough? Alonso,C.;M.T.Suidan;G.A.Sorial;F.L.Smith;P.Biswas;P.J.Smith;R.C.Brenner https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0290(19970620)54:6<583::AID-BIT9>3.0.CO;2-F
  18. Biotechnol. Bioeng. v.50 Prevention of clogging in a biological trickle-bed reactor removing toluene from contaminated air Wever,F.J.;S.Hartmans https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0290(19960405)50:1<91::AID-BIT10>3.0.CO;2-A
  19. Process Biochemistry v.37 Toluene and styrene removal from air in biofilters Zilli,M.;E.Palazzi;L.Sene;A.Converti;M.D.Borghi https://doi.org/10.1016/S0032-9592(01)00228-X