• KSBB Journal
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• 제14권5호
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• pp.550-560
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• 1999

There have been many research efforts on biofilter modeling including Ottengraf et al. who derived a model equation for the concentration profile of pollutants(e.g., VOCs) in the biolayer and solved their outlet concentration of the waste gas stream through biofilter. However, for most of research works done so far, the effects to explain the effect of adsorption of organic particles to medium(i.e., adsorbent) have been ignored. In this work biofilter modeling accompanying process lumping has been proposed and the theoretical effect of adsorption property of the medium, on the biofilter performance of eliminating organic components in waste gas stream, is intensively discussed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.155-161
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• 2012

바이오필터에서 폐가스에 포함된 유기오염물을 제거하는 효율에 대한 미디움 흡착능력의 영향을 포괄하는 강인한 동적 바이오필터 모델링을 수행하였다. 특히 비정상상태의 운전 조건 하에서도 바이오필터에 의해 처리된 폐가스 내의 유기오염물 농도를 구하기 위한 바이오막, 가스상, 수착(sorption) 부피 및 흡착상의 네가지 모델요소로 구성된 독창적인 모델인 개선된 프로세스럼핑 모델을 제시하였다. 이전의 프로세스럼핑모델에서는 담체에 대한 VOC의 평형 흡착량이 담체의 수착부피 내의 용존 VOC 농도에 선형적으로 비례한다는 가정 하에서 식을 유도하였으므로, 폐가스 처리에 적용이 제한적이었다. 따라서 실제 적용을 위해서 Freundlich 식과 같은 흡착관계식을 프로세스럼핑 모델에 접합하여 모든 농도의 VOC의 경우에 유효한 강인한 프로세스럼핑 모델을 구축하였다. 프로세스럼핑 모델 파라미터 중에서 바이오필터 미디움의 흡착과 관련한 파라미터 값들을 선행논문의 동적 흡착칼럼실험 및 문헌을 통하여 구하였다. 또한 에탄올을 포함한 폐가스처리를 위한 비정상상태의 바이오필터실험을 수행하였고, 그 실험결과와 여러 가지 Thiele modulus(${\phi}$) 값을 가지는 동적 바이오필터모델링 예측 값과 비교하였다. 이때에 구하여진 Thiele modulus(${\phi}$) 값은 0.03에 근접하였다.

• KSBB Journal
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• 제15권5호
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• pp.501-506
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• 2000

A bench-scale air biofilter was evaluated for the removal of volatile organic compounds (VOCs) from a gas stream. Compost and peat were used as the biological attachment media. Biofilter operating parameters such as incoming VOCs concentrations, temperature, and packing materials were examined. After 26 days of acclimation periods, at 25$^{\circ}C$ and 45$^{\circ}C$, the biofilter removed more than 90% of 30 to 72 mg/㎥ of total VOC. After 40 days of operation, the concentrations of isoprene, toluene, and m-xylene were reduced to 96∼99, 91∼93, and 91∼93% of the original concentrations. VOC removal efficiency was not affected by the temperature. The medium pH was maintained near neutral (pH 6.5∼7.1). After 37 days of operation, the total bacteria count in the biofilter media increased to 1.12${\times}$10(sup)8 cells/g of medium.

• 청정기술
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• 제18권2호
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• pp.209-215
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• 2012

분말활성탄과 제올라이트가 담지된 폴리우레탄 담체를 충진한 파일롯 규모의 바이오필터를 이용하여 암모니아와 황화수소의 처리 성능을 평가하였다. 약 10개월간 하수처리장 슬러지 농축조에서 발생하는 악취를 대상으로 바이오필터 유입 암모니아 농도는 0.1~1.5 $ppm_v$, 황화수소 농도는 2~20 $ppm_v$ 범위에서 운전되었다. 바이오필터의 공탑체류시간 3.6~5초 범위에서 초기 순응기간을 제외하고는 거의 모든 경우 100%에 가까운 악취 제거율을 보여주었다. 바이오필터에서의 기체흐름에 의한 압력손실도 매우 낮아 10개월 동안 최대 31 mm $H_2O$ 정도의 차압이 발생하였다. 이것은 본 연구에 이용된 바이오필터의 막힘이나 담체의 압착 현상이 거의 일어나지 않아 장기간의 운전에도 안정성을 확인할 수 있었다. 담체에 부착하여 서식하는 미생물군집은 바이오필터의 처리 성능에 중요한 영향을 미치는데 특히 암모니아나 황화수소를 제거하기 위한 암모니아 산화균과 황산화균의 분포가 중요하다. FISH (Fluorescence in Situ Hybridization) 방법으로 확인한 결과 질산화를 주관하는 암모니아 산화균인 Nitrosomonas sp.와 황산화균인 Thiobacillus ferroxidans가 검출되었다. 또한 바이오필터의 운전기간이 길어질수록, 그리고 악취의 유입부분이 유출부분에 비해 미생물 분포량이 더 많음을 확인하였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제14권6호
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• pp.599-606
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• 1998

Removal of toluene vapor from airstreams was studied in a biological reactor known as a biofilter. The biofilter was packed porous ceramic inoculated with thickened activated sludge (MLVSS 17,683 mg/L). The lab-scale biofilter was operated for 42 days under various experimental conditions including inlet toluene concentrations and flow rates of the contaminated air streams. Removal efficiency reached up 96.6% after 4 days from start up. Nutrient limitation was proposed as a reason for the decrease in biofilter performence. Biofilter performance decreased substantially, coincident with the buildup of back pressure due to accumulation of excess VSS within the medium bed. Practically, the bed needs to be backwashed when the overall pressure drop is greater than 460.6 Pa at SV (Space Velocity) 100 h-1. Periodic backwashing of the biofilter was necessary for removing excess biomass and attaining stable long -term high removal efficiency The removal efficiency of toluene in the biofilter decreased as the gas velocity and toluene concentration in the inlet gas increased. The maximum elimination capacity of ceramic biofilter could reach up to 444.85 g/m3. hr. When the loading of toluene exceed this critical value, substrate inhibition occurred.

• 한국환경과학회지
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• 제11권12호
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• pp.1327-1331
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• 2002

The cork have been preferred over the conventional materials, zeolite, ceramics, and lignite as a biofilter medium. During the 6 months of operation, the performance of the cork biofilter was considered good with 150ppm of mixture BTX vapor efficiencies greater than 90% at 60 second of EBCT. It was observed 56 % of removal efficiency under transition conditions at first stage, and then the removal efficiency was increased to above 90 %, and the sustainability of removal efficiency was maintained. At second stage, the performance of cork biofilter was not decreased 90 % efficiency with 150 ppm BTX at 30 sec. EBCT. The production of $CO_2$ due to microbial respiration was increased to the 40 % on the operation of cork biofilter.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권5호
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• pp.977-983
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• 2005

The removal characteristics of ethyl acetate and 2-butanol were investigated in a bench-scale down-flow biofilter packed with Jeju scoria medium. Various inlet concentrations and gas flow rates were tested. The adaptation times of microorganisms to the change of the influent concentration of ethyl acetate and 2-butanol gas were found to be about 3 days. At the inlet concentration of 300 ppmv and empty bed contact time (EBCT) of 15 see, the removal efficiencies of the biofilter for ethyl acetate and 2-butanol were above $99.9\%$. The maximum removal capacity of the biofilter for ethyl acetate was $316-318\;g/m^3/h$ and that for 2-butanol was $245-251\;g/m^3/h$. Overall, the removal capacity of the biofilter for ethyl acetate was $50-70\;g/m^3/h$ larger than that for 2-butanol. During the operation of 65 days, the pressure drop through the biofilter column was maintained below $13\;mmH_{2}O/m$. Although the pH in the drain water decreased from 7.2 to 5.0, the pH drop did not affect the removal of the gases. From the above results, the biofilter using Jeju scoria as a packing material seemed to very effectively treat waste gases such as ethyl acetate and 2-butanol.

• 유기물자원화
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• 제4권2호
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• pp.71-75
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• 1996

Trimethylamine, dimethylamine, methylamine 등의 아민류를 분해할 수 있는 미생물을 TMA를 성장기질로 사용한 농화배양으로부터 분리하였다. 분리된 균은 Methylobacterium sp. T32에 속하는 균으로 동정되었다. 이 균은 메탄올, 메틸아민류를 분해할 수 있으나, 다탄소화합물중에서는 malate, succinate, betaine과 같이 극히 제한된 종류의 유기화합물만을 분해할 수 있는 restricted facultative methylotroph였다. 이 균을 분변토에 고정하여 biofilter를 제작하였을 때 TAM gas를 SV $30h^{-1}$, 농도 120ppm를 연속적으로 분해했다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.149-154
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• 2012

바이오필터담체가 충전된 흡착칼럼 운전 시의 흡착 및 탈착거동에 대하여 조사하였다. 에탄올을 휘발성유기화합물(VOC)로서 함유하는 폐가스를 처리하기 위한 연속동적흡착 실험을 바이오필터공정과 같은 90% 이상의 상대습도에서 수행하였다. 에탄올 1,000 ppmv(or 2,050 mg ethanol/$m^3$)를 포함하는 폐가스 2 L/min을 흡착칼럼에 공급하였을 때에 흡착칼럼 출구에서의 파과점과 흡착평형에 이르는 시간은 1단 시료구에서 보다 각각 10배와 3배 만큼 지연되었다. 한편 에탄올 2,000 ppmv(or 4,100 mg ethanol/$m^3$)를 포함하는 폐가스의 경우에는 각각 9배와 3배 지연되었다. 이와 같이 흡착칼럼 출구에서 지연기간의 비는 공급농도와 무관하게 서로 거의 일치하였음이 관찰되었다. 또한 1단 시료구와 출구에서 비교한 유입폐가스의 에탄올농도의 10%를 보이는 탈착시간 지연비도 약 1.5배로서 거의 일치하였다. 한편 미생물활성과 멸균공정의 흡착평형에 대한 영향에 대하여 조사하였다. 멸균된 입상 활성탄으로 충전된 vial의 기상 에탄올 농도는 멸균되지 않은 입상 활성탄으로 충전된 경우와 거의 일치하였다. 그러나 퇴비(compost)나 입상 활성탄/퇴비 혼합물의 경우에는 멸균 안한 경우가 멸균한 경우보다 기상에서의 에탄올 농도가 현저하게 높았다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제13권3호
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• pp.195-200
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• 2007

무창 육성 비육돈사에 대한 악취 제어 효율 비교분석을 위하여 Biofilter 덕트에 의한 악취 제어 연구를 수행하였다. 본 실험은 서울대 부속목장 실험돈사에서 실시하였으며 실험결과는 다음과 같다. 1. 무창 육성비육돈사에서 여름철 최대 배기시 바이오필터 외부로 배출되는 공기속도는 볏짚(.0.77 m/s), ALC(0.56 m/s)으로 측정되었다. 2. 실험시작 5일 후 가스검지기(GV-100)에 의한 간이측정시 암모니아($NH_3$) 농도는 필터 통과 후 볏짚($2mg/{\ell}$), ALC(3ppm)로 측정되어 부자재 사이의 공극율이 높은 볏짚이 높게 나타났다. 부자재에 따른 필터외부에서의 먼지측정 결과 볏짚($93\;mg/m^3$), ALC($32\;mg/m^3$)으로 측정되어 볏짚은 볏짚 간의 넓은 공극에서 발생하는 먼지 및 돈사내부의 먼지가 혼합되어 필터 외부로 배출되어 돈사내부보다 높게 측정되었다. 3. 황화수소($H_{2}S$) 가스농도 변화는 돈사내부에서는 측정일 7일(6 ppm), 21일(5 ppm) 및 36일(7 ppm) 경과함에 따라 어느 일정 시점에서 황화수소 가스농도는 증가하지 않았으나 다른 필터여재에서는 일정한 경향은 보이지 않았다. 이상의 실험결과를 종합해 볼 때 무창 육성비육 돈사에서 Biofilter를 이용한 악취저감 효과를 확인할 수 있었다.