• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.136-143
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• 2013

본 연구에서는 악취 및 휘발성 유기화합물(VOC)를 함유하는 폐가스 처리에 있어서 개선된 바이오필터시스템의 악취 및 VOC의 제거거동 및 제거효율 등을 관찰하고, 전통적 바이오필터의 경우의 악취 및 VOC의 제거거동 및 제거효율 등과 비교하였다. 개선된 바이오필터시스템 운전 1~7단계에서 바이오필터 유효높이 차이에도 불구하고 미생물 population 분포 차이로 인하여, 정해진 시간에 각 단에서 에탄올 농도 순서가 바뀌었다. 반면에 운전 8단계에서 폐가스의 개선된 바이오필터시스템으로의 공급방향들이 바뀌었을 때에 에탄올 농도가 높은 순서는 운전 1~7단계와 다르게 바이오필터의 유효높이가 낮은 순서와 일치하였다. 황화수소 경우도 마찬가지였으나 에탄올 경우와 비교하였을 때에 농도순서가 바뀐 단의 황화수소 농도의 차이는 매우 적었다. 바이오필터 운전 8단계에서 개선된 바이오필터시스템의 에탄올 제거효율은 약 96%로서 전통적 바이오필터반응기의 에탄올 제거효율인 94%보다 약 2% 증가하였다. 개선된 바이오필터시스템 처리가스의 황화수소 농도의 거동은 전통적 바이오필터반응기와 비슷하였으나 황화수소 처리농도가 더 낮았다. 운전 8단계의 개선된 바이오필터시스템의 황화수소제거효율은 전통적 바이오필터반응기의 황화수소 제거효율보다 약 2% 가량 높았다. 따라서 개선된 바이오필터시스템의 제거효율은 에탄올과 황화수소 경우에 전통적 바이오필터반응기보다 각각 2% 제고되었음이 관찰되었다.

• 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.

• 한국대기환경학회지
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• 제25권6호
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• pp.503-511
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• 2009

VOC mixture was fed to a trickle bed air biofilter (TBAB) with step-change in influent mixture concentrations from 50 ppmv to 1,000 ppmv, corresponding to loadings of $5.7\;g/m^3/hr$ to $114.1\;g/m^3/hr$. VOC mixture was an equimolar ratio of two aromatic VOCs, i.e., toluene and styrene, and two oxygenated VOCs, i.e., methyl ethyl ketone (MEK) and methyl isobutyl ketone (MIBK). The TBAB system employed backwashing as biomass control. The experimental results showed that a critical loading rate for VOC mixture removal was determined to be about $60\;g/m^3/hr$, and critical loading rates for individual VOCs in the mixture were different. Specifically, toluene content in the mixture played a major role in the biofilter overall performance. As VOC mixture was fed beyond the critical loading rate, reacclimation of the biofilter to reach the 99% removal efficiency following backwashing was delayed, which was a critical factor in the biofilter performance. In the mass balance analysis, 63.8% of the carbon equivalent in VOCs removal was used for $CO_2$ production during the experimental runs. The 82.6% nitrogen utilized in the biofilter was contributed to microbial cell synthesis. The obtained results were compared against consistently high efficient performance of TBAB for VOC mixture by employing backwashing as biomass control.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.236-241
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• 2003

산업체 발생 VOC를 효과적으로 처리하는 Biofilter 시스템을 고안하였다. 재질과 다공성이 다른 3기의 시스템으로부터 황화수소, 벤젠, 톨루엔, 크실렌의 단일성분과 복합성분계의 성능을 고찰하였다 저 pH Biofilter(pH 2-3)의 장기운전이 가능하였고 벤젠의 경우 경쟁적 저해를 나타내었으나 일정기간의 순응 이후 혼합처리시 양호한 처리능력을 보여주었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.85-106
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• 2004

Styrene as volatile organic compounds(VOC) has come under strict regulatory control as they cause serious health and environmental problems. Biofiltration offers a number of economical and environmental advantages over conventional technologies, such as incineration, catalytic adsorption, and chemical scrubbing. In this presentation, recent progresses on the development of lab-scale biofilter for the treatment of gas-phase styrene are reviewed, The potentials of commercialization of biofilter systems are also discussed.

• 청정기술
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• 제9권1호
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• pp.37-42
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• 2003

Biofiltration was successfully applied to treat a mixture of volatile organic compounds(benzene, xylene) from contaminated air stream. Immobilized Ps. oleovorans biofilter was evaluated for its value in simultaneous removal of benzene and xylene from waste air stream. The variety of operating conditions were tested to evaluate important factors such as space velocity, pH, water content, etc.

• 한국대기환경학회지
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• 제22권6호
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• pp.758-766
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• 2006

A two-stage bioreactor, which consists of a biotrickling filter module and a biofilter module in series, was investigated for the enhanced treatment of a VOC mixture, toluene and methyl ethyl ketone (MEK). Throughout the experiments, the overall inlet loading rate was maintained at approximately $43g/m^3/hr$, but the inlet ratios of the VOCs were modified. The experimental results showed that the different ratios of the VOC mixture resulted in changes of overall removal efficiencies, elimination capacities (ECs) and microbial accumulation on the surface of each packing material. The ratio of inlet toluene to MEK at 50 : 150 was found to be most effective in terms of the overall removal efficiency, because, at this condition, MEK (i.e., the hydrophilic compound) was mostly removed in the biotrickling filter module and the following biofilter module was used to remove toluene. It was also found that when the inlet loading rate of the VOC mixture was serially increased stepwise within short-term periods, the ECs for toluene dropped significantly but the ECs for MEK increased at the ratio of the VOC mixture. These results implied that substrate interaction and/or substrate preferable utilization might have an effect on the biological removal of each compound in the two-stage bioreactor; therefore, the bioreactor should be operated in the condition where the substrate interaction could be minimized in order to maximize overall performance of the two-stage bioreactor.

• KSBB Journal
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• 제17권2호
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• pp.115-120
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• 2002

Biofiltration is a bioprocess treating volatile organic compounds (VOCs) in order to convert the VOCs to harmless products. This review on biofiltration is intended to provide an engineering concept such as removal efficiency, maximum load, elimination capacity and so on. Besides, modeling concept of biofilter is also supplied for designing biofilter system. Quantitative data generated in our research group is shown to explain the engineering concept as well as the modeling idea.

• 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.

• 원예과학기술지
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• 제33권5호
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• pp.751-762
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• 2015

본 연구는 평면형 바이오필터를 설계하여 제작하고 이 바이오필터에 디펜바키아(Dieffenbachia amoena 'Marianne')의 식재 여부에 따라 환기 용량을 제어할 수 있는 토양 수분 안정화 정도를 측정하고 미세먼지, 휘발성 유기화합물 및 포름알데히드(HCHO)와 같은 실내공기 오염물질에 대한 바이오필터의 제거율을 비교하였다. 실험 결과 디펜바키아의 식재 여부에 관계없이 모두 일정한 상대습도, 온도 및 토양 수분 함량을 나타내었고 이 바이오필터에 식재한 디펜바키아도 정상적으로 생육하였다. 바이오필터에 의한 미세먼지 제거율을 보면, 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)의 입자 수는 토양만 있는 경우 각각 30%와 2% 이상 제거되었고, 디펜바키아를 식재한 경우도 각각 40%와 4% 이상 제거되었다. 미세먼지(PM10) 무게에 따른 제거율은 토양만 있는 경우 4% 이상, 디펜바키아를 식재한 경우 20% 이상으로 나타났다. 토양만 채운 바이오필터는 xylene, ethylbenzene, toluene, total volatile organic compounds(T-VOCs)를 63% 이상 제거하였으나 benzene은 22% 이상, HCHO는 38% 이상을 제거하였다. 디펜바키아를 식재한 바이오필터는 xylene, ethylbenzene, toluene, T-VOCs를 72% 이상 제거하였고 benzene과 HCHO도 39% 이상 제거하였다. 따라서 식물과 바이오 필터를 결합한 시스템은 미세먼지의 제거보다 휘발성 유기 화합물의 제거에 대한 효과가 더 높은 것으로 나타났다. 본 연구에서 제작한 평면형 바이오필터는 실내 공기질 정화에 매우 효과가 있는 것으로 나타났으며, 식물과 바이오필터를 결합하였을 때 그 효과는 더욱 큰 것으로 확인하였다.