The prototype biofilter was constructed in Suwon campus of Seoul National University and monitored for temperature and treatment efficiencies during a two-year programme. During the winter, daily influent wastewater temperature averages $7.7C^{\circ}$; without heating in 2000 experiment, the treatment efficiencies for BOD and SS droped down to 88.7% and 68.4%, respectively. However, as increased the influent wastewater by installting a heater tank before the biofilter tank in 2001 at the same period ($Feb.\;9{\sim}Mrach\;30$) of 2000 experiment, average daily influent temperature which was $7.2C^{\circ}$ increased to over $18.2C^{\circ}$. As a result, effluent quality remains excellent through the winter and even the post winter with BOD and SS values close to less than 10 mg/L. Nitrification follows temperature patterns. However, there was no improvement of treatment efficiency in total nitrogen (T-N) was observed by increasing temperature.
A performance of pilot scale biofilter was investigated for the treatment of odorous waste gas. The system treated 508.7 $m^3h^{-1}$ of waste air with amine and ammonia concentrations ranging up to 0.06 $N-gm^{-3}$ Over the four month study, its elimination capacity was demonstrated up to 6.37 $N-gm^{-3}h^{-1}$ and its removal efficiency was 100%. Differ to lab scale biofilter, It is difficult to maintain the proper temperature of reactor because of low external temperature. Experiments were performed indicating various problem such as sudden system shut down, unstable pump, water addition malfunction and corrosion of reactor. However, pilot scale biofilter was stable when treatment of odorous waste gas.
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.
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.
An Absorbent Biofilter System (ABS) combined with the recirculation process was investigated for the feasible application in additional removing of organics (BOD, SS) as well as nutrients (TN, TP) from small Community wastewater in Korea. Polyurethane biofilter media with high porosity and large surface area were /used for the aerobic system. A part of treated wastewater was recirculated into the anoxic septic tank to promote removal of nutrients. The concentrations of BOD and SS of treated wastewater satisfied the regulations for small on-site wastewater treatment facility (10 mg/L) during the overall experimental period. The effluent concentrations of BOD and SS were decreased with enhancement of removal efficiencies of 95.7 and $96.7\%$. The nitrogen and phosphorus removal efficiencies by the recirculation increased to $52.9\%\;and\;43.2\%$ in average during the overall experimental period, respectively. With the improvement, these values were increased as much as additional 42 and $18\%$ compared with those of non-recirculation. The rates of nitrification and denitrification were enhanced showing $65\~77\%\;and\;42\~92\%$, respectively. The described process modification is a low cost and effective method of enhancing nitrogen and phosphorus removal, especially on existing systems without changing major design components of a treatment facility.
In this study, on-site sewage treatment tests were conducted using the Absorbent Biofilter System (ABS) under different hydraulic loading rates to examine its treatment characteristics and efficiencies and to determine its feasibility as a small on-site sewage treatment system in a rural area. Results showed that the removal rates of BOD and SS were satisfactory at hydraulic loading rates of 100~150 cm/day, meeting the Korean effluent water quality standards for the riparian zone (10 mg/L). In the case of nutrients (N, P), however, the system did not perform well, necessitating further improvement for nutrient removal. A comparative analysis indicated that as a small on-site sewage treatment system, the ABS would be more suitable than other treatment systems in terms of performance stability, maintenance requirement, and cost-effectiveness and could be applied as an alternative treatment system in Korean rural areas.
A Korean Type Biofilter system combined with a conventional anoxic tank(septic tank) process was investigated in regard to its feasibility for removing organic as well as nutrients from the rural wastewater in Korea. At recirculation, the removal rate in BOD and SS increased slightly as much as 93 and 95% compared with non-recirculation system. On the other hand, removal rates of the total nitrogen(T-N) and total phosphorous(T-P) in recirculation system increased significantly as much as 62 and 57%, respectively compared with non-recirculation system. The recirculation system provides sufficient treatment to improve the removal rate in T-N and T-P.
Kang Hye-Sun;Lee Jong-Kwang;Kim Moo-Hoon;Park Doo-Hyun
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제16권3호
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pp.399-407
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2006
In this study, an electrical conductive carbon fiber was used as a biofilter matrix to electrochemically improve the biofilter function. A bioreactor system was composed of carbon fiber (anode), titanium ring, porcelain ring, inorganic nutrient reservoir, and VOC reservoir. Electric DC power of 1.5 volt was charged to the carbon fiber anode (CFA) to induce the electrochemical oxidation potential on the biofilter matrix, but not to the carbon fiber (CF). We tested the effects of electrochemical oxidation potential charged to the CFA on the biofilm structure, the bacterial growth, and the activity for metabolic oxidation of VOCs to $CO_2$, According to the SEM image, the biofilm structure developed in the CFA appeared to be greatly different from that in the CF. The bacterial growth, VOCs degradation, and metabolic oxidation of VOCs to $CO_2$ in the CFA were more activated than those in the CF. On the basis of these results, we propose that the biofilm structure can be improved, and the bacterial growth and the bacterial oxidation activity of VOCs can be activated by the electrochemical oxidation potential charged to a biofilter matrix.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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