• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제11권3호
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• pp.139-152
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• 2017

Excessive amounts of volatile organic compounds (VOCs) and odorants discharged into the environment are highly dangerous to human health as well as to ecological systems. Biological treatments of waste gas streams, called biofiltration, containing VOCs and odorous compounds has gained much attention because biofilters are more cost effective and environmentally friendly than conventional air pollution control technologies. This review provides an overview of biotrickling filtration, which is a type of biofiltration including continuous trickled-water flow inside filter media, for VOC and odor abatement. The configuration, design, cost effectiveness, removal capacity and environmental impact of this techniques and the future research and development needs in this area are all considered.

• Environmental Engineering Research
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• 제13권1호
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• pp.19-27
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• 2008

Simultaneous removal of ternary gases of $NH_3$, $H_2S$ and toluene in a contaminated air stream was investigated over 180 days in a biofilter. A commercially available inorganic/polymeric composite chip with a large void volume (bed porosity > 0.80) was used as a microbial support. Multiple microorganisms including Nitrosomonas and Nitrobactor for nitrogen removal, Thiobacillus thioparus (ATCC 23645) for $H_2S$ removal and Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15692), Pseudomonas putida (ATCC 17484) and Pseudomonas putida (ATCC 23973) for toluene removal were used simultaneously. The empty bed residence time (EBRT) ranged from 60 - 120 seconds and the inlet feed concentration was $0.0325\;g/m^3-0.0651\;g/m^3$ for $NH_3$, $0.0636\;g/m^3-0.141\;g/m^3$ for $H_2S$, and $0.0918\;g/m^3-0.383\;g/m^3$ for toluene, respectively. The observed removal efficiency was 2% - 98% for $NH_3$, 2% - 100% for $H^2S$, and 2% - 80% for toluene, respectively. Maximum elimination capacity was about $2.7\;g/m^3$/hr for $NH_3$, > $6.4\;g/m^3$/hr for $H_2S$ and $4.0\;g/m^3$/hr for toluene, respectively. The inorganic/polymeric composite carrier required 40 - 80 days of wetting time for biofilm formation due to the hydrophobic nature of the carrier. Once the surface of the carrier was completely wetted, the microbial activity became stable. During the long-term operation, pressure drop was negligible because the void volume of the carrier was two times higher than the conventional packing materials.

• 대한환경공학회지
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• 제28권7호
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• pp.770-775
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• 2006

휘발성 유기화합물 저감기술인 담체충진형 바이오필터법은 운전이 용이하고 처리비용이 낮다는 장점에도 불구하고, 낮은 운전성능과 막힘현상 등의 문제를 안고 있다. 이에 대한 대안으로 계면활성제로 형성된 거품을 사용해 VOCs의 물질전달율과 분해효율을 향상시킨 미생물 반응기(Bioactive Foam Reactor. BFR)가 제안되었다. 본 연구에서는 VOCs 저감기술로서 BFR의 적용가능성을 확인하기 위하여 styrene를 대상으로 실험실 규모 반응기 실험을 수행하였다. 체류시간 30초에서 미생물이 포함되지 않은 abiotic 실험과 biotic실험을 통해 BFR의 물질전달계수($K_La$)와 기질분해율(k) 값을 선정하였으며, 여타 산기방식의 생물반응조에 비해 BFR 시스템의 물질전달율이 월등히 높음을 확인하였다. 동적부하 변동실험 결과 BFR 시스템은 유입 styrene 농도가 급변하는 상황에서도 안정적인 처리효율을 나타내었다. 또한 BFR의 최대분해능은 109 $g/m^3/hr$으로 높게 나타나, 충진담체를 이용하는 전통적인 바이오필터의 대안 기술로 BFR 시스템을 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제19권6호
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• pp.689-699
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• 2003

This study was to examine characteristics of treating toluene vapor, which gets to be problematic due to its harmful carcinogenicity and mass generation from various sources, through a biological treatment facility which is environment-friendly and adopts a high-efficient and low-cost clean technology. In order to identify whether Alnus Firma Fruit (AFF) can be used as a media for a bioreactor, its utility and basic operating factors, a study was conducted on pressure drop, supply of nutrient substances and retention time which are operating factors of a biofilter, and eliminating characteristics were compared between AFF and the conventional biological activatedcarbon (BAC) widely used as filter media. In the case of AFF, the initial microbial deposits was 2.3${\times}$10$^{7}$ CFU/g dry AFF, which represents the initial microbial density higher than the case of BAC showing 5.5${\times}$10$^{6}$ CFU/g dry BAC And it took about 2 weeks to acclimate until its eliminating rate got to be increased over 90%. As a result of comparing pressure loss taking place with the lapse of time between BAC and AFF, after 130 days passed at SV 25h$^{-1}$ , BAC showed that its eliminating efficiency had a tendency to drop greatly due to a great pressure loss (0.53\longrightarrow54.7 mm$H_2O$/m) caused by an excess of biomass as accumulated. On the other hand. AFF showed that the pressure drop was 0.53 mm$H_2O$/m, about 2 times as much as the initial pressure loss of 0.4 mm$H_2O$/m, which represents no great change in the pressure loss, and its eliminating efficiency was also shown to be continuously high. Therefore, when AFF was used as a filler for a biological treatment facility, a biological filter enabling improvement of the purifying efficiency to be promoted could be provided, and moreover, the pressure loss was so small that the filler replacement cycle or the back flushing cycle could be extended. So, even in terms of the operating cost, it was identified to be an economical filler When an inorganic material was used as a filler, the biofilters performance acted sensitively on whether nutrient substances were supplied or not. In the case of AFF with low adsorptivity, addition of ethyl-alcohol increased the solubility of toluene, and consequently, biodegradation got to be actively made by microbes, and thus, its eliminating rate could be increased. As the flow velocity and the inflow concentration got to be more increased, its eliminating rate got to be lower, and particularly, an increase in the flow velocity made its eliminating rate drop more greatly than an increase in the concentration.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.655-668
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• 1994

기존의 토양상 및 퇴비상을 이용한 악취제거가 주로 흡착에 의존한 나머지 탈취상이 쉽게 탈취능의 한계에 이른다. 따라서, 본 연구에서는 미생물 활성 탈취상의 조건인 높은 유기물함량, 보수성, 통기성 및 낮은 정압 등을 고르게 갖추고 있는 토탄에 활성슬러지를 식종하여 분뇨처리장, 하수처리장 등에서 발생빈도 및 취기강도가 큰 무기성악취 중 암모니아의 제거실험을 수행하였다. 실험결과, 자연 토탄상에서는 암모니아의 토탄수분에 의한 이온화에 따라서 pH가 상승하여 암모니아의 자연 유출 현상이 관찰되었다. 암모니아 제거 기작은 주로 음이론 콜로이드에 의한 흡착에 의존하였다. 미생물 활성 토탄상에서는 미생물 활동에 따른 pH의 완만한 상승으로 이론적 암모늄 이온의 비율이 자연토탄상보다 높았으나, 실제로 토탄상에 축적된 암모니아성 질소의 값은 질산균의 질산화에 의해 자연 토탄상보다 적었다. 암모니아의 제거기작은 반응조 운영 초기에는 흡착이 우세하였으며, 중반이후에는 질산화가 두드러졌다. 실험으로 얻은 암모니아 유입부하량, 암모니아 유출부하량, $NH_4{^+}$-N, $NO_x$-N, Org-N을 이용하여 질소에 대한 물질수지(Mass Balance)를 산정하고, 실험결과로 얻은 미생물 활성 탈취상의 최대 활성 시점인 비정상상태의 임계시간과 회귀분석에 의해 구한 암모니아의 흡착곡선을 이용하여 미생물 활성 토탄상에서 흡착능 포화의 연장시간을 산정하였다.

• 공업화학
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• 제16권4호
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• pp.474-484
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• 2005

생물학적 방법에 의한 대기오염물질 처리는 기존의 처리방법을 대체할 수 있는 방법으로 각광을 받고 있다. 생물학적 처리방법은 유기화합물 또는 악취가 포함된 저농도 고유량의 공기를 처리하는데 효과적이다. 생물학적 처리 방법은 기존의 소각 또는 흡착 방법에 비해 여러 장점을 가지고 있다. 주요 장점으로 처리비용이 저렴하고, 2차 오염물질이 발생되지 않으며, 화학물질이 사용되지 않고, 에너지 사용이 적으며, 상온에서의 운전 등이다. 대기오염물질을 생물학적 방법으로 처리하는데는 생물여과법이 많이 이용되고 있으나 여러 제약이 있어 이를 해결할 수 있는 방법으로 생물살수여과법에 대한 개발연구가 수년 전부터 수행되어 왔다. 생물살수여과법은 생물여과법에 비해 다소 복잡하나 난분해성 물질이나 분해과정에서 산이 생성되는 경우 효과적으로 이용될 수 있다. 그러나 생물살수여과법을 이용한 대기중 VOC 처리에 대한 연구는 초기단계로서 효율적인 처리를 위해 많은 연구가 진행중이다. 본 연구에서는 대기오염제어를 위한 생물살수여과법의 기본 원리와 이론 및 실용적 내용에 대하여 소개하고자 한다. 특히 생물살수여과법의 운전인자와 성능에 미치는 영향인자에 대하여 중점적으로 다루었다.