• KSBB Journal
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• 제15권5호
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• pp.514-520
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• 2000

Simultaneous nitrification and denitrification of ammonia and organic compounds-containing wastewater were performed in a fluidized bed biofilm reactor with polysulfone(PS) hollow fiber as a double layer biomass carrier. The PS hollow fiber fragment has both aerobic and anoxic environments for the nitrifiaction and denitrification at the shell and lumen-side respectively. The reactor system showed about 80% nitrification efficiency stably throughout the ammonia load conditions applied in the experiment. Denitrification efficiency depended on organic load and C/N ratio. High free ammonia concentration and low dissolved oxygen resulted in nitrite accumulation which leads to enhance organic carbon efficiency in denitrification when compared to nitrate denitrification. The simultaneous nitrification and denitrification reactor system has an economic advantages in reduced chemical cost of organic carbon for denitrification as well as compact reactor configuration.

• 상하수도학회지
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• 제18권2호
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• pp.181-187
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• 2004

The purpose of this study is to investigate the biofilm reactors capable of doing high efficiency treatment. Vertical fluidized bed biofilm reactor(VFBBR) and spiral fluidized bed biofilm reactor(SFBBR) was used for their performence in biodegradation of artificial sewage. The factors influencing the efficiency of those reactors were compared with difference of physical condition. They had same size but different structure to gain access of its unique characteristics. When recycle solution with flow rate of 22 mL/min and artificial sewage with flow rate of 2~10 mL/min were fed into two reactors in aerobic state, the average $COD_{cr}$, removal rate for biodegradation of SFBBR was greater than VFBBR. After reactor feed sewage was constantly maintained as flow rate of 4 mL/min and the recycle solution were changed to 10~32 mL/min respectively, the average $COD_{cr}$ removal rate of artificial sewage in SFBBR was greater than VFBBR. In this experiment for addition of support media into two reactors SFBBR was 4.1% excellent than VFBBR. Above all, SFBBR excelled VFBBR in boidegradation of organic matter in sewage.

• 한국환경과학회지
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• 제8권4호
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• pp.525-532
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• 1999

This study was conducted to evaluate capability of dyeing wastewater treatment for 3 type reactors. These reactors were Packed Bed Reactor(PBR), Fluidized Bed reactor(FBR) and Moving Media Complete Mixing Activated Sludge reactor(MMCMAS). Experiments of PBR and FBR were performed by various packing ratios and organic loading rates, experiments of MMCMAS were performed by various organic loading rates. In order to obtain ${SBOD}_5$ removal efficiencies of more than 90%, the F/Mv ratios of PBR, FBR, MMCMAS were 0.11 kgBOD/kgMLVSS$\cdot$d, 0.12 kgBOD/kgMLVSS$\cdot$d, and 0.37 kgBOD/kgMLSS$\cdot$d, respectively. So MMCMAS system which has more active microorganisms showed better capability of organic removal and also stronger dynamic and shock loadings than those of PBR and FBR. In PBR and FBR, the media packing ratio of 20% showed better performance of organic matters removal effciencies than 10% and 30%, but sludge production rate at media packing ratio of 30% was relatively lower than that of 10% and 20%. When more than 90% organic matters removal efficiency was obtained, the ratios of attached biomass to total biomass at PBR, FBR, MMCMAS were 89~99%, 87~98%, and 54~80%, respectively. The ratio of attached biomass to total biomass was low in MMCMAS. This was formation of thin biofilm due to shear force between rotaing disc and water. The average sludge production rates(kgVSS/kgBODrem.) of PBR, FBR and MMCMAS were 0.20, 0.29 and 0.54, respectively.

• 한국환경과학회지
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• 제2권4호
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• pp.331-336
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• 1993

A mathematical model for organic removal efficiency was investigated in a fluidized bed biofilm reactor by changing the feed flow rate, the residence time and the recycle flow rate. In batch experiment, organic removal could be assumed as first order and an intrinsic first order rate constant(k1) was found $6.4{\times}^{-6}cm^3/mg{\cdot}sec$ at influent COD range of 3040 - 6620 mg/L. In continuous experiment, at the condition of the influent COD, 3040 mg/L, the superficial upflow velocity, 0.47 cm/sec, the biofilm thickness 336 ${\mu}m$ and the biofilm dry density 0.091 g/mL, the calculated COD removal efficiency from the mathematical model gave 60% which was very close to the observed value of 66 %. As the feed flow rate was increased, the COD removal efficiency was sharply decreased and at constant feed flow rate, the COD removal efficiency was decreased also as the residence time being decreased.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권3호
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• pp.382-390
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• 2010

본 연구에서는 광촉매반응기/폐가스 가습조(유동상호기 및 무산소조)를 포함한 바이오필터공정으로 이루어진 하이브리드시스템을 구축하여 퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 황화수소, 암모니아 및 휘발성 유기화합물을 포함한 악취폐가스에 대한 처리효율을 제고하고 종합적인 적정 작업조건을 구축하였다. 악취가스(2 L/min)에 포함된 암모니아(300 ppmv)의 경우 광촉매반응기에서 약 22%가 제거되고, 폐가스 가습조에서 약 55%가 제거되고, 후 공정인 바이오필터에서 나머지인 약 23%가 모두 제거되었다. 악취가스에 포함된 톨루엔(100 ppmv)의 경우 광촉매반응공정에서 약 20%가 제거되고, 폐가스 가습조(유동상 호기 및 무산소조)에서 약 10% 제거되며 마지막 공정인 바이오필터에서 나머지 70% 모두가 제거되었다. 따라서 물에 용해도가 높은 암모니아의 경우에는 폐가스가습조에서 주로 제거되었고, 용해도가 낮은 톨루엔의 경우는 바이오필터에서 주로 제거되었다. 한편 황화수소(10 ppmv)는 광촉매반응공정에서 거의 처리되고 잔류 trace는 폐가스가습조에 용해되어서 바이오필터로 인입되는 가습된 feed에서 황화수소가 검지되지 않았다. 폐가스 가습조(유동상호기 및 무산소조)에서의 nitrate 농도는 무산소조에서 발생하는 탈질반응 때문에 무산소조 경우가 유동상호기조보다 약 3 ppm 정도 낮았다. 또한 폐가스가습조의 용존 암모니아 농도는 실험 시작부터 1,500~2,000 ppm 사이의 높은 값을 유지하였는데, 이는 폐가스 가습조 내부에 있는 용수에 포함된 염화암모늄 및 기타 암모니아성 질소원에 기인한다고 간주된다.

• 상하수도학회지
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• 제26권2호
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• pp.265-273
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• 2012

Anaerobic sewage treatment is drawing attentions due to high energy consumptions and sludge production associated with aerobic treatment. This study evaluates the treatment characteristics and energy balance of a fluidized bed reactor (FBR) for treating domestic sewage at $20^{\circ}C{\sim}25^{\circ}C$ for 245 days. Sewage fed to the FBR was a primary clarifier effluent of a domestic sewage treatment plant with COD of 99-301 mg/L and $BOD_{5}$ of 37-149 mg/L. Effluent $SBOD_{5}$ and its removal efficiency at HRT of 1~3 h were 6~15 mg/L and 73.4~85.5%, respectively, achieving high removal efficiency for soluble organic substances even at short HRTs. COD removal efficiency and its effluent concentration were 53.8~75.9% and 51~83 mg/L, respectively. The energy production potential from gaseous methane was 0.009-0.028 kWh/$m^{3}$, which satisfies the energy required for the FBR operation.

• 한국환경과학회지
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• 제2권4호
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• pp.325-330
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• 1993

A number of experiments were conducted in order to investigate the organic removal efficiency and biomass characteristics according to the organic shock loading rate in a fluidized bed biofilm reactor. At the operation conditions of HRT, 8.44 hour, superficial upflow velocity, 0.9 cm/sec and temperature, 22$\pm$$1^{\circ}C$, the removal efficiency of SCOD was founded to be 96.5, 92 and 90 % with the organic shock loading rate of 3.5, 10.8 and 33 kgCOD/m$^3$ㆍday, respectively. Within the F/M ratio ranged 0.4 to 2.0 kgCOD/kgVSSㆍday, the SCOD removal efficiency was shown as 90% at F/M ratio of 2.0 kgCOD/kgVSSㆍday, but the TCOD removal efficiency was 72 % at F/M ratio of 1.8 kgCOD/kgVSSㆍday. The average biomass concentrations were 7800, 14950 and 27532 mg/l on the organic shock loading rate of 3.5, 10.8 and 33 kgCOD/$\textrm{m}^3$ㆍday, respectively. This result was agreed with the fact that more biomass could be produced at high concentration of substrate, but some biomass was detached at the onset of shock and easily acclimated at the shock condition.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권1호
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• pp.85-95
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• 2018

본 연구에서는 폐가스 가습조(유동상호기 및 무산소조)를 포함한 바이오필터공정으로 이루어진 바이오필터시스템을 구축하여, 돈사 및 계사 설비, 퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 황화수소, 암모니아 및 휘발성 유기화합물을 포함한 악취폐가스에 대한 처리효율을 제고하고 적정 작업조건을 구축하였다. 복합 악취폐가스 처리실험에서, 암모니아 부하의 경우 폐가스 가습조에서 약 75%가 제거되고, 후 공정인 바이오필터에서 20%이상 제거되었다. 톨루엔 부하의 경우 폐가스 가습조에서 약 20%가 제거되고, 후공정인 바이오필터에서 70% 이상 제거되었다. 따라서 물에 용해도가 높은 암모니아의 경우에는 폐가스 가습조에서 주로 제거되었고, 용해도가 낮은 톨루엔의 경우는 바이오필터에서 주로 제거되었다. 한편 황화수소는 폐가스 가습조에서 거의 흡수되어 바이오필터에서 검출되지 않았다. 황화수소 및 톨루엔의 공급을 중단하였을 때에, 암모니아 부하는 폐가스 가습조에서 약 65%가 제거되고 후 공정인 바이오필터에서 나머지 약 35% 정도가 제거되어, 거의 100%의 암모니아 부하가 제거되었다. 폐가스 가습조에서는 암모니아 외에 톨루엔 및 황화수소의 부하가 추가된 복합 악취폐가스의 경우보다 약 10% 더 적게 암모니아가 제거되었는데, 이것은 탈질에 필요한 톨루엔과 같은 유기화합물의 공급 중단에 기인하였다. 바이오필터시스템의 feed가, 1)복합 악취폐가스일 때, 2)암모니아 폐가스일 때에; 기존 폐가스 가습조 용수에 yeast extract를 보충한 경우 또는 yeast extract를 첨가하지 않고 탄소원으로 glucose를 첨가한 경우, 각각의 경우에 폐가스 가습조에서 흡수되는 암모니아질소 흡수율은, 각각 약 0.28 mg/min, 약 0.23 mg/min 및 약 0.27 mg/min으로 산출되었다. 한편 각각의 무산소조에서 탈질율은 0.42 mg/min, 0.55 mg/min, 및 약 0.27 mg/min이었다. 또한 폐가스 가습조(유동상 호기조)의 bubble column 모델링에서 유동상 호기조 단위부피당 bubble의 비표면적(a)과 향상된 물질전달계수(E $K_y$)의 곱의 값은 0.12/hr로 평가되었다.

• 유기물자원화
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• 제13권4호
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• pp.136-147
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• 2005

난분해성 유기물과 암모니아성 질소의 동시제거를 위해 간헐폭기 생물활성탄 유동상법을 이용하여 고농도 유기물함유 침출수에 대하여 실험을 수행하였다. 간헐폭기시 고려되어야 하는 폭기 시간과 비폭기 시간에 대하여 실험적 검토를 수행하였고 자동컴퓨터제어 가능성에 대하여 고찰하여 보았다. 그 결과 생물활성탄 유동상 반응조에 충전한 활성탄의 물리적 흡착능은 초기의 처리효율에 크게 기여하였으며 간헐폭기 생물활성탄 유동상에 의한 침출수 처리시 정상상태에 도달하는 시간은 40일 정도이었고 TOC와 암모니아성 질소 처리시 양호한 프로세스임을 알 수 있었다. 폭기 및 비폭기시간은 60분 폭기/60분 비폭기의 조건이 30분 폭기/90분 비폭기에 비해 처리효율이 양호하게 나타났고 고농도 유기물함유 침출수 처리실험에서 간헐폭기 생물활성탄 유동상에 의한 처리방법은 높은 TOC제거율, 질산화율 및 탈질율, 난분해성 유기탄소 제거율을 확인할 수 있었다. 또한 간헐폭기시 ORP 곡선의 변화에서 나타나는 굴곡점은 무산소상태의 종결점을 나타내는 파라메터로 이용가능하며 이를 간헐폭기 반응조의 최적 운전모드를 설정하는데 응용할 경우 소규모 자동화가 가능할 것으로 판단되었다.