• 한국대기환경학회지
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• 제19권1호
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• pp.101-112
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• 2003

Biological methods are frequently used for treatment of contaminated air, containing volatile organic compounds and odor compounds in low concentrations and high flow rate of air streams. For more than 20 years. biofilter has been recognized as a cost effective technology for the purification of contaminated air. Most commercial applications before 1990 were for control of odors. In the past decades major progress has been accomplished in the development of vapor phase bioreactor. in particular biotrickling filers. Biotrickling filters are more complex than biofilters. but are usually more effective, especially for the treatment of compounds which are difficult to degrade or compounds that generate acidic by-products. While the level of understanding of biotrickling filtration process for VOCs still remains limited. the evidence success of biotreatment of VOC in air resulted in pursuing active research. This paper presents fundamental and practical aspert of VOCs treatment from air in biotrickling filter. Special emphasis is given to the operating parameters and the factors influencing performance for biotrickling filter.

• 대한환경공학회지
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• 제27권6호
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• pp.573-580
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• 2005

본 연구에서는 제올라이트/폴리에틸렌 복합 담체를 충진한 biotrickling filter에서 톨루엔 제거특성을 살펴보았다. 본 연구에 사용된 메디아의 물리적 특성을 살펴본 결과 비표면적과 공극율이 각각 $500\;m^2/m^3$, 82%로 나타났으며, 특히 미생물 부착과 생물막 형성에 영향을 주는 표면거칠기는 첨가된 제올라이트에 의해 담체표면이 상당히 거칠어짐을 확인할 수 있었다. 본 담체를 충진한 biotrickling filter 장치에서 톨루엔의 제거효율은 유입농도와 처리유량이 증가할수록 감소하였으며, 톨루엔의 최대 제거용량은 $64\;g/m^3{\cdot}hr$를 보였다. 또한 200일 동안의 연속실험결과, 미생물 순응이 완료된 뒤부터 167일까지 $90{\sim}98%$의 제거효율을 보였으며, 이후 과잉 미생물의 중식으로 인한 압력손실의 증가로 시간에 따라 제거효율은 감소하는 경향을 보였다. 역세척 후 압력강하와 톨루엔 제거능은 신속히 회복되어 정상상태를 유지하였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제23권6호
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• pp.727-733
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• 2007

In this study, a newly developed biotrickling system, combined with a non-thermal plasma reactor, was investigated to effectively treat gaseous contaminants such as VOCs (Volatile Organic Compounds). Three kinds of non-thermal plasmas (NTPs) such as a rod type dielectric barrier discharge (DBD) plasma, a packed bead type DBD plasma and a gliding arc (GA) plasma, were tested and compared in terms of power consumption. The rod type DBD plasma was selected as one for integration with biotrickling system due to its relatively high VOC removal efficiency, low power consumption and low pressure drop. Toluene and xylene as representatives of VOCs were used as test gases. The experiment results showed that the efficiency of biotrickling system was especially very low at the high gas concentration and high flow rate and the removal efficiencies of VOCs were considerably enhanced in the biotrickling system, when the DBD plasma was worked in front of that even at the high gas concentration and high flow rate.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권4호
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• pp.489-495
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• 2015

대기오염물질처리를 위한 생물살수여과법에서 물질전달현상을 이해하기 위한 선행 실험결과를 기초로 각각의 운전조건에서 기체/액체(살수액), 기체/고체(미생물)와 액체/고체에서의 model을 이용하여 물질전달계수를 평가하였다. 생물살수여과법에서 기/액에서는 정상상태물질수지, 그리고 액/고와 기/고에서는 동적물질수지를 이용하여 물질전달 model을 확립하고 그 결과를 고찰하였다. 물질전달 model은 여과탑을 일정크기 구획하여, 각 구획에서 동적 물질수지식을 수치해석 전산코드를 이용해 계산하였다. 동적물질수지식을 이용하여 계산된 결과는 실험결과와 비교하여 생물살수여과법에서 기/액, 기/고, 액/고 각상간의 물질전달계수($K_La$)를 산정하였다. 본 연구에서는 대기오염제어를 위한 생물살수여과법에서 물질전달계수를 결정하기 위한 실험방법개발과 model을 이용하여 물질전달현상을 고찰하였다.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권4호
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• pp.482-488
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• 2015

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. 생물살수여과법을 이용한 대기오염물질 제거에서 물질전달 연구는 공정 최적화를 위해 매우 중요한 부분이다. 본 연구에서는 3상의 물질전달이 이루어지는 생물살수여과법에서 기체/액체(살수액), 기체/고체(미생물), 액체/고체 물질전달 실험방법 개발과 물질전달 현상을 고찰하였다. 또한 본 연구에서는 각 상간에서 물질전달에 영향을 미치는 인자로 동적적체량, 기/액 유량비, 반응기내 미생물량, 살수액 순환량 등에 대해 고찰하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권2호
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• pp.37-46
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• 2007

본 연구에서는 플라스틱과 Woodchip을 주원료로 하여 복합플라스틱계 담체를 개발하고 성능평가를 실시하였다. 개발담체는 기존상용화 담체에 비하여 처리효율 및 미생물 부착성 등은 유사하였으나, 경제적인 측면에서 우수한 것으로 평가되었다. 담체의 성능평가는 Lab scale의 바이오트리클링필터에 개발담체를 충진하여 톨루엔과 황화수소를 대상으로 제거효율 및 운전인자 등을 평가하였다. 본 연구에서 톨루엔 제거효율은 가스유입량 $1.5\;m^3/hr$, 유입농도 260ppm, 공탑체류시간 42s 운전조건에서 90% 이상으로 높게 나타내었으며, 톨루엔 최대제거능은 $77\;g/m^3{\cdot}hr$이었다. 황화수소와 톨루엔 동시제거 실험에서는 $H_2S$와 톨루엔이 효과적으로 제거되었다. $H_2S$의 최대제거능은 $100\;g-S/m^3{\cdot}hr$이었으며, $H_2S$ 농도가 100 ppm까지는 톨루엔제거에 영향을 주지 않았으나 $H_2S$ 농도가 증가함에 따라 톨루엔 제거효율은 감소되었다.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제21권E2호
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• pp.41-48
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• 2005

A novel hybrid system composed of a biotrickling filter and an activated sludge reactor was investigated under the conditions of four different SRTs (sludge retention times). The performance of the hybrid reactor was found to be directly comparable among the four different sludge ages. Discernible differences in the removal performance were observed among four different SRTs of 2, 4, 6, and 8 days. High removal efficiency was achieved by continuous circulation of activated sludge over the immobilized mixture culture, which allowed on pH control, addition of nutrients, and removal of paint VOCs (volatile organic compounds). The results also showed that the removal efficiency for a given pollutant depends on the activity of microorganisms based on the SRT. As the SRT increased gradually from 2 to 8 days, the average removal performance decreased. The highest removal rate was achieved at the SRT of 2 days at which the highest OUR (oxygen uptake rate), $6.1mg-O_2/liter-min$ was measured. Biological activity in the recycle microbes decreased to a much lower level, $3.6mg-O_2/liter-min$ at a SRT of 8 days. It is thus believed that young microorganisms were more active and more efficient for the VOCs removal of low concentrations and high flow rates. The apparent correlation of $R^2=0.996$ between the average removal efficiency and the average OUR at each SRTs suggests that VOCs degradation by young cells significantly affected the overall removal efficiency for the tested SRTs.

• 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.

• 청정기술
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• 제13권1호
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• pp.1-15
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• 2007

미생물을 이용하여 생물분해 가능한 휘발성유기물질과 악취물질을 처리하는 생물학적 대기오염처리 기술은 기존의 일반적으로 사용되고 있는 방법에 비해 상대적으로 최근에 개발된 방법이다. 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 처리방법은 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. 생물학적 방법중 생물여과법, 생물살수여과법, 생물세정법 세가지 방법이 널리 이용되고 있다. 이들 방법중 생물여과법이 가장 많이 이용되고 있으나 실제 적용에 있어 여러 제약이 있어 이를 해결하기 위한 생물학적 방법들에 대한 연구가 수년 전부터 수행되어 왔다. 생물살수여과법은 생물여과법에 비해 다소 복잡하나 난분해성 물질이나 분해과정에서 산이 생성되는 경우 효과적으로 이용될 수 있다. 본 연구에서는 대기오염제어를 위한 생물여과법, 생물살수여과법, 생물세정법의 기본원리와 이론 및 실용적 내용을 다루었다. 특히 생물학적 방법들의 운전 인자와 성능에 미치는 영향인자 및 비용평가 등에 대해 조사 분석하였으며, 생물살수여과법에 대해서는 좀 더 집중적으로 고찰하였다.