• 청정기술
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• 제18권2호
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• pp.209-215
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• 2012

분말활성탄과 제올라이트가 담지된 폴리우레탄 담체를 충진한 파일롯 규모의 바이오필터를 이용하여 암모니아와 황화수소의 처리 성능을 평가하였다. 약 10개월간 하수처리장 슬러지 농축조에서 발생하는 악취를 대상으로 바이오필터 유입 암모니아 농도는 0.1~1.5 $ppm_v$, 황화수소 농도는 2~20 $ppm_v$ 범위에서 운전되었다. 바이오필터의 공탑체류시간 3.6~5초 범위에서 초기 순응기간을 제외하고는 거의 모든 경우 100%에 가까운 악취 제거율을 보여주었다. 바이오필터에서의 기체흐름에 의한 압력손실도 매우 낮아 10개월 동안 최대 31 mm $H_2O$ 정도의 차압이 발생하였다. 이것은 본 연구에 이용된 바이오필터의 막힘이나 담체의 압착 현상이 거의 일어나지 않아 장기간의 운전에도 안정성을 확인할 수 있었다. 담체에 부착하여 서식하는 미생물군집은 바이오필터의 처리 성능에 중요한 영향을 미치는데 특히 암모니아나 황화수소를 제거하기 위한 암모니아 산화균과 황산화균의 분포가 중요하다. FISH (Fluorescence in Situ Hybridization) 방법으로 확인한 결과 질산화를 주관하는 암모니아 산화균인 Nitrosomonas sp.와 황산화균인 Thiobacillus ferroxidans가 검출되었다. 또한 바이오필터의 운전기간이 길어질수록, 그리고 악취의 유입부분이 유출부분에 비해 미생물 분포량이 더 많음을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제18권6호
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• pp.448-454
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• 2003

세 가지 다른 공극률을 가진 담체를 충전한 바이오필터에서 기상의 톨루엔 제거실험을 수행하였다. 유입 유량과 유입 농도의 변화에 따른 바이오필터의 제거성능을 조사하고 공극률에 따른 영향을 알아보았다. 15일 동안 수행된 실험을 통해 빠른 환경변화에 대한 각 바이오필터의 동특성을 파악할 수 있었다. 바이오필터 설계에 중요한 변수인 제거량은 BF2 (25 PPI)가 115g/㎥h로 가장 큰 값은 나타내었다. 이는 제거량과 밀접한 관련이 있는 미생물 균체량이 초기 고정화 단계에서 각 바이오필터가 공극의 크기별로 각각 다른 부착 특성을 가져서 그 양과 수분 함량에 영향을 주었기 때문이다. 과도한 바이오매스의 축적은 바이오필터 성능을 저하시키는 요인임을 확인할 수 있었고 초기에 담체의 공극률이 장기적인 바이오필터 운전에 있어서 일정한 공기 흐름을 주기 위해서 매우 중요한 변수로 작용함을 알 수 있었다. 마지막으로 폴리우레탄 폼 담체는 균일하고 충분한 공극을 제공하므로 미생물의 흡탈착이 유리하고 충분한 미생물 서식공간을 제공함으로써 많은 미생물을 담지할 수 있어 단일 담체로 상업적 적용 가능성을 가지고 있다고 사료된다.

• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2002년도 제35회 학술심포지움 및 춘계학술대회
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• pp.55-55
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• 2002

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2004년도 봄 학술발표회 발표논문집
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• pp.312-315
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• 2004

염색가공 공정에서 배출되는 염색폐수는 염색 가공공정이나 사용하는 염료등에 따라 폐수량과 성상의 변화가 심하기 때문에 처리에 많은 어려움이 있다. 일반적인 염색폐수 처리방법으로는 물리화학절인 응집침전법과 생물학적인 활성슬러지법을 단독 또는 조합하여 주로 사용하여 왔다. 그러나 최근에는 기존시설의 처리 향상을 위한 다각적인 기술개발이 시도되고 있으며 그 일환으로 본 연구에서는 활성탄을 담지한 폴리우레탄 담체를 개발하여 염색폐수를 처리하고자 하였다. 본 연구에서는 담체를 이용한 염색폐수의 생물학적 처리 시 여러 인자들, 즉 COD/N 비, DO 농도, 담체의 충진율 등의 영향을 조사하기 위하여 회분식 실험을 수행하였다. 또한 회분식 실험에서 얻은 최적조건을 이용하여 파일럿 실험도 함께 수행하였다. COD/N 비가 COD 제거에 미치는 영향을 살펴보기 위해 COD/N 비를 조절하지 않은 경우와 COD/N 비를 2-3으로 조절한 경우에 대해서 비교하였다. 실험결과 염색폐수의 초기 COD 농도가 1,000 ppm일 때, 처리 후 COD 농도는 COD/N 비를 조절하지 않았을 경우 860 ppm (제거효율 ＝ 18%), COD/N 비가 2일 경우 550ppm (제거효율 ＝ 52%), COD/N 비가 3의 경우 390 ppm (제거효율 ＝ 57%)으로 각각 나타났다. DO 농도가 COB 제거에 미치는 영향을 알아보고자 DO 농도를 1, 6, 7 mg/L로 변화시켰다. 그 결과 DO의 농도가 1 mg/L일 경우 COD 제거효율은 20% 정도였으나, DO 농도가 6 mg/L이상에서는 모두 80%에 가까운 제거효율을 나타내었다. 담체 충진율의 경우, 10% 충진시 40%, 20% 충진시 50%, 30% 충진시 70%의 제거효울을 각각 나타내었다. 회분식 실험에서 얻은 최적조건으로 파일럿 반응기를 100일 이상 운전한 결과 염색폐수의 COD 농도변화는 1,000ppm에서 380ppm로 평균 60%이상 제거되는 높은 효율을 보였다. 또 담체 첨가의 영향을 살펴보기위해, 담체를 충진하지 않은 조건에서 파일럿 반응기를 운전한 결과 평균 COD 제거율은 50%로 비교적 낮은 효율을 보였다.

• KSBB Journal
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• 제21권1호
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• pp.34-41
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• 2006

본 악취제거용 바이오필터에 필요한 담체에 대하여 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 합성악취가스의 조성이 MEK 250 ppm을 바이오필터에 통과시켰을 때, 폴리프로필렌 섬유상은 $586.6g-MEK/m^3\;hr$로 실험담체 중에서 최고 제거량을 나타내었다. 폴리우레탄 담체는 $359.7g-MEK/m^3\;hr$을 제거용량을 나타내었다. 화산석 담체의 제거량은 $56.2g-MEK/m^3\;hr$으로 평가되었다. 본 연구에서 사용한 담체 중에서 MEK 제거에 사용될 수 있는 최적의 담체로는 폴리플로필렌 섬유상 담체로 평가되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제14권11호
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• pp.1027-1033
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• 2005

The treatment of styrene vapor was carried out using the biofilter packed with loess/polyurethane composite during continuous operation of 74 days. The microorganisms were adapted within 2-3 days under the experimental conditions of inlet concentration and empty bed contact time (EBCT). At 200 sec of EBCT, the removal efficiency of styrene was 100\% with 200 ppmv of inlet concentration, while $92\%$ with 400 ppmv of inlet concentration. The biofilter showed the stable removal efficiencies of over $74\%$ under the EBCT range from 300 to 75 sec at the 150 ppmv of inlet styrene concentration. The maximum capacity of styrene removal for the biofilter packed with loess/polyurethane was $29g/m^3/hr$. During continuous operation of 74 days, pH of the drain water changed slightly and the pressure drop through the biofilter column was below $45\;mmH_2O/m$.

• 한국환경과학회지
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• 제13권1호
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• pp.47-53
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• 2004

A biofiltration system using activated carbon/polyurethane composite as solid support inoculated with Bacillus sp. was developed for treating a gaseous stream containing high concentrations of H$_2$S. The effects of operating condition such as the influent H$_2$S concentration and the empty bed contact time (EBCT) on the removal efficiency of H$_2$S were investigated. The biofilter showed the stable removal efficiencies of over 99 ％ under the EBCT range from 15 to 60 sec at the 300 ppmv of H$_2$S inlet concentration. When the inlet concentration of H$_2$S was increased, the removal efficiencies decreased, reaching 95 and 74％, at EBCTs of 10 and 7.5 sec, respectively. The maximum elimination capacity in the biofilter packed with activated carbon/polyurethane composite media was 157 g/m$^3$/hr.

• 청정기술
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• 제13권2호
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• pp.122-126
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• 2007

Polyurethane, PVA(polyvinyl alcohol)와 지렁이 분변토를 혼합하여 제작한 bio-carrier를 충전한 바이오필터(biofilter)를 이용하여 $NH_3$ 악취를 제거하였다. SV(Space velocity)가 50 $h^{-1}$인 조건에서 $NH_3$ 농도를 $4\;{\sim}\;454\;ppmv$로 증가시켰을 때 출구로부터 $NH_3$가 검출되지 않았다. 또한 $NH_3$ 가스의 조건을 $50{\sim}400\;h^{-1}$로 설정하여 각각의 조건에서 $NH_3$농도를 점진적으로 증가시켜 $NH_3$ 가스의 제거효율을 알아보았다. 악취가 공급되는 조건 중 SV $50\;h^{-1}$에서 $NH_3$의 최대 유입부하량은 $11.38\;g-NH_3{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$로 100%의 제거효율을 나타냈으며, SV $100\;h^{-1}$에서는 $34.42\;g-NH_3{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$에서 100%의 제거효율을 나타냈다. SV 300 $h^{-1}$에서 $NH_3$ 최대 부하량은 $71.28\;g-NH_3{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$이었으며, 제거효율은 99.85%로 나타났다.

• 한국환경과학회지
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• 제15권6호
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• pp.513-525
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• 2006

In recent decades, biofiltration has been widely accepted for the treatment of contaminated air stream containing low concentration of odorous compounds or volatile organic compounds (VOCs). In this study, conventional biofilters packed with flexible synthetic polyurethane (PU) foam carriers were operated to remove toluene from a contaminated air stream. PU foams containing various amounts of pulverized activated carbon (PAC) were synthesized for the biofilter media and tested for toluene removal. Four biofilter columns were operated for 60 days to remove gaseous toluene from a contaminated air stream. During the biofiltration experiment, inlet toluene concentration was in the range of 0-150 ppm and EBRT (i.e., empty bed residence time) was kept at 26-42 seconds. Pressure drop of the biofilter bed was less than 3 mm $H_2O/m$ filter bed. The maximum removal capacity of toluene in the biofilters packed with PU-PAC foam was in the order of column II (PAC=7.08%) > column III (PAC=8.97%) > column I (PAC=4.95%) > column IV (PAC=13.52%), while the complete removal capacity was in the order of column II > column I > column III > column IV. The better biofiltration performance in column II was attributed to higher porosity providing favorable conditions for microbial growth. The results of biodegradation kinetic analysis showed that PU-PAC foam with 7.08% of PAC content had higher maximum removal rate ($V_m$=14.99 g toluene/kg dry material/day) than the other PU-PAC foams. In overall, the performance of biofiltration might be affected by the structure and physicochemical properties of PU foam induced by PAC content.

• KSBB Journal
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• 제24권1호
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• pp.47-52
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• 2009

본 연구는 폴리우레탄 입방체 (20 mm W ${\times}$ 20 mm L ${\times}$ 20 mm H)를 담체로 사용하고 자동교반장치가 장착된 pilot-scale 의 바이오필터 (1750 mm W ${\times}$ 2750 mm L ${\times}$ 2000 mm H)를 정밀화학공정 현장에 설치하여 30 일간 막힘 현상 등 제반 문제없이 성공적으로 가동하였다. 정밀화학공정에서 발생하는 가스에 함유된 ethyl alcohol, ethyl acetate 및 악취의 제거효율이 각각 95%, 95% 및 90%이었다. 반면 dichloromethane은 체류시간이 60초로 길어진 이 후에도 50% 이하에 머물렀다. 전체 데이터 중에서 유입공기내의 VOC 농도가 600 ppm이하인 조건인 경우만 따로 보았을 때 체류시간 36${\sim}$60초의 가스공급조건에서 ethyl alcohol은 운전초기부터 91%를 전후한 제거율을 보였고, 체류시간 60초에서는 고농도 유입조건에서도 95%를 상회하는 제거율을 보였다. Ethyl acetate 는 초기에는 제거효율이 낮았으나 체류시간이 60초로 길어졌을때 95%전후의 높은 제거효율을 나타내었다. 악취 또한 90% 전후한 높은 제거율을 나타내었다. 유입가스의 농도가 심하게 변화하고 순간적으로 고농도 (최고 3500 ppm)로 유입됨에도 불구하고 매우 높은 제거율 (1038 $g/m^3{\cdot}h$)을 나타냄으로서 본 연구에서 사용한 pilot-scale 바이오필터의 성능이 우수하다는 것을 입증하였다.