• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제13권2호
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• pp.301-304
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• 2003

In this study, hydrogen sulfide ($H_2S$), ammonia ($NH_3$), and benzene, which represent the major odor from a natural leather process plant, were removed using a fluidized bed bioreactor and biofilter including Thiobacillus sp. IW and a MY microbial consortium. The critical removal rate was $12g m^{-3}h^{-1}\;for\;H_2S,\;11g m^{-3}h^{-1}\;for\;NH_3\;and\;28 g m^{-3}h^{-1}$ for benzene by the fluidized bed bioreactor, and $8.5g m^{-3}h^{-1}\;for\;H_2S\;7g m^{-3}h^{-1}\;for\;NH_3,\;and\;25 g m^{-3}h^{-1}$ for benzene in the biofilter. The average removal efficiency of $H_2S$, $NH_3$, and benzene by continuous operation for over 30 days with the fluidized bed bioreactor was $95{\pm}3\%,\;99{\pm}1\%,\;and\;98{\pm}5\%$, respectively, whereas that with the biofilter was $96{\pm}4\%,\;95{\pm}4\%,\;and\;97{\pm}3\%$, respectively. Therefore, the critical removal rate of $H_2S$, $NH_3$, and benzene was higher in the fluidized bed bioreactor, whereas the removal efficiency on the continuous operation was similar in both bioreactors.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권1호
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• pp.71-77
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• 2015

D염색공단의 폴리에스테르 알카리 감량폐수가 혼합된 실제 혼합염색폐수를 처리하기 위하여 Pseudomonas sp. 및 Bacillus cereus/thuringiensis를 고정한 폐타이어담체를 충전한 유동상 바이오필터를 운전하였다. 또한 유동상 바이오필터와 450 W의 UV/광촉매반응기를 결합한 하이브리드 재순환시스템을 구축하여 stage I에서는 UV/광촉매반응기를 바이패스하고 유동상 바이오필터만을, stage II-i, ii, iii에서는 하이브리드 재순환시스템을 각각 운전하였다. 유동상 바이오필터만을 사용하였을 경우에 $COD_{Cr}$ 및 색도 제거효율은 각각 75~80% 및 67%를 나타내었다. 한편 하이브리드 재순환시스템 운전에서 stage I에서 stage II-i로 전환되었을 때에 UV/광촉매산화공정의 $COD_{Cr}$ 제거율이 20~30%에 달하여 총 $COD_{Cr}$ 제거율은 75%로부터 80~85%까지 제고되었다. 한편 stage I에서 stage II-i로 전환되었을 때에 UV/광촉매산화공정의 색도제거율은 0~5%에 불과하였으나 총 색도제거율은 45~65%로부터 65~70%까지 제고되었다. 색도 제거에서는 $COD_{Cr}$ 제거와 다르게 UV/광촉매산화공정에 의하여 유동상 바이오필터의 효율이 제고되어서 하이브리드 재순환시스템의 시너지효과가 나타났다. 또한 색도제거에서는 $COD_{Cr}$ 제거와 다르게 반송비 증가에 따른 광촉매 비활성화가 관찰되지 않았고, $COD_{Cr}$ 제거에서 반송비 증가에 따른 광촉매 비활성화는 비가역적으로 관찰되었다.

• 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.

• 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.

• 한국양식학회지
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• 제18권4호
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• pp.280-286
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• 2005

순환여과 사육시스템에서 유동층 여과조의 적정 유동조건을 구명하기 위하여 메디아 유동을($50\%,\;100\%$), 수은($15^{\circ}C,\;25^{\circ}C$) 및 암모니아 부하량(2 mg/L, 5 mg/L) 차이에 따른 암모니아 제거율을 조사하였다. 유동층 여과 시스템은 직경 8.3 cm, 높이는 2.0 m의 원통형으로 상부는 여과재료의 유동 비율의 조절이 용이하며 육안적으로 관찰이 가능한 아크릴관을 이용하였고 하부는 PVC 재질로 제작하였다. 유동층 여과 시스템의 여과 메디아로 직경 0.5$\pm$0.1mm 크기의 모래와 제올라이트 입재를 각각 5.4 L씩 여과조에 넣었다. 유동층 여과조의 암모니아 제거 능력은 암모니아 부하량에 따라 부하량이 적은 2 mg/L 실험구에 비해 부하량이 큰 5 mg/L실험구에서 암모니아 제거 효율이 높았고, 여과 메디아 별로는 제올라이트 메디아가 모래 메디아에 비해 암모니아 제거율이 높았다. 수은에 따른 유동층 여과 시스템의 암모니아제거 능력은 수은이 높은 $25^{\circ}C$ 가 수온이 낮은 $15^{\circ}C$에 비해 암모니아 제거율이 높았으며, 메디아의 유동율에 따른 유동층 여과조의 암모니아 제거율은 유동을 $50\%$가 유동을 $100\%$에 비해 높았다. 이상의 결과로부터 유동층 여과조의 운용조건이 수온 $25^{\circ}C$, 암모니아부하량이 5 mg/L이고 여과메디아의 유동율이 $50\%$일 때, 유동층 여과조의 일간 암모니아 제거량은 $80.6{\~}210.6g/m^3$으로 산정되었다.

• KSBB Journal
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• 제19권3호
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• pp.206-209
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• 2004

벤젠의 제거에 효과적인 MY 혼합균주를 획득하였으며, 이중 우점종은 Rhodococcus ruber DSM 43338T로 밝혀졌다. MY 혼합균주가 함유된 유동층 생물반응기는 벤젠에 대한 임계 제거율 (critical removal rate)은 32 g/㎥ h로 나타났으며, 17일간의 연속가동에서도 안정적인 처리효율을 보여주어서, 벤젠의 제거에 뛰어난 성능을 보여주었다.

• 한국수산과학회지
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• 제38권6호
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• pp.347-352
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• 2005

These experiments investigated the conditioning pattern and the nitrification efficiency of a fluidized sand biofilter (FSB) for seawater application. The FSB fed artificial nutrient was fully conditioned within 22 weeks. The maximum nitrification efficiency of the FSB was achieved at a superficial water velocity (SWV) of 1.0 cm/sec. After fixing the superficial water velocity at 1.0 cm/sec, the nitrification rates of the FSB were assessed at 3 total ammonia nitrogen (TAN) loading rates (250, 500, 1,000 g TAN/$m^3$/day) and 3 water temperatures (12, 16, $20^{\circ}C$). The TAN concentration in the simulated culture tank ranged from 2.87 to 9.72 mg/L at TAN loading rate of 1,000 g TAN/$m^3$/day, while that ranged from 0.45 to 1.26 mg/L at TAN loading rate of 500 g TAN/$m^3$/day. The ranges of TAN concentration in the former were too high for aquatic organisms and those in the latter were acceptable. Therefore, the safe TAN loading rate for the FSB in seawater conditions was decided as 500 g TA/$m^3$/day. From these results, daily TAN removal rates (g TAN/$m^3$/day) of FSB under conditions of inlet TAN concentration (C, mg/L) and water temperature (T, $^{\circ}C$) were calculated by the following non-linear multi-regression equation: TAN removal rate: f(z)=-1,311.295+655.714LnT+225.775LnC ($r^2=0.962$).

• 한국양식학회지
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• 제13권2호
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• pp.137-145
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• 2000

삼상 유동층 반응조의 수처리 효율을 검토하기 위해 해수 순환여과 시설을 운전하였다. 수처리 시스템은 유동층 반응조, 카트리지 필터, 오존접촉조로 구성되어 있고, 전체 운전기간동안 사육조내 수질인자별 평균농도는 각각 COD 9mg/L, 총암모니아(TAN) 0.22mg/L, 아질산성 질소 0.05mg/L, 질산성 질소 20mg/L, 탁도 3.64 NTU, SS 9.5mg/L, pH 7.6, 알칼리도 70mg/L 등으로 나타나 양호한 수질조건을 유지할 수 있었다. 유동층 반응조의 TAN 부하량 범위는 4.3~32.9 g/$m^3$/day였고, 평균 제거율은 20 g/$m^3$/day으로 나타났다. 각 반응조의 TAN 제거율은 47~60%로 나타나 해수에서도 효과적인 암모니아 제거 특성을 나타내었다. 또한 유출수의 비이온성 암모니아 농도는 0.002 mg/L이하로 유지 할 수 있었다

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제14권4호
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• pp.371-378
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• 2011

Juvenile red seabream (mean body weight 29.0 g) were reared in recirculating culture systems with three different biofilter media, sand (SF), polystyrene microbeads (PF), and Kaldnes beads (KF). The efficiencies of the three different biofilter media were also tested. The SF was fluidized, and the PF and KF were trickled. All treatments were duplicated. The volumetric removal rates of total ammonia nitrogen by SF, PF, and KF were 193.8, 183.9, and 142.6 g $m^{-3}day^{-1}$, respectively, and those of nitrite nitrogen ($NO_2$-N) were 113.4, 105.9, and 85.8 g $m^{-3}day^{-1}$, respectively. The TAN and $NO_2$-N removal rates of KF were lower than those of SF and PF (P < 0.05), but there was no significant difference in these rates between SF and PF (P > 0.05). Among the biofilters used, only KF showed total suspended solid (TSS) removal capacity. The TSS removal efficiencies of SF and PF were negative. The growth rates of fish in SF were significantly higher than those in KF but not higher than those in PF. There was no difference in growth rate between fish in PF and KF. The specific growth rate and feed conversion efficiency of red seabreams in KF were lower than those in SF and PF, but there were no significant differences between SF and PF. These results indicate that sand and polystyrene microbeads are recommended for red seabream culture in a recirculating system.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권6호
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• pp.837-845
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• 2017

D염색공단의 폴리에스테르 알카리 감량폐수 및 호발폐수가 혼합된 실제 종합염색폐수를 처리하기 위하여 D염색공단의 종합폐수처리장 반송슬러지를 고정한 폐타이어담체를 충전한 재순환 유동상 바이오필터와 소성된 $TiO_2$ 코팅-glass bead를 광촉매담체로 적용한 UV/광촉매반응기를 결합한 재순환 통합시스템을 구축하여 운전하였다. 그 결과로서 재순환 통합시스템의 총 $COD_{cr}$ 제거율과 총 색도 제거율 추이는 각각 약 81% 및 55% 정도를 유지하였다. 이러한 재순환 통합시스템의 총 $COD_{cr}$ 및 총 색도 제거율의 제고효과는 각각 최대 약 7% 및 3%로 평가되었다. 재순환 통합시스템의 유동상 바이오필터 및 광촉매반응공정은 총 제거율에 대한 상대기여도로서 각각 총 $COD_{cr}$ 제거율의 약 94% 및 6%를 처리하고, 총 색도 제거율의 약 86% 및 14%를 처리하였다. 이와 같이 재순환 통합시스템의 광촉매반응공정에서는 총 제거율에 대한 색도 제거율의 상대기여도가 $COD_{cr}$ 제거율의 상대기여도보다 약 2.4배 정도 컸다. 따라서 본 연구의 재순환 통합시스템에서 광촉매반응공정은 $COD_{cr}$ 제거보다 아조결합과 같이 염료에서 색을 나타내는 화학결합을 깨는 역할에 더욱 효율성이 있었다. 또한 본 연구의 재순환 통합시스템에서 각 단위공정들의 $COD_{cr}$ 및 색도 제거율이, 재순환 통합시스템의 총 $COD_{cr}$ 및 색도 제거율에 미치는 영향에 대한 모델식과 대수적 상관관계를 구하고 분석하였다.