• 한국대기환경학회지
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• 제21권6호
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• pp.667-673
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• 2005

An EBeam (electron beam)-catalyst coupling technique has been developed to control aromatic volatile organic compounds (VOCs) by annexing the catalyst with already existing EBeam technology. In this study, toluene emitted from various industrial coating processes was selected as a representative VOC. The concentration of toluene of concern was 200 ppm. There was an increase in the removal efficieny of toluene by increasing the absorbed dose (kGy) in the EBeam-only and the EBeam-catalyst coupling systems. Compared to EBeam-only system under the same existing EBeam-Pt $1\%$ coupling conditions, EBeam-Pt $1\%$ coupling system revealed 36, 29, 30$\%$ increase in toluene treatmenet at (5, 6.7, 8.7 kGy), respectively. In addition, $O_{3}$ was decreased and CO, $CO_{2}$ were increased by increasing the absorbed dose (kGy) in the EBeam-catalyst (Pt $1\%$, Cu $1\%$) coupling systems. Therefore, it was concluded that the EBeam-catalyst coupling system had a synergy effect on toluene control, compared to the EBeam-only system.

• 대한환경공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1218-1224
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• 2008

본 연구는 yeast의 한 종류인 Candida tropicalis 배양액을 유동상 반응기 형태로 운전하여 대표적인 휘발성유기화합물인 톨루엔의 제거효율을 향상시키기 위해 수행되었으며, 톨루엔 흡착과 물질전달 능력을 동시에 향상시키기 위해서 생물반응기의 유동상 물질로는 입상활성탄(GAC)을 사용하였다. 효모를 적용한 GAC 유동상반응기는 유입 톨루엔 부하 13.1$\sim$37.4 g/m$^3$-hr 범위에서 50$\sim$80%의 처리효율을 나타내었다. 또한 톨루엔 유입부하 291 g/m$^3$-hr 조건에서 최대분해능 172 g/m$^3$-hr을 얻어, 본 연구의 GAC 유동상반응기가 안정적이면서도 높은 처리효율을 나타낼 수 있음을 확인하였다. 충격부하 실험에서는 유입농도의 갑작스런 변화에도 일정하게 처리효율을 유지함으로써, 유입농도의 변화에도 안정적인 반응기 운전이 가능하다는 것을 알 수 있다. 최대분해능실험 결과 유입농도가 2배 이상 증가하였으나 처리효율은 일정하게 유지되었으며, 유입된 톨루엔이 GAC에 먼저 흡착된 후 천천히 탈착되어 효모에 의해 분해됨을 확인하였다. 따라서 유동상으로 투입된 GAC가 톨루엔의 물질전달을 향상시켜 미생물반응기의 전체 처리효율을 증가시켰다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권11호
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• pp.1161-1169
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• 2008

생물학적 처리방법인 biofiltration을 이용하여 1차 기질 toluene의 존재여부에 따른 TCE와 PCE의 제거율을 비교하였다. 그리고 TCE와 PCE의 제거과정에 관련된 미생물의 군집변화를 조사하였다. TCE와 PCE혼합증기 제거율을 순치시킨 슬러지를 메디아 표면에 부착한 biofilter B를 이용해서 1차 기질로서 toluene증기 공급이 없는 상태에서 TCE/PCE 혼합증기제거율을 조사하고 또한 toluene증기로 순치시킨 슬러지를 부착한 별도의 biofliter A에서 1차 기질로서 toluene증기를 공급하는 상태에서 TCE/PCE 혼합증기의 제거율을 조사한 결과 (i) biofilter운전초기에는 PCE제거율이 TCE제거율보다 현저히 높지만, biofilter운전 지속기간의 증가에 따라 두 물질의 제거율이 증가하다가 나중에는 두 가지 물질의 제거수준이 비슷해진 상태에서 정체되는 경향이 있고, 1차 기질로서 toluene증기를 공급하지 않은 경우가 공급한 경우보다 현저히 TCE/PCE 제거율이 높으며, 두 물질의 생물여과에 의한 제거율이 동등수준에 도달하는 시간이 1차 기질을 공급하는 경우에 공급하지 않는 경우보다 빠르게 도달하였다. 이 실험은 (ii)일부의 toluene 분해 미생물이 TCE와 PCE 증기 등 염소화 휘발성 유기물 증기의 분해에도 관여하고, TCE/PCE 증기의 생물학적 저감과정에서 공동대사가 반드시 필요하지는 않는 것임을 시사한다. DGGE밴드의 16S rDNA의 염기서열을 결정한 결과 (i) uncultured alpha proteobacterium, uncultured Desulfitobacterium sp., uncultured Rhodobacteraceae bacterium, Cupriavidus necator, Pseudomonas putida 등이 toluene 분해 미생물들이었고 (ii) alpha proteobacterium HTCC396이 TCE 제거미생물이고, (iii) Desulfitobacterium sp.이 PCE 분해에 관여하는 것으로 추정된다. (iv) 특히 uncultured Desulfitobacterium sp.은 toluene뿐만 아니라 다양한 염소계 화합물을 제거시킬 수 있는 미생물임이 확인되었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제11권1호
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• pp.1-13
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• 2006

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 adsorbents (e.g., zeolite, sepiolite, dolomite and barite) were synthesized for the biofilter media and their adsorption characteristics of toluene were determined. Adsorption capacity of PU-adsorbent foam was in the order of PU-dolomite ${\approx}$ PU-zeolite > PU-sepiolite > PU-barite. During the biofiltration experiment, influent toluene concentration was in the range of 0-160 ppm and EBRT (i.e., empty bed residence time) was 45 seconds. Pressure drop of the biofilter bed was 4-5 mm $H_2O/m$ column height. The maximum removal capacity was in the order of PU-dolomite > PU-zeolite > PU-sepiolite > PU-barite, while the complete removal capacity was in the order of PU-dolomite > PU-sepiolite > PU-zeolite > PU-barite. The better biofiltration performance in PU-dolomite foam was because PU-dolomite foam had lower density and higher porosity than the others providing favorable conditions for microbial growth. The results of biodegradation kinetic analysis showed that PU-dolomite foam had higher maximum removal rate ($V_m\;=\;11.04\;g$ toluene/kg dry material/day) and saturation constant ($K_s\;=\;26.57\;ppm$) than the other PU foams. This supports that PU-dolomite foam was better than the others for biofilteration of toluene.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.80-86
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• 2013

본 연구에서는 광촉매담지 실리카담체 카트리지를 장착한 광촉매반응기시스템을 활용하여 악취 가스인 황화수소 및 휘발성유기화합물(VOC)인 에탄올 및 톨루엔이 함유된 폐가스처리를 수행하고, 그 연구결과를 상용 광촉매담지 부직포필터 카트리지를 장착한 광촉매반응기시스템을 활용한 연구결과와 비교 및 평가하였다. 광촉매담지 실리카담체 카트리지를 장착한 광촉매반응기시스템의 경우는 1단계 운전에서 에탄올 및 톨루엔의 제거율은 각각 80% 및 20% 값을 계속 유지하였으나, 에탄올의 제거율은 톨루엔과 다르게 점점 떨어져서 1단계 끝에는 제거율 40% 값을 보였다. 한편 황화수소의 제거율은 100%에서 90%로 감소하였다. 에탄올의 제거율은 2단계 운전에서 10% 값을 보여서 더욱 감소하였으나, 황화수소 및 톨루엔 제거효율은 처리대상 폐가스의 톨루엔 부하가 4배로 급격히 증가하였음에도 불구하고 제거효율이 각각 90% 및 20% 값을 그대로 유지하였다. 3단계 운전은 알루미늄 코팅된 반사막필름을 광촉매반응기에 사용한 결과로서, 에탄올 및 톨루엔의 제거율은 각각 약 5%가 증가한 15% 및 25%의 제거율을 보였다. 한편 광촉매담지 부직포필터 카트리지를 장착한 광촉매반응기시스템의 에탄올, 황화수소 및 톨루엔 제거율은 1단계 운전에서 각각 10%, 97% 및 100% 값을 유지하였다. 그러나 2단계 운전에서 에탄올, 황화수소 및 톨루엔 제거율은 각각 5%, 95% 및 2~3% 미만의 제거율을 보여서 에탄올과 황화수소는 제거율이 약간 저하되었으나 톨루엔의 경우에는 완전 제거에서 급락하였다. 또한 에탄올, 황화수소 및 톨루엔 모든 경우에서 반사막필름의 효과를 전혀 보지 못하였다. 따라서 상용 광촉매담지 부직포필터 카트리지를 장착한 광촉매반응기시스템에서 에탄올, 황화수소 및 톨루엔 제거는 부직포필터의 혐수성 VOC에 대한 흡착능에 주로 기인하였고, 광촉매 활성에 의한 제거는 광촉매담지 실리카담체 카트리지를 장착한 광촉매반응기시스템보다 훨씬 미미하였다.

• 환경영향평가
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• 제15권6호
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• pp.417-423
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• 2006

The purification ability of indoor plants for volatile organic compounds was investigated. Philodendron selloum and Spathiphyllum sp. were tested for removal of toluene and trichloroethylene in the artificially contaminated reactor under laboratory conditions. Each plant was placed in right side of the reactor and the TCE and toluene concentration change with time were monitored. In the reactor with Philodendron, the TCE concentrations of left and right sides were compared to examine the removal effects by plant. In the reactor with Spathiphyllum, air was circulated before sampling, and thus average removal effects by plants on target VOC were observed. Both plants showed clear effects on removal of VOCs from contaminated indoor air. The removal efficiency of Philodendron and Spathiphyllum were similar and showed 30 - 46% and 31 - 47% of purification effects, respectively. The results of this study showed that air purification using plants is an effective means of reduction on indoor VOCs concentration level and reduce related health risk though, supplementary purifying aids or proper ventilation were also suggested.

• Environmental Engineering Research
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• 제25권2호
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• pp.171-177
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• 2020

Removal through adsorption is the most widely used and effective treatment method for volatile organic compounds (VOCs) in exhaust gases. However, at high temperatures and humidity, adsorption is competitive due to the presence of moisture and unsmooth physical adsorption thereby deteriorating adsorption performance. Therefore, water adsorption honeycomb (WAH) and VOCs adsorption honeycomb (VAH) were prepared to improve VOCs adsorption at high temperatures and humidity. Adsorbed toluene amounts on single honeycomb (SH), containing only VAH, and combined honeycomb (CH), containing WAH and VAH, were determined. Further, the toluene adsorption rates of honeycomb adsorbents mounted on rotary systems, VAH-single rotor (SR) and WAH/VAH-dual rotor (DR) were determined. Toluene adsorption by WAH/VAH-CH (inlet temperature: 40-50℃; absolute humidity: 28-83 gH₂O/kg-dry air) was 1.6 times that by VAH-SH, and the water adsorption efficiency of WAH/VAH-CH was 1.7 times that of VAH-SH. The adsorption/removal efficiency of the WAH/VAH-DR (inlet temperature: 45℃; absolute humidity: 37.5 gH₂O/kg-dry air) was 3% higher than that of VAH-SR. This indicates that the WAH at the rotor inlet selectively removed water, thereby improving the adsorption efficiency of the VAH at the outlet.

• KSBB Journal
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• 제15권5호
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• pp.469-473
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• 2000

본 연구는 실험실 규모의 biofilter를 이용하여 공기 중에 혼합되어 있는 대표적인 휘발성 유기화합물인 toluene기체를 제거하는 실험이다. 생물여과실험은 일반적인 조건하에서 오 염된 공기를 바이오필터의 상단으로부터 하단으로 흐르게 하 여 수행하였다. 반웅기 컬럼의 내부는 peat와 calstone (부피 비 5:3) 혼합물로 충진 되었으며, 충진재는 반응기에 채우기 전에 미생물 (Pseudomonas putida type A)과 잘 혼합하였다. 접종된 미생물은 충진 고체충에 고정화되어 생물막을 형성하 게 된다. 바이오필터는 다양한 툴루엔 농도와 유속조건에서 약 90일 이상 운전 되었으며, 최대 제거량은 유입 toluene량 $30 g/m^3hr$에서 $20 g/m^3hr$임을 알 수 있었다. 오염왼 공기는 체류시간 1-2 min에서 제거율이 20-90%끼지 변화하는 것을 보여 주었다 한편 운전중에 발생하는 압력강하는 $1.062 cmH_2O/m$ 정도로서 반응기 전체를 통하여 무시할 수 있을 정도로 낮았다.

• 자원환경지질
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• 제34권3호
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• pp.301-306
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• 2001

계면활성제를 이용한 오염복원에 있어서 제거효율에 영향을 주는 계면활성제 용액 pH의 최적범위를 조사하기 위하여 주상실험이 수행되었다. 톨루엔과 1,2,4-trichlorobenzene이 소수성 유기 화합물로서 선택되었다. 4%(v/v)의 sodium diphenyl oxide disulfonate(DOSL), trideceth-19-carboxylic acid(TDCA), octylphenoxypoly ethosye-thanol(OPEE)을 사용하여 두 종류의 아이오와 토양(Fruitfield sand, Webster clay loam)에 대한 용출실험을 수행하였다. 실험결과, 톨루엔과 1,2,4-trichlorobenzene의 제거효율은 계면활성제 용액 pH 10에서 나타났고, Furifield 사질토양에서 DOSL을 이용한 경우 최대 제거효율은 각각 94%, 97%였다. Fruitfield 사질토양에서 DOSL을 사용한 경우, pH 조절에 의하여 증가된 톨루엔과 1,2,4-trichlorobenzene의 제거효율은 각각 16%와 20%였다. Webster clay loam에서 DOSL을 이용한 경우 최대 제거효율은 각각 89%, 93%였다. Webster clay loam에서 DOSL을 사용한 경우, pH 조절에 의하여 증가된 톨루엔과 1,2,4-trichlorobenzene의 제거효율은 각각 26%와 19%였다. 이러한 실험결과는 NAPLs로 오염된 토양을 복원하는데 있어서 계면활성제 용액의 pH를 높게 유지하는 것이 바람직하다는 것을 의미한다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.468-475
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• 2005

휘발성 유기화합물(VOCs)의 제거를 위한 담체충진형 바이오필터법은 운전이 용이하고 처리비용이 낮다는 장점에도 불구하고 낮은 운전성능과 막힘현상등의 문제를 안고 있다. 이에 대한 대안으로 계면활성제로 형성된 거품을 사용해 VOCs의 물질전달율과 분해효율을 향상시킨 미생물반응기(BFR)가 제안되었다. 본 연구는 VOCs 저감기술로서 BFR의 적용가능성을 확인하기 위하여 수행되었다. 우선, BFR에 사용될 계면활성제를 선정하기 위해, 4종류의 계면활성제를 대상으로 회분실험을 수행하였으며, 실험결과 TritonX-100이 미생물의 생분해도에 미치는 영향이 가장 적어 BFR에 적용하기 적합한 계면활성제로 판명되었다. 선정된 계면활성제를 BFR에 첨가하고, 반응기 내에 유입되는 가스의 체류시간과 톨루엔 유입부하량을 변화시키면서 반응기의 운전성능을 평가하였다. 가스체류시간이 0.5분에서 2분으로 증가하면서 반응기의 톨루엔 분해율도 50%에서 80%로 증가하였다. 그러나 톨루엔 유입부하량이 $38\;g/m^3/hr$에서 $454\;g/m^3/hr$으로 증가하면서 톨루엔 분해율은 70%에서 20%로 감소하였다. 본 실험에서는 BFR의 최대분해능은 $108\;g/m^3/hr$로 나타나 기존 담체 충진형 바이오필터에 비해 높았으며, 따라서 BFR 시스템이 기존의 담체를 이용하는 생물학적 VOCs 저감기술에 대한 대안으로서 가능성이 있음을 알 수 있었다. 하지만, 높거나 낮은 가스유속에서 거품이 안정적으로 발생하지 않는 점 등은 여전히 해결해야할 과제로 남아있다.