선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
가설 설정
- 3. Both Cgo and Q denote feed concentration (ppmv) and air flow rate, respectively.
제안 방법
- 1. The direction of waste air-supply to a biofilter system with improved design has been reversed at the 8th stage of each biofilter with improved design (Rreactor) run (The directions of bottom-up and top-down were reversed to those of top-down and bottom-up, respectively).
- 1과 2 와 같은 2단의 바이오필터 2개로 구성된 개선된 바이오필터시스템 (φ=5 cm; 유효높이 40 cm×2)과 전통적 바이오필터를 각각 구축하였으며 참고문헌[9]의 구성과 같다.
- Figs. 1과 2와 같은 개선된 바이오필터시스템(이하 R반응기)과 같은 유효부피의 전통적 바이오필터(이하 L반응기)를 각각 Table 2와 같은 실험조건으로 30℃에서 운전하여 에탄올과 황화수소를 함유한 폐가스를 처리하는 성능평가를 수행하였다. 바이오필터 각 단의 바닥으로부터 8 cm 위치에 sampling port를 설치하여 전통적인 4단의 바이오필터 및 개선된 바이오필터시스템의 각 단에서의 황화수소 및 에탄올 처리농도를 100일 동안 분석 관찰하였다.
- 1과 2와 같은 개선된 바이오필터시스템(이하 R반응기)과 같은 유효부피의 전통적 바이오필터(이하 L반응기)를 각각 Table 2와 같은 실험조건으로 30℃에서 운전하여 에탄올과 황화수소를 함유한 폐가스를 처리하는 성능평가를 수행하였다. 바이오필터 각 단의 바닥으로부터 8 cm 위치에 sampling port를 설치하여 전통적인 4단의 바이오필터 및 개선된 바이오필터시스템의 각 단에서의 황화수소 및 에탄올 처리농도를 100일 동안 분석 관찰하였다. 바이오필터 운전 1~7단계에서 Fig.
- 본 연구에서는 part 1[9]에서 제안한 입상활성탄, compost 및 폐타이어담체를 구성된 미생물담체로 충전한 바이오필터를 압력강하를 낮추기 위하여 상하로 나누고 처리할 악취 및 VOC를 함유한 폐가스 유량을 반으로 나누어서 위 바이오필터는 bottom-up으로, 아래 바이오필터는 top-down으로 공급하고 주기적으로 각각 topdown 및 bottom-up으로 폐가스 공급 방향을 바꾸는 개선된 바이오필터설계를 이용한 바이오필터시스템의 악취 및 VOC의 제거거동 및 제거효율 등을 관찰하고, 처리할 악취 및 VOC를 함유한 폐가스 공급방향이 일정한 전통적 바이오필터의 경우의 악취 및 VOC의 제거거동 및 제거효율 등과 비교하였다.
이론/모형
- 악취 및 VOC를 함유한 폐가스의 바이오필터 처리효율을 평가하기 위하여, 바이오필터의 에탄올과 황화수소 제거효율(removal efficiency)을 식 (1)에 준하여 계산하였다.
성능/효과
- R반응기 에탄올 제거효율이 R반응기 운전 초기부터 7단계까지는 에탄올 제거효율이 100%를 유지하였으나 운전 8단계에 도달하여 처리가스의 에탄올농도가 약 81 ppm으로 증가하여서 Fig. 8과 같이 에탄올 제거효율이 96%로 감소하였다. 한편 R반응기로 투입되는 에탄올 부하(inlet load)와 에탄올 제거용량(elimination capacity)의 관계를 Fig.
- R반응기 운전 8단계에 도달하여 처리가스의 황화수소농도가 70 ppm으로 증가한 결과로서 황화수소 제거효율이 Fig. 14와 같이 R반응기 운전 초기부터 5단계까지는 황화수소 제거효율이 100%를유지하였으나 8단계에 도달하여서 황화수소 제거효율이 86%로 감소하였다. 한편 R반응기로 투입되는 황화수소 부하(inlet load)와 황화수소 제거용량(elimination capacity)의 관계를 Fig.
- R반응기의 운전조건이 L반응기와 마찬가지로 7단계와 8단계가 동일함에도 불구하고 운전 7단계와 8단계의 출구 처리가스의 에탄올농도에서 차이가 있었으나 그 차이가 약 114 ppm인 L반응기보다 적음이 관찰되었다. R반응기에서 그 차이가 L반응기보다 적은 현상은 본 연구의 part 1 [9]에서 관찰된 바와 같이 L반응기의 운전에서 운전 중반부에 압력강하가 발달한 피크가 있었고 또한 운전 7단계와 8단계에서 운전 전반부보다 약 3배 증가한 L반응기 압력강하 값이 운전 7단계와 8단계의 R반응기 압력강하 값보다 약 5배 정도 큰 영향 때문이라고 사료된다.
- 7에서와 같이 R반응기 운전 7단계까지는 출구 처리가스의 에탄올농도가 “영”에 가까울 정도로 매우 낮았으나 8단계에 도달해서는 출구 처리가스의 에탄올농도가 약 81 ppm이었다. R반응기의 운전조건이 L반응기와 마찬가지로 7단계와 8단계가 동일함에도 불구하고 운전 7단계와 8단계의 출구 처리가스의 에탄올농도에서 차이가 있었으나 그 차이가 약 114 ppm인 L반응기보다 적음이 관찰되었다. R반응기에서 그 차이가 L반응기보다 적은 현상은 본 연구의 part 1 [9]에서 관찰된 바와 같이 L반응기의 운전에서 운전 중반부에 압력강하가 발달한 피크가 있었고 또한 운전 7단계와 8단계에서 운전 전반부보다 약 3배 증가한 L반응기 압력강하 값이 운전 7단계와 8단계의 R반응기 압력강하 값보다 약 5배 정도 큰 영향 때문이라고 사료된다.
- 개선된 바이오필터시스템 운전 1~7단계 에서 바이오필터 유효높이가 낮은 순서는 Rup1< Rdn3< Rup2< Rdn4임에도 불구하고 각 단의 미생물 population 분포 차이로 인하여 정해진 시간에 각단에서 에탄올농도가 높은 순서가 Rdn3> Rup1> Rdn4> Rup2로 됨으로서 (Rup1과 Rdn3) 및 (Rup2와 Rdn4) 각각의 순서가 바뀌었다.
- 전통적 바이오필터반응기는 운전 8단계에 도달하여 황화수소 제거효율이 약 84%로 감소하였다. 개선된 바이오필터시스템은 운전 8단계에 도달하여서 황화수소 제거효율이 약 86%로 감소하여서 전통적 바이오필터반응기의 황화수소 제거효율보다 약 2% 가량 높았다. 따라서 개선된 바이오필터시스템의 제거효율은 에탄올과 황화수소 제거에 있어서 전통적 바이오필 반응기보다 각각 2% 제고되었음이 관찰되었다.
- 이 현상은 에탄올 흡착의 포화에 기인하지 않으며, 바이오필터운전이 에탄올에 대한 적정운전조 건인 중성 pH에서 수행되었으나 황화수소의 공급부하가 증가함에 따른 바이오필터 충전담체의 산성화에 기인한다고 해석된다. 개선된 바이오필터시스템은 전통적 바이오필터반응기와 마찬가지로 운전조건이 7단계와 8단계가 동일함에도 불구하고 운전 7단계와 8단계의 처리가스의 에탄올농도에서 차이가 있었으나 그 차이가 전통적 바이오필터보다 적었다. 개선된 바이오필터시스템 운전 1~7단계 에서 바이오필터 유효높이가 낮은 순서는 Rup1< Rdn3< Rup2< Rdn4임에도 불구하고 각 단의 미생물 population 분포 차이로 인하여 정해진 시간에 각단에서 에탄올농도가 높은 순서가 Rdn3> Rup1> Rdn4> Rup2로 됨으로서 (Rup1과 Rdn3) 및 (Rup2와 Rdn4) 각각의 순서가 바뀌었다.
- 에탄올관련 바이오필터 운전조건은 5~8단계 동안 동일하며 에탄올이 100% 제거되는 5~7단계의 에탄올제거용량이 94%가 제거되는 8단계의 에탄올제거용량보다 다소 크다. 그러므로 Fig. 6에서와 같이 5~7단계의 에탄올 제거용량 값들은 에탄올부하 값과 동일함을 나타내는 대각선 위에 77 g/m3/h로 나타났고, 8단계의 에탄올 제거용량 값들은 에탄올부하 값보다 작은 값을 나타내어서 대각선 아래에 67.2 g/m3/h이었다. 한편 미생물담체로서 입상활성탄과 compost를 충전하고 운전조건이 L반응기와 유사한 전통적 바이오 필터를 운전하여 황화수소를 제외한 에탄올만을 함유한 공기를 처리하였을 때에 최대에탄올 제거용량은 약 90~95 g/m3/h가 보고되었다[10].
- 2 및 3과 같이 처리할 폐가스를 top-down으로 공급받으므로, 1단, 2단, 3단 및 4단 각각의 sampling port에서의 L반응기 유효높이는 각각 12, 32, 52 및 72 cm이었다. 따라서 L반응기 총 유효높이 80 cm에 대하여 각각 0.15, 0.4, 0.65 및 0.9의 무차원 유효높이를 가졌다.
- 또한 Rup의 하단인 Rup1및 Rdn의 상단인 Rdn3의 유효높이는 각각 32 및 28 cm이었다. 따라서 Rdn4, Rup2, Rdn3와 Rup1는 R반응기의 상부 또는 하부 바이오필터의 총 유효높이 40 cm에 대하여 각각 0.2, 0.3, 0.7 및 0.8의 무차원 유효높이를 보였다. 한편 L반응기는 Fig.
- 한편 Rup의 상단인 Rup2및 Rdn의 하단인 Rdn4의 유효높이는 각각 28 및 32 cm이었다. 따라서 Rup1, Rdn3, Rup2와 Rdn4는 R반응기의 상부 또는 하부 바이오필터의 총 유효높이 40 cm에 대하여 각각 0.2, 0.3, 0.7 및 0.8의 무차원 유효높이를 보였다. 그러나 운전 8단계에서 폐가스의 바이오필터시스템으로의 공급방향들이 바뀌었을 때에, Rup및 Rdn의 처리될 폐가스가 외부로부터 직접 공급되는 단들인 각각 Rup2와 Rdn4의 유효높이는 각각 12 및 8 cm이었다.
- 개선된 바이오필터시스템은 운전 8단계에 도달하여서 황화수소 제거효율이 약 86%로 감소하여서 전통적 바이오필터반응기의 황화수소 제거효율보다 약 2% 가량 높았다. 따라서 개선된 바이오필터시스템의 제거효율은 에탄올과 황화수소 제거에 있어서 전통적 바이오필 반응기보다 각각 2% 제고되었음이 관찰되었다.
- 3과 같이 R반응기 중에서 상부의 2단으로 구성된 상부 바이오필터(Rup)는 처리할 폐가스를 bottom-up으로 공급받고, 하부의 2단으로 구성된 하부 바이오필터(Rdn)는 top-down으로 공급받았다. 따라서 운전 1~7단계에서 Rup및 Rdn의 처리될 폐가스가 외부로부터 직접 공급되는 단들인 각각 Rup1과 Rdn3의 유효높이는 각각 8 및 12 cm이었다. 한편 Rup의 상단인 Rup2및 Rdn의 하단인 Rdn4의 유효높이는 각각 28 및 32 cm이었다.
- 전통적 바이오필터의 각 미생물담체(입상활성탄, compost 및 폐타이어담체) 함수율의 4개의 단에 대한 평균값은 각각 45, 62 및 54%이었다. 또한 개선된 바이오필터시스템의 미생물담체(활성탄+compost+폐타이어담체)의 pH값은 top-down 방식으로 폐가스가 공급될 때에 바이오필터 위단과 아랫단이 각각 4.62 및 6.25로 단수가 증가할수록 증가하였다.
- 따라서 이 현상은 에탄올 흡착의 포화에 기인하지 않으며, 바이오필터운전이 에탄올에 대한 적정운전조건인 중성 pH에서 수행되었으나 황화수소의 공급부하가 증가함에 따른 바이오필터 충전담체의 산성화에 기인한다고 사료된다. 에탄올 제거효율은 Fig. 5와 같이 L반응기 운전 초기부터 7단계까지는 에탄올 제거효율이 100%를 유지하였으나 8단계에 도달하여 출구 처리가스의 에탄올농도가 약 114 ppm으로 증가한 결과로서 에탄올 제거효율이 약 94%에 근접하게 감소하였다. 한편 L반응기로 투입되는 에탄올 부하(inlet load)와 에탄올 제거용량(elimination capacity)의 관계를 Fig.
- 처리가스의 황화수소 농도의 거동은 L반응기와 비슷하였으나 L반응기보다 황화 수소 처리농도가 더 낮았다. 이 현상은 에탄올과 마찬가지로 본 연구의 part 1 [9]에서 관찰된 바와 같이 L반응기의 운전에서 운전 전반부보다 중반부에 압력강하가 발달한 피크가 있었고 또한 압력강하가 운전 전반부보다 후반부에 약 3배 증가하였으나, R반응기는 압력강하 값이 상대적으로 더 적은 효과에 기인한다고 사료된다.
- 전통적 바이오필터반응기 운전 초기부터 7단계까지는 에탄올 제거효율이 100%를 유지하였으나 8단계에 도달하여 에탄올 제거효율이 약 94%에 근접하게 감소하였다. 전통적 바이오필터반응기 운전 8단계에서 에탄올 제거용량은 에탄올 부하의 약 94%로서 개선된 바이오필터시스템의 에탄올 제거용량이 전통적 바이오필터반응기보다 2% 증가하였음이 관찰되었다.
- 한편 운전 8단계에서 폐가스의 바이오필터시스템으로의 공급방향들이 바뀌었을 때에는 상부 및 하부 바이오필터 각 단의 무차원 유효높이 크기순서가 미생물 population 분포 순서와 일치하므로, 정해진 시간에 각단에서 에탄올농도가 높은 순서는 Rdn4> Rup2> Rdn3> Rup1로서 운전 1~7단계와 다르게 바이오필터의 유효 높이가 낮은 순서와 일치하였다. 전통적 바이오필터반응기 운전 초기부터 7단계까지는 에탄올 제거효율이 100%를 유지하였으나 8단계에 도달하여 에탄올 제거효율이 약 94%에 근접하게 감소하였다. 전통적 바이오필터반응기 운전 8단계에서 에탄올 제거용량은 에탄올 부하의 약 94%로서 개선된 바이오필터시스템의 에탄올 제거용량이 전통적 바이오필터반응기보다 2% 증가하였음이 관찰되었다.
- 전통적 바이오필터반응기의 운전조건이 7단계와 8단계가 동일함에도 불구하고 전통적 바이오필터반응기 처리가스의 에탄올농도에서 큰 차이가 있었음이 관찰되었다. 이 현상은 에탄올 흡착의 포화에 기인하지 않으며, 바이오필터운전이 에탄올에 대한 적정운전조 건인 중성 pH에서 수행되었으나 황화수소의 공급부하가 증가함에 따른 바이오필터 충전담체의 산성화에 기인한다고 해석된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.