초록 ▼

본 연구의 내용은 i) Lab-scale 하이브리드 바이오필터 시스템 개발, ii) 악취제거 우수균주 확보, iii) 양수성 복합담체 개발, iv) 양수성 복합담체를 이용한 pilot-scale 바이오필터 시스템 개발로 구분된다. 자세한 연구범위는 다음과 같다.
· 악취가스 분석
· 암모니아, 유황계, 및 소수성 악취 제거능 우수균주 확보 및 고정화 기술
· 유동층 생물반응기 최적화 운전 기술
· 양수성 복합 담체 제조 기술 개발
· 양수성 복합담체가 포함된 바이오필터 최적운전 기술
· lab-sca

본 연구의 내용은 i) Lab-scale 하이브리드 바이오필터 시스템 개발, ii) 악취제거 우수균주 확보, iii) 양수성 복합담체 개발, iv) 양수성 복합담체를 이용한 pilot-scale 바이오필터 시스템 개발로 구분된다. 자세한 연구범위는 다음과 같다.
· 악취가스 분석
· 암모니아, 유황계, 및 소수성 악취 제거능 우수균주 확보 및 고정화 기술
· 유동층 생물반응기 최적화 운전 기술
· 양수성 복합 담체 제조 기술 개발
· 양수성 복합담체가 포함된 바이오필터 최적운전 기술
· lab-scale 하이브리드 유동층 반응기 및 바이오 필터 제작 및 운전 기술
· Pilot biofilter 설계 및 제작, 장기운전

Abstract ▼

This study was focused on i) development of lab-scale hybrid biofilter, ii) isolation of strain capable of hydrophlic/hydrophobic odor removal, iii) development of novel composite media, iv) operation of pilot-scale biofilter filled with novel composite media for odor removal. Specific objectives ar

This study was focused on i) development of lab-scale hybrid biofilter, ii) isolation of strain capable of hydrophlic/hydrophobic odor removal, iii) development of novel composite media, iv) operation of pilot-scale biofilter filled with novel composite media for odor removal. Specific objectives are as follows.
· Analysis of odorous gases
· Isolation and Identification of ammonia, hydrogen sulfide and VOCsdegrading microorganisms
· lab-scale fluidized bed (water-recirculation) system
· Development of hydrophilic/hydrophobic composite media
· Development of biofilter using hydrophilic/hydrophobic composite media
· Development of lab-scale hybrid bioscrubber and hybrid bioscrubber-biofilter.
· Pilot-scale biofilter design and long term operation

목차 Contents

• 제출문 ...1
• 보고서 초록 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...7
• 목차 ...13
• 표차례 ...17
• 그림차례 ...20
• CONTENTS ...27
• Tables ...32
• Figures ...35
• 제1장 연구개발과제의 개요 ...43
• 제1절 연구개발의 목적 ...43
• 제2절 기술개발의 필요성 및 중요성 ...46
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...51
• 제1절 국외 기술개발 현황 ...51
• 1. 미국 및 유럽 ...51
• 2. 일본 ...52
• 제2절 국내 기술개발 현황 ...54
• 제3절 국내외 기술과의 차별성 ...57
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...61
• 제1절 분석방법 및 악취제거능 균주 확보 ...61
• 1. 악취가스 분석 ...61
• 가. 암모니아 가스 ...61
• 나. 황화수소 가스 ...62
• 다. 소수성 가스 (VOC) : 톨루엔과 벤젠 가스 ...62
• 2. 반응기 조건 분석 ...64
• 가. 온도와 습도 ...64
• 나. porosity와 최고 수분보유량 ...64
• 다. 유기물질 함유량과 pH ...64
• 라. 균주농도 ...64
• 마. Pressure drop과 Bed height ...65
• 3. Drained Liquid의 분석 ...65
• 4. 제거용량 (EC, Elimination capacity) ...65
• 제2절 악취제거능 우수균주 확보 및 고정화 기술 ...66
• 1. 황화수소 분해능 우수균주 동정 및 분리 ...67
• 2. 암모니아 가스 분해능 우수균주 동정 및 분리 ...74
• 3. 소수성 가스(톨루엔과 벤젠) 분해능 우수균주 동정 및 분리 ...78
• 제3절 Lab-scale 유동층 생물반응기의 제작과 운전기술 확립 ...82
• 1. lab scale 유동층 생물반응기의 디자인 ...82
• 2. 유동층 반응기의 예비실험 ...85
• 가. 유동층 반응기의 예비실험 조건 ...85
• 나. 유동층 반응기의 예비실험 결과 ...87
• 3. 유동층 반응기의 황화수소와 암모니아가스 제거실험 ...90
• 가. GAC를 이용한 유동층 반응기의 가스 제거실험결과 ...90
• 나. 미생물고정화를 통한 유동층반응기의 가스제거 실험결과 ...92
• 다. 다양한 media를 이용한 유동층반응기의 가스제거 실험결과 ...96
• 라. 1차 생물반응기로서의 유동층 반응기 제거실험에 대한 결론 ...98
• 제4절 유무기 담체를 이용한 바이오필터에 의한 가스제거 성능 ...98
• 1. 황화수소 제거를 위한 바이오필터 반응기 충진용 담체들의 성능비교 ...98
• 가. 반응기의 준비와 실험 조건 ...99
• 나. 실험결과 ...101
• 2. 바이오 필터의 담체로서 Rock wool 사용을 위한 pH 조절 실험 ...107
• 가. 바이오 필터의 pH 조절실험 조건 ...107
• 나. 바이오 필터의 pH 조절 실험 결과 ...108
• 3. 바이오 필터에 의한 소수성 가스의 제거 ...115
• 가. 바이오 필터에 의한 소수성 가스제거실험 조건 ...115
• 나. 바이오 필터에 의한 소수성 가스제거실험결과 ...118
• 4. 바이오필터 충진용 담체들의 성능 비교 결론 ...122
• 제5절 Rock wool-compost 복합담체 개발 및 복합담체로 충진된 바이오필터를 이용한 악취가스제거 ...122
• 1. 새로운 rock wool-compost 복합 담체의 제조 및 실험조건 ...123
• 2. 균주의 고정화 ...129
• 3. 양수성 복합담체 (Rock wool-compost)를 이용한 바이오필터의 최적운전 ...129
• 가. 단일 가스 제거를 위한 Rock wool-compost 바이오필터장치와 실험조건 ...130
• 나. 복합담체를 이용한 바이오필터에 의한 단일 가스제거실험 결과 ...133
• 다. Lab-scale rock wool-compost 바이오필터를 이용한 혼합가스 (암모니아, 황화수소, 톨루엔)제거 ...155
• 제6절 에틸 벤젠, ortho-xylene 및 BTEX 혼합 VOCs 가스에 대한 바이오필터 제거 ...171
• 1. 실험 방법 ...172
• 가. VOCs 분해균주 분리 ...172
• 나. 담체의 흡착 등온선 실험방법 ...173
• 다. 실험장치와 분석방법 ...173
• 2. 결과 및 고찰 ...176
• 가. 담체의 VOCs 흡착능 평가 ...176
• 나. 바이오필터 체류시간에 따른 VOCs 제거 ...179
• 다. BTEX 혼합 VOCs 제거 ...181
• 라. 주입구와 투출구의 BTEX 상대농도 분포도 ...183
• 마. 영양분 첨가 영향 ...185
• 바. 담체의 pH 및 수분함유량 변화 ...187
• 사. VOC Elimination Capacities 측정 ...189
• 제7절 Hybrid용 modified bioscrubber를 이용한 악취가스 제거 ...191
• 1. 전통적인 생물세정반응기(bioscrubber) 소개 ...192
• 가. 생물세정반응기 시스템 ...192
• 나. 생물세정 반응기의장점과 단점 ...193
• 2. hybrid midified bioscrubber의 bubble column과 packed bed bioreactor의 악취제어 최적조건 개별 실험 ...194
• 가. 실험방법 ...196
• 나. 결과 및 고찰 ...202
• 다. 버블컬럼 실험의 최적화 운전조건 결론 ...216
• 제8절 Hybrid용 modified bioscrubber-rock wool compost 바이오필터 하이브리드 시스템 개발 및 악취제거 ...217
• 1. 실험장치와 분석방법 ...218
• 2. 결과 및 고찰 ...222
• 가. 황화수소 가스 제거 ...222
• 나. 암모니아 제거 ...224
• 다. 톨루엔 제거 ...225
• 라. 생물세정탑의 유출수 ...226
• 제9절 Pilot-scale 악취제거 시스템 설계 및 시운전 ...227
• 1. Pilot-Plant 디자인, 계산 및 Pilot-plant 설치 ...227
• 2. 바이오필터 시스템 디자인 인자 ...231
• 가. 스크러버 ...231
• 나. Ribbon Screw Impeller ...232
• 다. Water Sprayer ...232
• 라. Heating System ...232
• 마. Water reservoirs and lines ...233
• 바. Control Panel ...233
• 3. Novel Rock wool-Compost (RWC) 담체 제조 ...235
• 4. Rock wool-Compost(RWC) 담체의 미생물 고정화 ...236
• 5. 분석방법 및 제거성능 평가 ...239
• 가. Gas Compound Analysis ...239
• 나. 담체분석과 기타인자 ...244
• 6. Pilot-scale 운전 및 성능 평가 ...245
• 가. 바이오필터 시스템의 악취가스 제거 ...245
• 나. 바이오필터 담체의 압력손실 ...255
• 다. 바이오필터 담체의 pH, 수분, 미생물량 분석 ...257
• 라. 상대습도 (Relative Humidity, RH)와 온도 ...257
• 마. 전기와 물 사용량 ...259
• 7. Pilot-scale rock wool-compost 바이오필터 디자인 설계 ...259
• 가. Design Calculations ...259
• 나. Operating and Troubleshooting the Pilot-Scale Biofilter System ...264
• 8. 바이오필터 경제성 비교 ...267
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ...271
• 제1절 목표 달성도 ...271
• 제2절 연구관련분야의 기여도 ...272
• 1. 기술적 측면에서의 기여도 ...272
• 2. 경제적 측면에서의 기대효과 ...272
• 3. 연구성과 및 활용실적 ...273
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...275
• 제1절 타 연구에의 응용 ...275
• 제2절 기업화 추진방안 ...275
• 제6장 해외과학기술 정보 ...277
• 제7장 참고문헌 ...291
• 부록 ...295