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- 저자 : 남궁형규(Hyeong-Kyu Namgung) (검색결과 6 건)
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Candida tropicalis 괄고정 담체를 적용한 Airlift Loop Bioreactor에서의 복합 휘발성유기화합물 제거
남궁형규(Hyeong Kyu Namgung),하정협(Jeong Hyub Ha),황선진(Sun Jin Hwang),송지현(Ji Hyeon Song) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.8
본 연구는 휘발성유기화합물질의 분해능력을 가진 yeast인 Candida tropicalis를 이용하여, 대표적인 휘발성 유기화합물질인 톨루엔과 MEK의 제거효율을 향상시키기 위하여 수행되었다. 반응기는 가스상으로 유입되는 톨루엔과 MEK의 물질전달 능력을 향상시키기 위하여 airlift loop 형태로 선택하였고, yeast 미생물의 효과적인 포괄고정화를 위해 분말활성탄(PAC)과 알지네이트(Alginate), PEG로 고분자 담체를 형성하였다. Airlift loop bioreactor의 물질전달성능을 평가하기 위한 실험을 수행하였으며, 기체체류시간 15초에서 담체를 첨가하지 않은 액상의 톨루엔 물질전달계수(KLa) 값이 1.29 min-1이었으나, 고분자 담체를 첨가한 경우 톨루엔의 KLa는 4.07 min-1로 증가하였다. 따라서 고분자담체를 적용하는 것이 기상으로 유입되는 휘발성유기화합물의 물질전달을 향상시키는 것으로 확인되었다. 이러한 airlift loop bioreactor와 yeast 포괄고정 담체를 적용하여 체류시간을 60초, 30초, 15초에서 유입부하에 변화를 주며 실험을 진행한 결과, 톨루엔 5, 10, 19, 37 g/m3/hr, MEK 4.5, 8.9, 17.8, 35.1 g/m3/hr의 유입부하 변화에도 전체 80% 이상의 안정적인 처리효율을 나타내었다. 또한 airlift loop bioreactor의 분해능을 확인하기 위하여 유입부하를 단기간 변화시켜 주며 실험한 결과, 톨루엔과 MEK의 최대분해능은 각각 70.4 g/m3/hr, 56.4 g/m3/hr로 확인되었다. This research was performed to improve removal efficiency of toluene and methyl ethyl ketone (MEK) using Candida tropicalis, one of the yeast species. An airlift loop bioreactor (ALB) was employed to enhance the capability of mass transfer for toluene and MEK from the gas phase to the liquid, microbial phase. Polymer gel media made from PAC, alginate and PEG was applied for the effective immobilization of the yeast strain on the polymer gel media. The experimental results indicated that the mass transfer coefficient of toluene without polymer gel media was 1.29 min-1 at a gas retention time of 15 sec, whereas the K(L)a value for toluene was increased to 4.07 min-1 by adding the media, confirming the enhanced mass transfer of volatile organic compounds between the gas and liquid phases. The removal efficiency of toluene and MEK by using yeast-immobilized polymer gel media in the ALB was greater than 80% at different pollutant loading rates (5, 10, 19 and 37 g/m3/hr for toluene, 4.5, 8.9, 17.8 and 35.1 g/m3/hr for MEK). In addition, an elimination capacity test conducted by changing inlet loading rates stepwise demonstrated that maximum elimination capacities for toluene and MEK were 70.4 and 56.4 g/m3/hr, respectively.
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미생물 포괄고정화 담체를 이용한 이단 바이오필터에서의 오염부하량 동적 부하변동시 복합악취 제거효율 변화특성
남궁형규(Hyeong Kyu Namgung),신승규(Seung Kyu Shin),황선진(Sun Jin Hwang),송지현(Ji Hyeon Song) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.12
본 연구에서는 휘발성 유기화합물의 분해능력을 가진 Candida tropicalis와 황화수소 분해능력을 가진 황산화균을 적용하여 이단 바이오필터를 운전하였으며, 각각의 미생물은 스폰지형 담체에 포괄 고정시켜 사용되었다. 이단 바이오필터에는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 암모니아, 황화수소 등의 복합악취를 유입하며 분해 특성을 파악하였고, 특히 오염부하량 단계변동에 대한 바이오필터의 분해능을 확인하였다. 오염부하량 단계변동은 총유입부하량 단계변동(total EC test), 개별 악취물질 유입부하량 단계변동(individual chemical EC test), 간헐 동적부하 변동(2 days off & 3 days on) 순으로 수행되었다. 총유입부하량 단계변동 실험결과 TVOC와 암모니아, 황화수소의 최대분해능은 각각 61, 5.2, 9.1 g/m3/hr로 확인되었으며, 개별악취물질 유입부하량 단계변동시에는 휘발성 유기화합물질 상호간의 분해능 간섭이 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 벤젠 부하량 변동시 톨루엔과 p-자이렌 모두 제거효율에 영향을 받았으며, 톨루엔의 부하량 단계변동시에는 벤젠과 p-자이렌이 각각 30%와 25% 이상의 제거효율의 하락이 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 무기악취와 유기악취간의 상호 분해능 간섭은 일어나지 않는 것을 확인할 수 있었다. 2일간 악취물질의 유입을 중단한 후 다시 악취물질의 유입을 재개하였을 때, 3일 이내에 95% 이상의 악취물질 제거능 회복율을 보였다. 이러한 부하변동 실험결과로 미생물 포괄고정 담체를 적용한 이단 바이오필터가 유·무기 악취의 동시제거에 많은 장점을 가지고 있음을 확인할 수 있었다. A two-stage biofilter was constructed and utilized to determine the removal efficiency when treating dynamic loading of a mixture of odorous compounds including benzene, toluene, p-xylene, ammonia and hydrogen sulfide. A yeast strain, Candida tropicalis, and a sulfur oxidizing bacterial (SOB) strain, Acidithiobacillus caldus sp., were immobilized in polyurethane media and packed in the two-stage biofilter. The experiment of dynamic loading variation was composed of (1) stepwise loading variation of all the odorous compounds (total EC test), (2) stepwise loading variation of each odorous compound, and (3) intermittent loading variation with 2-day-off and 3-day-on. The total EC test showed that the maximum elimination capacity was 61 g/m3/hr for total VOCs, and 5.2 and 9.1 g/m3/hr for ammonia and hydrogen, respectively. In addition, the inhibition between VOCs was observed when the loading of each individual VOC was varied. Especially the stepwise increase in toluene loading resulted in decreases of benzene and p-xylene removal efficiencies about 30% and 25%, respectively. However, the inhibition between organic and inorganic compounds was not observed. The intermittent loading variation with 2-day-off and 3-day-on showed that greater than 95% of the overall removal efficiency was restored in two days after the loading resumed. Consequently, the two-stage biofilter packed with immobilized microorganisms showed advantages over conventional biofilters for the simultaneous treatment of the mixture of organic and inorganic odorous compounds.
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남궁형규(Hyeong-Kyu Namgung),송지한(Ji-Han Song),김수연(Soo-Yeon Kim),김희만(Hee-Man Kim),권순박(Soon-Bark Kwon) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.5
본 연구에서는 지하역사와 지상역사에서의 실내공기질을 측정하고, 외부 공기에 의한 영향 정도를 확인하고자 하였 다. 측정된 물질은 ‘실내공기질 관리법’상에서 유지기준과 권고기준으로 지정된 항목 중, 농도가 검출되지 않은 석면을 제외 한 미세먼지(PM10), 이산화탄소(CO₂), 일산화탄소(CO), 이산화질소(NO₂), 폼알데하이드(HCHO), 오존(O₃), 총부유세균(TAB), 총휘발성유기화합물(TVOC), 라돈 등 9종이다. 또한 미세먼지, 이산화질소, 오존 등 세 가지 물질은 I/O ratio를 통해 외기에 의한 영향을 확인하였다. 공기질 측정결과 지상역사에 비해 지하역사에서 미세먼지, 폼알데하이드, 총휘발성유기화합물, 이 산화질소, 라돈 등이 높은 농도로 검출되었으며, 이는 지하역사 내부에 그 오염물질의 발생요소가 존재하기 때문으로 판단된 다. 오존 농도는 지상역사에서 지하역사보다 높은 농도로 검출되었으며, 특히 외부로 노출되어있는 지상역사 승강장에서 높 은 농도를 보임으로써 외기 유입에 의한 영향이 있는 것으로 확인되었다. 따라서, 외기에 의한 영향을 받는 오염물질은 역사 의 기계환기시 제거 과정을 거쳐 오염물질의 실내유입을 차단하고, 지하역사에서 기인한 미세먼지 등의 물질들은 실내에서 그 발생원에 따른 별도의 처리가 필요할 것으로 판단된다. In this study, the air quality of underground and overground railway stations was evaluated focusing on the degree of influence of the outside air quality. The measured components were particulate matter (PM10), carbon dioxide (CO₂), carbon monoxide (CO), nitrogen dioxide (NO₂), formaldehyde (HCHO), ozone (O₃), total airborne bacteria (TAB), total volatile organic carbon (TVOC), and Radon (Rn), which are included in the maintenance standards and recommended standards of the Indoor Air Quality Management Act. Also, the indoor/outdoor concentration ratios of PM10, NO₂, and O₃ were calculated to estimate the influence of the outdoor air quality. The concentrations of PM10 HCHO, TVOC, NO₂, and Rn in the underground stations were found to be higher than those in the overground stations. These results indicate that the (present) generation of contaminants are caused by the indoor source of the underground station. The ozone concentration of the overground stations was higher than that of the underground stations, which indicates that the outdoor ozone concentration influenced that of the overground stations directly. Thus, methods of improving the IAQ should take into consideration the types of contamination
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