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멀티 선회류식 세정장치를 이용한 고효율 하이브리드 VOCs 습식처리 SYSTEM 개발
Development of VOCs Treatment Technology using High Efficiency Hybrid System with Multi-Scrone

임성일    ((주)시원기업   ); 김로중    ((주)시원기업   ); 김선미    ((주)시원기업   ); 이성훈    ((주)시원기업   ); 김선욱    ((주)시원기업   ); 장원석    (서울산업대학교 에너지환경대학원   ); 박대원    (서울산업대학교 에너지환경대학원   ); 김래현    (서울산업대학교 에너지환경대학원   ); 김재형    (서울산업대학교 에너지환경대학원  );
  • 초록

    본 연구에서는 환경기초시설과 정유공장, 도장시설 등에서 발생하는 악취 및 휘발성 유기화합물(VOCs:Volatile Organic Compounds)을 처리하는데 주로 사용되는 RTO와 RTO를 대체할 수 있는 중저가의 고효율 처리기술을 개발하고자 하였다. toluene, xylene, benzene, MEK, ethanol, hydrogen sulfide, formalin 등을 처리대상 VOCs와 악취물질로 선정하고 처리방식은 1차로 선회류식 세정장치를 이용하여 친수성의 악취 및 VOCs를 제거하고 2차로 섬유상 바이오필터를 이용하여 친수성 VOCs 뿐만 아니라 소수성 VOCs를 모두 효율적으로 처리하는 하이브리드 기술을 개발하는 동시에 VOCs 처리장치의 크기를 컴팩트하게 하는데 주안점을 두었다. 선회류식 세정장치에서 첩족시간을 2~3초로하고 세정수를 비격막식 전해수로 사용하였을 때 친수성 VOCs 물질인 ethanol과 상대적으로 친수성 악취물질인 hydrogen sulfide는 각각 95~99%, 93~97%로 거의 완벽하게 제거되었다. 또한 MEK, formalin의 처리효율은 각각 78~90%, 72~85%로 높은 제거효과를 나타내었다. 반면에 소수성 물질인 toluene, xylene, benzene에 대한 선회류식 세정장치의 처리효율은 각각 16~22%, 12~18%, 8~16%으로 낮게 나타났다. 하지만 일정한 처리효율을 계속 유지함을 확인할 수 있었다. 섬유상 바이오필터는 toluene의 경우 초기에는 처리효율이 좋지 않았지만 순응기간인 7~10일정도가 지난 이후부터는 미생물 분해처리를 통해 70% 이상의 제거율을 보였으나 이후 85~95%의 처리효율을 보였다. 하지만 MEK가 혼합된 단계에서는 5~10%정도의 처리효율 감소경향을 나타내었는데 이는 미생물들이 처리하기 쉬운 MEK를 우선 처리하는 성향때문이라고 사료된다. MEK에 대한 섬유상 바이오필터의 처리효율은 80~92%로 안정적인 처리효율을 보였다. 경제성 측면에서도 소각방법인 RTO 대비 시설비 및 유지관리비를 절감할 수 있어 중, 저가 VOCs 처리기술로 각광받을 것으로 사료된다.


    We studied to develop high-efficiency removal system of odor and VOCs(Volatile Organic Compounds) from environmental infrastructure facilities and oil refineries, painting facilities and so on. It can replace RTO and RCO. We tried an removal experiment for VOCs (toluene, xylene, benzene, MEK(methyl ethyl ketone), ethanol, formalin etc. and odor compounds (hydrogen sulfide, etc.). In process, as pre-treatment we used the scrubber with vortex flow (Multi-scrone) to remove the hydrophilic VOCs and as post-treatment, used fibrous bio-filter to remove the hydrophobic VOCs. This hybrid system remove with high efficiency both the hydrophilic VOCs and hydrophobic VOCs. And we tried to make this system to be compact. In experiment using Multi-scrone, contact time is 2~3 seconds and absorption scrubbing water is diaphragm-type electrolysis water. hydrophilic VOCs like ethanol and relatively hydrophilic odor compounds like hydrogen sulfide is excellent, these substances has been removed almost completely, respectively 95~99%, 93~97%. And for MEK, formalin also Showed a high removal efficiency, respectively 78~90%, 72~85%. But in experiment using Multi-scrone, the hydrophobic VOCs like BTX showed a low removal efficiency, respectively 16~22%, 12~18%, 8~16%. In hydrophobic VOCs, toluene removal experiment using fibrous bio-filter, early efficiency was low but after 10days, adaptation period showed high efficiency 85~95%. but in the mixed phase, toluene and MEK efficiency reduced 5~10%. this show microorganism treat first MEK easy to remove. The removal efficiency for MEK using the fibrous biofilter was stable, 80~92%. This hybrid system is also high economical efficiency for RTO. This system reduce more than 50% the cost of equipment and maintenance. As a result, we expect this technology is in the limelight as high efficiency treatment of VOCs in mid-low price.


  • 주제어

    휘발성 유기 화합물 .   선회류식 흡수세정탑 .   섬유상 바이오필터 .   악취 .   전기분해.  

  • 참고문헌 (13)

    1. 김로중,“ 선회류식 흡수세정장치”, 첨단환경기술, pp. 128(1998) 
    2. 김로중, “물의 전기분해를 이용한 악취제거 기술개발”, 첨단환경기술, pp. 75-79(1999) 
    3. Mohsen M. I., and Allen D. G., “Biofiltration of Mixtures of hydrophilic and hydrophobic Volatile organic compounds,” Chem. Eng. Sci., 55(10), 1545-1558(2000) 
    4. Chou, M. S., and Huang J. J.,“ Treatment of methyl ethyl ketone in air stream by biotrickling filters”, J. Env. Eng., 123(6), 569-576 
    5. Sun, J., and Lui. B. Y. H., “A Methods to Increase Control Efficiencies of Wet Scrubber for Particles”, Air & Waste, 44(2), pp. 184-189(2000) 
    6. Deshusses, M. A., and Hamer G., “The removal of volatile ketone mixtures from air in biofilters”, Bioprocess Eng., 9, 41-146(1993) 
    7. Marco, P., Cristina, B., and Giacomo O., “Electrochemical treatment of wastewater containing Poly aromatic organic pollutant”, Wat. Research., 34(9), 2601-2605(2000) 
    8. 김인호, 최호석, “바이오필터의 공학적 해석”, 한국생물공학회지, 17(2), 115-120 (2002)     
    9. Farmer, J. C., and Wang, F. T., Hawley-Fedder, R. A., Lewis P. R., Summers L. J. and Folies 1., “Electrochemical treatment of mixed and hazardous wastes : oxidation of ethylene glycol and benzene by silver(Ⅱ)”, J. Electrochem. Soc., 139, 654-662 (1992) 
    10. Atoche J. C., and Moe W. M.,“ Treatment of MEK and Toluene mixtures in biofilters”, Biotechnol. Bioeng., 86(5), 468-481(2004) 
    11. Krames, J., and Butter, H., “The Cyclonic Scrubber- a High Efficiency Wet Scrubber”, Chem. Eng. Tech., 17(1), 73-80 (1998) 
    12. 김로중, 임성일, 김영래, 김래현, 정건용, “비격막식 전해수에 의한 악취 및 VOCs 제거 공정 개발”, 냄새환경학회지, 5(2), 40-46(2006) 
    13. 빈정인, 이병헌, 김중균, 이민규, “흡착, 습식세정 및 흐름방식이 활성탄 담체 바이오필터에 의한 $H_2S$ 제거에 미치는 영향”, 화학공학, 41(2), 271-276(2003) 

 저자의 다른 논문

  • 장원석 (1)

    1. 2008 "광역에너지이용 네트워크 구축 기술개발" 에너지공학 = Journal of energy engineering 17 (3): 125~138    

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