Volatile Organic Compounds (VOCs) and its removal techniques

1. Volatile OOrrggaanniicc CCoommppoouunnddss ((VVOOCCss))
aanndd iittss rreemmoovvaall tteecchhnniiqquueess
PPrreesseenntteedd bbyy::
DDrr.. CC.. BB.. MMaajjuummddeerr

2. VVOOLLAATTIILLEE OORRGGAANNIICC
CCOOMMPPOOUUNNDDSS
VVoollaattiillee oorrggaanniicc ccoommppoouunnddss aarree oorrggaanniicc cchheemmiiccaallss
tthhaatt hhaavvee aa hhiigghh vvaappoouurr pprreessssuurree aanndd eeaassiillyy ffoorrmm
vvaappoouurrss aatt nnoorrmmaall tteemmppeerraattuurree aanndd pprreessssuurree.. MMoorree
pprreecciisseellyy,, iiff aann oorrggaanniicc ccoommppoouunndd hhaass aa vvaappoouurr
pprreessssuurree ggrreeaatteerr tthhaann 00..11 mmmm HHgg aatt 2200 °°CC,, iitt iiss
ccoonnssiiddeerreedd vvoollaattiillee.. HHuunnddrreeddss ooff VVOOCCss ccaann bbee ffoouunndd
iinn tthhee aaiirr aanndd hhaavvee bbeeeenn ddooccuummeenntteedd ffrroomm aa vvaarriieettyy
ooff ssoouurrcceess..

3. SSoouurrccee ooff VVOOCCss::
SSoouurrcceess ooff vvoollaattiillee oorrggaanniicc ccoommppoouunnddss
ccaann bbee ccllaassssiiffiieedd iinnttoo 22 ttyyppeess::
11.. MMaann mmaaddee
22.. AAnntthhrrooppooggeenniicc

4. MMAANN--MMAADDEE VVOOLLAATTIILLEE OORRGGAANNIICC
CCOOMMPPOOUUNNDD EEMMIISSSSIIOONNSS
• TTrraannssppoorrttaattiioonn
• PPeettrroolleeuumm aanndd ppeettrroocchheemmiiccaall iinndduussttrryy
• SSoollvveennttss,, ccooaattiinnggss aanndd mmiisscceellllaanneeoouuss ssoouurrcceess
• FFuueell mmaarrkkeettiinngg ((ggaassoolliinnee ttrraannssffeerrss ffrroomm
rreeffiinneerryy ttoo bbuullkk ssttaattiioonnss,, bbuuiilldd ssttaattiioonnss ttoo ggaass
ssttaattiioonnss,, ggaass ssttaattiioonnss ttoo vveehhiicclleess))
• EElleeccttrriiccaall ppoowweerr ggeenneerraattiioonn
• CChheemmiiccaall pprroocceessss iinndduussttrriieess

5. S Industrial Soouurrcceess ooff VVOOCC eemmiissssiioonn
Industry VOCs emitted
Acetate finish coating Silicate Solution
Alcohol synthesis Cl, C2, C3, C6 Hydrocarbons
Automobile coating Ketones, Xylene, Toluene, Phenols
Bakery ovens Ethanol
Can coating Ketones, Alcohols, Aromatic Hydrocarbons, Ethers
Coffee roasting Heavy Oils From Coffee Beans
Coil coating Phosphates, Solvesso, Cyclohexanol, Alcohols,
Hydrocarbons
Electronic components Butyl Acetate, Xylene, MEK, Cellosolve
Fiberglass coating Teflon Emulsion, Fiberglass, Synthetics, Styrene

6. Cont….
Lithographic print/
paint
Butyl Cellosolve, Ciacetone Alcohol,
Solvesso, Cellosolve Cetate, Xylene, MIBK
Metal coating Alcohols, Cellosolve Acetate, Phthalates,
Solvesso
Paper coating High-Boiling Organics, Latexes
Pharmaceuticals Isoproponol, Toluene, Hydrocarbons
Phthalic anhydride Organic Acids
Resin plant Formaldehyde, Phenols, Phthalic Anhydride
Soil remediation Benzene, Toluene, Ethylene, Xylene
Sterilizers Ethylene Oxide
Vinyl surgical
Polyvinyl Chloride, Cioctyl Phathalate
glove
Wire enameling Cellosolve Acetate
*Source: http://www.anguil.com/vochand2.php.

7. SSll NNoo.. VVoollaattiillee OOrrggaanniicc CCoommppoouunndd MMooll.. WWeeiigghhtt BBooiilliinngg ppooiinntt ((ooCC)) VVaapp.. PPrr.. ((mmmm--HHgg)) @@ 2233
ooCC
11 PPrrooppaannee 4444..11 --4444
22 NN--BBuuttaannee 5588..1122 --00..4488
33 NN--OOccttaannee 111144..2233 112255..88 1122..555544
44 EEtthhaannee 2288..0055 --110044
55 11--BBuutteennee 5566..1111 --66..11
66 SSttyyrreennee 110044..1155 114455..33 55..440088
77 BBeennzzeennee 7788..1111 8800..22 8866..555544
88 TToolluueennee 9922..1144 111100..88 2255..664411
99 AAcceettyylleennee 2266..0044 --8844
1100 MMeetthhaannooll 3322..0044 6644..77
1111 IIssoobbuuttyyll AAllccoohhooll 7744..1122 8822..66 3366..779955
1122 AAccrryylliicc AAcciidd 7722..0066 113399

8. SSll NNoo.. VVoollaattiillee OOrrggaanniicc CCoommppoouunndd MMooll.. WWeeiigghhtt BBooiilliinngg ppooiinntt ((ooCC)) VVaapp.. PPrr.. ((mmmm--HHgg)) @@ 2233
ooCC
1133 PPrrooppiioonniicc AAcciidd 7744..0088 114411..11
1144 FFoorrmmaallddeehhyyddee 3300..0033 --1188..9955 33665522..884422
1155 AAcceettaallddeehhyyddee 4444..0055 2200..55 883355..8888
1166 AAllddeehhyyddee 8866..1144
1177 AAccrroolleeiinn 5566..0066 5522..8844 225522..663311
1188 MMeetthhyyll EEtthhyyll KKeettoonnee 7722..1111 7799..88 8866..995522
1199 MMeetthhyyll IIssoobbuuttyyll KKeettoonnee 110000..1166 111166..77 1177..771166
2200 PPhheennooll 9944..1111 118822 00..445533
2211 NNiittrroobbeennzzeennee 112233..1111 221100..99
2222 VViinnyyll CChhlloorriiddee 6622..55 --1133..44
2233 MMeetthhyyll BBrroommiiddee 9944..9955 33..66
2244 CChhlloorrooffoorrmm 111199..3399 7744..11
2255 TTLLEEVV EExxhhaauusstt--LLPPGG 1144..8866 --4422..11
2266 TTLLEEVV EExxhhaauusstt--CCNNGG 1155..2222

9. EEFFFFEECCTTSS OOFF VVOOCCSS
• PPhhoottoocchheemmiiccaall ssmmoogg
• HHeeaalltthh eeffffeeccttss
• GGlloobbaall wwaarrmmiinngg
• OOddoouurr
• CCaarrcciinnooggeenniicciittyy

10. VOCs AND HEALTH EFFECTS
VOC Hazard summary
Acrolein Extremely toxic to humans in inhalation and dermal exposure. Acute (short-term)
inhalation exposure may result in upper respiratory tract
irritation and congestion.
Acrylonitrile Acute (short-term) exposure of workers to acrylonitrile has been observed to
cause mucous membrane irritation, headaches, dizziness, and nausea.
Benzene Acute (short-term) inhalation exposure of humans to benzene may cause
drowsiness, dizziness, headaches, as well as eye, skin, and respiratory
tract irritation, and, at high levels, unconsciousness. Chronic (long-term)
inhalation exposure has caused various disorders in the blood,
including reduced numbers of red blood cells and a plastic anemia, in
occupational settings.
Chlorobenzene The major effect from acute (short-term) inhalation exposure to chloroform
is central nervous system depression. Chronic (long-term) exposure to
chloroform by inhalation in humans has resulted in effects on the liver,
including hepatitis and jaundice, and central nervous system effects,
such as depression and irritability.
Ethylidene Dichloride
(1,1-Dichloroethane)
Acute (short-term) inhalation exposure to high levels of ethylating dichloride
in humans results in central nervous system (CNS) depression and a
cardio-stimulating effect resulting in cardiac arrhythmias
Formaldehyde Acute (short-term) and chronic (long-term) inhalation exposure to
formaldehyde in humans can result in respiratory symptoms, and eye,
nose, and throat irritation.

11. CCoonntt……....
Hexane Acute (short-term) inhalation exposure of humans to high levels of hexane
causes mild central nervous system (CNS) effects. Chronic (long-term)
exposure to hexane in air is associated with polyneuropathy in humans,
with numbness in the extremities, muscular weakness, blurred vision,
headache, and fatigue observed
Styrene Acute (short-term) exposure to styrene in humans results in mucous membrane
and eye irritation, and gastrointestinal effects. Chronic (long-term)
exposure to styrene in humans results in effects on the central nervous
system (CNS), and peripheral neuropathy.
Tetrachloroeth—ylene
(Perchloroet-hylene)
The main effects of tetrachloroethylene in humans are neurological, liver, and
kidney effects following acute (short-term) and chronic (long-term)
inhalation exposure.
Xylenes
(Mixed Isomers)
Acute (short-term) inhalation exposure to mixed xylenes in humans results in
irritation of the eyes, nose, and throat, gastrointestinal effects, eye
irritation, and neurological effects. Chronic (long-term) inhalation
exposure of humans to mixed xylenes results primarily in central nervous
system (CNS) effects, respiratory, cardiovascular, and kidney effects
Polycyclic organic
matter (POM)*
Cancer is the major concern from exposure to POM. Epidemiologic studies
have reported an increase in lung cancer in humans exposed to coke oven
emissions, roofing tar emissions, and cigarette smoke; all of these mixtures
contain POM compounds.
* The term polycyclic organic matter (POM) defines a broad class of compounds that includes the
polycyclic aromatic hydrocarbon compounds (PAHs), of which benzo[a]pyrene is a member. POM
compounds are formed primarily from combustion and are present in the atmosphere in particulate
form

12. effe Harmful effeccttss ooff ssoommee ccoommmmoonn VVOOCCss
►BBeennzzeennee can enter our body through our lungs, gastrointestinal tract,
and across our skin when we are exposed to high levels. In the bloodstream,
benzene travels throughout the body and can be temporarily stored in the bone
marrow and fat.
►It is converted to products, called metabolites, in the liver and bone marrow.
People who breathe benzene for long periods may experience harmful effects
in the tissues that form blood cells, especially the bone marrow. These effects
can disrupt normal blood production and cause a decrease in important blood
components.
►TToolluueennee in the air combines with oxygen and form benzaldehyde and cresol,
which are harmful to humans. A serious health concern is that it may have an
effect on our brain. Toluene can cause headaches, confusion, and memory
loss.
►Low-to-moderate, day-after-day exposure in our workplace can cause
tiredness, confusion, weakness, drunken-type actions, memory loss, nausea,
and loss of appetite

13. CCoonnttiinnuuee……
►XXyylleennee can also cause a number of effects on the nervous system, such as
headaches, lack of muscle coordination, dizziness, confusion, and changes in
one's sense of balance.
►Short-term exposure of people to high levels of xylene can cause irritation of
the skin, eyes, nose, throat; difficulty in breathing; impaired function of the
lungs; delayed response to a visual stimulus; impaired memory; stomach
discomfort; and changes in the liver and kidneys.
►PPhheennooll in Short-term causes respiratory irritation, headaches, and burning
eyes. Chronic effects of high exposures include weakness, muscle pain,
anorexia, weight loss, and fatigue; effects of long-term low-level exposures
include increase in respiratory cancer, heart disease, and effects on the
immune system.
►Exposure to high concentrations for several weeks results in paralysis &
severe injury to the heart, kidneys, liver, and lungs, followed by death in some
cases. Effects reported in humans following dermal exposure include liver
damage, diarrhea, dark urine, and RBC destruction.

14. CCoonnttiinnuuee……
► PPyyrriiddiinnee: Most important health concern for humans exposed to it is damage
to the liver. Other health concerns for humans may be neurological effects, renal
effects, and irritation of the skin and eye. Effect of pyridine as cancer or birth
defect is not known
►CChhlloorrooffoorrmm affects the central nervous system (brain), liver, and kidneys after
a person breathe air or drinks liquids that contain large amounts of chloroform.
Breathing about 900 ppm or 900,000 ppb for a short time causes fatigue,
dizziness, and headache. Elevated levels of chloroform, over a long period may
damage liver and kidneys.
►MMeetthhyyll EEtthhyyll KKeettoonnee concentrations above the TLV may cause headache,
dizziness, nausea, shortness of breath, and vomiting. Higher concentrations may
cause central nervous system depression and unconsciousness.
►It may produce abdominal pain, nausea. Aspiration into lungs can produce
severe lung damage.

15. Regulations oonn VVOOCC eemmiissssiioonn::
RReegguullaattiioonnss oonn ccoonnttrroolllliinngg oorrggaanniicc vvaappoouurr ppoolllluuttaannttss iinn aaiirr hhaavvee
bbeeeenn iissssuueedd wwoorrlldd--wwiiddee.. MMaannyy ccoouunnttrriieess hhaavvee iimmpplleemmeenntteedd vvaarriioouuss
rreegguullaattoorryy nnoorrmmss ffoorr iittss ccoonnttrrooll.. SSoommee ooff tthhee nnoorrmmss aarree::
11.. IInn tthhee aammbbiieenntt aaiirr qquuaalliittyy ssttaannddaarrddss pprroodduucceedd bbyy tthhee UUSS
EEnnvviirroonnmmeennttaall PPrrootteeccttiioonn AAggeennccyy,, tthhee mmaaxxiimmuumm 33--hhoouurr
ccoonncceennttrraattiioonn ooff hhyyddrrooccaarrbboonn ccoonntteenntt iiss 11..66 kkgg//mm33 ((00..2244 ppppmm)),, nnoott ttoo
bbee eexxcceeeeddeedd ffoorr mmoorree tthhaann aa yyeeaarr..
22.. RReedduuccttiioonn ooff VVOOCCss eemmiissssiioonnss tthhaatt eexxcceeeeddss tthhee ccuurrrreenntt nnaattiioonnaall
aammbbiieenntt aaiirr qquuaalliittyy ssttaannddaarrdd ffoorr oozzoonnee ooff 00..1122 ppppmm iiss mmaannddaatteedd
uunnddeerr TTiittllee II ooff tthhee UUSS CClleeaann AAiirr AAcctt AAmmeennddmmeenntt ooff 11999900
33.. TTiittllee IIIIII ooff tthhee aammeennddmmeennttss rreeqquuiirreess rreedduuccttiioonn ooff tthhee eemmiissssiioonnss ooff
118899 hhaazzaarrddoouuss aaiirr ppoolllluuttaannttss,, mmoosstt ooff wwhhiicchh aarree iinncclluuddeedd uunnddeerr tthhee
ddeeffiinniittiioonn ooff VVOOCCss aass wweellll
44.. TThhee rreecceennttllyy ppaasssseedd EEuurrooppeeaann CCoommmmuunniittyy ssttaaggee eemmiissssiioonnss lliimmiitt iiss
3355 ggrraammss ttoottaall oorrggaanniicc ccoommppoouunnddss ((TTOOCC)) ppeerr ccuubbiicc mmeetteerr ggaassoolliinnee
llooaaddeedd ((3355 gg TTOOCC//mm33))
55.. TThhee UUnniitteedd SSttaatteess EEnnvviirroonnmmeennttaall PPrrootteeccttiioonn AAggeennccyy SSttaannddaarrdd 4400
CCFFRR PPaarrtt 6633 hhaass eessttaabblliisshheedd aann eemmiissssiioonn lliimmiitt ooff 1100 gg TTOOCC//mm33..
66.. TThhee GGeerrmmaann TTAA--LLuufftt SSttaannddaarrdd,, tthhee mmoosstt ssttrriinnggeenntt kknnoowwnn ggaassoolliinnee
eemmiissssiioonn rreegguullaattiioonn,, hhaass sseett aann eemmiissssiioonnss lliimmiitt ttoo 115500 mmgg TTOOCC
((eexxcclluuddiinngg mmeetthhaannee)) ppeerr ccuubbiicc mmeetteerr ooff llooaaddeedd pprroodduucctt ((00..1155 gg
TTOOCC//mm33))

16. Classification of VOCs Control Technology
VOC removal
Technologies
Add on Control
technologies
Destruction
Membrane
separation
Thermal
incineration
Catalytic
incineration
Photo-catalytic
oxidation
Process and equipment
modification
Recovery
Condensation
Adsorption
Absorption Plasma technology
Electron beam technology
Biofiltration
Flares
Refrigeration
condensation
Cryogenic
condensation
Regenerative
Recuperative

17. VVOOCC rreemmoovvaall tteecchhnniiqquueess::
11.. PPrroocceessss aanndd eeqquuiippeemmeenntt mmooddiiffiiccaattiioonn
22.. AAdddd oonn ccoonnttrrooll tteecchhnniiqquueess
aa.. DDeessttrruuccttiioonn
ii.. OOxxiiddaattiioonn
iiii.. BBiioorreemmoovvaall
bb.. RReeccoovveerryy
ii.. AAbbssoorrppttiioonn
iiii.. AAddssoorrppttiioonn
AA)) ZZeeoolliittee bbaasseedd BB)) AAccttiivvaatteedd ccaarrbboonn bbaasseedd
iiiiii.. CCoonnddeennssaattiioonn
iivv.. MMeemmbbrraannee sseeppaarraattiioonn

18. Various ddeessttrruuccttiioonn pprroocceesssseess::
11.. OOxxiiddaattiioonn
ii.. TThheerrmmaall ooxxiiddaattiioonn
iiii.. CCaattaallyyttiicc ooxxiiddaattiioonn
iiiiii.. RReevveerrssee ffllooww rreeaaccttoorrss
22.. BBiioorreemmoovvaall
ii.. BBiiooffiillttrraattiioonn
iiii.. BBiioo TTrriicckklliinngg ffiilltteerr
iiiiii.. BBiioossccrruubbbbeerr

19. PPrroocceessss aanndd eeqquuiippmmeenntt mmooddiiffiiccaattiioonn::
PPrroocceessss aanndd eeqquuiippmmeenntt mmooddiiffiiccaattiioonnss aarree uussuuaallllyy
tthhee mmoosstt pprreeffeerrrreedd aalltteerrnnaattiivvee ffoorr rreedduucciinngg
eemmiissssiioonnss.. MMooddiiffiiccaattiioonnss iinncclluuddee::
11.. SSuubbssttiittuuttiioonn ooff rraaww mmaatteerriiaall ttoo rreedduuccee VVOOCC iinnppuutt
22.. CChhaannggeess iinn ooppeerraattiinngg ccoonnddiittiioonn ttoo rreedduuccee
ffoorrmmaattiioonn ooff VVOOCC
33.. MMooddiiffiiccaattiioonn ooff eeqquuiippmmeenntt ttoo mmiinniimmiizzee eessccaappee ooff
VVOOCCss
TThhee ffiirrsstt ttwwoo mmeecchhaanniissmmss vvaarryy wwiitthh tthhee pprroocceessss
bbeeiinngg aaddddrreesssseedd.. EEqquuiippmmeenntt mmooddiiffiiccaattiioonn ccaann
ttaakkee mmaannyy ffoorrmmss,, bbuutt tthhee oobbjjeeccttiivvee iiss aallwwaayyss ttoo
pprreevveenntt tthhee eessccaappee ooff VVOOCCss

20. CCoonnttiinnuuee……
AAnn oovveerraallll aapppprrooaacchh ttoo ddeevveelloopp ccoolllleeccttiioonn aanndd
ccoonnttrrooll ssttrraatteeggiieess ttoo rreedduuccee VVOOCCss eemmiissssiioonnss iiss
vviiaa aa sstteeppwwiissee aannaallyyssiiss
11.. TThhee ffiirrsstt sstteepp iiss ttoo qquuaannttiiffyy tthhee rreelleeaassee bbyy
ddeevveellooppiinngg aann uunnddeerrssttaannddiinngg ooff tthhee pprroocceessss
sstteeppss aanndd mmaatteerriiaall bbaallaanncceess
22.. IItt iiss ffoolllloowweedd bbyy ssaammpplliinngg,, mmeeaassuurriinngg oorr
eessttiimmaattiinngg vveenntt fflloowwss
33.. TThheenn ssiiggnniiffiiccaanntt ssoouurrcceess ccaann bbee iiddeennttiiffiieedd aanndd
ssttrraatteeggiieess aanndd ddeessiiggnnss aarree ddeevveellooppeedd ttoo aaddddrreessss
tthhee iissssuueess

21. AAdddd oonn CCoonnttrrooll TTeecchhnniiqquueess::
• SSeeccoonnddaarryy ccoonnttrrooll iinnvvoollvveess ttrreeaattmmeenntt ooff tthhee wwaassttee
ssttrreeaamm aafftteerr iitt hhaass bbeeeenn pprroodduucceedd..
• TThhee cchhooiiccee ooff tthhee tteecchhnnoollooggyy iiss oofftteenn ddiiccttaatteedd bbyy
eeccoonnoommiiccaall aanndd eeccoollooggiiccaall ccoonnssttrraaiinnttss.. SSuucchh
ccoonnssttrraaiinnttss aarriissee ffoorr tthhee nnaattuurree ooff tthhee ccoommppoouunndd
bbeeiinngg ttrreeaatteedd,, tthhee ccoonncceennttrraattiioonn,, tthhee ffllooww rraattee aanndd
tthhee mmooddee ooff eemmiissssiioonn ooff tthhee wwaassttee..
• CCoommbbiinnaattiioonn ooff tthhee vvaarriioouuss tteecchhnnoollooggiieess mmaayy
oofftteenn bbee rreeqquuiirreedd ttoo mmeeeett tthhee rreegguullaattoorryy
ssttaannddaarrddss..

22. AAbbssoorrppttiioonn::
• AAbbssoorrppttiioonn rreemmoovveess tthhee wwaassttee ggaass ccoonnttaammiinnaatt wwiitthh aa ssccrruubbbbiinngg
ssoolluuttiioonn..
• TThhee ggaasseess eenntteerr aa llaarrggee ccoonnttaaccttoorr wwhheerree tthhee ggaasseeoouuss ppoolllluuttaannttss aarree
ttrraannssffeerrrreedd ttoo aa lliiqquuiidd pphhaassee.. EEffffiicciieenntt ggaass--lliiqquuiidd mmaassss ttrraannssffeerr mmaayy bbee
aaccccoommpplliisshheedd tthhrroouugghh tthhee uussee ooff ppaacckkeedd oorr bbuubbbbllee ccoolluummnn oorr aa vveennttuurrii
ccoonnttaaccttoorr..
• SSuucccceessss iiss ddiiccttaatteedd bbyy tthhee aaffffiinniittyy ooff tthhee ppoolllluuttaanntt ffoorr lliiqquuiidd pphhaassee..
WWaatteerr iiss tthhee mmoosstt ffrreeqquueennttllyy uusseedd ssccrruubbbbiinngg ssoolluuttiioonn aanndd tthhee ppHH ccaann
bbee aaddjjuusstteedd ttoo iinnccrreeaassee tthhee ssoolluubbiilliittyy aacciiddiicc oorr bbaassiicc ggaasseess.. FFoorr
hhyyddrroopphhoobbiicc ppoolllluuttaannttss oorrggaanniicc ssoollvveennttss ssuucchh aass ssiilliiccoonn ooiill mmaayy bbee
uusseedd aass ssccrruubbbbiinngg ssoolluuttiioonn..
• OOnnccee tthhee ppoolllluuttaanntt ttrraannssffeerr hhaass ooccccuurrrreedd,, aaddddiittiioonnaall ttrreeaattmmeenntt ooff tthhee
lliiqquuiidd pphhaassee mmaayy bbee nneecceessssaarryy.. TThhiiss mmaayy bbee aacchhiieevveedd bbyy ddeessoorrbbiinngg tthhee
ppoolllluuttaanntt aatt hhiigghh tteemmppeerraattuurreess aanndd iinncciinneerraattiinngg tthhee vvaappoorrss..
• IIff tthhee ssccrruubbbbiinngg ssoolluuttiioonn iiss wwaatteerr,, tthhee wwaasstteewwaatteerr mmaayy bbee ddiirreecctteedd ttoo aa

23. AAddssoorrppttiioonn::
• AAddssoorrppttiioonn ggeenneerraallllyy ooccccuurrss oonn aa ffiixxeedd oorr fflluuiiddiizzeedd bbeedd ooff
mmaatteerriiaall ssuucchh aass aaccttiivvee ccaarrbboonn oorr zzeeoolliittee aanndd iiss mmoosstt
eeffffiicciieenntt ffoorr ttrreeaattmmeenntt ooff llooww ccoonncceennttrraattiioonn vvaappoorrss..
• TThhee eeffffeeccttiivveenneessss ooff aann aaddssoorrppttiioonn ssyysstteemm ffoorr aa ppaarrttiiccuullaarr
wwaassttee ssttrreeaamm iiss ffuunnccttiioonn ooff tthhee aaiirr ffllooww rraattee,, tthhee ttoottaall VVOOCC
llooaaddiinngg ooff tthhee ssttrreeaamm aanndd tthhee iinnddiivviidduuaall ccoommppoonneennttss ooff tthhee
VVOOCC ssttrreeaamm.. MMooiissttuurree iiss aallssoo oonnee ooff tthhee ccrruucciiaall ppaarraammeetteerrss
ttoo ddiiccttaattee tthhee eeffffiicciieennccyy aanndd eeffffeeccttiivveenneessss ooff aaddssoorrppttiioonn..
• AAddssoorrppttiioonn iiss ggeenneerraallllyy uusseedd ffoorr ccoonnttrroolllliinngg VVOOCCss wwiitthh llooww
vvaappoorr pprreessssuurree aanndd hhiigghh mmoolleeccuullaarr wweeiigghhtt..
• PPhhyyssiiccaall aaddssoorrppttiioonn hhaass bbeeeenn ffoouunndd ttoo bbee mmoorree ssiiggnniiffiiccaanntt
iinn tthhee ccaassee ooff sseeppaarraattiioonn pprroocceesssseess.. PPhhyyssiiccaall aaddssoorrppttiioonn iiss
aaggaaiinn ccllaassssiiffiieedd iinnttoo TThheerrmmaall SSwwiinngg AAddssoorrppttiioonn ((TTSSAA)) aanndd
PPrreessssuurree SSwwiinngg AAddssoorrppttiioonn ((PPSSAA))..

24. CCoonnttiinnuuee
……
• AAccttiivvaatteedd ccaarrbboonn iiss aa ggoooodd aaddssoorrbbeenntt dduuee ttoo iittss llaarrggee
ssuurrffaaccee aarreeaa aanndd mmiiccrrooppoorreess..
• TThheerree aarree tthhrreeee ttyyppeess ooff nnoonnmmiiccrrooppoorroouuss ccaarrbboonnss tthhaatt aarree
vveerryy pprroommiissiinngg aass aaddssoorrbbeennttss aanndd ccaattaallyysstt ccaarrrriieerrss::
nnaannoottuubbeess ((CCNNTT)),, nnaannooffiibbrreess ((CCNNFF)),, hhiigghh ssuurrffaaccee aarreeaa
ggrraapphhiitteess ((HHSSAAGG))..
• CCNNTTss ccoonnssiissttss ooff ggrraapphheemmee llaayyeerr rroolllleedd ccooaaxxiiaallllyy iinnttoo
ccyylliinnddeerrss ooff nnaannoommeettrriicc ddiiaammeetteerr..
• CCNNFFss ddiiffffeerr ffrroomm CCNNTTss iinn tthhee aabbsseennccee ooff hhoollllooww ccaavviittyy aanndd
tthhee ddiiaammeetteerrss ooff CCNNFFss aarree ggeenneerraallllyy hhiigghheerr tthhaann
nnaannoottuubbeess..
• BBuutt tthhee ssuurrffaaccee aarreeaa rreeccoorrddeedd ffoorr CCNNTT iiss ssiiggnniiffiiccaannttllyy
ggrreeaatteerr tthhaann tthhaatt ooff CCNNFFss.. TTyyppiiccaall vvaalluuee ooff ssuurrffaaccee aarreeaa ffoorr
CCNNTTss aarree aarroouunndd 220000 mm22//gg aanndd ffoorr CCNNFFss tthheeyy rraannggee ffrroomm 1100
ttoo 220000 mm22//gg
• hhyyddrroopphhoobbiicc zzeeoolliittee iiss nnooww ccoonnssiiddeerreedd aann aalltteerrnnaattiivvee
aaddssoorrbbeenntt ssiinnccee iitt hhaass ggoooodd pprrooppeerrttiieess ssuucchh aass tthheerrmmaall
ssttaabbiilliittyy aanndd hhyyddrroopphhoobbiicciittyy

25. Typical activated carbon VVOOCC RReemmoovvaall SSyysstteemm ffoorr
VOC laden
air
Adsorber 1 Adsorber 2
Separator
Treated air
Filter
Pr.
Regulator
Condenser
ggaasseess

26. Adsorption ccoonnttrroolllliinngg ppaarraammeetteerrss::
11.. RReetteennttiivvee aabbiilliittyy
22.. PPrreessssuurree
33.. CCoonncceennttrraattiioonn
44.. PPaarrttiiccuullaattee ccoonncceennttrraattiioonn
55.. TTyyppee ooff aaddssoorrbbeenntt
66.. DDeessoorrppttiioonn mmeetthhoodd
77.. FFiirree ssuupppprreessssiioonn
88.. SStteeaamm rreeccoovveerryy

27. CCoonnddeennssaattiioonn:: • TThhee ddrriivviinngg ffoorrccee ffoorr ccoonnddeennssaattiioonn iiss oovveerr--ssaattuurraattiioonn,,
wwhhiicchh iiss aacchhiieevveedd bbyy cchhiilllliinngg oorr pprreessssuurriissaattiioonn ((oorr bbootthh)) ooff
tthhee wwaassttee ggaass ssttrreeaamm..
• WWaassttee ggaass ccoonnttaammiinnaannttss tthhaatt aarree ccoonncceennttrraatteedd aanndd hhaavvee aa
hhiigghh bbooiilliinngg ppooiinntt mmaayy bbee ppaarrttiiaallllyy rreeccoovveerreedd bbyy
ssiimmuullttaanneeoouuss ccoooolliinngg aanndd ccoommpprreessssiinngg ooff tthhee ggaasseeoouuss
pphhaassee..
• TThhiiss tteecchhnniiqquuee iiss oonnllyy eeccoonnoommiiccaall ffoorr ccoonncceennttrraatteedd vvaappoouurr
wwhheerree tthheerree iiss ssoommee rreeccyyccllee oorr rreeccoovveerryy vvaalluuee..
• IIff tthhee wwaassttee ggaass iiss aa mmiixxeedd ppoolllluuttaanntt ssttrreeaamm,, rreeccyycclliinngg wwiillll
bbee vviirrttuuaallllyy iimmppoossssiibbllee aanndd iinncciinneerraattiioonn ooff tthhee ccoonnddeennsseedd
lliiqquuiidd mmaayy bbee rreeqquuiirreedd..
• TThhiiss tteecchhnniiqquuee mmuusstt oofftteenn bbee ffoolllloowweedd bbyy aaddddiittiioonnaall
rreemmoovvaall tteecchhnnoollooggiieess ffoorr ccoommpplliiaannccee wwiitthh rreegguullaattoorryy
eemmiissssiioonn ssttaannddaarrddss..

28. MMeemmbbrraannee sseeppaarraattiioonn::
• MMeemmbbrraannee sseeppaarraattiioonn ssyysstteemm ccaann bbee uusseedd ttoo
ttrraannssffeerr VVOOCCss ffrroomm vvaarriioouuss ssttrreeaamm ttoo aa wwaatteerr
pphhaassee..
• IInn aa mmeemmbbrraannee sseeppaarraattiioonn ssyysstteemm ffoorr ggaasseess,,
ccoommpprreessssiioonn aanndd ccoonnddeennssaattiioonn ooff tthhee eemmiissssiioonn
ssttrreeaamm iiss ffoolllloowweedd bbyy mmeemmbbrraannee sseeppaarraattiioonn..
• TThhiiss pprreessssuurree ddiiffffeerreennttiiaall ddrriivveess tthhee mmeemmbbrraannee
sseeppaarraattiioonn pprroocceessss..
• AAiirr ssttrreeaamm iiss ppaasssseedd aaccrroossss tthhee ssuurrffaaccee ooff aa
mmiiccrrooppoorroouuss hhyyddrroopphhoobbiicc mmeemmbbrraannee ccoonnssttrruucctteedd
ooff mmaatteerriiaall ssuucchh aass ppoollyyeetthhyylleennee aanndd
ppoollyypprrooppyylleennee
• TThhee mmeemmbbrraannee pprroovviiddeess hhiigghh VVOOCC ppeerrmmeeaabbiilliittyy
wwiitthhoouutt aalllloowwiinngg bbuullkk ppeerrmmeeaatteess ttrraannssppoorrtt aaccrroossss
tthhee mmeemmbbrraannee
• TThhee pprroocceessss tthheenn rreeqquuiirreess ttrreeaattmmeenntt ooff tthhee lliiqquuiidd
ppeerrmmeeaattee ffoorr ffiinnaall VVOOCC ddiissppoossaall oorr rreeccyycclliinngg

29. SSiimmppllee SScchheemmaattiicc ddiiaaggrraamm ooff
MMeemmbbrraannee SSeeppaarraattiioonn TTeecchhnniiqquuee
Pump
Filter
VOC
laden Air
Demister
Mist
Membrane
Cell
Recovered VOC
Treated
Air

30. Membrane sseeppaarraattiioonn ccoonnttrroolllliinngg
ppaarraammeetteerrss::
11.. AAddaappttiibbiilliittyy ttoo tthhee rraannggee ooff oorrggaanniiccss
22.. CCoosstt ooff mmeemmbbrraannee
33.. MMaaiinntteennaannccee ooff mmeemmbbrraannee
44.. PPrroocceessss rraattee
55.. RReecchhaarrggeeaabbllee oorr rreeuussaabbllee
mmeemmbbrraannee
66.. PPrreesseennccee ooff lliiqquuiidd
77.. FFllooww ppaatttteerrnn

31. OOxxiiddaattiioonn
• OOxxiiddaattiioonn iiss tthhee mmoosstt wwiiddeellyy uusseedd sseeccoonnddaarryy
tteecchhnniiqquuee,, bbuutt ccoossttss aarree hhiigghh ffoorr llooww
ccoonncceennttrraattiioonn ppoolllluuttaanntt vvaappoouurrss bbeeccaauussee ooff tthhee
nneeeedd ffoorr llaarrggee aammoouunntt ooff ffuueell..
• RReeggeenneerraattiivvee oorr rreeccuuppeerraattiivvee hheeaatt ssyysstteemmss aarree
oofftteenn uusseedd aass aann aatttteemmpptt ttoo rreedduuccee tthheessee ffuueell
ooppeerraattiinngg ccoossttss..
• PPrroodduuccttiioonn ooff nniittrrooggeenn ooxxiiddeess aanndd ssoommee ddiiooxxiinnss iiss
aallssoo ppoossssiibbllee dduurriinngg ooxxiiddaattiioonn..
• IInn ggeenneerraall tthhiiss tteecchhnnoollooggyy iiss mmoorree ssuuiittaabbllee ffoorr
ccoonncceennttrraatteedd ssttrreeaamm wwiitthh mmooddeerraattee ffllooww rraatteess..

32. TThheerrmmaall OOxxiiddaattiioonn::
• TThheerrmmaall ooxxiiddaattiioonn ssyysstteemmss,, aallssoo kknnoowwnn aass ffuummee iinncciinneerraattoorrss,, aarree nnoott ssiimmppllee
ffllaarreess oorr aafftteerrbbuurrnneerrss..
• TThhee mmooddeerrnn tthheerrmmaall ooxxiiddiisseerr iiss ddeessiiggnneedd ttoo aaccccoommpplliisshh ffrroomm 9955%% ttoo 9999%%
ddeessttrruuccttiioonn ooff vviirrttuuaallllyy aallll VVOOCCss.. TThheessee ssyysstteemmss ccaann bbee ddeessiiggnneedd ttoo hhaannddllee aa
ccaappaacciittyy ooff 11,,000000 ttoo 550000,,000000 ccffmm ((ccuubbiicc ffeeeett ppeerr mmiinnuuttee))
• VVOOCC ccoonncceennttrraattiioonn rraannggeess ffrroomm 110000 ttoo 22,,000000 ppppmm..
• NNoommiinnaall rreessiiddeennccee ttiimmee rraannggeess ffrroomm 00..55 ttoo 11..00
• TThheerrmmaall ooxxiiddaattiioonn ssyysstteemmss ccoommbbuusstt VVOOCCss aatt tteemmppeerraattuurreess ooff 11,,330000––11,,880000°°FF..
• AAccttuuaall ooppeerraattiinngg tteemmppeerraattuurree iiss aa ffuunnccttiioonn ooff tthhee ttyyppee aanndd ccoonncceennttrraattiioonn ooff
mmaatteerriiaall iinn tthhee vveenntt ssttrreeaamm aanndd tthhee ddeessiirreedd DDeessttrruuccttiioonn aanndd RReemmoovvaall EEffffiicciieennccyy
• TTwwoo ttyyppeess ooff tthheerrmmaall eenneerrggyy rreeccoovveerryy ssyysstteemmss aarree iinn ccoommmmoonn uussee
ttooddaayy,, rreeggeenneerraattiivvee aanndd rreeccuuppeerraattiivvee

33. VOC
laden
air
SScchheemmaattiicc ddiiaaggrraamm ooff TThheerrmmaall
Heater
Cold and
clean air
OOxxiiddaattiioonn
Thermal
Oxidizer Heat Storage

34. CCaattaallyyttiicc OOxxiiddaattiioonn::
• CCaattaallyyttiicc ooxxiiddaattiioonn ssyysstteemmss ddiirreeccttllyy ccoommbbuusstt VVOOCCss iinn aa
mmaannnneerr ssiimmiillaarr ttoo tthheerrmmaall ooxxiiddiisseerrss..
• TThhee mmaaiinn ddiiffffeerreennccee iiss tthhaatt tthhee ccaattaallyyttiicc ssyysstteemm ooppeerraatteess aatt
aa lloowweerr tteemmppeerraattuurree,, ttyyppiiccaallllyy aabboouutt 770000––990000°°FF..
• TThhiiss iiss mmaaddee ppoossssiibbllee bbyy tthhee uussee ooff ccaattaallyyssttss tthhaatt rreedduuccee
tthhee ccoommbbuussttiioonn eenneerrggyy rreeqquuiirreemmeennttss..
• CCaattaallyysstt ssyysstteemmss ccaann bbee ddeessiiggnneedd ttoo hhaannddllee aa ccaappaacciittyy ooff
11,,000000 ttoo 110000,,000000 ccffmm aanndd VVOOCC ccoonncceennttrraattiioonn rraannggeess ffrroomm
110000 ttoo 22,,000000 ppppmm..
• TThhee ccaattaallyyttiicc ssyysstteemm iiss wweellll ssuuiitteedd ttoo llooww ccoonncceennttrraattiioonn
ooppeerraattiioonnss oorr tthhoossee tthhaatt ooppeerraattee iinn aa ccyycclliicc mmaannnneerr
• DDeessttrruuccttiioonn eeffffiicciieenncciieess iinn eexxcceessss ooff 9900%% aarree ccoommmmoonn wwiitthh
aa mmaaxxiimmuumm DDeessttrruuccttiioonn RReeccoovveerryy EEffffiicciieennccyy ooff 9955%%

35. VOC
laden
air
SScchheemmaattiicc ddiiaaggrraamm ooff CCaattaallyyttiicc
Recovery
heater
OOxxiiddaattiioonn
Catalytic Oxidizer
Cold and clean air

36. RReevveerrssee FFllooww RReeaaccttoorr
• AA RReevveerrssee FFllooww RReeaaccttoorr ((RRFFRR)) iiss aann aaddiiaabbaattiicc ppaacckkeedd bbeedd
rreeaaccttoorr iinn wwhhiicchh tthhee ddiirreeccttiioonn ooff tthhee ffeeeedd ffllooww iiss rreevveerrsseedd
ppeerriiooddiiccaallllyy
• RRFFRR iiss bbeeccoommiinngg aa ssttrroonngg aalltteerrnnaattiivvee ffoorr tthhee rreemmoovvaall ooff
VVOOCCss ffrroomm ppoolllluutteedd aaiirr bbeeccaauussee uunnsstteeaaddyy--ssttaattee rreeaaccttoorr
ooppeerraattiioonn ccaann bbee pprrooffiittaabbllee ffoorr tthhee cchheemmiiccaall pprroocceessss
• FFoorr tthhee RRFFRR tthhee ddyynnaammiiccss ooff tthhee ssyysstteemm sshhoouulldd bbee wweellll
ddeeffiinneedd aanndd nnoott iinnfflluueenncceedd bbyy iittss ssuurrrroouunnddiinnggss
• TThhee bbeesstt wwaayy ooff aacchhiieevviinngg aaddiiaabbaattiicc ccoonnddiittiioonnss aanndd
mmiinniimmiissiinngg tthhee iinnfflluueennccee ooff ssuurrrroouunnddiinnggss iiss mmaakkiinngg uussee ooff
aann eevvaaccuuaatteedd jjaacckkeett wwiitthh tthhee pprroovviissiioonn ooff aa rraaddiiaattiioonn sshhiieelldd
aatt hhiigghheerr ooppeerraattiinngg tteemmppeerraattuurree
• RRFFRR iiss iinnfflluueenncceedd bbyy CCyyccllee ppeerriioodd,, VVOOCC vveelloocciittyy,, aaddiiaabbaattiicc
tteemmppeerraattuurree,, ccoommppoonneennttss,, pprreessssuurree,, iinnlleett ccoonncceennttrraattiioonn

37. BBiiooddeeggrraaddaattiioonn// BBiioorreemmoovvaall
• BBiiootteecchhnniiqquueess aarree rreellaattiivveellyy cchheeaapp bbeeccaauussee ooff tthhee llooww
iinnvveessttmmeenntt aanndd ooppeerraattiioonnaall ccoossttss aanndd ccaann sshhooww aa ggoooodd
ooppeerraattiioonnaall ssttaabbiilliittyy,, aarree eennvviirroonnmmeenntt ffrriieennddllyy aanndd rreeqquuiirree
aammbbiieenntt ccoonnddiittiioonnss ffoorr ddeessttrruuccttiioonn ooff ppoolllluuttaannttss..
• BBiioollooggiiccaall rreeaaccttoorrss uuttiilliizzee mmiiccrroobbiiaall mmeettaabboolliicc rreeaaccttiioonn ttoo
ttrreeaatt ccoonnttaammiinnaatteedd ssttrreeaamm..
• TThhee ttrreeaattmmeenntt iiss ccaarrrriieedd oouutt aatt aammbbiieenntt tteemmppeerraattuurree aanndd iitt
ddooeess nnoott ggeenneerraattee sseeccoonnddaarryy wwaassttee ssttrreeaamm..
• VVOOCC ccoonnttaaiinniinngg ssttrreeaammss aarree ttrraannssppoorrtteedd ttoo tthhee aaiirr// bbiiooffiillmm
iinntteerrffaaccee wwhheerree tthheeyy aarree aabbssoorrbbeedd iinnttoo tthhee bbiiooffiillmm aanndd
eemmppllooyyeedd aass ccaarrbboonn oorr eenneerrggyy ssoouurrccee bbyy mmiiccrroooorrggaanniissmm
• TThhee bbyy--pprroodduuccttss ooff mmiiccrroobbiiaall ooxxiiddaattiioonn aarree pprriimmaarryy wwaatteerr,,
ccaarrbboonn ddiiooxxiiddee,, mmiinneerraall ssaallttss,, ssoommee vvoollaattiillee oorrggaanniicc
ccoommppoouunndd aanndd mmiiccrroobbiiaall bbiioommaassss..

38. CCoonnttiinnuuee
……
In general the microbes used for biological treatment are
organisms that are naturally occurring. These microbial
populations may be dominated by one particular microbial species
or may interact with numerous species to attack a particular type
of contaminant.
The particular contaminants of interest must be biodegradable
and non toxic for biological treatment to be successful. The most
successful removal in bioreactors occur for low molecular weight
and highly soluble organic compounds with simple bond
structures.
Biodegradation was the major mechanism for the removal of
nonchlorinated VOCs including toluene, benzene, ethylbenzene
and methylene chloride. Some compounds that show moderate to
slow degradation include phenols, chlorinated hydrocarbons,
polyaromatic hydrocarbons and highly halogenated hydrocarbons.
Inorganic compounds such as hydrogen sulfide and ammonia
are also biodegraded well.

39. BBiiooffiilltteerr::
• BBiiooffiillttrraattiioonn iiss aa rreessuulltt ooff aa ccoommpplleexx ccoommbbiinnaattiioonn ooff ddiiffffeerreenntt
pphhyyssiiccoocchheemmiiccaall aanndd bbiioollooggiiccaall pphheennoommeennaa
• IItt iiss aa ssyysstteemmss tthhaatt uusseess aa ccoommbbiinnaattiioonn ooff bbaassiicc pprroocceesssseess:: aabbssoorrppttiioonn,,
aaddssoorrppttiioonn,, ddeeggrraaddaattiioonn aanndd ddeessoorrppttiioonn ooff ggaass--pphhaassee ccoonnttaammiinnaannttss..
• BBiiooffiillttrraattiioonn uusseess mmiiccrroooorrggaanniissmmss ffiixxeedd ttoo aa ppoorroouuss mmeeddiiuumm ttoo bbrreeaakk
ddoowwnn ppoolllluuttaanntt pprreesseenntt iinn aann ssttrreeaamm.. TThhee mmiiccrroooorrggaanniissmmss ggrrooww iinn aa
bbiiooffiillmm oonn tthhee ssuurrffaaccee ooff aa mmeeddiiuumm oorr aarree ssuussppeennddeedd iinn tthhee wwaatteerr
pphhaassee ssuurrrroouunnddiinngg tthhee mmeeddiiuumm ppaarrttiicclleess
• TThhee ffiilltteerr bbeedd mmeeddiiuumm ccoonnssiissttss ooff rreellaattiivveellyy iinneerrtt ssuubbssttaanncceess
((CCoommppoosstt,, ppeeaatt eettcc)) wwhhiicchh eennssuurree llaarrggee ssuurrffaaccee aattttaacchhmmeenntt aarreeaass,, hhiigghh
ppoorroossiittyy,, ccoommpprreessssiivvee ssttrreennggtthh aanndd aaddddiittiioonnaall nnuuttrriieenntt ssuuppppllyy.. NNaattuurraall
ppaacckkiinngg mmaatteerriiaallss ssuucchh aass ccoommppoosstt,, ppeeaatt aanndd ssooiill hhaavvee bbeeeenn wwiiddeellyy
uusseedd
• TThhee oovveerraallll eeffffeeccttiivveenneessss ooff aa bbiiooffiilltteerrss iiss llaarrggeellyy ggoovveerrnneedd bbyy tthhee
pprrooppeerrttiieess aanndd cchhaarraacctteerriissttiiccss ooff tthhee ssuuppppoorrtt mmeeddiiuumm wwhhiicchh iinncclluuddee
ppoorroossiittyy,, ddeeggrreeee ooff ccoommppaaccttiioonn,, wwaatteerr rreetteennttiioonn ccaappaabbiilliittiieess aanndd tthhee
aabbiilliittyy ttoo hhoosstt mmiiccrroobbiiaall ppooppuullaattiioonn

40. CCoonnttiinnuuee
……
• Biofilters usually incorporate some form ooff wwaatteerr aaddddiittiioonn
ttoo ccoonnttrrooll mmooiissttuurree ccoonntteenntt aanndd aadddd nnuuttrriieennttss
• IInntteerrpphhaassee mmaassss ttrraannssffeerr ooccccuurr wwhhiicchh lleeaaddss ttoo iinntteerrffaacciiaall
eeqquuiilliibbrriiuumm ssoo tthhaatt ggaass pphhaassee rreessiissttaannccee ccaann bbee nneegglleecctteedd..
HHeerree ooxxyyggeenn iiss ssuubbjjeecctteedd ttoo ddiiffffuussiioonnaall rreessiissttaannccee
• TThhee oovveerraallll eeffffeeccttiivveenneessss ooff aa bbiiooffiilltteerrss iiss llaarrggeellyy ggoovveerrnneedd
bbyy tthhee pprrooppeerrttiieess aanndd cchhaarraacctteerriissttiiccss ooff tthhee ssuuppppoorrtt
mmeeddiiuumm wwhhiicchh iinncclluuddee ppoorroossiittyy,, ddeeggrreeee ooff ccoommppaaccttiioonn,,
wwaatteerr rreetteennttiioonn ccaappaabbiilliittiieess aanndd tthhee aabbiilliittyy ttoo hhoosstt mmiiccrroobbiiaall
ppooppuullaattiioonn
• CCrriittiiccaall bbiiooffiilltteerrss ooppeerraattiioonnaall aanndd ppeerrffoorrmmaannccee ppaarraammeetteerrss
iinncclluuddee tthhee mmiiccrroobbiiaall iinnooccuulluumm,, mmeeddiiuumm ppHH,, tteemmppeerraattuurree
aanndd tthhee mmeeddiiuumm mmooiissttuurree aanndd nnuuttrriieenntt ccoonntteenntt
• MMooiissttuurree ccoonnttrrooll ooff tthhee ppaacckkiinngg mmaatteerriiaall hhaass bbeeeenn
iiddeennttiiffiieedd aass tthhee mmoosstt ccrriittiiccaall ppaarraammeetteerr ttoo ccoonnttrrooll iinn
bbiiooffiilltteerrss

41. Waste Air
SScchheemmaattiicc ddiiaaggrraamm ooff aa bbiiooffiilltteerr
Particulate,
Temp and Load
Control
Discontinuous Water Addition
Humidifier
Biofilter
Reactor
Clean Air
Leachate
Blower
Nutrient, Buffer
(Discontinuous)
Water Influent

42. BBiioottrriicckklliinngg ffiilltteerr::
• IInn bbiioottrriicckklliinngg ffiilltteerr ggaass ccoonnttaammiinnaannttss aarree aabbssoorrbbeedd iinn aa ffrreeee lliiqquuiidd
pphhaassee pprriioorr ttoo bbiiooddeeggrraaddaattiioonn bbyy eeiitthheerr ssuussppeennddeedd oorr iimmmmoobbiilliizzeedd
mmiiccrroooorrggaanniissmmss
• FFoorr bbiioottrriicckklliinngg ffiilltteerrss ssuussppeennddeedd mmiiccrroobbeess ffiixxeedd ttoo aann iinnoorrggaanniicc
ppaacckkiinngg mmaatteerriiaall aanndd ssuussppeennddeedd mmiiccrroobbeess iinn tthhee wwaatteerr pphhaassee ddeeggrraaddee
tthhee aabbssoorrbbeedd ccoonnttaammiinnaannttss aass tthheeyy ppaassss tthhrroouugghh tthhee rreeaaccttoorr
• AAss tthhee wwaatteerr iiss rreecciirrccuullaatteedd,, nnuuttrriieennttss,, aacciiddss oorr bbaasseess mmaayy bbee aaddddeedd bbyy
tthhee ooppeerraattoorr ttoo rreegguullaattee tthhee eennvviirroonnmmeenntt ffoorr ooppttiimmaall ppoolllluuttaanntt rreemmoovvaall
• MMoosstt iimmppoorrttaannttllyy aa bbiioottrriicckklliinngg ffiilltteerr rreeaaccttoorr mmuusstt hhoosstt aa tthhrriivviinngg
mmiiccrroobbiioollooggiiccaall ppooppuullaattiioonn wwhhiillee aavvooiiddiinngg ccoonnddiittiioonnss tthhaatt pprroommoottee
eexxcceessssiivvee bbiioommaassss ggrroowwtthh aanndd ccllooggggiinngg ccoonnddiittiioonnss
• TThhee ffrreeee wwaatteerr pphhaassee bbeenneeffiittss bbootthh bbiioottrriicckklliinngg ffiilltteerr bbyy pprroovviiddiinngg aa
ccoonnttiinnuuoouuss ssuuppppllyy ooff nnuuttrriieennttss,, rreemmoovviinngg ppoossssiibbllee ttooxxiicc ddeeggrraaddaattiioonn
bbyy--pprroodduuccttss,, ssuussppeennddiinngg bbiioommaassss ffoorr ccoonnttiinnuuaall rreesseeeeddiinngg ooff tthhee
ssyysstteemm aanndd aaiiddiinngg iinn tthhee ddiiffffuussiioonn ooff hhyyddrroopphhiilliicc ppoolllluuttaannttss iinnttoo bbiiooffiillmm

43. Schematic ddiiaaggrraamm ooff aa bbiioottrriicckklliinngg ffiilltteerr
Waste Air Blower
Particulate,
Temp and
Load Control
Biotrickling
Filter
Clean Air
Wastewater Purge
Recycled Water
Water
Nutrient
Buffer
Water Influent
Pump

44. BBiioossccrruubbbbeerr:: • IInn bbiioossccrruubbbbeerrss aallssoo ggaass ccoonnttaammiinnaannttss aarree aabbssoorrbbeedd iinn aa
ffrreeee lliiqquuiidd pphhaassee pprriioorr ttoo bbiiooddeeggrraaddaattiioonn bbyy eeiitthheerr
ssuussppeennddeedd oorr iimmmmoobbiilliizzeedd mmiiccrroooorrggaanniissmmss
• IInn aa bbiioossccrruubbbbeerr aafftteerr iinniittiiaall ccoonnttaammiinnaanntt aabbssoorrppttiioonn
ooccccuurrss,, tthhee ddeeggrraaddaattiioonn ooff tthhee ccoonnttaammiinnaannttss iiss ppeerrffoorrmmeedd
bbyy aa ssuussppeennddeedd ccoonnssoorrttiiuumm ooff mmiiccrroobbss iinn aa sseeppaarraattee
vveesssseell
• AAbbssoorrppttiioonn mmaayy bbee aacchhiieevveedd iinn aa ppaacckkeedd ccoolluummnn,, sspprraayy
ttoowweerr oorr bbuubbbbllee ccoolluummnn
• TThhee ffrreeee wwaatteerr pphhaassee bbeenneeffiittss bbiioossccrruubbbbeerrss bbyy pprroovviiddiinngg aa
ccoonnttiinnuuoouuss ssuuppppllyy ooff nnuuttrriieennttss,, rreemmoovviinngg ppoossssiibbllee ttooxxiicc
ddeeggrraaddaattiioonn bbyy--pprroodduuccttss,, ssuussppeennddiinngg bbiioommaassss ffoorr
ccoonnttiinnuuaall rreesseeeeddiinngg ooff tthhee ssyysstteemm aanndd aaiiddiinngg iinn tthhee
ddiiffffuussiioonn ooff hhyyddrroopphhiilliicc ppoolllluuttaannttss iinnttoo bbiiooffiillmm
• TThhee wwaatteerr iiss ttrraannssffeerrrreedd ttoo aa sseeppaarraattee vveesssseell wwhheerree
ooppttiioonnaall eennvviirroonnmmeennttaall ccoonnddiittiioonnss ffoorr ddeeggrraaddaattiioonn aarree
mmaaiinnttaaiinneedd

45. Criteria ffoorr CChhooiiccee ooff aann OOppttiimmaall
FFiilltteerr MMeeddiiuumm::
11.. IInnoorrggaanniicc NNuuttrriieenntt CCoonntteenntt
22.. OOrrggaanniicc CCoonntteenntt
33.. CChheemmiiccaall aanndd IInneerrtt AAddddiittiivveess
44.. WWaatteerr CCoonntteenntt
55.. ppHH
66.. SSoorrppttiioonn cchhaarraacctteerriissttiiccss aanndd PPoorroossiittyy
77.. BBaacctteerriiaall AAttttaacchhmmeenntt
88.. MMeecchhaanniiccaall PPrrooppeerrttiieess
99.. OOddoouurr ooff tthhee PPaacckkiinngg
1100.. PPaacckkiinngg ccoosstt aanndd LLiiffeettiimmee

46. Biodegradation CCoonnttrroolllliinngg FFaaccttoorrss::
11.. WWaatteerr ccoonntteenntt
22.. TTeemmppeerraattuurree
33.. ppHH
44.. NNuuttrriieenntt
55.. CCoonnttaammiinnaatt llooaadd
66.. OOxxyyggeenn lliimmiittaattiioonn

47. BBIIOOFFIILLTTRRAATTIIOONN
AA nnaattuurraall pprroocceessss ooff VVOOCC aanndd
ooddoouurr rreemmoovvaall

48. AADDVVAANNTTAAGGEESS OOFF BBIIOOFFIILLTTRRAATTIIOONN
• an Biofiltration is an easy andd ccoosstt--eeffffeeccttiivvee tteecchhnnoollooggyy
• BBiiooffiillttrraattiioonn hhaass aa vveerryy hhiigghh VVOOCC aanndd ooddoouurr rreemmoovvaall
eeffffiicciieennccyy
• BBiiooffiilltteerrss hhaavvee llooww iinnvveessttmmeenntt aanndd ooppeerraattiioonn ccoossttss
• TThhee bbiiooffiillttrraattiioonn pprroocceessss rreessuullttss iinn aa ccoommpplleettee
ddeeccoommppoossiittiioonn ooff tthhee ppoolllluuttaannttss,, ccrreeaattiinngg nnoo
hhaazzaarrddoouuss bbyypprroodduuccttss
• TThhee bbiiooffiilltteerr mmaatteerriiaall iiss aann oorrggaanniicc,, nnoonnttooxxiicc,,
bbiiooddeeggrraaddaabbllee mmaatteerriiaall tthhaatt ccaann bbee rreeaaddiillyy ccoommppoosstteedd
aafftteerr uussee
• AAbboovvee aallll,, bbiiooffiillttrraattiioonn hhaass bbeeeenn aacccceepptteedd bbyy rreessiiddeennttss
aanndd rreegguullaattoorrss aass aann eennvviirroonnmmeenntt ffrriieennddllyy aanndd ccoosstt--
eeffffeeccttiivvee ooddoouurr aanndd aaiirr ppoolllluuttiioonn ccoonnttrrooll tteecchhnnoollooggyy..

49. Comparison of Biofilter, Biotrickling filter and Bioscrubber
MMeetthhoodd AApppplliiccaattiioonn aarreeaa AAddvvaannttaaggeess DDiissaaddvvaannttaaggeess
BBiiooffiilltteerr
OOddoouurrss aanndd llooww VVOOCC
ccoonncceennttrraattiioonnss
VVOOCC ccoonncceennttrraattiioonn lleessss
tthhaann 00..55 gg//mm33 FFllooww rraatteess
ooff 550000 ttoo oovveerr 220000,,000000 mm33//hh,,
ddeeppeennddiinngg oonn ffiilltteerr ddeessiiggnn
LLooww ccaappiittaall ccoossttss
LLooww ooppeerraattiinngg ccoossttss
DDeeggrraaddeess aa wwiiddee rraannggee ooff
ccoommppoouunnddss
CCaann hhaannddllee iinnssoolluubbllee VVOOCCss
EEaassyy ttoo ooppeerraattee aanndd
mmaaiinnttaaiinn
LLooww ssppeecciiffiicc pprroodduuccttiivviittyy
CCoonnttrrooll ooff ooppeerraattiinngg
ccoonnddiittiioonnss rreeqquuiirreedd
LLaarrggee aarreeaa rreeqquuiirreedd
BBiioommaassss bbeedd iiss hheeaavvyy aanndd
bbuullkkyy ttoo rreeppllaaccee
LLoonngg rreetteennttiioonn ttiimmee
SSuusscceeppttiibbllee ttoo cchhaannnneelliinngg
BBiioottrriicckklliinngg ffiilltteerr
LLooww// mmeeddiiuumm VVOOCC
ccoonncceennttrraattiioonnss
VVOOCC ccoonncceennttrraattiioonn lleessss
tthhaann 33 gg//mm33
FFllooww rraatteess ooff 550000 ttoo
5500,,000000 mm33//hh
MMeeddiiuumm ccaappiittaall ccoossttss
LLooww ooppeerraattiinngg ccoossttss
LLooww rreetteennttiioonn ttiimmee//hhiigghh
vvoolluummee tthhrroouugghhppuutt
SSmmaallll ssiizzee aanndd wweeiigghhtt
RReeqquuiirreemmeenntt ttoo ddeessiiggnn
ssyysstteemm ffoorr fflluuccttuuaattiinngg
ccoonncceennttrraattiioonnss
BBiioossccrruubbbbeerr
LLooww// mmeeddiiuumm VVOOCC
ccoonncceennttrraattiioonnss
VVOOCC ccoonncceennttrraattiioonn lleessss
tthhaann 33 gg//mm33
FFllooww rraatteess ooff 1100,,000000 ttoo
5500,,000000 mm33//hh
AAbbllee ttoo ddeeaall wwiitthh hhiigghh ffllooww
rraatteess aanndd sseevveerree fflluuccttuuaattiioonnss
GGoooodd ccoonnttrrooll ooff rreeaaccttiioonnss
ccoonnddiittiioonnss
TTrreeaattss oonnllyy wwaatteerr ssoolluubbllee
ccoommppoouunnddss
CCaann bbee ccoommpplliiccaatteedd ttoo
ooppeerraattee aanndd mmaaiinnttaaiinn
EExxttrraa aaiirr ssuuppppllyy mmaayy bbee
nneeeeddeedd
EExxcceessss sslluuddggee wwiillll rreeqquuiirree
ddiissppoossaall

50. FFUUNNDDAAMMEENNTTAALLSS OOFF
BBIIOOFFIILLTTRRAATTIIOONN PPRROOCCEESSSS
• BBiiooffiillmm
• MMeecchhaanniissmmss ooff VVOOCC RReemmoovvaall
• KKiinneettiiccss

51. IInndduussttrriieess uussiinngg bbiiooffiillttrraattiioonn ttoo aabbaattee VVOOCC
Application VOC/Odour
Cable production
plant Xylene
Chemical plant Formaldehyde
Coach works Formaldehyde, Ethanol
Composites plant Cyclohexanone, Methyl ethyl ketone
Furniture factory Hexane, Ethanol, Acetone, Styrene, Ethyl Acetate,
Toluene, Xylene
Glass fiber plant Styrene, Epichlorhydrin
Leather factory Ethyl acetate, Butyl acetate, Acetone, Toluene,
Ethanol
Meat processing plant Odorous Aldehydes, Acids
Rubber factory Ethyl acetate, Butyl acetate, Acetone
Shoe factory Ethyl acetate, Butyl acetate, Acetone
Printing Ethyl acetate, alcohols

52. DDEESSIIGGNN AANNDD OOPPEERRAATTIIOONNAALL
CCOONNSSIIDDEERRAATTIIOONNSS
• PPaacckkiinngg mmaatteerriiaallss
• MMeeddiiaa sseelleeccttiioonn
• MMooiissttuurree ccoonntteenntt
• ppHH
• TTeemmppeerraattuurree aanndd
• NNuuttrriieennttss

53. CCoonncclluussiioonn::
11.. OOxxiiddaattiioonn iiss tthhee mmoosstt ccoommmmoonnllyy uusseedd tteecchhnniiqquuee,, tthhoouugghh iitt ddeessttrrooyyss tthhee
vvaalluuaabbllee VVOOCCss.. FFuurrtthheerr,, tthhee ooxxiiddaattiioonn pprroocceessss wwiitthh hheeaatt rreeccoovveerryy iiss aa ggoooodd
eeccoonnoommiiccaall ooppttiioonn.. HHoowweevveerr,, tthhiiss pprroocceessss rreeqquuiirreess ssppeecciiffiicc ooppeerraattiinngg
ccoonnddiittiioonnss aanndd ddeessiiggnn ooff iinncciinneerraattoorr ddeeppeennddiinngg uuppoonn tthhee ccoommppoossiittiioonn ooff tthhee
VVOOCCss.. IItt mmaayy aallssoo ggeenneerraattee ttooxxiicc ccoommbbuussttiioonn pprroodduuccttss.. tthhee RReevveerrssee FFllooww
RReeaaccttoorr iiss tthhee bbeesstt aalltteerrnnaattiivvee ttoo ooxxiiddaattiioonn iinn ttooddaayy’’ss ccoonntteexxtt ooff eenneerrggyy
mmaannaaggeemmeenntt
22.. OOxxiiddaattiioonn ((ccaattaallyyttiicc)) IItt iiss ccoonncclluuddeedd tthhaatt iitt iiss aa ggoooodd ooppttiioonn wwhheenn VVOOCCss
rreeccoovveerryy iiss nnoott iimmppoorrttaanntt ((bbootthh iinn tteerrmmss ooff eeffffiicciieennccyy aanndd ccoosstt))
33.. AAddssoorrppttiioonn iiss tthhee nneexxtt mmoosstt ffaavvoouurreedd tteecchhnniiqquuee.. IItt hhaass ggoooodd rreemmoovvaall
eeffffiicciieennccyy,, tthhoouugghh iitt rreeqquuiirreess hhiigghheerr ccaappiittaall iinnvveessttmmeenntt aanndd ooppeerraattiinngg ccoossttss..
AAccttiivvaatteedd ccaarrbboonn,, tthhoouugghh aa cchheeaapp aaddssoorrbbeenntt,, hhaass mmaannyy lliimmiittaattiioonnss.. IIff VVOOCCss
rreeccoovveerryy iiss iimmppoorrttaanntt,, tthheenn aaddssoorrppttiioonn iiss aa ggoooodd tteecchhnniiqquuee ttoo bbee
iimmpplleemmeenntteedd

54. 44.. AAbbssoorrppttiioonn pprroocceessss iinnvvoollvveess hhiigghh iinniittiiaall iinnvveessttmmeenntt aass wweellll aass
ddiiffffiiccuullttiieess iinn ddeessiiggnn,, dduuee ttoo tthhee llaacckk ooff aavvaaiillaabbiilliittyy ooff vvaappoouurr lliiqquuiidd
eeqquuiilliibbrriiuumm ddaattaa.. MMoorreeoovveerr,, ssttrriippppiinngg ooff VVOOCCss ffrroomm tthhee aabbssoorrbbiinngg
ssoollvveenntt rreeqquuiirreess ffuurrtthheerr sseeppaarraattiioonn,, aanndd tthhuuss ccoossttss.. TThhiiss tteecchhnniiqquuee
tthhoouugghh hhaass ssoommee aaddvvaannttaaggeess,, ee..gg.. tthhee aabbiilliittyy ttoo hhaannddllee aa wwiiddee rraannggee
ooff ccoonncceennttrraattiioonnss,, ssiimmppllee pprroocceessss aanndd eeqquuiippmmeenntt,, aanndd ggoooodd
eeffffiicciieennccyy
55.. CCoonnddeennssaattiioonn iiss aa ssaaffee aalltteerrnnaattiivvee ffoorr VVOOCCss rreeccoovveerryy.. IItt ddooeess nnoott
iinnvvoollvvee aannyy sseeccoonndd ccoommppoonneenntt aanndd tthhuuss nnoott mmuucchh sseeppaarraattiioonn
tteecchhnnoollooggyy.. IItt iiss ssiimmppllee.. BBuutt iitt ssuuffffeerrss ffrroomm mmaannyy lliimmiittaattiioonnss ssuucchh aass
iitt rreeqquuiirreess hhiigghh ccoonncceennttrraattiioonn,, eexxttrreemmee--ooppeerraattiinngg ccoonnddiittiioonnss
((tteemmppeerraattuurree aanndd pprreessssuurree)),, hhiigghh bbooiilliinngg VVOOCCss,, hhiigghh ooppeerraattiinngg ccoossttss
eettcc
66.. BBiioo--ffiillttrraattiioonn iiss aa cchheeaapp aanndd mmoosstt eeffffeeccttiivvee aalltteerrnnaattiivvee ffoorr VVOOCCss
eelliimmiinnaattiioonn.. TThhiiss pprroocceessss ddooeess nnoott ggeenneerraattee aannyy sseeccoonnddaarryy wwaassttee
ssttrreeaamm aass mm..oo’’ss ccoonnssuummee tthhee wwaassttee aass eenneerrggyy ssoouurrccee..

55. TTHHAANNKK YYOOUU