生物过滤工艺（yì）

生物（wù）过滤（lǜ）工艺是利用有较强吸附能力的填料如松树皮、活性炭、陶粒、堆肥等完成对废（fèi）气污染（rǎn）物的吸附（fù），填料中有大量的微生物，微生物（wù）通过吸收捕获废气（qì）中的污染物，通过微生物的代谢（xiè）作用完成（chéng）对（duì）污染物的降解。

在生物（wù）过滤（lǜ）器工艺中，废气先通过（guò）加湿，然（rán）后进入（rù）生（shēng）物过滤床（chuáng）。湿润的污染气流通过固定（dìng）有混合菌（jun1）种的多孔填料，经净（jìng）化（huà）后气体被排出生（shēng）物过滤器（qì）系统。生物过（guò）滤器一般不需要额外补充（chōng）营养（yǎng）物质（营养不（bú）足（zú）时（shí），可（kě）以偶尔喷（pēn）洒，主要是补充（chōng）氮源或者是（shì）磷源），这是因为生物（wù）过滤器的填料通常是土（tǔ）壤，堆（duī）肥，泥炭（tàn），木屑，树皮，颗粒活性炭和塑料（liào）材料（liào）或者数种材料混合使用，所（suǒ）以本（běn）身就为（wéi）微生物的（de）生长提供了足（zú）够的营（yíng）养以及微量营养素。生物过滤器中填料大多包（bāo）含丰富的菌种（zhǒng），当然也可以（yǐ）额外接种微生物。生物过滤（lǜ）工艺的核心是生物过滤床，理想的生（shēng）物过滤床（chuáng）应（yīng）有如下重要特征（zhēng）：(1)用于微生物膜生长以及气/生物膜传质的高比表面积；(2)高空隙率，以促进气体均勾分布（bù）；(3)良好（hǎo）的保水（shuǐ）能力，避免床（chuáng）层（céng）干（gàn）燥；(4)存（cún）在有（yǒu）效的固有（yǒu）营养物质；(5)存（cún）在密集的和多样化的固有菌（jun1）群。

生物过（guò）滤工艺处理废气具（jù）有工艺简单、操作方便（biàn）、运行（háng）成本低和处理（lǐ）效（xiào）果好等优点，而且菌种附着在固（gù）定填料上比较稳定不易流失。当然，生物过滤工（gōng）艺也有着自身的局（jú）限性，只适（shì）合处（chù）理溶解度高、易生化（huà）降解的（de）VOCs，尤其是对（duì）高浓度废气处理（lǐ）效果较差，耐（nài）冲击负荷能力（lì）弱，滤床需要定期（qī）更换等缺点（diǎn）。

生物（wù）洗涤工艺

生物洗涤工艺是一（yī）个由装有（yǒu）惰性填料（liào）的吸收器和一（yī）个活性污（wū）泥反（fǎn）应器（qì）组（zǔ）成的悬浮活性（xìng）污泥处（chù）理系统，吸收器内的惰性填（tián）充材料，其主要用于增加（jiā）气液相（xiàng）的接触面（miàn）积，而（ér）不是作为生物相的载体。洗涤（dí）循环液从吸收室顶部喷淋而下，使废气中的污（wū）染（rǎn）物（wù）和氧（yǎng）气通过溶解和吸附作（zuò）用实现从气相至液相的转移，部分（fèn）的有机物被直接降解，大部分（fèn）的有机物进入到活性污泥处理系统，通过（guò）活性污泥系统实现有机物的降解，洗涤（dí）循（xún）环（huán）液在活性污泥系统中通过（guò）曝气再生。目前，大（dà）多数生物洗涤器（qì）的运（yùn）行是以污水处理厂的（de）活性污泥作为（wéi）接种。

生物（wù）洗涤工艺的优点是阻力（lì）小（xiǎo）压降低、填（tián）料由（yóu）于具有较大的孔隙率因此不易堵塞，不需要定期更换填料，运（yùn）行过程和反应条件易于控（kòng）制。但（dàn）是，其（qí）适合治理易（yì）溶VOCs，如醇、酮（tóng）类(Henry系数<0.01)，污染物浓度一般低于5000 mg/Nm3、气液（yè）传质的比表面积（jī）较（jiào）小(通常<300 m2·m-3)；由于生物洗涤工艺所需（xū）的运（yùn）行设（shè）备（bèi）较多（duō），运行成本较高（gāo），且不宜处理进气流量较大（dà）的废气，在一定（dìng）程度限制了生（shēng）物（wù）洗涤工艺（yì）在处理工（gōng）业废（fèi）气（qì）中的应用。

生物滴滤工艺

生物滴滤池，是一种介于生物过（guò）滤法和（hé）生物洗涤法之间的处理工（gōng）艺（yì）。相比生物过滤器，生（shēng）物滴滤器（qì）中所（suǒ）用的填料（liào）是陶（táo）瓷、木炭、聚丙烯小球（qiú）、颗粒活（huó）性炭等惰性材料，其不（bú）能提（tí）供微生物生存以及生长（zhǎng）的营养物质。填料只是作为生物生长（zhǎng）的载体，但（dàn）其填料空隙率比生物（wù）过滤器高，使用寿命更长，流体阻力小。生物滴滤器整个系统的正常工作必须要有营养液，并通（tōng）过循环泵（bèng）将营养液（yè）喷淋到吸（xī）收（shōu）塔（tǎ）内的填（tián）料（liào）上，营养液中（zhōng）一些营养（yǎng）物质(主要是氮源，磷（lín）源以及一些痕量（liàng）元素)外，还起到了调节pH和控制塔内湿度的作用。有机气（qì）体在进入（rù）吸收塔（tǎ）前也需要加湿，然（rán）后（hòu）被惰性载（zǎi）体上的生物（wù）吸附（fù）并降解。

相比而（ér）言，生物滴滤器能处（chù）理范围更广的污染（rǎn）物，承受更大的污（wū）染负荷。这是因为生物滴（dī）滤器（qì）内的环境条（tiáo）件更好控（kòng）制，而且潜（qián）在的有毒、顽固代谢产物会从系统中被清（qīng）除出去。需要注意的（de）是，生物（wù）滴滤器基于滴流的机制，因此这种工艺更适合于水溶性VOCs（Henry系（xì）数（shù）<0.1），当然由于微生物和（hé）污染物之（zhī）间的接触是同（tóng）时发生的（de），所以对于（yú）VOCs在水中溶解度（dù）没有生物（wù）洗涤器要求那么高。另外，由于微生物和污染物之间的（de）接触发生在VOCs扩散（sàn）到（dào）液膜之后（hòu），所以对生（shēng）物滴滤（lǜ）器运行（háng）而言，液体流速和（hé）循环速度被认（rèn）为是影响其性能的重（chóng）要参数（shù）。

生物滴（dī）滤池的（de）优（yōu）点在于其运（yùn）营和投入成本低；日常操（cāo）作简便（biàn）；可以人为投加（jiā）必（bì）须（xū）的营养物，并调（diào）节pH值；适（shì）合中高浓度的污染物气体（tǐ）净化。但也有自身的局限性，比（bǐ）如因为塔内微生（shēng）物的快（kuài）速繁殖导（dǎo）致的填料层堵塞（sāi），压（yā）降（jiàng）升高，生物滴滤系统的运行效率下降（jiàng），必须采（cǎi）取反冲（chōng）洗等方法来（lái）恢复（fù）生（shēng）物滴滤系统的功能，目前常（cháng）用的（de）防治（zhì）填料（liào）层（céng）堵塞（sāi）的方法有（yǒu）漫灌冲（chōng）洗法（fǎ）、酸（suān）/碱反冲洗、营养（yǎng）限制等。

生物板式塔

生物板式塔的基（jī）本结构类似于生物滴滤池（chí），与其（qí）不同（tóng）的是在吸收（shōu）塔内不是填料而是（shì）一（yī）堆在边界上有（yǒu）孔的（de）平行圆板，相邻两个（gè）圆（yuán）板（bǎn）的放置必（bì）须使孔交替平行。通过这种（zhǒng）方式，营养液不（bú）断改变方向自（zì）上而下的流经每块塔板，气相（xiàng）(含（hán）VOCs废气)则以逆向（xiàng）自（zì）下（xià）而上流动。生物膜（mó）则平行生长（zhǎng）在每块塔（tǎ）板上，塔板表面一般较为（wéi）粗糙，这（zhè）样有（yǒu）助于生物膜粘附。

生物（wù）板式塔根（gēn）据所需要（yào）的操（cāo）作时（shí）间可（kě）以调节总的表面积和塔板之间的空间，同时由于其恒定的表面（miàn）接触面积使过程中更容易建膜（mó）和规模（mó）扩大化（huà）。相比（bǐ）生（shēng）物过滤器、生物（wù）滴（dī）滤器而（ér）言（yán），其对（duì）于（yú）生物相的分析（xī）更为方便，且（qiě）不容易发（fā）生（shēng）由于微生物过度（dù）生长（zhǎng）而（ér）引（yǐn）起（qǐ）的堵塞等问题，即使当塔板（bǎn）生物膜的厚（hòu）度达到最大值（zhí）时也易于（yú）替换（huàn），性能更稳定(生物活性（xìng）稳定)，能长（zhǎng）时（shí）间地工（gōng）作，操（cāo）作也更（gèng）加方便。

转鼓生物（wù）过（guò）滤（lǜ）器

与生物洗涤（dí）类似，转鼓生物（wù）过滤器也（yě）是（shì）由废水生物处（chù）理技（jì）术所演化而来。它的设计在一（yī）定程度上解决了生物（wù）过（guò）滤器中固有的问（wèn）题。

转（zhuǎn）鼓生（shēng）物过滤器的主体为水平圆筒，其安（ān）装（zhuāng）在两（liǎng）端固定的转轴(中空)上，圆筒约有30%至（zhì）40%的面（miàn）积浸没在水（shuǐ）槽中（zhōng），微生物则附着在转筒上。污染物气体（tǐ）进入密（mì）封的反应器后，进而吸附在转筒介（jiè）质上（shàng）(如活性炭，海绵等（děng）)。当转筒（tǒng）转（zhuǎn）动时（shí），微生物经过水（shuǐ）域并获得其它营养物（wù）质后将污染（rǎn）物分解，并由（yóu）中空转（zhuǎn）轴排出反（fǎn）应器（qì）。结构上多盘式和单盘式类（lèi）似，只是在微生物的（de）载体以多片（piàn）同（tóng）心（xīn）水（shuǐ）平圆筒代替单个（gè）水平圆筒。混合（hé）式转鼓生物过滤器可以看作多转盘式鼓生物过滤器与活性污泥工艺的结合，不同于多盘式的是其将污染物进气口设（shè）在水面以下。

一般而言，转鼓（gǔ）生物过滤器中生物质主要（yào）分布（bù）在最外层。其中（zhōng）单盘式筒体最外层上生物质分布均匀，但生物质随着筒体深度而呈（chéng）现出非均匀分布。而多（duō）盘式（shì）除了（le）在最外（wài）层，内层（céng）生物质分布也相（xiàng）当均匀，这表明其能够有效防止气体短路，从而获得更（gèng）好的性能。多盘（pán）式（shì）转鼓生物过滤（lǜ）器可以长期运行在（zài）较（jiào）髙的污染物负荷以及有介质清洗（xǐ）的情况下。但尚未有该项（xiàng）技术在实际应用的实例（lì）。

膜生物膜反（fǎn）应（yīng）器

在典型的膜生物膜反应器中，微生物（wù）依附在膜的一侧（cè），膜（mó）作为微生物群（qún）落生（shēng）长的载体，并（bìng）为氧气和挥发性（xìng）有机（jī）物的传质提供了巨大（dà）的比表面积。膜被生物膜所覆盖的那一侧浸润（rùn）在液相中，液相（xiàng）提供营养（yǎng）物（wù）质，进（jìn）而可以控（kòng）制（zhì）生（shēng）物相。而（ér）气相（xiàng）中的（de）污染物通过纤（xiān）维膜微（wēi）孔扩（kuò）散到达生物相（xiàng）(生（shēng）物（wù）膜)，然后好（hǎo）氧微生（shēng）物以氧气为电子受体将VOCs降解。膜生物膜法处理废气有（yǒu）如下（xià）优势：

(1)不会发生气相阻塞，压力降小，但在传（chuán）统的生物法堵塞问题较为严重，尤其是生物（wù）过（guò）滤（lǜ）器；

(2)可以持续不断地（dì）去除过剩（shèng）生物质，因此在VOCs负荷较高的情（qíng）况下可以防止反应（yīng）器堵塞；

(3)耐冲（chōng）击负荷能力较强，但最（zuì）大污染负荷受到膜极限的限制，而传统生物法耐冲击（jī）负荷能力差，与营养（yǎng）状态有关，最大污染物负荷速率为50-300 g/（m3·h），50- 2000ppmv；

(4)可以（yǐ）去除生物降解（jiě）过（guò）程中（zhōng）所（suǒ）产生副产（chǎn）物，可以添加pH缓冲剂中和酸性代谢产物和提供微生物生长的营（yíng）养物质，并（bìng）提供微生物群（qún）落生（shēng）长的载（zǎi）体。

(5)可以去除水溶性较低的污染（rǎn）物如NO或甲烷，而传统生物法则（zé）由（yóu）于传质（zhì）受限（xiàn）导致去除（chú）率低（dī）；

(6)微生物与气相分（fèn）离，防止了载体中（zhōng）的微生物进入空（kōng）气，因而可以应（yīng）用（yòng）于室内控制的治理；

(7)处于（yú）气流的最佳（jiā）湿度（dù），普通生物其则需要额外加湿装置；

(8)气（qì）、液相独立控制，进而防止了溢流或发泡，而传统生（shēng）物法则很大程度上取决于操（cāo）作过程。

相比传统的（de）三大生物反应器(生物过滤器，生物洗涤塔和生物滴（dī）滤池)，膜生物膜法虽拥有诸多优势，但目前仍停（tíng）留在（zài）实验室研究阶段。