生物过（guò）滤工（gōng）艺

生物过（guò）滤工艺是利用有较强（qiáng）吸附能力的填料如松树皮、活性炭、陶粒、堆肥等完成对（duì）废气污（wū）染物的吸附，填（tián）料中有（yǒu）大量的微生物，微生物（wù）通过吸（xī）收捕获废（fèi）气中的污染物，通过微（wēi）生物的代（dài）谢作用完成（chéng）对污染物的（de）降解。

在生物（wù）过滤器工（gōng）艺中，废气先（xiān）通过（guò）加湿，然后进入生（shēng）物过（guò）滤床。湿润的污染（rǎn）气流通过固定（dìng）有（yǒu）混合（hé）菌种的多孔填料，经净（jìng）化（huà）后气体（tǐ）被排出生物过（guò）滤器系统。生（shēng）物过滤器一般（bān）不需要额外补（bǔ）充营养物质（zhì）（营养不（bú）足时，可以偶（ǒu）尔喷洒，主要是补充氮源（yuán）或者是（shì）磷源（yuán）），这是（shì）因为生物过滤（lǜ）器的填料通常是土壤，堆肥，泥炭，木屑，树皮，颗粒活性炭和塑料材料或者数种材料混合使用，所以本身就（jiù）为微生（shēng）物（wù）的生长提供了足够的营养（yǎng）以及（jí）微（wēi）量（liàng）营（yíng）养素。生物过滤器（qì）中填料大多包含丰富（fù）的菌种，当然也可以额外接种微生物。生物过（guò）滤工（gōng）艺的核心是生物过滤（lǜ）床，理想的生物过滤床应有如下重要特征：(1)用（yòng）于微（wēi）生物膜生长（zhǎng）以及气/生物（wù）膜（mó）传质的高比表面积；(2)高空隙（xì）率，以促进气体均勾（gōu）分布；(3)良好的（de）保水能力，避免床层干燥；(4)存在（zài）有效的固有营养物质（zhì）；(5)存在密集的和多样化的固（gù）有（yǒu）菌群。

生物过（guò）滤工（gōng）艺处理（lǐ）废气具有工（gōng）艺（yì）简单、操作方便、运行（háng）成本低（dī）和处理效果好等优点，而且菌（jun1）种附着在（zài）固定填料上（shàng）比较（jiào）稳定（dìng）不易流失。当（dāng）然，生物过滤工艺也有着自（zì）身（shēn）的局限性，只（zhī）适合（hé）处理（lǐ）溶解（jiě）度高、易生化降解的VOCs，尤（yóu）其是对高浓度废气（qì）处理（lǐ）效果较差，耐冲（chōng）击负荷（hé）能力弱（ruò），滤床需要（yào）定期更（gèng）换等缺点。

生物洗涤工艺

生物洗涤工艺是一个由（yóu）装有惰性填料（liào）的吸收器和一个活性污泥（ní）反应器组成的（de）悬浮活性污（wū）泥（ní）处理（lǐ）系统，吸收（shōu）器内（nèi）的（de）惰性（xìng）填充（chōng）材料，其主（zhǔ）要用（yòng）于（yú）增加气液相的接触（chù）面积，而不是作为生物相的载体。洗涤循环液从吸收室顶部喷淋（lín）而下，使废（fèi）气中（zhōng）的污（wū）染物（wù）和氧（yǎng）气（qì）通（tōng）过溶解和吸附（fù）作用实现从气相至（zhì）液相的转移，部分的有机物被直接降解（jiě），大部分的有机物进入到活（huó）性（xìng）污泥处理（lǐ）系统，通过活性污泥系统（tǒng）实现（xiàn）有机物的降（jiàng）解，洗涤循环液在活（huó）性污泥系统中通过曝（pù）气再生。目前，大多数生（shēng）物洗（xǐ）涤器的（de）运行（háng）是以污（wū）水（shuǐ）处理厂的活性污泥（ní）作（zuò）为接种。

生物（wù）洗涤（dí）工艺的优点是阻力小压（yā）降低、填料（liào）由于具（jù）有较大的孔隙率因此不易堵塞，不需要（yào）定（dìng）期更换填（tián）料，运行过程和反应条件（jiàn）易于控（kòng）制。但是，其适合治理易溶VOCs，如醇（chún）、酮类(Henry系数<0.01)，污染物浓（nóng）度一般低（dī）于5000 mg/Nm3、气液传质的比表面（miàn）积较小(通常<300 m2·m-3)；由（yóu）于（yú）生物（wù）洗涤工艺所（suǒ）需的（de）运行设备较多，运（yùn）行（háng）成（chéng）本较高，且不宜处理进气流量较大的废气，在一定程度限制了生物洗涤工艺在处理工业废气中的应用。

生物滴滤工艺（yì）

生（shēng）物滴滤池，是一种介于生物过（guò）滤法和生物洗涤（dí）法之间的（de）处（chù）理（lǐ）工艺。相（xiàng）比（bǐ）生物（wù）过滤器，生物滴（dī）滤器（qì）中所用的填料是陶瓷、木炭、聚（jù）丙烯小球、颗粒活（huó）性炭等惰性材料，其不能提供微生物生存以（yǐ）及生（shēng）长的营养物质（zhì）。填（tián）料只是作为生物生长的载体，但（dàn）其填料空隙率比（bǐ）生（shēng）物过（guò）滤器高，使用寿命更长，流体阻（zǔ）力小。生物滴滤（lǜ）器整个系统的正常（cháng）工作必（bì）须要有营养液，并通（tōng）过循环泵将营养（yǎng）液喷淋到吸收塔内的填料上，营养液中一些营养物质(主要是氮源，磷源（yuán）以及一些痕量元素)外，还起到了调节pH和控制塔内湿度的作用。有机（jī）气体在进（jìn）入吸收塔前也（yě）需（xū）要加湿，然（rán）后被惰（duò）性载体上的生物（wù）吸附并降解。

相比而言，生物（wù）滴滤器能处理（lǐ）范围更广的污染物，承受更大的污染负荷。这是因为生物（wù）滴滤器内（nèi）的环境条（tiáo）件更好控制，而且潜在（zài）的有（yǒu）毒、顽固代谢产物会从系统中被清除出去。需（xū）要（yào）注意的是，生物滴滤器基于滴（dī）流的机（jī）制，因（yīn）此这种工艺更（gèng）适合（hé）于水（shuǐ）溶性（xìng）VOCs（Henry系数（shù）<0.1），当然由于微（wēi）生物和污染（rǎn）物之（zhī）间的接触是同时发生的（de），所以对于VOCs在水中溶解度没有（yǒu）生物（wù）洗涤器要求（qiú）那么高。另（lìng）外，由于微生物和污染（rǎn）物之（zhī）间的接（jiē）触发生在（zài）VOCs扩（kuò）散到液膜之（zhī）后，所（suǒ）以对生（shēng）物滴滤器运行而言（yán），液体流速和循环速度被认为（wéi）是影响（xiǎng）其性能的重要参（cān）数。

生（shēng）物滴滤池的（de）优点（diǎn）在于其运营和（hé）投入成本低（dī）；日常操作（zuò）简便；可以人为投加（jiā）必须的营养物，并（bìng）调节pH值；适（shì）合（hé）中高浓度（dù）的污染物气体净化。但（dàn）也（yě）有自身（shēn）的局限性（xìng），比如因为塔（tǎ）内微生物（wù）的快速繁殖导致的填料（liào）层堵塞（sāi），压降升高，生物（wù）滴滤系统的（de）运行效率下（xià）降（jiàng），必须采取（qǔ）反冲洗等方法来恢复生物滴滤（lǜ）系（xì）统（tǒng）的功能，目（mù）前常用的防治填（tián）料层堵（dǔ）塞的方法有漫灌冲洗法、酸/碱反冲洗、营养（yǎng）限制等。

生物板式塔

生（shēng）物板式（shì）塔（tǎ）的基本（běn）结（jié）构类似于生物滴滤池（chí），与其不（bú）同的是在吸收塔内不是填（tián）料而是一堆在边（biān）界上有孔（kǒng）的平行（háng）圆板，相邻两个圆板的放置必须使孔（kǒng）交替平行。通过（guò）这种（zhǒng）方（fāng）式，营（yíng）养液不断（duàn）改变方（fāng）向自上而下的（de）流经（jīng）每（měi）块塔（tǎ）板（bǎn），气相(含（hán）VOCs废气)则（zé）以逆向自下而上（shàng）流动。生物膜则（zé）平行生长在每（měi）块（kuài）塔板（bǎn）上（shàng），塔板表（biǎo）面一般较为（wéi）粗糙，这样（yàng）有助（zhù）于生物膜粘附。

生物板式塔根（gēn）据所需要（yào）的（de）操（cāo）作时间可以调节总的（de）表面积和塔板之间的空间，同时（shí）由于其恒定的（de）表面接触面积使过程中更容易建膜和规模扩（kuò）大化。相比生（shēng）物过滤器、生物滴滤器（qì）而（ér）言，其对于生物相的分析更（gèng）为方便（biàn），且不容易（yì）发（fā）生由于微生物（wù）过度生长而引起的堵塞等（děng）问（wèn）题，即使（shǐ）当（dāng）塔板（bǎn）生（shēng）物膜的厚（hòu）度达到最大值时也（yě）易于替（tì）换（huàn），性能更稳定(生物（wù）活性稳定)，能长时间地工作，操作（zuò）也更加方便。

转（zhuǎn）鼓（gǔ）生物过滤（lǜ）器

与生物洗涤类似，转鼓生物过滤器也是由废（fèi）水生物处理技术所（suǒ）演（yǎn）化而（ér）来（lái）。它的设计在一定程度上解决了（le）生物过（guò）滤器（qì）中固（gù）有的问题。

转鼓生（shēng）物（wù）过（guò）滤器的主（zhǔ）体为水平圆筒，其安装在两端固定的转（zhuǎn）轴（zhóu）(中空（kōng）)上，圆筒约有（yǒu）30%至40%的（de）面（miàn）积浸没在水槽中，微生物则附着在转筒上。污染物气体进入密封（fēng）的反应器后（hòu），进（jìn）而吸附在转筒介（jiè）质（zhì）上(如活性（xìng）炭（tàn），海（hǎi）绵等)。当转筒转动时，微生物（wù）经过水域并获（huò）得其（qí）它营养（yǎng）物（wù）质后将污染（rǎn）物分解，并由中空转轴排出反应器。结构上多（duō）盘式和单盘式类似，只是在微生物的载体以多片同（tóng）心水平圆（yuán）筒（tǒng）代替单个水平圆筒。混（hún）合（hé）式（shì）转鼓（gǔ）生物过滤器可以看作（zuò）多（duō）转盘式鼓生物过（guò）滤器与活性污（wū）泥工艺（yì）的结合，不同于（yú）多盘式的是其将（jiāng）污染（rǎn）物进气口设在水面以下。

一般（bān）而言，转鼓生物过滤（lǜ）器中生物质主（zhǔ）要（yào）分布在最外层。其中单盘式筒体（tǐ）最外层上生（shēng）物质（zhì）分（fèn）布均匀（yún），但生物质（zhì）随着筒体深度而（ér）呈现出非（fēi）均匀（yún）分布。而多盘式除了在最外层，内层生物质分布也相当均匀，这（zhè）表明其能够有效防止气（qì）体（tǐ）短路，从而获得（dé）更（gèng）好的性能。多盘式转鼓生物过（guò）滤器（qì）可以长（zhǎng）期运行（háng）在较（jiào）髙的污（wū）染物负荷以及（jí）有介质清洗的情况下。但尚未有（yǒu）该项技术在实际应用的实例。

膜生物膜反（fǎn）应器

在典型的膜生物膜反（fǎn）应器中，微生物依附在膜的一侧，膜作为微生物群落生（shēng）长的载体，并为氧气和（hé）挥发性有机物的传质提供了（le）巨大的比表面积。膜被生物膜所覆盖的那一侧（cè）浸润在液（yè）相中（zhōng），液（yè）相提供（gòng）营养物（wù）质，进而可以控制生物（wù）相。而气相中的污染物通过（guò）纤维膜微孔扩（kuò）散到达生（shēng）物（wù）相(生物膜)，然后好氧微（wēi）生物以（yǐ）氧（yǎng）气为电子受体将（jiāng）VOCs降（jiàng）解。膜生物（wù）膜法处理（lǐ）废气有如下（xià）优势：

(1)不会发生气（qì）相阻塞，压力降小，但在传统的生物法堵塞问（wèn）题较为严重，尤其是生物（wù）过滤器；

(2)可（kě）以持（chí）续不（bú）断地（dì）去除过（guò）剩（shèng）生物质，因此在（zài）VOCs负荷较高的情况下（xià）可以防止反（fǎn）应器（qì）堵塞；

(3)耐冲击负荷能（néng）力较强，但最大污染（rǎn）负荷受到膜极限（xiàn）的限（xiàn）制，而传统生物法耐冲击负荷能力差，与营养状态有关（guān），最大污染物负荷速（sù）率为50-300 g/（m3·h），50- 2000ppmv；

(4)可（kě）以去（qù）除生（shēng）物降（jiàng）解过（guò）程中所产生副（fù）产物，可以添加pH缓冲剂中和酸性代谢产物和提供微生物（wù）生长（zhǎng）的（de）营养物质，并（bìng）提供微（wēi）生物（wù）群落生（shēng）长的载体。

(5)可以去除水溶（róng）性较低的（de）污（wū）染物（wù）如（rú）NO或甲烷，而传统生物法（fǎ）则由于传质受限导致去除率低（dī）；

(6)微生物与气相（xiàng）分离，防（fáng）止了载体（tǐ）中（zhōng）的微生物进入（rù）空气（qì），因而（ér）可以（yǐ）应用（yòng）于室内控制的治理；

(7)处于气流（liú）的（de）最佳湿度（dù），普通生物其（qí）则需要额外加湿装置；

(8)气、液相独立控制，进而防止了溢流或发泡（pào），而传统生物法则很大（dà）程（chéng）度（dù）上取决于操作过程。

相（xiàng）比传统的三（sān）大生物反应器(生物过滤器，生（shēng）物洗（xǐ）涤（dí）塔和生物（wù）滴滤池)，膜生（shēng）物膜法（fǎ）虽拥有诸（zhū）多优势，但目前仍停留在实验（yàn）室研究阶段。