生物过滤工（gōng）艺

生（shēng）物过滤工艺是利用有（yǒu）较强吸附能力（lì）的（de）填料如松树皮（pí）、活性炭、陶粒（lì）、堆肥（féi）等完成对废气污染物的吸（xī）附，填料中有大量的微（wēi）生物，微生物（wù）通（tōng）过吸（xī）收捕获废（fèi）气中的（de）污染物（wù），通过微（wēi）生物的代谢作用完成对污染物的降解。

在生物过滤器工艺中，废（fèi）气先通过加湿，然后（hòu）进（jìn）入（rù）生物过（guò）滤床。湿润（rùn）的污染气流通过固定有混合（hé）菌种的（de）多孔填料，经净化后气（qì）体被排（pái）出生物过滤器系统。生物过（guò）滤器一般不需要额外补充营养物（wù）质（营养（yǎng）不足（zú）时（shí），可（kě）以偶尔喷洒，主要是补充氮（dàn）源（yuán）或者是磷源），这是因（yīn）为生物过（guò）滤器的填料（liào）通常是土（tǔ）壤，堆肥，泥炭，木屑，树皮，颗粒活性（xìng）炭和塑料材料或者数种材料混合使（shǐ）用，所（suǒ）以本身就为微生（shēng）物的生长提供（gòng）了足够（gòu）的营养以及微量营养素。生（shēng）物过滤器中填料（liào）大多包含丰富（fù）的菌种，当然也可以额外接（jiē）种微（wēi）生物。生物过滤工艺的（de）核（hé）心是（shì）生物过滤床，理（lǐ）想的生物过（guò）滤床应有如下重要特征：(1)用于微（wēi）生物膜生（shēng）长以（yǐ）及气/生物膜传质的高比表（biǎo）面积；(2)高空隙（xì）率，以（yǐ）促进气（qì）体均（jun1）勾分布；(3)良好的（de）保（bǎo）水（shuǐ）能力，避免床层干燥；(4)存在有效的固有营养物质；(5)存在密（mì）集的（de）和（hé）多（duō）样化的固有菌群。

生物过滤（lǜ）工艺处理废气具有工艺简单（dān）、操作方便、运行成（chéng）本低和处理效果（guǒ）好等优（yōu）点，而（ér）且（qiě）菌种附着在固定填料上比较稳定（dìng）不易流失。当然，生物过滤工艺也有着（zhe）自身的局限性，只适合处（chù）理（lǐ）溶解度高、易（yì）生化降解（jiě）的VOCs，尤其是对高浓（nóng）度废气处理效果（guǒ）较差（chà），耐冲击负荷能（néng）力（lì）弱，滤床需要定期更换等缺点。

生物洗涤工艺

生物洗涤工艺是一个由装有（yǒu）惰性填（tián）料的吸收器和一个活性污泥反应器组成的悬浮活性污泥处理系统，吸收器内的惰性（xìng）填充材料，其主要（yào）用于增加气液相的接（jiē）触面积，而不是作为生物相的载体。洗涤循（xún）环液从吸收室顶（dǐng）部喷淋而（ér）下，使废气中的污染物和氧气通过溶解和吸附作用（yòng）实（shí）现从气相至液相的转移，部分的有（yǒu）机物被直接（jiē）降（jiàng）解（jiě），大部（bù）分的有（yǒu）机（jī）物（wù）进入到活性污泥处理系统，通过活（huó）性污泥系统实（shí）现有机（jī）物（wù）的降解，洗涤循环液在活性污泥系统中通过曝气再生。目前，大多数生物洗涤器（qì）的运行是以污水处理厂的（de）活性污泥作为接种。

生（shēng）物洗涤工艺（yì）的优点是（shì）阻力小压降（jiàng）低（dī）、填料由于具有较大的孔隙（xì）率因此不易堵塞，不（bú）需要（yào）定期更换（huàn）填（tián）料，运行过程（chéng）和反应（yīng）条件易于控制。但是，其（qí）适合（hé）治理易溶（róng）VOCs，如醇、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（bǐ）表（biǎo）面积较小(通常<300 m2·m-3)；由于生（shēng）物洗涤（dí）工艺所需的（de）运行设备较多，运行成本较高，且不宜处理（lǐ）进气流（liú）量较大的（de）废（fèi）气，在一定程度限制了生物（wù）洗（xǐ）涤工艺在处理工业废气中的应用。

生物滴滤工艺

生（shēng）物滴（dī）滤（lǜ）池，是一（yī）种介（jiè）于生（shēng）物过滤法和（hé）生物洗涤法之（zhī）间的处理工艺。相比生物过滤器，生物（wù）滴滤器（qì）中所（suǒ）用的填料是陶瓷、木炭、聚丙（bǐng）烯小球、颗粒活性炭等惰性材料，其不能（néng）提供微生物生存以及生长（zhǎng）的营（yíng）养物（wù）质。填（tián）料（liào）只是作为生物生（shēng）长（zhǎng）的载体，但其填料空（kōng）隙率比生物过滤器高，使（shǐ）用寿命更（gèng）长，流体阻（zǔ）力小。生物滴滤器整个（gè）系统的正常工作必须（xū）要有营养液，并通过循环泵将营养液喷淋（lín）到（dào）吸收塔内的填料（liào）上，营养液（yè）中一些营养物质(主要是氮（dàn）源（yuán），磷源以及一些（xiē）痕（hén）量元（yuán）素)外，还（hái）起到了调（diào）节pH和（hé）控制塔内（nèi）湿度的作用。有机（jī）气体（tǐ）在进入（rù）吸收塔前也需要加湿，然（rán）后被（bèi）惰性载体上的生物吸附并降解。

相比而言，生物滴滤器能处理范围更广的污染物（wù），承受更大的污染负荷。这是因为（wéi）生物（wù）滴滤器内的（de）环境（jìng）条件更（gèng）好（hǎo）控制，而且潜在的有（yǒu）毒（dú）、顽固代谢产物会从（cóng）系统中被清除出去。需（xū）要注意的是（shì），生物滴滤器（qì）基于滴流的（de）机制，因此这种工艺更适合于水溶性VOCs（Henry系数<0.1），当（dāng）然由于微生物和污（wū）染（rǎn）物之间的接触（chù）是同时发生的，所以对（duì）于（yú）VOCs在水（shuǐ）中溶（róng）解度没（méi）有生物洗涤器要求那（nà）么高。另外，由于微生物和污染物之间的接触发生在VOCs扩散（sàn）到液膜之后，所以（yǐ）对（duì）生（shēng）物（wù）滴（dī）滤器运行而言，液体流速和循环速度（dù）被认为（wéi）是影（yǐng）响其性能（néng）的重要（yào）参数。

生（shēng）物滴滤池（chí）的优点在于其运营和（hé）投入成本低；日常（cháng）操（cāo）作简（jiǎn）便；可（kě）以（yǐ）人为投加必须（xū）的（de）营养物（wù），并调节pH值；适（shì）合中高浓度的污染（rǎn）物气体净化。但（dàn）也有（yǒu）自身的局限性，比如因为塔内微生物的（de）快速繁殖导致的填（tián）料层堵塞（sāi），压降升高，生物滴滤系统的运行效率（lǜ）下（xià）降，必须采取（qǔ）反冲洗等方法（fǎ）来恢复生物滴滤（lǜ）系统（tǒng）的功能，目前常用的防治填料层（céng）堵塞的方法（fǎ）有（yǒu）漫灌冲洗法、酸（suān）/碱反冲洗、营（yíng）养限（xiàn）制等。

生物板（bǎn）式塔（tǎ）

生物（wù）板式塔的（de）基本结（jié）构类（lèi）似于生物滴滤池，与其不同的是（shì）在吸收塔内（nèi）不是（shì）填料而（ér）是一堆在边界上有孔的（de）平行圆板，相邻两个（gè）圆（yuán）板的放置必须使孔交替平行（háng）。通过这种方式，营养液不断改变方向自上而下的流经每块（kuài）塔板，气相（xiàng）(含VOCs废（fèi）气)则（zé）以逆向自（zì）下而上流（liú）动。生物（wù）膜则（zé）平行生（shēng）长在每块（kuài）塔板上，塔板表（biǎo）面一般较为粗（cū）糙，这（zhè）样有（yǒu）助于生物膜粘附。

生物板式塔根据所需要的操作时（shí）间可以调节总的表面积（jī）和（hé）塔（tǎ）板之间的空间，同时（shí）由于其（qí）恒定的表（biǎo）面接（jiē）触面积使过程（chéng）中更容（róng）易建膜（mó）和规模扩（kuò）大化。相比生物过滤（lǜ）器、生（shēng）物滴滤器而（ér）言，其对（duì）于生物相的分析（xī）更为方便，且不（bú）容易发（fā）生由于微生物过度（dù）生长而引起的堵（dǔ）塞等问题，即使当塔板生物（wù）膜（mó）的（de）厚度达到最（zuì）大值（zhí）时也易于（yú）替换，性能更稳定(生物活（huó）性稳定)，能（néng）长（zhǎng）时间地工作，操作也更加方（fāng）便。

转鼓（gǔ）生物过滤器

与生物洗涤（dí）类似，转鼓生物过滤器（qì）也是由废水生物处理技术所演化而（ér）来。它的设计在一定程度上解决了生物过（guò）滤器中固有的问题。

转鼓生物（wù）过滤器的主体（tǐ）为（wéi）水平圆筒，其安装在（zài）两端固定的转轴(中空)上，圆筒约有30%至40%的面（miàn）积（jī）浸没在水槽中，微生物则附着（zhe）在转筒上。污染物气体进（jìn）入密封的反应器后（hòu），进而吸附在（zài）转（zhuǎn）筒（tǒng）介质上（shàng）(如活性炭（tàn），海（hǎi）绵等)。当转筒转动时，微生物经过水域并获得（dé）其它营养物质后将（jiāng）污染物分（fèn）解，并由中空转轴排出反应器（qì）。结构上多盘式和单（dān）盘（pán）式类似，只是（shì）在微生（shēng）物的载体以多片同（tóng）心水平（píng）圆（yuán）筒代替单个水平圆筒。混合式转鼓生物过滤器可以看作多转盘式鼓（gǔ）生（shēng）物过滤（lǜ）器与（yǔ）活性污（wū）泥工（gōng）艺（yì）的（de）结合，不同于多盘式（shì）的是其将污（wū）染物（wù）进气（qì）口设在水面以下。

一般（bān）而（ér）言，转（zhuǎn）鼓（gǔ）生物过滤器中（zhōng）生物质主要分布在最外层。其（qí）中单盘式筒体最外（wài）层（céng）上（shàng）生物质分布均匀，但生物质随着筒体深度（dù）而呈（chéng）现出非均（jun1）匀分布。而多盘（pán）式除（chú）了在最（zuì）外层，内层生（shēng）物质分布也相当（dāng）均（jun1）匀，这表明其能够有效防止气体短路，从而获得更好的性能。多盘（pán）式（shì）转（zhuǎn）鼓生物（wù）过（guò）滤（lǜ）器可（kě）以长（zhǎng）期运行在较髙的（de）污染物负荷以（yǐ）及有介质清洗的（de）情（qíng）况下。但尚未（wèi）有该项技术在（zài）实际应用的实例。

膜生物膜（mó）反应（yīng）器

在典型的膜生物（wù）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长的载体，并为氧（yǎng）气（qì）和挥发性有机物的传质提（tí）供了（le）巨（jù）大的（de）比（bǐ）表面（miàn）积。膜被生（shēng）物膜所覆盖的那一侧浸润（rùn）在（zài）液相中（zhōng），液相提供营养物质（zhì），进而可以控制生物相（xiàng）。而气相（xiàng）中（zhōng）的污（wū）染物通过（guò）纤维膜（mó）微孔扩散到达生（shēng）物相(生物膜)，然后好（hǎo）氧微生物以氧气（qì）为电子受（shòu）体将VOCs降解。膜生物膜法处理废（fèi）气有如下优势：

(1)不会（huì）发生气相阻塞（sāi），压力降小（xiǎo），但在传统的生（shēng）物法堵塞问题较（jiào）为严重（chóng），尤其是生（shēng）物过滤器；

(2)可以（yǐ）持续（xù）不断地去除过剩生物质（zhì），因此在VOCs负荷较高的情况下可（kě）以（yǐ）防止反应器（qì）堵塞；

(3)耐冲击负荷能力较强（qiáng），但最（zuì）大污染负（fù）荷受到（dào）膜极（jí）限（xiàn）的限制，而传统生物法（fǎ）耐（nài）冲击（jī）负（fù）荷（hé）能力差，与营养状态有关，最大污（wū）染物负荷（hé）速率为50-300 g/（m3·h），50- 2000ppmv；

(4)可（kě）以去除生物（wù）降解（jiě）过程中所产生副产（chǎn）物，可以添加pH缓冲（chōng）剂中和酸性（xìng）代（dài）谢产物（wù）和提（tí）供微生（shēng）物生长的营（yíng）养物质，并提供微生物群落生长的载体。

(5)可以去除水溶性较低的污（wū）染物如NO或（huò）甲烷，而传统生物法（fǎ）则由于（yú）传质受限（xiàn）导致去除率（lǜ）低；

(6)微生物（wù）与气相分离，防止了载体中（zhōng）的微生物进（jìn）入空气，因而可以应用于室内控制的治理（lǐ）；

(7)处于气流的（de）最（zuì）佳湿度，普通（tōng）生物（wù）其则需要额外加湿装置；

(8)气（qì）、液相独立控制，进（jìn）而防止了溢流或发泡，而传统生物法则很大程度上（shàng）取决（jué）于操作过程。

相比传统的三大生物反应器（qì）(生物过滤器，生（shēng）物洗涤塔（tǎ）和生物滴滤池)，膜生物膜法虽拥有（yǒu）诸多优（yōu）势，但目前仍停（tíng）留（liú）在实验室研（yán）究（jiū）阶段（duàn）。