生物过滤工艺（yì）

生物过滤工艺是利用（yòng）有较强吸附能力的填料如松（sōng）树皮、活性（xìng）炭、陶（táo）粒（lì）、堆（duī）肥等完成对废（fèi）气污染物的吸附，填料中有大量的（de）微生（shēng）物，微生物通（tōng）过吸收（shōu）捕获废气中的污染物，通过微生物的（de）代谢作用完成对污染（rǎn）物的降解。

在生物过滤（lǜ）器（qì）工艺中，废气先通过加（jiā）湿，然后进入生物过滤床。湿润（rùn）的污染气流通过固定有混合菌种的多（duō）孔填料，经净化后气体被排出生物过滤器系统。生（shēng）物（wù）过滤器一般不需要额（é）外补（bǔ）充（chōng）营养（yǎng）物质（zhì）（营（yíng）养不足时，可以偶尔喷洒（sǎ），主要是补充氮源或者是磷源），这（zhè）是因为生物（wù）过滤器的填料通（tōng）常（cháng）是土壤，堆（duī）肥，泥炭（tàn），木屑（xiè），树皮，颗粒活性炭（tàn）和塑料材料（liào）或者数种材（cái）料混（hún）合使用，所（suǒ）以本身就为（wéi）微（wēi）生物的生长提供了足（zú）够的营养以及微（wēi）量营养（yǎng）素。生物过滤器（qì）中（zhōng）填料大（dà）多包含丰富的菌种，当然也（yě）可以（yǐ）额外接种微生物（wù）。生（shēng）物过（guò）滤工艺的核心是生物过滤床，理想的（de）生物过滤床应有如下重要特征（zhēng）：(1)用于微生物膜生长以及气/生物膜传质的高比表面（miàn）积；(2)高空隙（xì）率（lǜ），以促进（jìn）气体均（jun1）勾分布；(3)良好的保（bǎo）水（shuǐ）能力，避免（miǎn）床层干燥（zào）；(4)存（cún）在有效的固有营养（yǎng）物质；(5)存在密（mì）集的和多样化（huà）的固有菌群。

生物过滤工艺处理废气具有（yǒu）工艺简单、操作方便、运行成（chéng）本低和处（chù）理（lǐ）效果好等优点，而且菌种附着在固（gù）定填料上比较稳定不易流（liú）失。当然，生物（wù）过（guò）滤工艺也（yě）有着自身的局限性（xìng），只适合（hé）处理溶解度高、易生化（huà）降解的VOCs，尤其是对高浓度废气处理效果（guǒ）较差，耐（nài）冲击负（fù）荷能力弱，滤（lǜ）床需要定期更换等缺点。

生物洗涤工艺

生物（wù）洗涤工艺是一个由（yóu）装有惰性填料的吸收器（qì）和一个活性污泥反应（yīng）器组成的（de）悬浮（fú）活性污泥（ní）处理系统，吸收器内的惰性填充（chōng）材料，其（qí）主要用于增加气液相的接（jiē）触面积，而不是（shì）作为生物相的载体。洗涤（dí）循环（huán）液从吸收室顶部喷（pēn）淋而（ér）下，使废气中的污染物和氧气（qì）通过溶解和（hé）吸附作用实现从气相至液（yè）相（xiàng）的转移（yí），部分的有机物被（bèi）直接降解（jiě），大部（bù）分（fèn）的有机物进入到活（huó）性污泥处理系统，通过（guò）活性（xìng）污（wū）泥系（xì）统实（shí）现有机物的降解，洗涤（dí）循环液在活性污泥系统中通过曝气再生。目（mù）前，大多数生物洗涤器的运行是以（yǐ）污水处理（lǐ）厂的活性（xìng）污泥作为（wéi）接种。

生物洗涤工艺（yì）的优点是阻力小压（yā）降低、填料（liào）由于具有较（jiào）大的（de）孔隙率因此不易堵塞，不需要定期（qī）更换（huàn）填料，运行过程（chéng）和反应（yīng）条件易于控制。但是，其适合治理易溶VOCs，如醇、酮类(Henry系数（shù）<0.01)，污染物浓（nóng）度一般低于5000 mg/Nm3、气液传质的比表面（miàn）积较小(通常<300 m2·m-3)；由于生物洗（xǐ）涤工艺所需的（de）运（yùn）行设备较多，运行成本较高（gāo），且不宜处理进气流量较大的废气，在（zài）一定（dìng）程（chéng）度限制了生物洗涤（dí）工艺在（zài）处（chù）理工业废气中的应用。

生（shēng）物滴滤工艺

生物滴滤池，是一种介（jiè）于生物（wù）过滤法（fǎ）和生物洗（xǐ）涤法之（zhī）间（jiān）的（de）处理工艺。相比生物过滤器，生物（wù）滴滤器中所用的填料是陶瓷、木炭（tàn）、聚丙烯（xī）小球、颗（kē）粒活性炭等惰性材料，其不能提供微生物生（shēng）存以及生（shēng）长的营（yíng）养物质（zhì）。填料只是作为生物生长的载体，但其填料空隙（xì）率比（bǐ）生物过滤器高，使用寿命更（gèng）长，流体阻力小。生物滴滤器整（zhěng）个系统的正常工作必须要有营养液（yè），并通（tōng）过循环泵将（jiāng）营养液喷淋到吸收塔内（nèi）的填料上，营养液中（zhōng）一些营养物（wù）质(主要是氮源，磷源以及（jí）一些痕量元素)外，还（hái）起到了调节pH和控（kòng）制塔内湿度的作用（yòng）。有机气体在进入（rù）吸收塔前也需要加湿，然后被惰性载体上的生（shēng）物吸附并降解。

相比（bǐ）而言（yán），生物滴（dī）滤器（qì）能处理范围更广的污染物，承受（shòu）更（gèng）大（dà）的污（wū）染负荷。这是因为（wéi）生物滴（dī）滤器内的环境条件更好控（kòng）制，而且潜在的有毒、顽固代谢产物（wù）会从系（xì）统中被清除出（chū）去。需要注意的是（shì），生物滴滤器（qì）基（jī）于滴流的机（jī）制（zhì），因此这种工艺更适（shì）合于水溶性VOCs（Henry系数<0.1），当然由于微生物和污染物之间的接触是同时发生的，所（suǒ）以（yǐ）对（duì）于（yú）VOCs在水中溶（róng）解度没有（yǒu）生（shēng）物（wù）洗涤器要求那（nà）么高（gāo）。另外，由于微（wēi）生物和污染物之间的接触发生（shēng）在VOCs扩散到液膜（mó）之后，所以（yǐ）对（duì）生物滴滤器运行而言，液体流速和循环速度被认为是影响其性能的重要参数。

生物滴滤池的优点在于（yú）其运营和投入成（chéng）本低；日常操作简（jiǎn）便；可以人为投（tóu）加必须的（de）营养物（wù），并（bìng）调节pH值；适合中（zhōng）高浓度的污染物气体净化。但也有自身的局（jú）限性，比（bǐ）如因为塔内微生物的快（kuài）速繁殖导（dǎo）致的填料层堵塞，压降升高，生物滴滤系统的运（yùn）行效率下降，必须采取反冲洗等方法（fǎ）来恢复生（shēng）物滴滤系统（tǒng）的功能，目（mù）前常用的防治（zhì）填料层堵塞（sāi）的（de）方法有漫（màn）灌冲洗法、酸/碱反（fǎn）冲洗、营（yíng）养限（xiàn）制等。

生物板式（shì）塔

生物（wù）板（bǎn）式塔的基（jī）本结构类似于（yú）生物滴滤池，与其不同的是在吸收塔内（nèi）不（bú）是填料而是一堆在边（biān）界上（shàng）有孔的平行圆板（bǎn），相邻（lín）两个圆板的放置必须（xū）使孔（kǒng）交替平（píng）行。通（tōng）过这种方式（shì），营（yíng）养液（yè）不断（duàn）改（gǎi）变方向自上而下的流经每块塔板，气相（xiàng）(含（hán）VOCs废气)则以逆向自下而上流动。生物（wù）膜则平行（háng）生（shēng）长在每（měi）块塔板上，塔板表面一般较（jiào）为粗糙（cāo），这样有助（zhù）于生物膜粘附。

生物板式塔根据所需要的操作时间可以调节（jiē）总的表面积和塔（tǎ）板之间的空间，同时由于（yú）其恒定的表（biǎo）面接触面积使过程中（zhōng）更容易建膜和（hé）规模扩大化。相（xiàng）比（bǐ）生物（wù）过（guò）滤器（qì）、生物滴（dī）滤（lǜ）器而言，其对（duì）于（yú）生物相（xiàng）的分析（xī）更为方（fāng）便，且不容易发（fā）生由于微生物过（guò）度生长而（ér）引起（qǐ）的堵塞等问题（tí），即使当塔板生物膜的厚度达到最大值时也易于替换，性（xìng）能（néng）更（gèng）稳定（dìng）(生物活性（xìng）稳定)，能长时间地工作（zuò），操作也更加方便。

转鼓生物过滤（lǜ）器

与生物洗涤类似，转（zhuǎn）鼓生物（wù）过滤器也是由废水（shuǐ）生物处理技（jì）术（shù）所（suǒ）演（yǎn）化而来。它（tā）的设计在一定（dìng）程（chéng）度（dù）上解决了生物（wù）过滤（lǜ）器中固（gù）有（yǒu）的问题。

转（zhuǎn）鼓生物过（guò）滤（lǜ）器的主体为（wéi）水平圆筒，其安装在两端固定的（de）转（zhuǎn）轴(中空)上，圆筒约有30%至40%的面积浸没在水槽中（zhōng），微生物则（zé）附着在（zài）转筒上。污染物气体进入密封的反应器后，进（jìn）而吸附在转（zhuǎn）筒介质上(如活性炭，海绵等)。当转筒转（zhuǎn）动时，微生物经（jīng）过水域并（bìng）获得（dé）其它营养物质后将（jiāng）污（wū）染物分解，并由中空转轴（zhóu）排（pái）出（chū）反应器。结（jié）构上多盘式和单盘式类似（sì），只是在微生物的载体以多片同心水（shuǐ）平圆（yuán）筒代替单个水平（píng）圆筒。混（hún）合式转鼓生物（wù）过滤器可以（yǐ）看作多转盘式鼓生物（wù）过滤器（qì）与活性污泥工艺的结合，不同于多盘（pán）式的是其将污染（rǎn）物进气口设在（zài）水面（miàn）以（yǐ）下。

一般而言（yán），转鼓生（shēng）物过滤（lǜ）器中生物质（zhì）主要分布在最外层。其中单盘式筒体最外（wài）层（céng）上生物质（zhì）分布均匀，但生物质随着筒（tǒng）体（tǐ）深度而呈现出非均匀（yún）分布。而多（duō）盘式除了在最外层，内层生（shēng）物（wù）质分（fèn）布也相当均匀，这表明其能够有（yǒu）效防止气（qì）体短路，从而获（huò）得更好的性能。多（duō）盘（pán）式转鼓（gǔ）生（shēng）物过滤（lǜ）器可以长期运行在较（jiào）髙的污染物负（fù）荷以及有（yǒu）介质清洗的情况下。但尚未有该项技术在实际（jì）应用的实例。

膜生物膜反应器

在典型的膜生物膜反（fǎn）应器中，微生物依附在膜（mó）的一侧，膜作为微生（shēng）物群落生长的载（zǎi）体，并（bìng）为氧气和（hé）挥发性（xìng）有（yǒu）机物的传质（zhì）提供了巨大（dà）的比表面（miàn）积。膜被生物膜（mó）所覆盖的那一侧浸润在（zài）液相中（zhōng），液相（xiàng）提供营养物质，进而可以控制生物相。而气相中的污染（rǎn）物通过纤维膜微孔扩散到（dào）达生物（wù）相(生物膜)，然后好（hǎo）氧（yǎng）微生物以氧气为电子受体将VOCs降解。膜（mó）生（shēng）物膜法处理废气有如下优势：

(1)不会发生气（qì）相阻塞（sāi），压（yā）力（lì）降小，但（dàn）在传统的（de）生（shēng）物法堵塞问题较为（wéi）严重，尤（yóu）其是生物过（guò）滤器；

(2)可以（yǐ）持续不断地去除过剩（shèng）生物质（zhì），因此在VOCs负荷（hé）较高（gāo）的情（qíng）况下可（kě）以防（fáng）止（zhǐ）反（fǎn）应器堵塞；

(3)耐（nài）冲击（jī）负荷能力较（jiào）强（qiáng），但最（zuì）大污染负（fù）荷受到（dào）膜极限的限制（zhì），而传统生物法耐冲击负荷能（néng）力差，与营（yíng）养状态有关，最大污染物负荷速（sù）率为50-300 g/（m3·h），50- 2000ppmv；

(4)可以去除生物降解过程中所产（chǎn）生副产（chǎn）物，可以添（tiān）加pH缓冲剂中和酸（suān）性（xìng）代谢产物和（hé）提（tí）供微（wēi）生物生长（zhǎng）的（de）营养物质，并提（tí）供微生物群落生长的（de）载（zǎi）体。

(5)可以（yǐ）去除（chú）水（shuǐ）溶性较低的（de）污染（rǎn）物如NO或甲烷，而传统生物法（fǎ）则由于（yú）传（chuán）质受限导致去除率低；

(6)微生物与气相分离，防止了载体中的微生物进（jìn）入（rù）空气（qì），因而可以应用于（yú）室内（nèi）控制（zhì）的治理；

(7)处于气（qì）流的最佳湿度，普通生（shēng）物其则（zé）需要额外加（jiā）湿装置；

(8)气（qì）、液相独立控制，进而（ér）防（fáng）止了（le）溢流或发泡，而传统生物法则很大程度上取决于操作过程。

相比传统的三大生物反应器(生（shēng）物过滤器（qì），生物洗涤塔和生物滴滤池)，膜生物膜法（fǎ）虽拥有诸多优势，但目（mù）前仍停（tíng）留在实（shí）验室研究阶段。