生物过滤（lǜ）工艺（yì）

生物过滤工（gōng）艺是利用有较强吸附能力的（de）填料如松树皮（pí）、活性炭、陶粒、堆肥等完成对废气污（wū）染物（wù）的吸附，填料（liào）中有大量的微生物，微生物通过吸收（shōu）捕（bǔ）获废气中的污染物，通（tōng）过微生物的代（dài）谢作用完（wán）成对（duì）污（wū）染物的降（jiàng）解（jiě）。

在生物过滤（lǜ）器工（gōng）艺中，废气先通过加湿，然后（hòu）进入生物过滤（lǜ）床。湿润的污（wū）染气流通过固（gù）定有混合（hé）菌种的多孔填料，经净化后气体被排出生物（wù）过滤（lǜ）器系统（tǒng）。生（shēng）物过（guò）滤器（qì）一般不需要额外补充营（yíng）养物质（zhì）（营养不足时，可以（yǐ）偶尔（ěr）喷洒，主要是补充氮源或者是磷源），这是因为生（shēng）物过滤器的（de）填料通常（cháng）是土壤，堆（duī）肥，泥炭，木屑（xiè），树皮，颗粒活（huó）性炭和塑料材料或者（zhě）数种材料混合使用，所以本身就（jiù）为微生物的生（shēng）长提（tí）供（gòng）了足够的营养以及微量营（yíng）养素。生物过滤（lǜ）器中填（tián）料大多包含丰富的菌种，当（dāng）然也可以额（é）外接种微生（shēng）物。生物过滤（lǜ）工艺的核（hé）心是生物（wù）过滤床（chuáng），理想的生（shēng）物（wù）过滤床应有如下重要特征：(1)用于微生物膜生长以及气/生物膜传质的高比（bǐ）表面积；(2)高空（kōng）隙率，以促（cù）进气体均勾分布；(3)良好的保水能力（lì），避免床层干燥；(4)存在（zài）有效的固有营（yíng）养物质；(5)存在（zài）密集（jí）的和多样化的固有菌群（qún）。

生物过（guò）滤工艺处（chù）理废气具有工艺（yì）简单、操作方便（biàn）、运行成本低和处理效果好等优点，而且菌种附着在固（gù）定填料上比较稳定不易流失。当然，生物（wù）过（guò）滤（lǜ）工艺也（yě）有着（zhe）自身的局限（xiàn）性，只适（shì）合处理溶解度高、易生化降解（jiě）的VOCs，尤其是（shì）对高浓度废气处理效果（guǒ）较差，耐冲击负荷能力弱，滤床需要定期更换等（děng）缺（quē）点。

生物洗（xǐ）涤工艺

生（shēng）物洗涤工艺是一个由装有惰性填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，吸收器内的惰性填充材料（liào），其主（zhǔ）要用于增加气液相的接触面（miàn）积，而不是作为生（shēng）物相的载体。洗涤循环液从吸收（shōu）室顶部喷淋而下，使（shǐ）废气中的污（wū）染物和（hé）氧（yǎng）气通过溶解和吸附作用（yòng）实现从气相（xiàng）至（zhì）液相的（de）转移，部分（fèn）的（de）有机物被（bèi）直接降解，大部分的有机物进入到（dào）活性（xìng）污泥（ní）处理系统，通过活性污泥系（xì）统实现有机物的降（jiàng）解（jiě），洗涤循环液在活性污泥系统中通过曝（pù）气再生。目前，大多数生物洗涤器（qì）的运行是以（yǐ）污水处（chù）理（lǐ）厂的活（huó）性污泥（ní）作为接种。

生物洗涤工艺的优点（diǎn）是阻（zǔ）力小压降低、填料由于（yú）具（jù）有较大的（de）孔隙率（lǜ）因此（cǐ）不易堵塞，不需要定期更（gèng）换填料，运行过（guò）程（chéng）和反（fǎn）应条件（jiàn）易于控制。但是，其适合治理易溶VOCs，如醇、酮类(Henry系数（shù）<0.01)，污染物浓度一般低于（yú）5000 mg/Nm3、气液传（chuán）质的比表面（miàn）积较（jiào）小(通常<300 m2·m-3)；由（yóu）于生物（wù）洗涤工艺所需（xū）的运行设备较多，运行成本较高，且不宜处理进气流量较大（dà）的废气，在一定程度限制（zhì）了生物洗涤工艺在（zài）处理（lǐ）工业废气中（zhōng）的应用。

生（shēng）物滴滤工艺

生（shēng）物滴滤池（chí），是一种介于（yú）生物过滤法和生物洗涤法（fǎ）之间的处（chù）理工艺。相比生物过滤器，生物滴滤器（qì）中（zhōng）所用的填料是陶瓷（cí）、木炭（tàn）、聚（jù）丙烯小球、颗（kē）粒活性炭等惰性材料，其不（bú）能提供微（wēi）生物（wù）生存以及生长（zhǎng）的营养物质。填料只是（shì）作（zuò）为（wéi）生（shēng）物（wù）生长的载体，但其填（tián）料空隙率比生物过滤器高，使用寿（shòu）命更长，流体阻力小。生物滴滤器整个系统的正（zhèng）常工作（zuò）必须要（yào）有营养液（yè），并通过（guò）循环泵将营养液喷淋到吸收塔内（nèi）的填料上（shàng），营养（yǎng）液中一（yī）些营养物质(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。有机气体在进（jìn）入（rù）吸收塔前也需要加湿，然后被惰性载体上（shàng）的生物吸附并降解。

相比（bǐ）而（ér）言，生物滴滤器能（néng）处（chù）理范围（wéi）更（gèng）广的污染物，承受更大的污染负荷（hé）。这是因为（wéi）生物滴滤器内的环境（jìng）条件（jiàn）更好控制，而且潜在的有（yǒu）毒、顽固（gù）代谢产物（wù）会从系（xì）统中被清除（chú）出去（qù）。需要注意（yì）的是，生物滴滤器基于（yú）滴流的机制，因此（cǐ）这（zhè）种（zhǒng）工艺更适合（hé）于水溶性VOCs（Henry系数<0.1），当然（rán）由于微生物和污染物之间的接触是同时发生的，所以对于VOCs在（zài）水中（zhōng）溶解（jiě）度没（méi）有（yǒu）生物洗涤器要求那么高。另外，由（yóu）于微生（shēng）物和（hé）污染物（wù）之间的（de）接（jiē）触发生在（zài）VOCs扩散（sàn）到液膜（mó）之后，所以对生物（wù）滴滤器运行而言，液体流速（sù）和循环速（sù）度被认为是影响其性能的重要参数（shù）。

生物（wù）滴滤（lǜ）池的优（yōu）点在（zài）于其运营和投入成（chéng）本低；日（rì）常操作简便；可（kě）以人为投（tóu）加必须的营养物，并（bìng）调节pH值；适合中高浓度（dù）的污染物气体净化。但也有自身的局限性，比如（rú）因为塔内微生物的快（kuài）速繁（fán）殖导致的（de）填（tián）料层堵（dǔ）塞，压降升高，生物滴滤（lǜ）系统的运行效率下降，必须采取反冲洗等方法来恢复（fù）生物滴滤系（xì）统的（de）功能，目前常用的防治填料层堵塞的方法（fǎ）有漫（màn）灌冲洗法、酸/碱反冲洗、营养（yǎng）限制等（děng）。

生（shēng）物（wù）板式塔

生物（wù）板式塔的（de）基本（běn）结（jié）构类似于生物滴滤池，与（yǔ）其（qí）不同的是在吸收塔内不是填料（liào）而是一堆在边界上有孔（kǒng）的平行圆板（bǎn），相（xiàng）邻两个圆板的放置必须使孔（kǒng）交（jiāo）替（tì）平行。通过这种方式，营养液不（bú）断改变方向自上而下的流经每块塔板，气（qì）相（xiàng）(含VOCs废（fèi）气（qì）)则以逆向自下而上流动。生物膜则平行生（shēng）长在每块塔板上，塔板表面一般（bān）较为粗糙，这样（yàng）有（yǒu）助于生（shēng）物膜粘（zhān）附。

生物板式塔根据所需要的操（cāo）作时间可以调（diào）节总的表面积和塔（tǎ）板之间的（de）空（kōng）间，同时由于其（qí）恒定的（de）表（biǎo）面接触面积使过程（chéng）中（zhōng）更容易建膜和规（guī）模扩大化。相比生物过（guò）滤（lǜ）器、生物（wù）滴滤（lǜ）器而言，其对于生物（wù）相的分（fèn）析（xī）更为方便，且不（bú）容易发（fā）生（shēng）由于（yú）微生（shēng）物过度（dù）生长而引起的堵塞等（děng）问题，即（jí）使当塔板生物膜（mó）的厚（hòu）度达到最大值时（shí）也易于替换，性能更（gèng）稳定(生物活（huó）性稳定（dìng）)，能长时间（jiān）地工作，操（cāo）作也更加方便。

转鼓生物过滤器

与生物洗涤类似，转（zhuǎn）鼓生物过滤器（qì）也是由废水生物处理技（jì）术所（suǒ）演化而来。它的设计在（zài）一定程度上解决了（le）生（shēng）物过（guò）滤器中固有的问（wèn）题。

转鼓生物过滤（lǜ）器的主（zhǔ）体为水平圆筒，其安装在两端固定的转轴(中（zhōng）空)上，圆筒约有30%至40%的（de）面积浸没在水（shuǐ）槽（cáo）中，微生物则附着（zhe）在转（zhuǎn）筒（tǒng）上。污染物气体（tǐ）进入密封（fēng）的（de）反应器（qì）后（hòu），进而吸附在转筒介质上(如活性炭，海（hǎi）绵等（děng）)。当转筒转（zhuǎn）动时，微生物（wù）经过（guò）水（shuǐ）域并获得（dé）其它营养物质后将污（wū）染物分（fèn）解（jiě），并由中空转轴排出反应器。结（jié）构上（shàng）多盘式和单（dān）盘（pán）式类似，只是（shì）在微（wēi）生（shēng）物的载体以多（duō）片同心（xīn）水（shuǐ）平圆筒代替单个水平圆筒。混合式转（zhuǎn）鼓（gǔ）生物过滤器可以看作多（duō）转盘（pán）式（shì）鼓生（shēng）物过滤器与活性污泥工艺的结（jié）合，不同于多盘式（shì）的是（shì）其将污染物进气口（kǒu）设在水面以下。

一般而言，转鼓生物过滤（lǜ）器中生物质（zhì）主要分布在最外层。其中单盘式筒体最外层上生物质（zhì）分布均匀，但生（shēng）物质随着筒体深度（dù）而（ér）呈（chéng）现出非均匀分布。而多盘（pán）式除了在最外层，内层生物质（zhì）分（fèn）布也（yě）相（xiàng）当（dāng）均匀，这表明（míng）其能够有效防止（zhǐ）气体短路，从而获（huò）得更好（hǎo）的（de）性能。多盘（pán）式转鼓生物过滤器可以长期（qī）运行在（zài）较髙的污染物负荷以及有介质清洗的情况下。但（dàn）尚（shàng）未有该项技（jì）术在（zài）实际应用的实例。

膜生（shēng）物膜反应器

在典型的（de）膜生物（wù）膜反应器中，微生物依附在膜的一（yī）侧（cè），膜作为微（wēi）生物群落生长（zhǎng）的载（zǎi）体，并为（wéi）氧气和挥发性有机物的传质提（tí）供了（le）巨（jù）大的比表面（miàn）积。膜被（bèi）生物膜所覆盖的那（nà）一（yī）侧浸润在液（yè）相中，液相提供营（yíng）养物（wù）质，进（jìn）而可以控（kòng）制生物相。而气相中的（de）污染物通（tōng）过纤（xiān）维膜微孔扩散到达（dá）生（shēng）物相(生物（wù）膜)，然后好氧微生物以氧气为电子受体将VOCs降解。膜生物膜法（fǎ）处理（lǐ）废（fèi）气有如下优势：

(1)不会发生气相（xiàng）阻塞（sāi），压力降小，但（dàn）在传统的生物法（fǎ）堵塞问题较为严重，尤其是生（shēng）物过（guò）滤器；

(2)可（kě）以（yǐ）持续（xù）不断地去除过（guò）剩生物质，因此在VOCs负荷较高的（de）情况下可以防止反（fǎn）应（yīng）器堵塞；

(3)耐（nài）冲击负荷能力（lì）较强，但最（zuì）大污染负荷（hé）受到膜极限的限（xiàn）制（zhì），而传（chuán）统生物法耐冲击负荷（hé）能（néng）力差，与营养状态有（yǒu）关，最大污染物（wù）负荷（hé）速率为50-300 g/（m3·h），50- 2000ppmv；

(4)可以去除生物降解（jiě）过（guò）程中所产（chǎn）生副产物，可以添加pH缓（huǎn）冲剂中和酸性代谢产物和提供微（wēi）生物生长的营养物质，并提供微生物群（qún）落（luò）生（shēng）长的载体（tǐ）。

(5)可（kě）以去（qù）除水溶性较低的污染物如NO或甲烷，而传（chuán）统生物（wù）法则由（yóu）于传质受限导（dǎo）致去除（chú）率（lǜ）低；

(6)微生物与气相分离，防止了载体中的微生物进入（rù）空气，因（yīn）而（ér）可以应（yīng）用于室内（nèi）控（kòng）制的治理；

(7)处于（yú）气流的最佳湿度（dù），普通生物其则需要额外加湿装置；

(8)气、液相独立控制，进而防止了溢流（liú）或发泡，而传统生（shēng）物法（fǎ）则很大（dà）程度上取决于操作过程。

相比传统的三大生物（wù）反应器(生物过滤器，生（shēng）物洗涤塔和生（shēng）物（wù）滴滤池)，膜生物膜法虽拥有诸多优势，但目前仍停（tíng）留在实（shí）验室研究阶（jiē）段。