生物（wù）过（guò）滤（lǜ）工艺

生物过滤工艺是利（lì）用（yòng）有较强吸（xī）附能力（lì）的填料如松树（shù）皮、活（huó）性炭、陶粒、堆肥等完成对废气污染（rǎn）物的吸附，填料中有大量的微生物，微生物通过吸收捕获（huò）废气中（zhōng）的污（wū）染物（wù），通过（guò）微生物的代谢作用完成对污染物的（de）降解。

在（zài）生物过滤器工（gōng）艺（yì）中，废气先（xiān）通过加湿，然后进入生物过滤床（chuáng）。湿（shī）润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（tǐ）被排出生物过（guò）滤器系统。生（shēng）物过滤器一般不需要（yào）额（é）外补（bǔ）充营（yíng）养（yǎng）物质（营养不足时（shí），可（kě）以偶尔喷（pēn）洒（sǎ），主（zhǔ）要是补充氮（dàn）源或者是磷（lín）源（yuán）），这是因为（wéi）生物过滤器的填料通常（cháng）是土（tǔ）壤，堆肥（féi），泥炭，木屑，树皮，颗粒活性炭（tàn）和塑料材料（liào）或者数种材料（liào）混合使用，所以本（běn）身（shēn）就为微生物的生（shēng）长（zhǎng）提供了（le）足够的营养以及微量营养素。生物过滤器中（zhōng）填料大多包含丰富的菌种，当然也（yě）可以额外接种（zhǒng）微生物。生（shēng）物过滤工艺的核心是生物过滤床（chuáng），理想（xiǎng）的（de）生物过滤床应（yīng）有如下（xià）重要特征：(1)用于微生物膜（mó）生长以（yǐ）及气/生物（wù）膜传（chuán）质的高比表面积；(2)高空隙率，以促进气体均勾分布（bù）；(3)良（liáng）好的保水能力（lì），避免床层干燥；(4)存在有效（xiào）的（de）固有（yǒu）营养物质（zhì）；(5)存在密集的和多样化（huà）的固有菌群。

生物过滤工艺处理废气具有工艺简（jiǎn）单、操作方便、运（yùn）行成本低和（hé）处理（lǐ）效果好（hǎo）等优点，而且菌种附着在固定填料上比较稳定不易流失（shī）。当然，生物（wù）过滤工（gōng）艺也有着自身的（de）局限性，只（zhī）适合处（chù）理溶解度高、易生化降解的VOCs，尤其是对高（gāo）浓度废气处理效果较差（chà），耐冲（chōng）击负荷（hé）能力（lì）弱，滤床需（xū）要定期更（gèng）换（huàn）等缺点（diǎn）。

生（shēng）物（wù）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（qì）组（zǔ）成的悬（xuán）浮活性污泥处理系统，吸（xī）收器内的惰性填充材料，其主要用于增（zēng）加（jiā）气液相的接触面积，而不是作为生物相的载体。洗涤循环液（yè）从吸收室顶部（bù）喷（pēn）淋而下，使废气中的污染物和氧气通过溶（róng）解和（hé）吸附作用实现从气（qì）相（xiàng）至（zhì）液相的（de）转移（yí），部分的有机物被（bèi）直（zhí）接（jiē）降（jiàng）解（jiě），大部分的（de）有（yǒu）机物进（jìn）入到活性污泥处理（lǐ）系统，通过活性（xìng）污泥系统（tǒng）实现有机物的降解（jiě），洗涤循环液在活性污（wū）泥系统中通过曝气（qì）再生。目前，大多（duō）数生物洗涤器的运行是以污（wū）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（zǔ）力小（xiǎo）压降低、填料由（yóu）于具有较大的孔隙率（lǜ）因此不（bú）易堵（dǔ）塞，不需要定期更换填料，运行过（guò）程（chéng）和反应条件（jiàn）易于控（kòng）制。但是，其适合（hé）治（zhì）理（lǐ）易溶VOCs，如醇（chún）、酮类(Henry系（xì）数<0.01)，污染物浓度一般低于5000 mg/Nm3、气液传质的比表面积（jī）较小(通常（cháng）<300 m2·m-3)；由（yóu）于生物（wù）洗涤工艺所需的运（yùn）行设备较多（duō），运行成（chéng）本较高，且不（bú）宜处理进气流量较大的废气，在一定程度限制了（le）生物洗涤工艺在（zài）处理工业废气（qì）中的应用。

生物滴滤工艺（yì）

生物滴滤池，是一（yī）种介于生物过（guò）滤法和生物洗涤法（fǎ）之间的处（chù）理工（gōng）艺。相比生物过滤器，生物滴滤器中（zhōng）所用的填料是陶瓷（cí）、木（mù）炭、聚丙烯小球（qiú）、颗粒活性炭等惰（duò）性材料，其不能提供微生物生存以及（jí）生长的营养物质。填料（liào）只（zhī）是作（zuò）为（wéi）生物生长的载体（tǐ），但其（qí）填料空隙（xì）率比生物过滤器高，使用（yòng）寿命更长，流体阻力（lì）小（xiǎo）。生物滴滤器（qì）整个系统的正常（cháng）工作必须要有营养液（yè），并通过（guò）循环泵将（jiāng）营养液（yè）喷淋到吸收塔（tǎ）内的填料上（shàng），营养液中一（yī）些营养物质(主要是氮（dàn）源，磷源以及一些痕量元素)外，还起（qǐ）到了调节pH和控制塔内湿度（dù）的作用（yòng）。有机气体在（zài）进入吸收塔前也（yě）需要加（jiā）湿，然后被惰性载体上的生物（wù）吸（xī）附并降解。

相比（bǐ）而（ér）言（yán），生物滴滤器能处理范（fàn）围（wéi）更广的污染物（wù），承受更大的污染负（fù）荷。这是因为生物滴滤器（qì）内的环境条件（jiàn）更好控制，而（ér）且潜在的有毒（dú）、顽固代谢产物（wù）会（huì）从系统（tǒng）中被清除出去。需要注意的是，生物（wù）滴（dī）滤器基于滴（dī）流的（de）机制，因此这种工艺更适合于水溶性（xìng）VOCs（Henry系数<0.1），当（dāng）然由于微生（shēng）物和（hé）污（wū）染物之（zhī）间的接触是（shì）同（tóng）时发生的，所以对于VOCs在水中（zhōng）溶解度没有生物洗涤器（qì）要求那么（me）高（gāo）。另外，由于微生物和（hé）污（wū）染物之间的接触发生在VOCs扩散到液膜之后，所以对生物（wù）滴（dī）滤器（qì）运行而言，液体（tǐ）流速和（hé）循环速度被认为是影响（xiǎng）其性能的重要参数。

生物（wù）滴滤池的优点在于其运营和投入成本低；日常操作简便；可以人（rén）为投加必须（xū）的营养物，并调节pH值；适合中高浓度的（de）污（wū）染物气体净化（huà）。但（dàn）也有自身的局限性（xìng），比如因为塔内微生物的快速繁殖导（dǎo）致的填料层堵塞，压降升高，生（shēng）物滴滤系（xì）统的（de）运行效率下降，必须采取反冲洗等方法（fǎ）来（lái）恢复生物滴滤系（xì）统的功能，目（mù）前常用（yòng）的防治（zhì）填料层（céng）堵塞的方法有漫（màn）灌冲洗法、酸/碱反（fǎn）冲（chōng）洗、营养限制等。

生（shēng）物板式（shì）塔

生物板（bǎn）式塔的基本结构类似于生物滴滤池，与其不同的是在（zài）吸收塔内不是填料而是一堆在边界上（shàng）有孔（kǒng）的平行（háng）圆板，相邻两个（gè）圆板的（de）放置必（bì）须使（shǐ）孔交替平行。通过这（zhè）种方式（shì），营（yíng）养（yǎng）液不（bú）断改（gǎi）变方向（xiàng）自上而下的流经每（měi）块（kuài）塔板，气相(含VOCs废气)则以逆向自下而上流（liú）动。生物膜（mó）则平行（háng）生（shēng）长在每块塔板上，塔板（bǎn）表面（miàn）一般较为粗糙，这样（yàng）有助于（yú）生物膜粘附（fù）。

生物板式塔（tǎ）根据所（suǒ）需要的操作时间可以调节总的表面积和塔板之间的空间，同时由于（yú）其恒定的（de）表面接触面（miàn）积使过（guò）程中更容易建（jiàn）膜和（hé）规模扩大化。相（xiàng）比生物（wù）过滤器（qì）、生物滴滤器（qì）而言，其对于生物相的分析更为方便，且不容（róng）易发生（shēng）由于微生物过度生长而引起的堵（dǔ）塞等问题，即使当（dāng）塔板（bǎn）生物（wù）膜的（de）厚度达到最大（dà）值时（shí）也易于替换，性（xìng）能更（gèng）稳定(生（shēng）物（wù）活性稳定)，能长时间地工作，操作也更加方（fāng）便（biàn）。

转（zhuǎn）鼓生物过滤器

与生物洗（xǐ）涤（dí）类似，转鼓生物过滤器也是由废（fèi）水生物处理技术所演化而来（lái）。它的设计在（zài）一定程（chéng）度上（shàng）解决（jué）了生物过滤器中固有的问（wèn）题。

转（zhuǎn）鼓生物过滤（lǜ）器的主体为水（shuǐ）平圆筒，其安（ān）装（zhuāng）在两端（duān）固（gù）定的转（zhuǎn）轴(中空（kōng）)上，圆筒约（yuē）有30%至40%的面积浸没在水槽中，微（wēi）生物则（zé）附着（zhe）在转筒上。污（wū）染物气体（tǐ）进入密封的（de）反（fǎn）应器后，进而吸附在转筒介质上(如活性炭，海绵等)。当（dāng）转筒转动时，微生物（wù）经过水域（yù）并获得其（qí）它营养物质后将污（wū）染物分解，并（bìng）由中空转轴排（pái）出反应器（qì）。结构上多盘式和单盘式类似，只是（shì）在微（wēi）生物的（de）载体以多片同心水平圆筒（tǒng）代替（tì）单个水平圆筒。混（hún）合式转鼓生物过（guò）滤器可以看作多转（zhuǎn）盘式（shì）鼓生物过滤器与活性污泥工艺的结合，不同于多（duō）盘式的是其将污染物（wù）进气口设在水面以（yǐ）下（xià）。

一（yī）般而言，转鼓生物过滤器中生物质主要分（fèn）布（bù）在（zài）最外层。其中单盘式筒体（tǐ）最外层上生物（wù）质分布均匀（yún），但生物质随着筒体深度而（ér）呈现出非（fēi）均匀分布。而多盘式除了在最外层，内层生物质（zhì）分布也相当均匀，这表明其能够有（yǒu）效防止气体（tǐ）短路，从而获得更好（hǎo）的（de）性能。多盘式转（zhuǎn）鼓生物过滤器（qì）可（kě）以长期运（yùn）行在（zài）较髙的（de）污染物负荷以（yǐ）及有介质清洗的情况下。但尚未有该项技（jì）术在（zài）实际应用的实（shí）例。

膜生物膜反（fǎn）应器

在典型的膜（mó）生物膜反应器（qì）中，微生物依附在膜的一侧（cè），膜作为（wéi）微生物群落生长的载（zǎi）体，并为氧气（qì）和挥发性有机物的传质提供了巨大（dà）的比（bǐ）表面（miàn）积。膜被生物膜（mó）所覆盖的那（nà）一侧浸（jìn）润在（zài）液相（xiàng）中，液（yè）相提供营（yíng）养物质，进而可以（yǐ）控制生（shēng）物（wù）相。而气相中的污染（rǎn）物通过纤维膜微孔（kǒng）扩散到达生物相(生物膜（mó）)，然后好氧微生物以氧气为电子受体将VOCs降解。膜生物膜（mó）法处理（lǐ）废气有如下优势（shì）：

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

(2)可（kě）以持（chí）续（xù）不断（duàn）地去除过剩生物（wù）质，因此在VOCs负（fù）荷较高的情况下可以防止反应器堵塞；

(3)耐冲（chōng）击（jī）负荷能（néng）力（lì）较（jiào）强，但最大污（wū）染负荷（hé）受（shòu）到膜极限的（de）限制，而传统生物法耐冲击负荷能力差，与（yǔ）营（yíng）养状态有关，最大（dà）污染物负（fù）荷速率为50-300 g/（m3·h），50- 2000ppmv；

(4)可以去除生（shēng）物（wù）降解过（guò）程（chéng）中所产生副产物，可以添加pH缓冲剂中（zhōng）和酸性代谢（xiè）产（chǎn）物和提供微生物生长（zhǎng）的营养物质，并（bìng）提供微生物群落生长的载体。

(5)可以（yǐ）去除水溶性较（jiào）低的（de）污染物（wù）如NO或甲（jiǎ）烷，而传（chuán）统生物法则由于传质受限（xiàn）导致去除率低；

(6)微生物与（yǔ）气（qì）相分离，防止了载（zǎi）体中的微生（shēng）物进入空气，因（yīn）而（ér）可（kě）以应（yīng）用于室内控制的治理；

(7)处于气流的最佳湿度，普通生物（wù）其（qí）则需要额外加湿装置；

(8)气、液相独（dú）立控制，进而防止了（le）溢流或（huò）发（fā）泡（pào），而传统生物法则很大程度上（shàng）取决于操（cāo）作过程（chéng）。

相（xiàng）比传统的三（sān）大生物（wù）反应器(生（shēng）物过滤器（qì），生物洗涤（dí）塔（tǎ）和生物滴滤池（chí）)，膜生物膜法虽拥有（yǒu）诸多优势，但目前仍停留在实（shí）验室研究阶（jiē）段。