生物过滤（lǜ）工（gōng）艺

生物过滤工艺（yì）是利用（yòng）有较（jiào）强（qiáng）吸附能力的填料如松树皮、活性炭、陶粒、堆肥等完成对废（fèi）气污染物的吸附，填料（liào）中有大量的微生物，微生物通（tōng）过吸（xī）收捕（bǔ）获废（fèi）气中的（de）污染（rǎn）物，通过微生物的代谢作（zuò）用完成对污染物的降解。

在生物过（guò）滤（lǜ）器工（gōng）艺中，废气先通过加湿（shī），然后进入生物过滤床。湿（shī）润的（de）污（wū）染气流通过固定有（yǒu）混合菌种的多孔填料，经净化后气（qì）体被排（pái）出生物过滤（lǜ）器系统。生（shēng）物（wù）过（guò）滤器一般不需要（yào）额外补充营养物质（营养不足（zú）时，可以（yǐ）偶尔喷洒，主要是补（bǔ）充氮源或（huò）者（zhě）是磷源），这是因为生（shēng）物过滤器（qì）的填料通常是土壤（rǎng），堆（duī）肥（féi），泥炭，木屑，树皮，颗粒活性炭和塑（sù）料材料（liào）或者（zhě）数种材料混（hún）合（hé）使用，所以本身就（jiù）为微生物（wù）的生长提供了足（zú）够的（de）营养以及微量营养素。生物过滤器中填料大多包含丰富（fù）的菌种，当（dāng）然（rán）也可以额（é）外接种微生（shēng）物。生物过滤（lǜ）工艺的核心是（shì）生物（wù）过滤床，理想的生物过（guò）滤床应有（yǒu）如下重要特征：(1)用于微生物（wù）膜生长以及气/生物膜传质（zhì）的高比表面积；(2)高空隙率，以促进气体均勾分（fèn）布；(3)良好的保水能力，避（bì）免（miǎn）床层干燥；(4)存在有效的固有（yǒu）营养物质；(5)存在密集的和多样化的固有菌群（qún）。

生物过滤工艺处理废（fèi）气具有工艺简（jiǎn）单、操作方便、运（yùn）行成本低和处理（lǐ）效果好等优点，而（ér）且菌种附（fù）着在固定填料上（shàng）比（bǐ）较稳定不（bú）易流（liú）失。当（dāng）然（rán），生物过滤工（gōng）艺也有着自身的局限（xiàn）性，只适合处理溶解度（dù）高、易生化降解的VOCs，尤其是（shì）对高浓（nóng）度废气处理效（xiào）果较差（chà），耐冲（chōng）击（jī）负荷能力弱，滤床需要定（dìng）期（qī）更（gèng）换等（děng）缺（quē）点。

生（shēng）物（wù）洗涤（dí）工（gōng）艺

生（shēng）物洗涤工（gōng）艺是一个由（yóu）装（zhuāng）有惰性填料的吸收器和一个活性污泥反应器（qì）组成的（de）悬浮活性污泥处理系统，吸（xī）收器（qì）内的（de）惰性（xìng）填充材料，其主（zhǔ）要用（yòng）于增加（jiā）气液相的接触（chù）面积，而不是作为生物相的载体。洗（xǐ）涤循环（huán）液从吸收室（shì）顶部喷淋而下，使废气中的污（wū）染物和（hé）氧气通过溶解（jiě）和吸（xī）附作用实现从气相至液相（xiàng）的转移，部分的有机物被直（zhí）接（jiē）降解，大部分（fèn）的有机物进入到活性污泥（ní）处理（lǐ）系统，通过活性污泥系（xì）统实现有机（jī）物的降解，洗涤（dí）循环液在活性污泥系统（tǒng）中通过曝气再生。目前，大多数（shù）生物洗（xǐ）涤器的（de）运行是以（yǐ）污水处理厂的活性污泥作为（wéi）接种。

生物洗涤工艺的优点是阻力（lì）小（xiǎo）压降低、填料由于具有较大（dà）的孔隙（xì）率因此不易堵塞，不需要定期更换填（tián）料，运行过程（chéng）和反应条件易于控制。但是，其适（shì）合治理（lǐ）易溶VOCs，如醇、酮类(Henry系数<0.01)，污（wū）染物浓度一般低于5000 mg/Nm3、气液传质的比表面积较小(通（tōng）常<300 m2·m-3)；由于（yú）生物（wù）洗涤工艺（yì）所需的（de）运行设备较（jiào）多，运行成（chéng）本较高，且（qiě）不宜处理进（jìn）气流量（liàng）较大的（de）废气，在一定程度（dù）限（xiàn）制（zhì）了生物洗涤工艺在处理工业废气中的应用（yòng）。

生物（wù）滴滤工（gōng）艺

生（shēng）物滴滤池，是一（yī）种介于生物过（guò）滤法和生（shēng）物洗涤法之（zhī）间的处（chù）理工（gōng）艺。相比生物过滤器，生（shēng）物滴滤器中（zhōng）所用的填料是陶瓷、木炭、聚丙烯小球、颗粒活性（xìng）炭等（děng）惰（duò）性材（cái）料，其不能提供微生物生存以及生长的营养物（wù）质。填料只是作为生物生长的载体，但其填料空隙率（lǜ）比生物过滤器高，使用寿命更长，流体（tǐ）阻力小。生（shēng）物（wù）滴滤器整个系统的正常工作（zuò）必须要有（yǒu）营养液，并通过循环泵将营养液喷淋到吸收塔内的填料上，营养液中一（yī）些营养物质(主要是氮源，磷源以及（jí）一（yī）些痕量元（yuán）素)外，还起到了调节pH和（hé）控制塔（tǎ）内湿度（dù）的作用。有机气体在（zài）进入吸收（shōu）塔前也（yě）需要加湿，然（rán）后被惰性（xìng）载体上的生物吸附（fù）并降解。

相比而（ér）言，生物滴滤器（qì）能（néng）处（chù）理（lǐ）范围更广的（de）污染物，承受更（gèng）大的污染负荷。这是因为生物滴滤器内的环境（jìng）条件更（gèng）好控（kòng）制，而且潜（qián）在的有（yǒu）毒、顽固代谢（xiè）产物会从系统中被清除出去。需要（yào）注意（yì）的是，生（shēng）物（wù）滴滤器基于滴流的机制，因此这（zhè）种工艺更适（shì）合于水（shuǐ）溶性VOCs（Henry系数<0.1），当（dāng）然由于微生物和污（wū）染物之（zhī）间的接触是同时发生（shēng）的（de），所以对于VOCs在水中溶解度没有生物洗涤器（qì）要求那么高（gāo）。另外，由于微生物和污染（rǎn）物之间的接触发生在（zài）VOCs扩散（sàn）到液（yè）膜之后，所以对（duì）生物滴滤（lǜ）器（qì）运（yùn）行而言，液体（tǐ）流速（sù）和循环速（sù）度被认为（wéi）是（shì）影响其性能的重要参数。

生物滴滤池的优点在于其运营和投入（rù）成（chéng）本（běn）低；日常操作（zuò）简（jiǎn）便；可以人（rén）为投加（jiā）必须（xū）的营养物，并（bìng）调节pH值；适合中（zhōng）高浓（nóng）度的污染物气体净化。但也有（yǒu）自身的（de）局限性，比如（rú）因为塔内微生物（wù）的快（kuài）速繁（fán）殖导致的填料层堵（dǔ）塞，压降升高，生物滴滤系统的（de）运行（háng）效率（lǜ）下降，必须采取反冲洗等方法来恢复生物滴滤系统的功能（néng），目前常用的防治填料（liào）层堵塞的方法有漫灌冲洗法、酸/碱反冲洗、营养限制（zhì）等。

生（shēng）物板式（shì）塔

生物（wù）板式（shì）塔（tǎ）的基本结构类（lèi）似于（yú）生物滴滤池，与其不（bú）同的是在吸收塔（tǎ）内不（bú）是填（tián）料而是（shì）一堆在边界上有孔的平行圆板，相邻两个（gè）圆板（bǎn）的放（fàng）置必须使孔交（jiāo）替平行。通过这种方式，营养液不断（duàn）改变方向自上而下的流经每块塔板，气相(含（hán）VOCs废气)则（zé）以逆向自（zì）下而上流动。生物膜则平行生长（zhǎng）在每块塔板上，塔板表面一般较为（wéi）粗糙，这样有（yǒu）助（zhù）于生（shēng）物膜粘附。

生物板式塔（tǎ）根据所（suǒ）需要的操作时间可以（yǐ）调节（jiē）总（zǒng）的表面（miàn）积和塔板之间的空间，同时由于其（qí）恒定的（de）表（biǎo）面接触面积使（shǐ）过程中更容易建膜和规模扩大化（huà）。相比生物过滤器、生物滴滤器而言（yán），其对于生物相的分析（xī）更为方便，且（qiě）不（bú）容易发生由于微（wēi）生物过度生长而引起（qǐ）的堵塞等问题，即使当塔板生物膜的厚（hòu）度达到最大值时也易于替换，性能更（gèng）稳定(生物活性稳定)，能（néng）长时间地工（gōng）作，操（cāo）作也更加方（fāng）便。

转（zhuǎn）鼓生物过滤（lǜ）器

与（yǔ）生物洗涤类（lèi）似，转（zhuǎn）鼓生物（wù）过滤器也是由（yóu）废（fèi）水生物（wù）处理技术所（suǒ）演化而来。它的设计（jì）在一定程度上解决了生物过滤器中固有（yǒu）的问题。

转鼓生物过滤器的主体（tǐ）为水平圆筒，其安装在两端固定的转（zhuǎn）轴（zhóu）(中空)上，圆筒（tǒng）约有30%至（zhì）40%的（de）面积浸（jìn）没（méi）在水槽中，微（wēi）生物则附着在转筒上。污染物气体进入密封的反应（yīng）器（qì）后，进而吸附在（zài）转筒介质上(如活性（xìng）炭，海绵等)。当转筒（tǒng）转动时，微生物（wù）经过（guò）水域并获（huò）得其它营养物（wù）质后将污（wū）染物分解，并由中（zhōng）空转轴排出反应器。结构上（shàng）多盘式和单盘式类似，只（zhī）是在微生物（wù）的载体以多片同心水平圆筒代替单个（gè）水平圆筒。混合式转鼓生物（wù）过滤器（qì）可以看作多转盘式鼓生（shēng）物过滤（lǜ）器与活（huó）性污泥工艺的结合，不同于多盘式的是其将污染物进气（qì）口设在（zài）水面以下。

一（yī）般而言，转鼓生物过（guò）滤器中生（shēng）物质（zhì）主要分布在最外层。其中（zhōng）单盘式（shì）筒体（tǐ）最外层上生物（wù）质分布均匀，但生物质随着筒体（tǐ）深度而呈现出（chū）非（fēi）均匀分布。而多盘式除了在最（zuì）外层，内层生物质分布也相（xiàng）当均匀，这表明其能够有（yǒu）效防止气（qì）体（tǐ）短路，从而获（huò）得更好（hǎo）的性能（néng）。多盘式转（zhuǎn）鼓生物过滤器（qì）可以长（zhǎng）期运（yùn）行在较髙的污染物负荷以及有介（jiè）质清洗的情（qíng）况（kuàng）下。但尚未有该项（xiàng）技术（shù）在实际应用（yòng）的实例。

膜生物膜反应器（qì）

在典型的膜生物膜反应器中，微生物依附在膜（mó）的一侧，膜作为微（wēi）生物（wù）群落生长的载体，并为氧气和挥发性有机物的传质提供了（le）巨大的（de）比表面（miàn）积。膜被生（shēng）物膜所覆盖的那一侧（cè）浸润在液相中，液（yè）相提供营养物质，进而可（kě）以控制生物相。而气相中的污染物通过（guò）纤维膜微（wēi）孔扩散到达生物相(生物膜)，然后好氧微生（shēng）物（wù）以氧气为电子受（shòu）体将VOCs降解（jiě）。膜（mó）生（shēng）物膜法（fǎ）处理废气有（yǒu）如下优势（shì）：

(1)不会发生气相（xiàng）阻塞，压力降小（xiǎo），但在传统的生物法堵塞问题较为严重（chóng），尤其是生物过滤器；

(2)可以持（chí）续不断地去除过剩生（shēng）物质（zhì），因（yīn）此在VOCs负荷较高的情况下可以防止反应器堵塞；

(3)耐冲击（jī）负荷能力（lì）较强，但（dàn）最大污染负荷受到膜极（jí）限的限制，而传统（tǒng）生物法耐冲击负荷能（néng）力（lì）差，与（yǔ）营养状（zhuàng）态（tài）有关，最（zuì）大污（wū）染物负荷速率为50-300 g/（m3·h），50- 2000ppmv；

(4)可以去除（chú）生物降解过程中所产生（shēng）副产物，可（kě）以添加pH缓冲剂中和酸（suān）性代谢产物和提供微生物生长（zhǎng）的营养物（wù）质，并（bìng）提（tí）供微（wēi）生物群落生长的（de）载体。

(5)可以（yǐ）去除水溶（róng）性（xìng）较低的污染物如NO或甲烷，而传统生物（wù）法则由（yóu）于传（chuán）质受限导致去除率低（dī）；

(6)微（wēi）生（shēng）物与气相分离，防止了载体（tǐ）中的微生物进入空（kōng）气，因（yīn）而（ér）可以应用于室内控制的治（zhì）理；

(7)处于（yú）气（qì）流的最（zuì）佳湿度，普通生物（wù）其则需要额外（wài）加湿装置；

(8)气、液相（xiàng）独立控制，进而（ér）防止（zhǐ）了溢流或发（fā）泡（pào），而传统（tǒng）生物法则（zé）很（hěn）大程度（dù）上取决于操（cāo）作过程。

相（xiàng）比传统的三（sān）大（dà）生物反应器（qì）(生物过滤器，生物洗涤塔和生物滴滤池)，膜生（shēng）物膜法虽拥有诸多优势，但目（mù）前仍停留在实验室研究阶段。