生物（wù）过滤工（gōng）艺

生物过滤工艺是（shì）利用有较强吸附能力的填（tián）料（liào）如松树（shù）皮（pí）、活（huó）性炭、陶粒、堆肥等（děng）完成对（duì）废气污染物的吸附，填（tián）料中有（yǒu）大（dà）量的微生物，微生（shēng）物通过吸收捕获废气（qì）中的污染物，通过微生物的代谢作用完（wán）成（chéng）对污染物的降（jiàng）解。

在生（shēng）物过滤器（qì）工艺中，废气先通过加（jiā）湿（shī），然后进入生物过滤床。湿润的污（wū）染气（qì）流通过固定有混合菌（jun1）种的多孔（kǒng）填（tián）料，经（jīng）净化后气体被排出生物（wù）过滤器系统。生物过（guò）滤器一般不需要额外（wài）补充营养物质（营养（yǎng）不足时，可以偶尔喷洒（sǎ），主要是补充氮源或者是磷源），这是因为生（shēng）物过（guò）滤器的填料通（tōng）常是土壤，堆肥，泥炭，木（mù）屑，树（shù）皮，颗粒活性炭和塑料材料（liào）或者数（shù）种材料混合使用，所（suǒ）以本身（shēn）就为微生（shēng）物的生长提（tí）供了足够（gòu）的营养以及微量营（yíng）养素。生（shēng）物过滤器（qì）中（zhōng）填料大多包含丰富的（de）菌种，当然也可以额（é）外接种微生物。生物过滤工（gōng）艺的核心是生（shēng）物过滤床，理想的生物过滤床应有如（rú）下重（chóng）要特（tè）征：(1)用于微生物膜生长以及气/生物膜（mó）传质的高比表面积；(2)高（gāo）空（kōng）隙率，以促进气体均勾分布；(3)良好的保水能力，避免床层（céng）干燥（zào）；(4)存在（zài）有效的固有营养（yǎng）物质；(5)存在密集的（de）和多（duō）样化的固有（yǒu）菌群（qún）。

生物过滤工艺处理（lǐ）废气具有工（gōng）艺简单、操作方便、运行成本低和处（chù）理效果好等优点，而且菌种附（fù）着在（zài）固（gù）定填（tián）料上比较稳（wěn）定不易流（liú）失。当然，生物过滤工艺也有着自身的局限性（xìng），只（zhī）适合处理溶（róng）解度高、易（yì）生化（huà）降解的VOCs，尤其是对（duì）高浓（nóng）度废气处（chù）理效果较差（chà），耐冲击负荷（hé）能力弱，滤（lǜ）床需要定期更换等（děng）缺点（diǎn）。

生（shēng）物（wù）洗涤工艺

生物（wù）洗涤工艺（yì）是一个由装有惰性填料的吸收器（qì）和一个活性污泥反应（yīng）器组（zǔ）成的悬浮活性污泥（ní）处（chù）理系统，吸收器内的（de）惰（duò）性填充材料，其主要用于增加（jiā）气液相的接触（chù）面（miàn）积，而不（bú）是作为生物相的载（zǎi）体。洗涤（dí）循环液从吸收室顶（dǐng）部（bù）喷（pēn）淋（lín）而下，使（shǐ）废气中（zhōng）的污染物和氧气（qì）通过溶解（jiě）和吸（xī）附作用实现从（cóng）气相至液相（xiàng）的转移，部分（fèn）的有机物被直（zhí）接降解（jiě），大部分的（de）有机物进入到活性污泥处理系统，通过活性污泥（ní）系（xì）统实现有机物的降解，洗涤循环液在活性污泥系统中通过曝气再生。目前（qián），大（dà）多数生物洗涤器的运（yùn）行（háng）是以污水处理厂的（de）活性污泥作（zuò）为接种。

生物洗涤（dí）工艺的（de）优点是阻力小压降低、填料（liào）由于具有较大的孔（kǒng）隙（xì）率因此不易堵（dǔ）塞，不需要定（dìng）期（qī）更换填料（liào），运行（háng）过程和反应条件易于控制（zhì）。但是（shì），其适合治理易（yì）溶（róng）VOCs，如醇、酮类（lèi）(Henry系数<0.01)，污染物浓（nóng）度一般低于5000 mg/Nm3、气液传质的比表面积较小(通常<300 m2·m-3)；由于（yú）生物（wù）洗（xǐ）涤（dí）工艺所需的运（yùn）行设备较多，运行成（chéng）本较高，且不宜处理进气流量较大的（de）废（fèi）气，在一定程度限制（zhì）了生物洗涤工艺在处理工业废（fèi）气中的应用。

生物滴滤工艺

生物滴滤池，是一种介（jiè）于（yú）生物过（guò）滤法和生（shēng）物洗（xǐ）涤法（fǎ）之间的处理工（gōng）艺。相比生物过滤器，生物滴滤（lǜ）器（qì）中所（suǒ）用的填料是陶瓷、木炭（tàn）、聚丙烯小球、颗粒活性炭等惰性材料，其不能提供微生物生存以及生长的营（yíng）养物（wù）质。填（tián）料只是作为生物生长的载（zǎi）体，但其填料空（kōng）隙率比生物（wù）过滤（lǜ）器（qì）高，使用（yòng）寿命更长，流体（tǐ）阻力（lì）小。生物滴滤器整个系统的（de）正常工作必须（xū）要有营养液，并通过循环泵将（jiāng）营（yíng）养液（yè）喷淋到吸（xī）收塔（tǎ）内的填料上，营养液（yè）中一（yī）些营养物质(主（zhǔ）要是氮源，磷（lín）源以（yǐ）及一些（xiē）痕量元素（sù）)外，还起到了（le）调节pH和控制（zhì）塔内湿度的（de）作用（yòng）。有机（jī）气体在进（jìn）入吸收塔前也需要加湿，然后被惰性（xìng）载体上（shàng）的生物吸附并降解（jiě）。

相比而言，生物滴滤器能处理范围更广的（de）污染物，承受更大的污染负荷。这是因为生物滴滤（lǜ）器内的环境条件更好控制，而且潜在的有毒、顽固代谢产物会（huì）从（cóng）系（xì）统中被清除出去。需要（yào）注意的是，生物滴滤器基于滴流的机制，因此这种工艺更适合于水溶性VOCs（Henry系数<0.1），当然（rán）由于微生物和污染物之间的接触（chù）是同时发生的（de），所以对于（yú）VOCs在水（shuǐ）中（zhōng）溶解度没（méi）有（yǒu）生物洗（xǐ）涤器要求那么（me）高。另外，由于微生物和（hé）污（wū）染物之间的接触发（fā）生在VOCs扩（kuò）散到液膜之后，所以对（duì）生物滴滤器运行而言，液体流速和循环速（sù）度被认为是影响其（qí）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（rì）常操作（zuò）简便；可以人（rén）为投（tóu）加必须的营养物，并调节pH值；适（shì）合（hé）中高浓（nóng）度的（de）污染物气体净化。但（dàn）也有自（zì）身的局限性，比如因为（wéi）塔内微生物的（de）快速繁殖（zhí）导致的（de）填（tián）料层堵塞，压降升高，生物滴滤系统的运行效率下降，必须采取反冲洗等方法来恢复生物滴（dī）滤（lǜ）系统的功（gōng）能（néng），目前常用的（de）防治（zhì）填料层堵（dǔ）塞的方（fāng）法有漫灌冲洗法（fǎ）、酸/碱反冲洗（xǐ）、营养限制等。

生（shēng）物板（bǎn）式塔

生物板式塔的基（jī）本结构类似（sì）于生物（wù）滴滤池，与其不同的是（shì）在吸收塔内不是（shì）填（tián）料而是（shì）一（yī）堆在边界上有孔的（de）平（píng）行圆板，相邻两个圆板的放（fàng）置必须使（shǐ）孔交替（tì）平行。通过（guò）这种方式，营养液不断改变方向自上而下的流（liú）经每块塔（tǎ）板，气相(含VOCs废气)则以逆向自下而上流动。生物膜则平（píng）行（háng）生长在每块（kuài）塔板上，塔板表（biǎo）面一般较为粗糙（cāo），这（zhè）样有助于生物膜粘附。

生（shēng）物板式塔（tǎ）根据所需要的操作时间可以调节总的表面（miàn）积和塔板之间（jiān）的空间，同时由于其恒定的表面接触面积使（shǐ）过程中更容易建膜（mó）和（hé）规模扩大化。相（xiàng）比生（shēng）物（wù）过滤器、生物滴滤器而言（yán），其（qí）对于（yú）生物（wù）相的分析更为方便，且不容易发生由于微生物过度生（shēng）长而引起的堵塞等（děng）问题，即使（shǐ）当塔板生物（wù）膜的厚度（dù）达到最大（dà）值时也易于替换，性能更稳定(生物（wù）活性稳定)，能长时间地工（gōng）作（zuò），操作也更加方便（biàn）。

转鼓生物过滤器

与生物洗（xǐ）涤类似，转鼓生物（wù）过（guò）滤器也是由废水生物处理（lǐ）技术所演化（huà）而来。它的设计在一定（dìng）程度上解决（jué）了生物过（guò）滤器中（zhōng）固有的问题（tí）。

转鼓生物过滤（lǜ）器的主（zhǔ）体为水平（píng）圆筒，其安装在两端固（gù）定的转轴(中空（kōng）)上，圆筒（tǒng）约有30%至40%的面积（jī）浸没在（zài）水（shuǐ）槽中，微生物则附着（zhe）在转筒上。污染物气体进入密封的反应器后，进而吸附（fù）在（zài）转筒介质上(如（rú）活性炭，海绵等（děng）)。当转筒转动时，微（wēi）生（shēng）物经过水域并（bìng）获得其（qí）它营养物质后（hòu）将污染物（wù）分解，并由中（zhōng）空转轴排出反应器。结构上多盘式和单盘式类似（sì），只是在微生物的（de）载体（tǐ）以多片同心水平圆筒代替单个水（shuǐ）平圆筒。混合（hé）式转鼓生物过滤器可（kě）以看作（zuò）多转盘式鼓生物（wù）过滤器与活性污泥工艺（yì）的结合，不同于多（duō）盘式的是其将污（wū）染物进气口设在水面以下。

一般而言（yán），转鼓生（shēng）物过滤（lǜ）器中生物质主要分布在（zài）最（zuì）外层。其（qí）中（zhōng）单盘（pán）式筒体（tǐ）最外层上生物（wù）质（zhì）分布均匀，但生物质随（suí）着筒体深度而呈现出非（fēi）均匀分布。而多盘（pán）式（shì）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（xiào）防（fáng）止气体短路，从而获得更好的性能（néng）。多（duō）盘（pán）式转鼓（gǔ）生物过滤器可以长期运行在较髙的污（wū）染物负荷以及有（yǒu）介质清洗的情况（kuàng）下。但尚未有该（gāi）项（xiàng）技（jì）术在实（shí）际应用的实例。

膜生物（wù）膜反（fǎn）应器

在典型的膜生物膜反应器中，微生物依附（fù）在（zài）膜的一侧，膜作为微生物群落生（shēng）长的载（zǎi）体，并为（wéi）氧气和（hé）挥（huī）发性有机物的传质提供了巨大的比表（biǎo）面（miàn）积。膜被（bèi）生物膜所覆盖的那一（yī）侧浸润在液相中，液相提供营养物质，进而可以控（kòng）制生物相。而气（qì）相中的污染物通过纤维膜微（wēi）孔扩散到达（dá）生物（wù）相(生物膜)，然后好氧微生（shēng）物以氧气为电子受体（tǐ）将VOCs降（jiàng）解（jiě）。膜生物膜法（fǎ）处理废气有如下优势：

(1)不会发生（shēng）气相阻塞，压力降（jiàng）小（xiǎo），但在传统的生物法堵塞（sāi）问题较（jiào）为严重，尤其是生物过滤器；

(2)可以持续（xù）不断（duàn）地去除过剩生物质（zhì），因此（cǐ）在VOCs负荷较高的（de）情况下（xià）可以（yǐ）防（fáng）止反应器堵塞；

(3)耐冲击负荷能力较强，但最大污（wū）染负（fù）荷（hé）受到膜极限的限（xiàn）制，而传统生物法耐冲击负（fù）荷能（néng）力差，与营养状态有关，最大污（wū）染物负荷速率为50-300 g/（m3·h），50- 2000ppmv；

(4)可（kě）以去除生物降解（jiě）过程中所（suǒ）产生副产物，可以添加（jiā）pH缓冲剂（jì）中和酸性代谢（xiè）产物和提供微生物生长的营（yíng）养物质，并提供微生物群落生长（zhǎng）的载体。

(5)可以（yǐ）去除水溶性（xìng）较低的污染物如NO或甲烷，而（ér）传统生物法则（zé）由于传（chuán）质（zhì）受限导致（zhì）去除率低；

(6)微生（shēng）物与气相分离，防止了载体中的微生（shēng）物（wù）进入空气，因而可以应用于室内控制的治理；

(7)处于气流的最佳湿度，普通生物其则需要额外加湿装置；

(8)气、液相独立控制，进而（ér）防止了溢流（liú）或发泡，而传（chuán）统（tǒng）生物法则（zé）很（hěn）大程度上（shàng）取决于操作过（guò）程。

相比传统（tǒng）的三大生物反应（yīng）器（qì）(生物过滤器，生（shēng）物洗（xǐ）涤塔和生（shēng）物滴滤（lǜ）池)，膜生物膜法虽拥有诸多优势，但目（mù）前仍停留在（zài）实（shí）验室研究阶段。