生物过（guò）滤工艺

生（shēng）物过滤工艺是利用（yòng）有较强吸附能力的填料如（rú）松树皮、活性炭（tàn）、陶粒（lì）、堆（duī）肥（féi）等完成对废气污染物的吸附，填料中有大量的微生物，微（wēi）生物通过吸（xī）收（shōu）捕获（huò）废气中的污染物，通过微生物的代谢（xiè）作用（yòng）完成对污染物的降解。

在生物过滤器工艺中，废气先通过加湿，然后进（jìn）入生物过（guò）滤床。湿润的污染气流通过固定有混合菌（jun1）种的多孔填料，经净（jìng）化后气体被排（pái）出生物过滤器系（xì）统。生物过滤器一般不需要额（é）外补充营养物质（营养不足时，可以（yǐ）偶尔喷洒，主要是补充（chōng）氮源或者是（shì）磷源），这是因为生物（wù）过滤器的（de）填料通常是土壤（rǎng），堆肥，泥炭，木屑（xiè），树皮，颗粒活性炭和塑料材料或者数种材料混合使用（yòng），所以本身就为（wéi）微生（shēng）物的生长提供（gòng）了足够的营养以（yǐ）及（jí）微量营养素。生物过滤（lǜ）器中填料大多（duō）包含丰富（fù）的菌（jun1）种，当然也可（kě）以（yǐ）额外（wài）接（jiē）种（zhǒng）微（wēi）生物。生物过（guò）滤（lǜ）工艺的核心（xīn）是生物过滤床，理想的生（shēng）物过滤床应有（yǒu）如下重（chóng）要特征：(1)用于微生（shēng）物（wù）膜（mó）生长（zhǎng）以及气/生物（wù）膜传质的高比表面（miàn）积（jī）；(2)高空（kōng）隙率，以（yǐ）促进气体均勾分布；(3)良好的保水能力（lì），避（bì）免床层干（gàn）燥；(4)存（cún）在有效的（de）固（gù）有营养物质；(5)存（cún）在密集的和多样化的（de）固有菌群。

生（shēng）物过滤工艺处理废（fèi）气具有工艺简单、操（cāo）作方便、运行成本低和处理效果好等优点，而（ér）且菌种附着在固定（dìng）填料上比较（jiào）稳定不易流（liú）失（shī）。当然（rán），生物过滤工艺也有着（zhe）自身的局（jú）限性，只适合处理溶解度（dù）高、易生化降（jiàng）解（jiě）的VOCs，尤（yóu）其（qí）是对高浓度废气处理效果较差，耐（nài）冲击负荷能（néng）力弱，滤床需要（yào）定期更换等（děng）缺（quē）点。

生物洗涤工艺

生物洗涤工艺是一个由（yóu）装有惰性填料的吸收器和一个活性污（wū）泥反应（yīng）器（qì）组（zǔ）成（chéng）的悬浮活性污泥处理系（xì）统，吸收器（qì）内（nèi）的惰性（xìng）填充材料，其主要用于增加气液相的接触面积，而不（bú）是作为生物相的（de）载（zǎi）体。洗涤循（xún）环液从吸（xī）收室顶部喷淋而（ér）下，使废气（qì）中的污染物和氧气通（tōng）过溶（róng）解和（hé）吸附作用实现从气相至液（yè）相的转移（yí），部分的有机物（wù）被直接降解，大（dà）部分的有机物进（jìn）入到活（huó）性污（wū）泥处理系（xì）统（tǒng），通过活性（xìng）污泥系统实（shí）现有（yǒu）机物的（de）降（jiàng）解，洗涤循环液在活性污泥（ní）系统中通过曝气再生。目前，大多数生物洗涤（dí）器的运行是以污（wū）水处理厂的活（huó）性污泥（ní）作（zuò）为（wéi）接种（zhǒng）。

生物洗涤工（gōng）艺的优点（diǎn）是（shì）阻力（lì）小压降低（dī）、填料由（yóu）于（yú）具有较（jiào）大的孔隙率因（yīn）此不易堵塞，不（bú）需（xū）要定期更换填料（liào），运（yùn）行（háng）过程和反（fǎn）应（yīng）条件易于控制（zhì）。但是，其（qí）适合治理易溶VOCs，如醇、酮类(Henry系数（shù）<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(通常<300 m2·m-3)；由于生物洗（xǐ）涤工艺所需的运行设备较多，运行成本（běn）较高，且不宜（yí）处理（lǐ）进气流量较（jiào）大的废（fèi）气，在一定（dìng）程度限制了生物（wù）洗涤工（gōng）艺在处理工业废气中（zhōng）的应用。

生物滴滤工艺

生物（wù）滴（dī）滤池，是（shì）一种介于生物过滤法和生（shēng）物洗涤法之间的处理工艺（yì）。相（xiàng）比（bǐ）生（shēng）物（wù）过（guò）滤器，生物滴滤器中（zhōng）所用的填料是陶瓷、木炭、聚丙烯小球、颗粒活性炭等（děng）惰性材料，其不（bú）能提供微生物生存以及生（shēng）长的营养物（wù）质。填料只是作为生物（wù）生长的载体，但其填（tián）料（liào）空隙率比生（shēng）物过滤器（qì）高，使用寿命更长，流（liú）体阻力小。生物滴滤（lǜ）器整（zhěng）个系统的正（zhèng）常（cháng）工作必须要有营养液，并通过循（xún）环泵将营养液喷（pēn）淋到（dào）吸收塔内的（de）填料上，营养液中一些营养物质(主（zhǔ）要是（shì）氮源（yuán），磷源（yuán）以及一些痕量元素（sù）)外，还起到了调（diào）节pH和控制塔内湿（shī）度（dù）的作用。有机气体在进入吸收塔前也需要（yào）加湿，然后被惰（duò）性载体上的生物吸附并降解。

相比而（ér）言，生物（wù）滴滤器能处（chù）理范围更广（guǎng）的污染物，承受更大的污染负荷（hé）。这是（shì）因为生物（wù）滴滤（lǜ）器内的环（huán）境条件更好控制，而且潜（qián）在（zài）的有毒、顽固代谢产物会（huì）从系统中被清除出去。需（xū）要（yào）注意的是，生物滴滤器（qì）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），当然由于微生物和污染物之（zhī）间（jiān）的接触是同时发生的（de），所（suǒ）以对于VOCs在水中溶解度没有生（shēng）物洗涤器要求（qiú）那么高（gāo）。另外，由于微生物和污染物之（zhī）间的接（jiē）触发（fā）生在VOCs扩散到液膜之后，所以对生（shēng）物滴滤器运行（háng）而言，液体流速（sù）和循环速度被（bèi）认（rèn）为（wéi）是影响其性能的重要（yào）参数。

生（shēng）物滴滤池的优点在于（yú）其（qí）运营和投（tóu）入成本低；日常（cháng）操作简便；可（kě）以人为投（tóu）加必须的营养物，并调节pH值；适合中高（gāo）浓度的污染（rǎn）物气体（tǐ）净（jìng）化。但也（yě）有自身的局限（xiàn）性，比如（rú）因为塔内（nèi）微生物的（de）快速繁殖导（dǎo）致的填料层堵塞，压降升高，生物滴滤（lǜ）系（xì）统的运行效率下降，必须采（cǎi）取（qǔ）反冲洗（xǐ）等方法来恢复生物滴滤系统的功能（néng），目（mù）前常（cháng）用的（de）防治填料（liào）层堵塞的方法有漫灌冲洗法、酸（suān）/碱反冲洗、营（yíng）养限制等。

生物板（bǎn）式塔（tǎ）

生物板式塔的基本结构（gòu）类似于生物滴滤池，与其（qí）不同的是在吸收塔内不是填（tián）料而是一堆在（zài）边（biān）界上有孔的平行圆板（bǎn），相邻两个圆板的放置必须使孔交替平行。通过这种方（fāng）式，营（yíng）养液不断（duàn）改变方向自上而下的流经每块塔板，气相(含VOCs废气)则以逆向自下而上流动。生物膜（mó）则平行生长在每块塔板（bǎn）上，塔板表（biǎo）面一般较为粗糙，这样有助于生物膜粘附。

生物（wù）板式塔根（gēn）据所需要的操（cāo）作时间可以（yǐ）调节总（zǒng）的表面积和（hé）塔板（bǎn）之间（jiān）的空（kōng）间，同时（shí）由于（yú）其恒定的表面（miàn）接触面积使过程中更容（róng）易建（jiàn）膜和规模扩大（dà）化。相比生（shēng）物过滤器、生（shēng）物滴滤器而言，其（qí）对（duì）于生物相的分析更（gèng）为方便，且不容易发生由于微（wēi）生物过度生（shēng）长（zhǎng）而引起的堵塞等问题，即使当塔板（bǎn）生（shēng）物膜的厚度达（dá）到最大值时也易于替换，性能更稳定(生物活（huó）性稳定)，能长时（shí）间地工作（zuò），操（cāo）作也更加方便。

转鼓生物（wù）过滤器

与生物洗涤类似（sì），转（zhuǎn）鼓生物过（guò）滤器也是由废（fèi）水生物处理（lǐ）技术所演化而来（lái）。它的设计在一定程度上（shàng）解决了生物过滤器中固（gù）有的（de）问题。

转（zhuǎn）鼓生物过滤器的主体为水平（píng）圆筒，其安装（zhuāng）在两（liǎng）端固定的转轴(中空)上，圆筒约有30%至（zhì）40%的面积浸没（méi）在水槽中，微生物（wù）则附（fù）着（zhe）在转（zhuǎn）筒上。污染（rǎn）物（wù）气体进入（rù）密封的反应器后，进而吸附（fù）在转筒介质上（shàng）(如活性炭，海绵等)。当转筒（tǒng）转动时，微生（shēng）物经过水域并获得其它营养物（wù）质后（hòu）将污染物分解，并由中（zhōng）空（kōng）转（zhuǎn）轴（zhóu）排（pái）出（chū）反应器。结构上（shàng）多盘式和单盘（pán）式类似，只是（shì）在微生（shēng）物的（de）载体以（yǐ）多（duō）片同心水平圆筒代替单个水（shuǐ）平（píng）圆筒。混（hún）合式转鼓生（shēng）物过滤器可以看作多转盘式鼓生物过滤（lǜ）器与（yǔ）活性污泥工艺（yì）的结（jié）合，不同（tóng）于多（duō）盘式的是（shì）其将污（wū）染物进气口设在（zài）水（shuǐ）面以下。

一般而言，转鼓（gǔ）生物过（guò）滤器中生（shēng）物质主要（yào）分布在最外层。其中（zhōng）单盘（pán）式（shì）筒（tǒng）体最外层上生（shēng）物质分布均匀（yún），但生物（wù）质随着筒体深（shēn）度而呈现出（chū）非均匀分布。而多盘式除了（le）在最外层，内层生物质分布也（yě）相当均匀，这表明其能够有效防（fáng）止（zhǐ）气体（tǐ）短路，从而获得更（gèng）好的性能（néng）。多盘式转鼓（gǔ）生物过（guò）滤器（qì）可以（yǐ）长期运（yùn）行在较髙的污染物负荷以及有（yǒu）介质清（qīng）洗的情（qíng）况下。但尚未有该项技术在实际应（yīng）用的实例。

膜生（shēng）物膜反应器（qì）

在典型的膜生物膜（mó）反应器（qì）中，微生物依附在膜的一侧，膜作为微生物群（qún）落生长（zhǎng）的载体，并为氧气和挥发性有机物（wù）的传质提供了巨大的比表面积。膜（mó）被生物膜所覆（fù）盖的那一侧浸润在液（yè）相中（zhōng），液相提供营养物质（zhì），进而（ér）可以控（kòng）制生物（wù）相。而气相中的污染物通（tōng）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）以氧气为电子受体将VOCs降解。膜生物（wù）膜法处（chù）理废气有如下优势：

(1)不（bú）会发生气相阻塞，压力降小（xiǎo），但在传统的生（shēng）物法堵塞（sāi）问题较为严重（chóng），尤（yóu）其是生物过（guò）滤器；

(2)可以持续不断地去除过剩生物质，因（yīn）此（cǐ）在VOCs负荷（hé）较高（gāo）的（de）情（qíng）况下可（kě）以防止反应器堵塞（sāi）；

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

(4)可以去除生（shēng）物降解过程中所产生副产物，可以添加pH缓（huǎn）冲（chōng）剂中和酸性代（dài）谢产（chǎn）物和提供微生物生长的（de）营养（yǎng）物质（zhì），并提供微生物（wù）群落（luò）生长的载体。

(5)可以去除水溶性较低的污染物如NO或甲烷，而传统生物法则（zé）由于传质受（shòu）限导致去除率（lǜ）低（dī）；

(6)微生物与气相分离（lí），防止了载体中（zhōng）的微生物进入空气，因而可以应（yīng）用于室内控制（zhì）的（de）治理；

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

(8)气、液相（xiàng）独立（lì）控制（zhì），进而防止了（le）溢（yì）流或（huò）发（fā）泡，而传统（tǒng）生物法则很大程度（dù）上取决于操作过（guò）程。

相比传统（tǒng）的三大生物反应器（qì）(生物（wù）过滤器，生物洗涤塔和生物滴滤池)，膜生物膜法虽拥（yōng）有诸多（duō）优势，但目前仍停留在实验室研究阶段。