生物过滤工艺

生物过（guò）滤工艺是利用有（yǒu）较强（qiáng）吸附能力的填料如松树皮、活性炭、陶粒、堆肥等（děng）完成对废气污染物的吸（xī）附，填料中有大量的微生物（wù），微（wēi）生物通过吸收捕获废（fèi）气（qì）中的污染物，通过微生物的代谢作（zuò）用完（wán）成对污染物的降解。

在生物过滤器工艺中，废气先通过（guò）加湿，然（rán）后进入生物过滤床（chuáng）。湿润的污（wū）染气流通（tōng）过（guò）固定有混合菌种的多（duō）孔填料，经净化后气体（tǐ）被排出生物过滤器（qì）系统。生物（wù）过滤器一般不需要额外（wài）补（bǔ）充营养物质（营养不足时（shí），可以偶尔喷（pēn）洒，主要是补充氮源或（huò）者是磷源），这是因为生物过滤器的填料通常是土壤，堆肥，泥炭，木屑，树皮（pí），颗粒活性炭和塑料材料或者数种材料混（hún）合使用，所以本身（shēn）就为微（wēi）生物的（de）生长提供了足够的营养（yǎng）以及（jí）微量营养素。生物过（guò）滤器中填料大多包含丰富（fù）的菌种，当（dāng）然也（yě）可以额外接（jiē）种微生物（wù）。生物过滤（lǜ）工（gōng）艺（yì）的核心（xīn）是生物过滤床，理想的生物过滤床应有如下重要（yào）特征：(1)用于微生物膜生长以及气/生物膜传质的高比表面积；(2)高空隙率（lǜ），以促进气体均勾分（fèn）布；(3)良好的（de）保水能（néng）力，避免床层干燥（zào）；(4)存在有（yǒu）效的固（gù）有营养物（wù）质；(5)存在密集（jí）的和（hé）多样化的固有菌（jun1）群。

生物（wù）过滤工艺处理（lǐ）废气具有工艺简单、操作方便、运行成本（běn）低和处理效果（guǒ）好等优点，而且菌种附（fù）着在（zài）固定填料上比较稳定不易流失。当然，生物过（guò）滤（lǜ）工（gōng）艺也有着自身（shēn）的局限（xiàn）性，只适合处理溶解度高、易生化降解的（de）VOCs，尤其是（shì）对高浓度废（fèi）气处理效果较（jiào）差，耐冲击负荷能力弱（ruò），滤床（chuáng）需（xū）要（yào）定期更换等缺点。

生物洗涤工艺

生物洗（xǐ）涤工（gōng）艺是一（yī）个由装有惰性填料的吸收器和一个活性污泥（ní）反应器组成的（de）悬浮（fú）活性污泥处（chù）理系统（tǒng），吸收器（qì）内的（de）惰性填充材料，其主（zhǔ）要用（yòng）于增加气（qì）液相的接触面积，而不是作为生物相的（de）载体。洗涤循环（huán）液从吸收室（shì）顶部喷（pēn）淋（lín）而下，使废气中的污染物和氧气通过溶（róng）解和吸附作用实现从气相至液相的（de）转移，部分的有机物被直接降解，大（dà）部分的有机（jī）物（wù）进入到活性污泥处理系（xì）统，通过活（huó）性（xìng）污泥系统实现有机物的降（jiàng）解，洗涤循环液在活性污（wū）泥系统中通过曝气再生。目前（qián），大多数生物洗涤（dí）器的运行是以（yǐ）污水（shuǐ）处理厂的活性（xìng）污泥作为接种。

生（shēng）物洗涤工艺的（de）优点是阻力（lì）小压降低、填料由于具有较大的孔隙（xì）率因（yīn）此不易堵塞，不（bú）需要定期更换填料，运行过（guò）程和反应条件易于控（kòng）制。但是，其适合（hé）治（zhì）理易溶VOCs，如醇（chún）、酮类(Henry系数<0.01)，污染物浓度一般低于5000 mg/Nm3、气液传质（zhì）的比表面积较小(通常<300 m2·m-3)；由于生物（wù）洗涤工（gōng）艺所需的运行设备较（jiào）多，运行成本（běn）较高，且不宜处（chù）理进气流量较大的（de）废（fèi）气，在一（yī）定程度限制了生物洗涤工艺在处（chù）理工业废气中的应用。

生物滴滤工艺

生物（wù）滴滤池，是一种介于生物过滤法和生物（wù）洗（xǐ）涤法（fǎ）之间的处理工艺。相比生物过滤器，生物（wù）滴（dī）滤器中所用的填料是陶瓷、木炭、聚丙烯小球、颗（kē）粒（lì）活性炭等惰性材料，其（qí）不能提供微生物生（shēng）存以及生长的营（yíng）养物（wù）质（zhì）。填料只（zhī）是作为生物生（shēng）长的载体，但其（qí）填料（liào）空隙（xì）率比生物（wù）过（guò）滤器高，使用寿命（mìng）更（gèng）长，流体阻力小。生物（wù）滴滤器整个系统（tǒng）的（de）正常工作必须要有（yǒu）营养液（yè），并通（tōng）过循（xún）环（huán）泵将营养液喷淋到吸收塔内的填料上，营养液中一些营养物（wù）质(主要是氮源，磷源以及一些痕（hén）量元素)外，还起到了调节pH和（hé）控制（zhì）塔内湿度的作用（yòng）。有机气体在进入吸收（shōu）塔前也（yě）需要加湿，然（rán）后被惰性载体（tǐ）上的生物吸附并降解。

相比而言，生物滴滤器能处（chù）理范围更广的污染物，承受更大的污染负荷。这是因（yīn）为生物滴（dī）滤器（qì）内的环境条（tiáo）件更好控（kòng）制，而且潜在（zài）的有毒、顽固代谢产（chǎn）物会从系统中被清除（chú）出去。需（xū）要注意的是，生物滴滤器基于滴流的机制，因此（cǐ）这种工艺更适合于水溶性（xìng）VOCs（Henry系（xì）数<0.1），当然由于（yú）微生物和污染物之间的（de）接（jiē）触是同时发生的，所以对于VOCs在水中溶解度没有生物洗涤器要求（qiú）那么高。另外，由于微（wēi）生物（wù）和（hé）污染物（wù）之间的接触（chù）发生（shēng）在VOCs扩散到（dào）液膜之后，所以对生物滴（dī）滤器运行（háng）而言，液体流速和（hé）循（xún）环速度被认为是影响（xiǎng）其性能的重要参（cān）数（shù）。

生物滴滤池的优点（diǎn）在于其运营和投入成本低；日常（cháng）操作简便；可以人为投（tóu）加必须的营养（yǎng）物，并调节pH值（zhí）；适合中高浓（nóng）度的污染物气体净化。但也（yě）有自身的局（jú）限性，比如因为塔内微生物（wù）的快速繁（fán）殖导（dǎo）致（zhì）的（de）填料层堵塞，压降（jiàng）升高，生物滴滤系（xì）统的运行效率下降，必须采取反冲洗等方法来恢复生物滴滤系统的功能，目前常用（yòng）的（de）防治填料层堵塞（sāi）的方法有漫灌冲洗法、酸/碱反冲洗、营（yíng）养限制等。

生（shēng）物板式（shì）塔

生（shēng）物板式塔的（de）基本结（jié）构类似（sì）于（yú）生物滴滤池，与其不同的是在吸收塔内不是（shì）填料而（ér）是一堆在（zài）边界上（shàng）有孔的（de）平行（háng）圆板，相（xiàng）邻两（liǎng）个圆板的放置（zhì）必（bì）须使孔交（jiāo）替平（píng）行。通过这种方式（shì），营养液不（bú）断改变方向（xiàng）自上（shàng）而下的流经每块塔（tǎ）板，气相(含VOCs废气)则（zé）以（yǐ）逆向自下（xià）而上（shàng）流（liú）动。生物膜则平行生长（zhǎng）在（zài）每块塔（tǎ）板（bǎn）上，塔板（bǎn）表面一般较（jiào）为粗糙，这样有助于（yú）生物膜粘附。

生物板（bǎn）式塔根据所需要的操作（zuò）时间可以调（diào）节总的表面积和塔（tǎ）板（bǎn）之间的空间（jiān），同时由于其恒定的表面接触（chù）面积使过（guò）程中（zhōng）更容（róng）易（yì）建膜和（hé）规模（mó）扩大化。相（xiàng）比生（shēng）物过滤器、生物（wù）滴滤器而（ér）言，其对于生物相的分析更（gèng）为方便，且不容易发生（shēng）由于微生物过度生（shēng）长（zhǎng）而引（yǐn）起的堵塞等问题，即（jí）使当塔板生物（wù）膜的（de）厚度达到最大值时也易于（yú）替换，性（xìng）能更稳（wěn）定（dìng）(生物活性稳定（dìng）)，能长时间地工作，操（cāo）作也更（gèng）加方便（biàn）。

转鼓生（shēng）物过滤器

与（yǔ）生物洗涤类似，转鼓生物过滤器也是由废水生物处理技术所（suǒ）演（yǎn）化而来。它的设计在一定程度上解决了生物过滤（lǜ）器（qì）中固有（yǒu）的问题。

转鼓生物过滤器（qì）的（de）主（zhǔ）体为水平圆筒，其安装在（zài）两（liǎng）端固定的转轴(中（zhōng）空)上，圆筒约有30%至（zhì）40%的面积浸没在水槽中，微（wēi）生物则附着在转筒上。污（wū）染物（wù）气体进入密封的反应器后，进而吸附在转筒介质上(如（rú）活性炭，海绵等（děng）)。当转筒（tǒng）转动时，微（wēi）生物经过水域（yù）并获得其它营养物质后将（jiāng）污染物分解，并由中空转轴排出反应器。结构上多盘式和单（dān）盘式（shì）类似，只是在微生物的载体以多片同（tóng）心水平（píng）圆筒代替单个（gè）水平圆筒（tǒng）。混合式转（zhuǎn）鼓（gǔ）生物过滤器可以看作多转盘式鼓生（shēng）物过滤器与（yǔ）活（huó）性污泥工（gōng）艺的结合，不同于多盘式的是（shì）其将污染物进气口设（shè）在水面（miàn）以下（xià）。

一般（bān）而言，转鼓（gǔ）生物过（guò）滤器中生（shēng）物质主要分布（bù）在最外层。其中单盘式筒体最（zuì）外层上（shàng）生（shēng）物质（zhì）分（fèn）布（bù）均（jun1）匀（yún），但生物质随着筒体深度而呈现出非（fēi）均匀分布。而多盘式除了在最外层，内（nèi）层（céng）生（shēng）物质分布也相当均匀，这（zhè）表明其能够有效防止气体短路，从而获得更好的性能（néng）。多盘式转鼓生物过滤器可以长（zhǎng）期（qī）运行在较髙（gāo）的污染（rǎn）物负荷以及有介质清洗的（de）情（qíng）况下。但尚未（wèi）有该项技术在实际应用的实例。

膜（mó）生物膜反应器（qì）

在典型的膜（mó）生物（wù）膜反应（yīng）器中，微生物依附在（zài）膜（mó）的一侧，膜作为微生物群落生（shēng）长的载体，并（bìng）为（wéi）氧气和挥发性（xìng）有机物的传（chuán）质提供了巨大的比表面积。膜被生物膜所覆（fù）盖的那一侧（cè）浸（jìn）润（rùn）在（zài）液相中，液相提供营（yíng）养物质，进而可以（yǐ）控制生物相。而气相（xiàng）中的污（wū）染物通过（guò）纤维（wéi）膜微孔扩（kuò）散到达生（shēng）物（wù）相(生物膜)，然后好氧微生物以（yǐ）氧（yǎng）气（qì）为电子（zǐ）受体将VOCs降解。膜生物（wù）膜法处理废气有如（rú）下优势：

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

(2)可以（yǐ）持续不断（duàn）地（dì）去除过剩生物质，因（yīn）此在VOCs负（fù）荷较高的情况下（xià）可（kě）以防止反（fǎn）应（yīng）器堵塞；

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

(4)可以去除生物降解（jiě）过程中所产生副（fù）产物，可（kě）以添加（jiā）pH缓冲剂中和酸性代谢（xiè）产物和提供微生物生长的营养（yǎng）物质，并提供微生物群（qún）落生长的载体。

(5)可以去（qù）除（chú）水溶性较（jiào）低的污染物如NO或甲烷，而传统生物法则由于（yú）传质受（shòu）限导致去除率低（dī）；

(6)微（wēi）生物（wù）与气相分（fèn）离，防（fáng）止了载体中的微生（shēng）物进入空（kōng）气，因而可以应用于（yú）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（wài）加（jiā）湿装（zhuāng）置；

(8)气、液相独立控制，进而防（fáng）止（zhǐ）了溢流或发泡，而（ér）传统生物法则很大程度上取（qǔ）决于操作过程。

相比传统的三大生（shēng）物反（fǎn）应器(生物过滤器，生物洗涤塔和生物滴滤（lǜ）池)，膜（mó）生物膜法虽拥有诸多优势，但目（mù）前仍停留在实验室研究阶（jiē）段。