生（shēng）物过滤工艺

生物过滤工艺是利用有（yǒu）较强吸（xī）附能力的（de）填料如（rú）松树皮、活性炭、陶粒、堆肥等（děng）完成对（duì）废（fèi）气污（wū）染物的吸附，填料中（zhōng）有大（dà）量的（de）微生物，微生物（wù）通过吸收（shōu）捕获废气中（zhōng）的污染物，通过微生（shēng）物（wù）的代谢作用（yòng）完（wán）成对（duì）污染物的降解。

在生物过（guò）滤器工艺中，废（fèi）气先（xiān）通过加湿（shī），然后进入（rù）生物过滤床。湿润的污染气流通过固定有（yǒu）混合（hé）菌种的多孔填料，经净化后气（qì）体（tǐ）被排出生物过滤器系统。生物过滤器一般不需（xū）要额（é）外补充营养物质（营养不足时，可以偶尔（ěr）喷洒，主要是补（bǔ）充氮源或者是（shì）磷（lín）源），这（zhè）是因为生（shēng）物（wù）过滤（lǜ）器的填料（liào）通常（cháng）是土壤，堆肥（féi），泥炭，木（mù）屑，树皮，颗（kē）粒活性炭和塑料材料（liào）或者数种材料（liào）混合使用，所以本身就（jiù）为微生物的生长（zhǎng）提供了足够的营（yíng）养（yǎng）以及微量营（yíng）养素。生物过滤（lǜ）器（qì）中填（tián）料大（dà）多包含丰富的菌种，当然也可以额外接种微生物。生物过（guò）滤（lǜ）工艺的核心是（shì）生物过滤床，理（lǐ）想的生物过滤床应有如下重要特征：(1)用（yòng）于微生物膜生长（zhǎng）以及（jí）气/生物膜传质的高比表面积；(2)高空（kōng）隙率（lǜ），以促进气体（tǐ）均勾分（fèn）布；(3)良好的保（bǎo）水能力，避免床层干燥；(4)存在（zài）有效的固（gù）有营养物质；(5)存在密集（jí）的和多样化的固有菌群。

生物（wù）过滤工艺处理废气具有工艺简单、操作方便、运行成本低和处理效果（guǒ）好（hǎo）等优点，而且（qiě）菌种附着在（zài）固定填料上比（bǐ）较稳定不易流失（shī）。当然，生（shēng）物（wù）过滤工艺（yì）也有（yǒu）着自身的局限性，只适合处理溶解度高、易生化降解的（de）VOCs，尤其是（shì）对高浓度废气处理（lǐ）效（xiào）果较（jiào）差，耐冲击负荷能（néng）力弱，滤床需要定期更换等缺点。

生物洗涤工艺

生（shēng）物洗涤工艺是一（yī）个由装有惰性填料的吸（xī）收器和一个（gè）活（huó）性（xìng）污泥反应器组成（chéng）的悬（xuán）浮活性（xìng）污泥处理系（xì）统，吸收器内的惰性填充材料，其主要用（yòng）于增加气液相的接（jiē）触面积，而不是作为生物相的载体。洗涤（dí）循环液从吸收室顶部喷（pēn）淋而下，使（shǐ）废气中的（de）污染物（wù）和氧气通（tōng）过（guò）溶解（jiě）和吸附作用实（shí）现（xiàn）从气相至液相的转（zhuǎn）移，部（bù）分（fèn）的有机物被直接降（jiàng）解，大部分的有机物进入到活性污泥处理系统，通过活性污泥系统实现有机物的降解（jiě），洗涤循（xún）环（huán）液在活性污泥系（xì）统中通（tōng）过曝气再生（shēng）。目前，大多数生物洗涤器的（de）运行是以污水处理厂的活性污（wū）泥（ní）作（zuò）为（wéi）接（jiē）种。

生物洗涤工艺的优（yōu）点是阻力小压降（jiàng）低、填料由于具有较大的孔隙率因此不易堵塞，不需要定期更换填料，运行过（guò）程和反应条件易于控制。但是，其适合治理易溶VOCs，如醇、酮（tóng）类(Henry系数<0.01)，污染物（wù）浓（nóng）度一般低于5000 mg/Nm3、气（qì）液传（chuán）质（zhì）的比表面积较小（xiǎo）(通常<300 m2·m-3)；由于生物洗涤工艺所需的运行设备较多，运行（háng）成本较高，且不宜处（chù）理进气流量较大的废气（qì），在（zài）一定程度限制了（le）生物洗涤工艺在处理工业废气中的应用。

生物滴滤工艺

生物滴滤（lǜ）池，是（shì）一种介（jiè）于生（shēng）物过滤法和生物（wù）洗涤法之间的处理工艺。相比生物过滤器，生物滴滤（lǜ）器中所用的填料是陶瓷、木炭、聚丙烯小球、颗粒活性炭等惰性材料，其不能提供微生物（wù）生（shēng）存以及生（shēng）长（zhǎng）的（de）营养（yǎng）物质。填（tián）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（liú）体阻（zǔ）力小。生物滴滤器整（zhěng）个（gè）系统的正常工（gōng）作必须要有营养液，并通（tōng）过循（xún）环泵将营养液（yè）喷（pēn）淋（lín）到吸收塔内的填（tián）料上，营养（yǎng）液（yè）中一些营养（yǎng）物质(主要是（shì）氮（dàn）源，磷源（yuán）以及一些痕（hén）量（liàng）元素)外（wài），还（hái）起到了调节pH和控制塔内湿度的作用。有（yǒu）机（jī）气（qì）体在（zài）进入吸收塔前也需要加湿，然后被惰性载体上的生物吸附并降解。

相比而（ér）言，生（shēng）物滴（dī）滤（lǜ）器能处（chù）理范（fàn）围更广的（de）污染物（wù），承受更大的污染负荷。这是因（yīn）为生物滴滤器内（nèi）的环境条件更好控制，而且（qiě）潜在的（de）有毒、顽固（gù）代谢产物会从（cóng）系统（tǒng）中被清除出去。需要注意的（de）是，生物滴滤（lǜ）器基于（yú）滴流的机制，因（yīn）此这种工艺更适（shì）合（hé）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（de）接触是同（tóng）时发生的，所（suǒ）以（yǐ）对于VOCs在（zài）水中溶解度（dù）没有生（shēng）物洗（xǐ）涤器要求那么高（gāo）。另外，由于微生物和污染物之间的接触发生在（zài）VOCs扩（kuò）散到液膜之后，所以对生物滴（dī）滤器运行而言，液体流速和循环速度被认为是影响其性能（néng）的重要参数。

生物滴滤池的优（yōu）点在于其运（yùn）营和投入成（chéng）本低；日常操作简便；可以（yǐ）人为（wéi）投加必须的营养物，并调节pH值（zhí）；适合中高浓度的污染物气体净化。但也有自（zì）身的局限性，比如（rú）因为（wéi）塔内微生物的快速繁殖导致的填料层堵塞，压降升高，生物滴滤系统的运行效率下降（jiàng），必须采取（qǔ）反冲洗（xǐ）等方法来恢复（fù）生物滴（dī）滤系统的（de）功能，目前常用的（de）防治填料（liào）层堵塞的方法有漫灌冲洗法（fǎ）、酸/碱反冲洗、营养限制等。

生物（wù）板式塔（tǎ）

生物板式塔的（de）基本（běn）结构类（lèi）似于（yú）生物滴滤池，与其（qí）不同的是在吸收（shōu）塔内不是（shì）填料而是一堆在边界上有孔的平行圆板，相邻（lín）两个（gè）圆（yuán）板的放置必须使（shǐ）孔交（jiāo）替平行。通过这种方式，营养（yǎng）液（yè）不断（duàn）改变方向自上而下的流经（jīng）每块塔板，气相(含VOCs废（fèi）气)则（zé）以逆向自下而上流（liú）动。生物膜则（zé）平行（háng）生长在每块塔（tǎ）板上，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（tǎ）根据所需要的操（cāo）作时间（jiān）可以调节（jiē）总的表面积和（hé）塔板之间（jiān）的空间（jiān），同时由于其恒定的表面接触面积（jī）使（shǐ）过程中更容易建膜和规模扩大化。相比生（shēng）物过滤器、生物滴滤器而言，其对于生物相的（de）分析更（gèng）为方便，且不容易发生由于微（wēi）生物过度生长而引起（qǐ）的堵（dǔ）塞等问（wèn）题，即使当（dāng）塔板生物膜的厚度达到最大（dà）值时也易（yì）于（yú）替换（huàn），性能更（gèng）稳定(生（shēng）物活性（xìng）稳定)，能（néng）长时间地工作，操作也更（gèng）加（jiā）方（fāng）便。

转鼓生物过滤（lǜ）器

与（yǔ）生物洗涤类似（sì），转鼓生物过滤器也是由废水生物处理技（jì）术所演化（huà）而来。它的设计在一定程度上解决了生（shēng）物过滤器中固（gù）有（yǒu）的问题。

转鼓生物过滤（lǜ）器（qì）的主体为水平圆筒，其安装在（zài）两（liǎng）端固定的转轴(中空（kōng）)上，圆筒约有30%至40%的（de）面积浸没在（zài）水（shuǐ）槽（cáo）中（zhōng），微生物则附着（zhe）在（zài）转筒上。污染物气体进入密封的反应器后，进（jìn）而吸附（fù）在转筒介质上(如活性炭，海绵等（děng）)。当转（zhuǎn）筒（tǒng）转（zhuǎn）动时（shí），微（wēi）生物经过水域（yù）并获得其（qí）它营（yíng）养物质后（hòu）将污染物分解，并（bìng）由中空转轴排出反应器（qì）。结构（gòu）上多（duō）盘式和单盘式（shì）类似，只（zhī）是在微生物（wù）的载体以多片（piàn）同心水平圆筒代替单个（gè）水平圆（yuán）筒。混合式（shì）转鼓生（shēng）物过滤器可以看作多转盘式鼓生物（wù）过滤器与活性污泥工艺的结合，不（bú）同于多盘式（shì）的是其将污染物（wù）进气口设（shè）在（zài）水面以下。

一般而言，转鼓（gǔ）生物过滤器中生物质主（zhǔ）要分布在最（zuì）外层。其（qí）中单盘式筒体最（zuì）外层上生物质分布均（jun1）匀，但生物质（zhì）随着筒体深度而呈（chéng）现出非均匀分（fèn）布。而多盘式除了在最（zuì）外（wài）层，内层生物质分布也相当均匀，这表明其能够有效防止气体短路（lù），从而（ér）获（huò）得更好的性能。多（duō）盘（pán）式（shì）转鼓生（shēng）物过滤器可以长期（qī）运（yùn）行在较髙的污（wū）染物负荷以及有（yǒu）介质（zhì）清洗的情（qíng）况下（xià）。但尚未有该项技术在（zài）实（shí）际（jì）应用的实（shí）例。

膜（mó）生物（wù）膜反应（yīng）器

在（zài）典型的膜生物（wù）膜（mó）反应器（qì）中，微（wēi）生物依附在（zài）膜的（de）一（yī）侧，膜作为微生物群落生长的载体（tǐ），并为氧气和挥（huī）发性有机物的传质提供（gòng）了巨大的比（bǐ）表面积（jī）。膜被生（shēng）物膜所（suǒ）覆盖的（de）那一侧浸润（rùn）在液相中，液（yè）相提供营（yíng）养物（wù）质，进而可以控制生物相。而气相中（zhōng）的污染（rǎn）物（wù）通过纤维膜微孔扩（kuò）散到达生物相(生物膜)，然后（hòu）好氧微（wēi）生物以（yǐ）氧气为电子受体将VOCs降解。膜生（shēng）物膜法处理废气有如（rú）下优势：

(1)不会发（fā）生气（qì）相阻塞，压力降小，但在传统的（de）生（shēng）物法堵塞问题（tí）较为严重（chóng），尤其是生物过滤器；

(2)可以持续不断地去除过剩生物质，因此（cǐ）在（zài）VOCs负（fù）荷（hé）较高的（de）情况下可以防止反应器堵塞；

(3)耐（nài）冲击负荷（hé）能力较强（qiáng），但最大（dà）污染负荷受到膜极（jí）限的（de）限制，而传（chuán）统生（shēng）物法耐（nài）冲击（jī）负荷（hé）能力差，与营（yíng）养状态有关（guān），最大污染物负荷（hé）速（sù）率为50-300 g/（m3·h），50- 2000ppmv；

(4)可以去（qù）除生物降解过程中所产生（shēng）副（fù）产物（wù），可以添加pH缓冲（chōng）剂中和酸性代谢产物和（hé）提供（gòng）微生物生长（zhǎng）的营（yíng）养物（wù）质，并（bìng）提供微（wēi）生（shēng）物群落生长的载体。

(5)可以（yǐ）去除水溶性较低的污染物如NO或甲烷（wán），而传（chuán）统生物（wù）法则由于传质受限导（dǎo）致去除率低；

(6)微生（shēng）物与气（qì）相（xiàng）分离，防止了载体中的微生物进入空气，因（yīn）而可以应用（yòng）于室内控制的治（zhì）理；

(7)处于气流的最佳湿（shī）度（dù），普通生物（wù）其则需要额外加（jiā）湿装置；

(8)气、液相独（dú）立（lì）控制，进而（ér）防止了溢流或（huò）发泡，而传统生物法（fǎ）则（zé）很大程度上取决于（yú）操作过程。

相比（bǐ）传（chuán）统的（de）三大生（shēng）物反应器(生物过滤器，生物洗涤塔和生物滴（dī）滤池)，膜生物（wù）膜法虽（suī）拥有（yǒu）诸多优（yōu）势，但目前仍（réng）停留在（zài）实验室研究阶段（duàn）。