生物过滤技术在大气污染控制中的应用
邓王轩 麻金卫 李凌
摘要：当今，环境污染问题日益突出，尤其是大气污染，已经严重影响了人们的正常生活和身体健康。基于当前环境治理的大趋势，大气污染控制逐渐成为一项非常重要的社会任务。虽然在大气污染控制方面我们已经取得了初步成果，但为了达到更加理想的效果，需要大力发展并应用生物过滤技术这一前沿技术。因此，本文主要分析了生物过滤技术的原理及装置，并对其在大气污染控制中的应用进行了探讨。
关键词：大气污染控制；生物过滤技术；原理；装置
中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0033-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.018
Application of biological filtration technology in air pollution control
Deng Wangxuan 1， Ma Jinwei 1， Li Ling 2
（1. Dawan District Testing （Shenzhen） Co.， Ltd.， Shenzhen Guangdong 518000， China；
2. Shenzhen Environmental Engineering Science and Technology Center Co.， Ltd.， Shenzhen Guangdong 518101， China）
Abstract： The problem of modern environmental pollution has become increasingly prominent. Air pollution in particular has seriously affected peoples normal lives and physical health. Based on the current trend of environmental governance， air pollution control has gradually become a very important social task. Although we have achieved preliminary results in air pollution control， we must vigorously develop and apply the leading edge technology in biofiltration technology in order to achieve more satisfactory results. Therefore， this paper mainly analyzes the principles and devices of biological filtration technology， and discusses its application in air pollution control.
Keywords： Air pollution control； Biofiltration technology； Principle； Device
新兴的技术手段不断被应用于污染控制领域，生物过滤技术就是其中之一，在大气污染治理中，如果对生物过滤技术加以有效利用，污染控制将取得更好的效果[1]。因此，要推广该技术，使更多环境从业者了解它、应用它，从而提高大气污染控制质量及水平，让我们重新呼吸上清新的空气。
1 我国大气污染现状及其特点
1.1 大气污染现状
目前，我国的大气污染已非常严重，且以煤烟型污染为主。从许多城市的大气质量监测可以看出，TSP浓度普遍超标，SO2污染严重，机动车尾气污染也很严重，且其排放总量仍在不断增加，同时NOx污染也呈上升趋势，酸雨现象也在加剧，这些情况无不威胁着人们身体健康及生命安全。我国大气污染的主要来源是煤炭燃烧，某些城市还存在工业污染和气候性污染[1]。
1.2 大气污染特点
在我国，大气污染对社会环境和经济发展的危害非常严重。目前，我国大气污染的现状有以下几个方面的特点：（1）在主要污染指标中，PM10和TSP总量都较高，成为影响空气质量的首要因素；（2）我国属于燃煤大国，煤炭燃烧导致的大气污染不容忽视；（3）随着我国机动车保有量的不断增加，大气中的汽车尾气排放难以遏制。
2 生物过滤技术概述
2.1 生物过滤技术原理
生物过滤技术在大气污染控制中发挥着极其重要的作用，并取得了令人满意的效果[2]。该技术主要应用了现代生物技术，通过生物过滤来去除大气中的各种污染物，从而达到治理大气污染的目的[2]。
生物过滤技术的工作原理大致如下：废气通过反应器下部抽气装置进入系统，反应器的填料上有微生物附着，废气通过反应器时，相关污染物与微生物发生反应，可被微生物降解从而生成CO2、硝酸根离子、硫酸根离子和水。
2.2 生物过滤装置
目前，生物过滤技术应用较为广泛的装置有两种，即生物滤器和生物滴滤器。前者主要是将一定湿度的废气通过一个由木屑、土壤以及微生物组成的填料层，在其中微生物的作用下使废气达到净化。生物滤器的优点是结构简单、运行成本低，降解效率高且不会有副产生成。而后者可对干燥气体进行净化，生物滴滤器使用了惰性材料做成的填料，這些填料表面有生物膜，可降解大气中的污染物。而且滴滤液中含有的生物生长所必需的氮元素、磷元素和钾元素可以循环使用[3]。
3 生物过滤技术的应用
3.1 系统设计与控制参数
在生物过滤技术中，废气的进气浓度应该控制在5g/m3。实际的工程应用方面，生物滤池高度应保持在0.5-1.5m之间。生物过滤技术的结构应以多层填装方式为宜，并且应当尽可能地选择封闭式滤池。生物过滤技术系统的主要设计和控制参数如表1所示。
进气污染物浓度一般用g/m3表示，但是通常情况下废气都是由于多种污染物混合而成的，用单一物质浓度表示可能会存在一定误差，同时缺乏经济性。
3.2 合理选择滤料
在生物过滤技术进行大气污染治理的过程中，滤料的选择非常重要。滤料选择的基本原则如下：（1）应当选择有较大孔隙率的滤料，且比表面积较大；（2）应选择密度较小的材料做滤料；（3）滤料的保湿能力较好，其湿度、营养条件及pH 等条件应当比较容易控制，适宜微生物生长。
生物滤池中的填料应尽量选择泥炭及堆肥等物质，它们可单独作为滤料使用，不过在实际的应用中需要对这些物质进行筛分，从而满足孔隙率的设计要求[4]。除此之外，在这些天然的有机物质中可掺入比表面积和孔隙率更大的惰性物质，来保证填充的均匀性。如果滤料的材料仅有无机材料，必须对微生物进行提前的接种和培养。
3.3 温度控制
温度控制也是该技术中的一项重要内容，如果滤池过干或者过湿，都会对实际运行产生不良影响。在实际的设计和施工中，通常要在滤池上方安装一个喷水器，并通过电脑控制，实现间歇喷洒，以增加废气湿度。
对于生物滤池而言，湿度控制同样意义重大。一般来说，湿度的选择要视废气的相关物理条件、浓度以及工艺的管理水平而定，目前通常采用自动控制、半自动控制及手动控制为主。控制方式的选择也应视实际情况而定，不同的控制方式其内容和优势有很大差异。
3.4 微生物的培养与反应器的启动
大部分生物滤池中，选择了异养型细菌来对挥发性有机物进行处理，其次的选择是真菌，而酵母菌通常很少使用。研究资料显示，多数细菌均属于内生孢子菌以及杆状菌，有的也以假单胞菌形式存在。
以土壤及堆肥为滤料的生物滤池，可通过利用滤料中原有的微生物进行启动。但为了使反应器更快地启动，可能会选择人工合成滤料或惰性滤料，此时就需要对微生物进行预先接种。
4 结语
随着我国社会经济的飞速发展，环境问题日益突出，尤其是大气污染变得越来越严重。进行有效大气污染控制迫在眉睫，需要我们每一位环境工作者的努力。为了达到投入更少、治理效果更好的目的，不断有新技术和新方法被应用于大气污染控制之中，生物过滤技术就是其中之一，且已经得到了广泛的应用。尽管如此，在实际的工作中，相关工作人员还是应当进一步了解这一技术的原理及装置，才能更加合理地应用这一技术，使大气污染控制取得更令人满意的成果。
参考文献
[1]胡玲.生物过滤技术在大气污染控制中的应用探讨[J].工程技术：引文版，2017（1）：00009.
[2]袁超柏.浅析生物除臭技术在合成氨生产过程中的应用[J].工程技术：引文版，2016（11）：00058.
[3]罗国武，翁如柏.水产养殖水体污染的生物修复技术[J].海洋与渔业，2017（7）：74-76.
[4]金耀民，陈建孟.生物过滤技术在大气污染控制中的应用[J].环境污染治理技术与设备，2001（03）：76-80.
收稿日期：2018-05-02
作者簡介：邓王轩（1984-），男，大专，助理工程师，研究方向为水污染控制。
摘要：当今，环境污染问题日益突出，尤其是大气污染，已经严重影响了人们的正常生活和身体健康。基于当前环境治理的大趋势，大气污染控制逐渐成为一项非常重要的社会任务。虽然在大气污染控制方面我们已经取得了初步成果，但为了达到更加理想的效果，需要大力发展并应用生物过滤技术这一前沿技术。因此，本文主要分析了生物过滤技术的原理及装置，并对其在大气污染控制中的应用进行了探讨。
关键词：大气污染控制；生物过滤技术；原理；装置
中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0033-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.018
Application of biological filtration technology in air pollution control
Deng Wangxuan 1， Ma Jinwei 1， Li Ling 2
（1. Dawan District Testing （Shenzhen） Co.， Ltd.， Shenzhen Guangdong 518000， China；
2. Shenzhen Environmental Engineering Science and Technology Center Co.， Ltd.， Shenzhen Guangdong 518101， China）
Abstract： The problem of modern environmental pollution has become increasingly prominent. Air pollution in particular has seriously affected peoples normal lives and physical health. Based on the current trend of environmental governance， air pollution control has gradually become a very important social task. Although we have achieved preliminary results in air pollution control， we must vigorously develop and apply the leading edge technology in biofiltration technology in order to achieve more satisfactory results. Therefore， this paper mainly analyzes the principles and devices of biological filtration technology， and discusses its application in air pollution control.
Keywords： Air pollution control； Biofiltration technology； Principle； Device
新兴的技术手段不断被应用于污染控制领域，生物过滤技术就是其中之一，在大气污染治理中，如果对生物过滤技术加以有效利用，污染控制将取得更好的效果[1]。因此，要推广该技术，使更多环境从业者了解它、应用它，从而提高大气污染控制质量及水平，让我们重新呼吸上清新的空气。
1 我国大气污染现状及其特点
1.1 大气污染现状
目前，我国的大气污染已非常严重，且以煤烟型污染为主。从许多城市的大气质量监测可以看出，TSP浓度普遍超标，SO2污染严重，机动车尾气污染也很严重，且其排放总量仍在不断增加，同时NOx污染也呈上升趋势，酸雨现象也在加剧，这些情况无不威胁着人们身体健康及生命安全。我国大气污染的主要来源是煤炭燃烧，某些城市还存在工业污染和气候性污染[1]。
1.2 大气污染特点
在我国，大气污染对社会环境和经济发展的危害非常严重。目前，我国大气污染的现状有以下几个方面的特点：（1）在主要污染指标中，PM10和TSP总量都较高，成为影响空气质量的首要因素；（2）我国属于燃煤大国，煤炭燃烧导致的大气污染不容忽视；（3）随着我国机动车保有量的不断增加，大气中的汽车尾气排放难以遏制。
2 生物过滤技术概述
2.1 生物过滤技术原理
生物过滤技术在大气污染控制中发挥着极其重要的作用，并取得了令人满意的效果[2]。该技术主要应用了现代生物技术，通过生物过滤来去除大气中的各种污染物，从而达到治理大气污染的目的[2]。
生物过滤技术的工作原理大致如下：废气通过反应器下部抽气装置进入系统，反应器的填料上有微生物附着，废气通过反应器时，相关污染物与微生物发生反应，可被微生物降解从而生成CO2、硝酸根离子、硫酸根离子和水。
2.2 生物过滤装置
目前，生物过滤技术应用较为广泛的装置有两种，即生物滤器和生物滴滤器。前者主要是将一定湿度的废气通过一个由木屑、土壤以及微生物组成的填料层，在其中微生物的作用下使废气达到净化。生物滤器的优点是结构简单、运行成本低，降解效率高且不会有副产生成。而后者可对干燥气体进行净化，生物滴滤器使用了惰性材料做成的填料，這些填料表面有生物膜，可降解大气中的污染物。而且滴滤液中含有的生物生长所必需的氮元素、磷元素和钾元素可以循环使用[3]。
3 生物过滤技术的应用
3.1 系统设计与控制参数
在生物过滤技术中，废气的进气浓度应该控制在5g/m3。实际的工程应用方面，生物滤池高度应保持在0.5-1.5m之间。生物过滤技术的结构应以多层填装方式为宜，并且应当尽可能地选择封闭式滤池。生物过滤技术系统的主要设计和控制参数如表1所示。
进气污染物浓度一般用g/m3表示，但是通常情况下废气都是由于多种污染物混合而成的，用单一物质浓度表示可能会存在一定误差，同时缺乏经济性。
3.2 合理选择滤料
在生物过滤技术进行大气污染治理的过程中，滤料的选择非常重要。滤料选择的基本原则如下：（1）应当选择有较大孔隙率的滤料，且比表面积较大；（2）应选择密度较小的材料做滤料；（3）滤料的保湿能力较好，其湿度、营养条件及pH 等条件应当比较容易控制，适宜微生物生长。
生物滤池中的填料应尽量选择泥炭及堆肥等物质，它们可单独作为滤料使用，不过在实际的应用中需要对这些物质进行筛分，从而满足孔隙率的设计要求[4]。除此之外，在这些天然的有机物质中可掺入比表面积和孔隙率更大的惰性物质，来保证填充的均匀性。如果滤料的材料仅有无机材料，必须对微生物进行提前的接种和培养。
3.3 温度控制
温度控制也是该技术中的一项重要内容，如果滤池过干或者过湿，都会对实际运行产生不良影响。在实际的设计和施工中，通常要在滤池上方安装一个喷水器，并通过电脑控制，实现间歇喷洒，以增加废气湿度。
对于生物滤池而言，湿度控制同样意义重大。一般来说，湿度的选择要视废气的相关物理条件、浓度以及工艺的管理水平而定，目前通常采用自动控制、半自动控制及手动控制为主。控制方式的选择也应视实际情况而定，不同的控制方式其内容和优势有很大差异。
3.4 微生物的培养与反应器的启动
大部分生物滤池中，选择了异养型细菌来对挥发性有机物进行处理，其次的选择是真菌，而酵母菌通常很少使用。研究资料显示，多数细菌均属于内生孢子菌以及杆状菌，有的也以假单胞菌形式存在。
以土壤及堆肥为滤料的生物滤池，可通过利用滤料中原有的微生物进行启动。但为了使反应器更快地启动，可能会选择人工合成滤料或惰性滤料，此时就需要对微生物进行预先接种。
4 结语
随着我国社会经济的飞速发展，环境问题日益突出，尤其是大气污染变得越来越严重。进行有效大气污染控制迫在眉睫，需要我们每一位环境工作者的努力。为了达到投入更少、治理效果更好的目的，不断有新技术和新方法被应用于大气污染控制之中，生物过滤技术就是其中之一，且已经得到了广泛的应用。尽管如此，在实际的工作中，相关工作人员还是应当进一步了解这一技术的原理及装置，才能更加合理地应用这一技术，使大气污染控制取得更令人满意的成果。
参考文献
[1]胡玲.生物过滤技术在大气污染控制中的应用探讨[J].工程技术：引文版，2017（1）：00009.
[2]袁超柏.浅析生物除臭技术在合成氨生产过程中的应用[J].工程技术：引文版，2016（11）：00058.
[3]罗国武，翁如柏.水产养殖水体污染的生物修复技术[J].海洋与渔业，2017（7）：74-76.
[4]金耀民，陈建孟.生物过滤技术在大气污染控制中的应用[J].环境污染治理技术与设备，2001（03）：76-80.
收稿日期：2018-05-02
作者簡介：邓王轩（1984-），男，大专，助理工程师，研究方向为水污染控制。
