生物过滤工艺的设计和运行

只要正确的计划并对设计和建设足够重视，生物滤床的建设和运行是简单的。在生物滤床的设计方面，关键的因素是填料的选择、气体停留时间、通过填料的压力损失和污染物的负荷率。为了使滤床具有较长的使用寿命、较高的碳氮比和较好的孔隙性、生物活性及吸附性，生物过滤工艺中的填料通常是由多种材料构成的。

填料中可能包括适合于堆肥的叶子或修剪庭院的碎屑、木屑、树皮、泥炭、砂子、土壤、含纤维的泥炭和火山灰等材料，填料的选择应立足于当地。填料填充好后，应该有32%～55%的空隙率和40%～60%的含水率，pH值应该在5.5～8.0。

气体需在滤床中停留足够长的时间才能达到最好的吸附效果。而停留时间还受到填料结构、渗透性和孔隙性的影响。设计滤床体积时要保证不被堵塞，气体在滤床的停留时间等于滤床的体积除以气体的负荷率。气体的流速在0.15～9m3/（m2·min）的范围内变化，比较常见的是0.3～1.8m3/（m2·min）。气体中臭气浓度较低时，停留时间至少30s，一般为45～60s，要达到这一停留时间，要有较大的滤床体积，比较常见的滤床高度是0.9～1.2m，常见的气体流速为1m3/（m2·min）。生物过滤工艺占地面积相当大，因此在土地稀缺的地区，这种工艺就没有优势了。

生物过滤工艺去除臭气的能力主要是利用吸附和再生的同时作用。因此，生物过滤工艺的一个限制性因素是气体通过滤床的速率，通过滤床的气流速率过高，会使滤床的负荷过高，超过生物滤床的最大去除能力，造成滤床的吸附速率小于污染物通过滤床的速率，去除臭气的能力就会迅速减弱。第二个限制性因素是微生物降解吸附污染物的再生速率，它必须等于或超过吸附速率。有毒物质会妨碍微生物对有机化合物的降解，但微生物群落会逐渐适应环境并能把有毒物质代谢掉。在多数情况下，生物滤床运行失败主要是由于滤床负荷过大，而不是微生物作用的削弱，这是因为土壤中细菌种类和数量较多。