原理

与废水生物处理工艺相似，生物净化气态污染物过程也同样是利用微生物的生命活动将废气中的污染物转化为二氧化碳、水和细胞物质等；但其与废水生物处理的重大区别在于：气态污染物首先要经历由气相转移到液相或固相表面液膜中的传质过程，然后才能在液相或固相表面被微生物吸收降解。与废水的生物处理一样，气态污染物的生物净化过程也是人类对自然过程的强化与工程控制，其过程的速度取决于：

1 气相向液固相的传质速率(这与污染物的理化性质和反应器的结构等因素有关)；

2 能起降解作用的活性生物质的量；

3 生物降解速率(与污染物的种类、生物生长的环境条件、抑制作用等有关)。

净化过程因素分析

待处理对象

待处理对象本身的性质对工艺过程中的传质与生物转化影响很大。如待处理污染物水溶性的差异影响其从气相向液相的传质过程，而降解活动又主要发生在生物膜或液相中，因此待处理污染物的水溶性对其去除效果的影响很大。待处理污染物的可生物降解性则直接影响到生物转化过程，此外水溶性差但易降解的物质在净化过程中也可因生物降解对气体吸收的增强作用而取得较好的净化效果。在某些场合；待处理物质在床层材料或生物膜上的吸附能力对净化效果的好坏也起着关键的作用。

从文献调研的情况看，大多数的研究者进行的是非卤代挥发性有机物的研究，如甲醇、乙醇、甲苯、BETX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯混合气)、苯乙烯、甲基乙基酮、甲基硫、二甲基硫、己烷、乙烯、苯酚、丙酮、丁醛及汽油蒸气和甲烷、甲胺、丁烯、二甲基甲酰胺等。另外，还有一些研究者进行了无机恶臭物质的净化研究，如硫化氢、氨等。近几年来，也有一些研究者开展了含氯有机物气体及二硫化碳的生物降解研究。对卤代烃降解机理的研究使人们认识到对卤代烃的好氧降解需要生物的协同代谢作用才能完全，也

可通过厌氧脱卤后再进行好氧降解。近两年来，还有学者开始研究生物过滤器中的脱氮和氮氧化物的还原现象，以期进行生物脱硝。

起降解作用的微生物

生物气体净化器主要是利用异养生物对污染物质的代谢过程去除污染物的。目前生物过滤器中通常利用的是土壤、堆肥或泥炭中的自然菌落，也有的投加活性污泥驯化后的菌种，而生物滴滤器的生物相则是通过活性污泥循环挂膜或投加驯化后的专性菌而建立起来的。运转的生物滤器中的微生物种类很多，主要为细菌、放线菌和真菌。对生物滤器内的生物群落的调查表明，在生物器中污染物去除量大的地方生物的密度也大，如进气口处。对于难降解物质的净化通常需要接种经驯化后的菌种。Kirchner采用P．Fluorescens、Rhodococcus的单一菌种进行了丙酮、丙醛、环已烷和甲苯等气体的净化研究。而Raj Mirpuri、Anne R.Pedersen等采用恶臭假单胞54G(PseudomonasPutida 54G)菌种来处理甲苯气体。对专性菌种的研究人员认为：虽然存在竞争和异化现象，但专性菌对设备启动和高效运行作用明显。Van Groenestijn等对专性菌对难降解物质的净化研究进行了综述。近年来，A.R.Pedersen，R.M.M.Diks、H.H.J.Cox等认为生物净化器内存在的是微生物的生态系统，该系统由降解污染物的微生物和大量的其他非直接降解污染物的微生物种群构成，并提出构筑食物链维持净化器内生物的生态平衡的观点。

由于许多产生挥发性有机物的装置并非是连续运行的，Ottengraff、Martin对设备停运和闲置后微生物的活性进行了研究，发现停运两周对生物的活性影响也不大，再次运行后很短的时间内便可恢复。Kirchner研究后认为漓滤器可以采用白天运行、夜间关机的间歇运行的方式运行，其净化性能与连续运行方式没有区别。

填充支撑材料介质

对于所有类型的生物净化器而言，理想的填充支撑材料应是良好的传质和发生反应转化的场所，即应具有以下功能:

1 为微生物提供生长表面以提高反应器内单位体积的微生物浓度;

2 对待处理对象具有吸附功能从雨增大向徽生物群落的传质量从而相应提高去除速率;

3 提供良好的流体流动翻传质性能，长期运行无淤塞结块现象，不会造成气体或水分的短流;

4 能提供微生物生长所需的营养物质量和微量元素并具有一定的缓冲能力。对于生物滴滤器而言，以上第4点则不是选择时需考虑的因素。