在眾多處理技術(shù)中，VOCs生物處理技術(shù)是近年來在我國(guó)廣受關(guān)注的一種技術(shù)，具體的處理工藝有生物過濾法、生物滴濾法、生物洗滌法、活性污泥法和膜生物法等；生物法處理技術(shù)以其獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)越來越受到市場(chǎng)的認(rèn)可和重視。據(jù)2009年有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)外生物法控制技術(shù)運(yùn)用占比23%。

一、VOCs生物處理技術(shù)原理

生物過濾法、生物滴濾法、生物洗滌法、活性污泥法等

生物處理技術(shù)的原理是氣體中的VOCs經(jīng)過傳質(zhì)過程（氣液接觸表面或通過膜）進(jìn)入微生物懸液或生物膜中，在好氧條件下（有氧氣存在的條件下）大部分VOCs被微生物降解為水、二氧化碳、硫酸鹽、硝酸鹽等小分子無機(jī)物質(zhì)，小部分轉(zhuǎn)化為剩余菌體，從而實(shí)現(xiàn)VOCs氣體凈化。

VOCs和惡臭廢氣生物處理工藝有生物過濾法、生物滴濾法、生物洗滌法、活性污泥法和膜生物法等。主要包括生物濾池、生物滴濾塔、生物洗滌器、膜生物反應(yīng)器(見圖1)。

其中，生物過濾器和生物滴濾器應(yīng)用最為廣泛，膜生物反應(yīng)器尚限于實(shí)驗(yàn)室研究階段。生物過濾法在工業(yè)應(yīng)用中較多，但因生物過濾需要很大的接觸表面，因此設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜行費(fèi)用較高：生物洗滌法對(duì)有些難于氧化的惡臭物質(zhì)難于脫凈；生物滴濾法因具有可調(diào)節(jié)微生物營(yíng)養(yǎng)供給和生長(zhǎng)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)更是成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)，主要集中在不同目標(biāo)污染物、高性能填料降解菌和機(jī)理模型等研究?jī)?nèi)容上。下表對(duì)3種生物處理技術(shù)進(jìn)行了比較。

生物滴濾池對(duì)VOCs 的降解效率與效果受到微生物、填料、pH 以及運(yùn)行參數(shù)的等多個(gè)因素的綜合影響。

二、生物法優(yōu)點(diǎn)

設(shè)備簡(jiǎn)單、二次污染少、投資和運(yùn)行費(fèi)用較低

從生物處理技術(shù)的原理及工藝特征來看，生物法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、工藝設(shè)備簡(jiǎn)單：由于生物處理裝置的關(guān)鍵部分是生物填料層和噴淋加濕系統(tǒng)，不需要加熱、防爆，切換，溫度控制等需要，所以工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。

如圖：生物過濾工藝

2、二次污染少：VOCs生物法處理的產(chǎn)物主要是無害的二氧化碳、水等小分子物質(zhì)，屬于一種綠色環(huán)保技術(shù)。

3、工藝投資和運(yùn)行費(fèi)用較低：由于不使用價(jià)格昂貴的催化劑、吸附劑或離子管，其投資費(fèi)用一般比其他方法便宜1/3至1/2。此外，由于生物法反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，不需要對(duì)氣體進(jìn)行加熱，在運(yùn)行過程中也僅消耗少量的營(yíng)養(yǎng)液和水，其能量消耗與藥劑消耗水平比較低，運(yùn)行費(fèi)用也相對(duì)低廉。

三、VOCs生物處理技術(shù)面臨的難點(diǎn)

影響因子、堵塞問題、占地問題

在VOCs生物處理技術(shù)的應(yīng)用過程中存在一些技術(shù)難點(diǎn)，但目前都有對(duì)應(yīng)的優(yōu)化解決思路。

1、影響因子：影響因子主要是VOC的性質(zhì)、濃度、工藝條件這三大類，通常生物法適合處理高水溶性、易生物降解的物質(zhì)，其濃度一般不高于1000mg/m3 ,大風(fēng)量條件下小于200mg/m3；常見物質(zhì)中適宜性由高到低依次為醇類、酯類、苯系物>醛、酮、鹵代烴>小分子烯烴、烷烴。工藝條件方面的影響主要集中在溫度、濕度、PH值，菌種等，在一些特定行業(yè)或高濕度工段廢氣，生物法比其他方法更為適合，不需要除濕。

生物法對(duì)于難生物降解、高濃度的VOCs去除效果較差。針對(duì)這一問題，可以采用紫外+生物過濾聯(lián)合工藝，運(yùn)用紫外單元提高VOCs的可生化性，同時(shí)降低生物過濾單元的負(fù)荷。

2、堵塞問題：堵塞問題是生物法工程實(shí)際應(yīng)用中比較常見的問題，大多數(shù)情況下由廢氣預(yù)處理不規(guī)范引起，其中油污和顆粒物影響最大。另外一些是噴淋不合理，生物控制不到位造成的。生物量累積過量，填料層堵塞，壓降升高也是生物處理技術(shù)中不可忽略的問題，可通過增加預(yù)處理單元，優(yōu)化噴淋條件以及生物量控制來解決。

堵塞問題解決方案（一）

堵塞問題解決方案（二）

—注：由于篇幅限制，還有其他解決方案就不一一列舉了。

3、占地問題：占地偏大是常見的一種認(rèn)識(shí)，實(shí)際上隨著近年來生物技術(shù)的發(fā)展，占地比以往已大大降低，有些甚至比目前主流的工藝占地還要小。

占地問題解決方案：認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)、填料層優(yōu)化、反應(yīng)器的優(yōu)化

可通過優(yōu)化反應(yīng)器解決，即在不改變反應(yīng)器體積的前提下，增加反應(yīng)器的高度，從而減小反應(yīng)器的占地面積。

如圖：焚燒設(shè)備與生物法設(shè)備占比面積對(duì)比

4、操作問題：難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，以提高對(duì)各運(yùn)行參數(shù)的控制能力，維護(hù)費(fèi)用高和發(fā)生故障的次數(shù)多。菌種培育困難，難篩選出高效降解各種VOCs氣體的優(yōu)勢(shì)菌種。

四、VOCs生物處理技術(shù)常見應(yīng)用行業(yè)

污水處理廠惡臭廢氣、制藥行業(yè)廢氣、食品加工廢氣等

目前，VOCs生物處理技術(shù)已經(jīng)在不同行業(yè)得到成功應(yīng)用。在污水處理、垃圾堆肥、垃圾焚燒、畜禽養(yǎng)殖、畜禽糞便處理、動(dòng)物尸體處理等惡臭類VOCs氣體凈化領(lǐng)域，生物法已經(jīng)成為主流技術(shù)和工藝。

隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展完善，并根據(jù)每個(gè)排污企業(yè)的具體特征分析，愈來愈多的應(yīng)用在車輛噴涂、包裝印刷、家具制造、電子器件、石油化工、制藥、印染、橡膠制品、塑料制品等領(lǐng)域的VOCs氣體處理方面，生物法已經(jīng)有了越來越多的成功應(yīng)用案例。未來在這些領(lǐng)域，預(yù)計(jì)生物法將會(huì)有快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，市場(chǎng)機(jī)會(huì)將越來越多。

應(yīng)用領(lǐng)域

1、垃圾處理過程的堆肥、填埋、焚燒、垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池、垃圾中轉(zhuǎn)站、垃圾堆肥；

2、污水處理廠的排污泵站、進(jìn)水格柵、曝氣沉砂池、初沉池、污泥脫水車間；

3、涂料、化工制藥、橡膠塑料、油漆涂料、石油化工、農(nóng)藥和發(fā)酵制藥、制鞋廠、印刷廠、造紙廠、食品加工、牲畜養(yǎng)殖、飼料加工等產(chǎn)生惡臭氣體與廢氣的場(chǎng)合。

五、推廣應(yīng)用過程中的存在問題

缺乏大中型企業(yè)、重工程建設(shè)而忽視運(yùn)行管理等

一是我國(guó)業(yè)內(nèi)人員對(duì)生物法的基本性能、適用范圍和使用條件等缺乏規(guī)律性認(rèn)識(shí)，缺乏系統(tǒng)的培訓(xùn)和專題能力建設(shè)。

二是開展生物技術(shù)推廣的企業(yè)規(guī)模小、數(shù)量多，市場(chǎng)分散且呈現(xiàn)碎片化趨勢(shì)，行業(yè)內(nèi)相互壓價(jià)與惡性競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象較為普遍，VOCs生物處理領(lǐng)域還缺乏大中型企業(yè)，行業(yè)整體實(shí)力偏弱。

三是行業(yè)內(nèi)普遍重公關(guān)營(yíng)銷、重工程建設(shè)而忽視運(yùn)行管理。許多企業(yè)認(rèn)為生物法技術(shù)門檻不高，簡(jiǎn)單模仿和復(fù)制已有工程，不能根據(jù)工程需要靈活調(diào)整設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)，工程建成后管理也跟不上。導(dǎo)致工程處理效果不佳或運(yùn)行不穩(wěn)定，從而對(duì)生物法在市場(chǎng)上的口碑和被接受程度產(chǎn)生負(fù)面影響。

四是企業(yè)普遍缺乏技術(shù)創(chuàng)新能力，而高校和科研機(jī)構(gòu)的研究成果難以直接產(chǎn)業(yè)化，缺乏技術(shù)驗(yàn)證、孵化和推廣平臺(tái)。

對(duì)于未來VOCs生物處理技術(shù)的推廣應(yīng)用，我們建議，發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)作用，加強(qiáng)需求方、VOCs治理企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的交流與合作，增加信息透明度，減少由于信息不對(duì)稱而出現(xiàn)的推廣應(yīng)用壁壘。

另外，政府相關(guān)部門加大對(duì)企業(yè)VOCs違法排放的監(jiān)管力度，倒逼企業(yè)加嚴(yán)VOCs處理工程建設(shè)和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，形成行業(yè)內(nèi)重視運(yùn)行管理的氛圍。通過技術(shù)孵化平臺(tái)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新成果優(yōu)化、實(shí)用化，同時(shí)建立技術(shù)的第三方評(píng)估和推廣平臺(tái)，有序推動(dòng)新技術(shù)推廣應(yīng)用。

文章轉(zhuǎn)載于：VOCs前沿