滤料

滤料是生物滤池的核心，理想的滤料应具有以下特点：①丰富多样的微生物种群；②可为生物膜及气体质量扩散提供较大的比表面积；③较高的孔隙度以满足气体的均质扩散；④持水性好；⑤具有供微生物生长的充足营养物质；⑥具有pH值缓冲能力；⑦具有较强的机械抗压力和较低的容重，以保证较好的水动力特征及防止压实；⑧廉价、易获取等。

常用的可降解滤料有堆肥、园林废弃物(木块、树枝、树叶等)、花生壳、甘蔗渣、椰子纤维、泥炭等；常用的不可降解滤料有玻璃珠、石棉、陶瓷、火山岩、火山灰、聚亚胺酯、聚苯乙烯、蛭石硅酸盐、珍珠岩、粒状活性炭、粒状橡胶、木炭、硅藻土等。与不可降解滤料相比，可降解滤料中含有丰富的微生物种群及供其代谢的营养物质，但是，随着时间的推移，有机质不断被降解，从而会出现孔隙度减小、压实、压降增大等问题。在长期运行的生物滤池中，可降解滤料的压降为不可降解滤料的6～22倍。虽然不可降解滤料较为稳定且不易压实，压降较小，但是需要接种微生物并不断提供营养物质，因此增加了运行成本及操作难度。近年来，有学者提出了复合滤料，一方面解决了微生物及营养物质供应问题，另一方面降低了滤池的压降。

水率

滤料含水率是影响生物滤池运行的一个重要参数。生物滤料的佳含水率与其孔隙度、温度、目标气体及其浓度等因素有关。对于大多数气体，生物滤料的佳含水率为40％～65％。滤料过于干燥时会产生裂隙，导致气体分布不匀、微生物新陈代谢紊乱等问题；在一定范围内，对气体的去除率随着滤料含水率的增大而增大，这与高含水率能增强滤料的吸附／吸收作用、促进微生物的新陈代谢有关；但是，滤料含水率过高时，滤池内易产生厌氧区域，增加压降及传质阻力，不但会降低对臭气的去除率，而且会释放臭气。

臭气问题始终是污泥、垃圾等有机固体废弃物储存、运输、处理、处置中的主要限制因素。有机固体废弃物在处理与处置过程中释放的臭气及VOCs可达100多种，其中含氮化合物、含硫化合物及短链脂肪酸的阈值较低，受到普遍关注。

不同处理方式释放的臭气存在差异，研究表明，好氧发酵和干化过程产生的臭气物质主要为二甲基硫、二甲基二硫醚、正己烷、丁酸等；厌氧消化过程产生的臭气以挥发性硫化物(硫醇等)为主；填埋释放的臭气则以硫醇、乙胺等为主。

生物滤池是一种去除低浓度臭气及VOCs的有效途径。与物理和化学除臭法相比，其具有廉价、环境友好等优点。目前，国内外对于生物滤池除臭的研究多数于单一气体、人工混合气或模拟堆肥气，而对堆肥生物滤池的实际工程应用研究较少。

生物滤池的结构

生物滤池主要由气室、承托层、填料层、喷淋系统、滤液收集系统等组成。待处理气体经风机送入气室，以一定的流速穿过填料层，污染物从气膜扩散到液膜，在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜内，被生物膜中的微生物作为能源和营养物质降解，终转化为无害化合物。喷淋系统为滤池提供所需水分及养分。

此外，废气及滤料也可为微生物的生长提供所需的C、N、S等元素。喷淋液多采用循环使用方式，补充部分营养盐和散失的水分。

附着于滤料上的生物膜主要由细菌和真菌组成，其形成过程为：分子引力及机械移动使微生物与滤料接触，并通过流体力学剪切力形成聚合物复合体将微生物固定于滤料上而形成生物膜。死亡微生物释放的DNA及细胞分泌物(多糖一蛋白质复合物等)在生物膜的形成与稳定过程中起关键作用。

生物量过多和分布不匀会造成滤料堵塞、质量扩散的比表面积减小、形成气流槽等问题，从而破坏滤池的运行环境、降低对臭气的去除率。压降的增量与生物量的增量呈线性正相关，因此生物量过多是造成压降的重要原因之一。压降越高则所需要的排气成本越大，有研究表明，当压降从o．4kPa增加到2．5kPa时，能耗增大3倍。凶此，控制生物量是生物滤池长期稳定运行的关键。

控制生物量及压降的措施有：①物理方法，如同流水洗、水冲洗、气流喷射、搅拌等。②化学方法，例如，控制碳源和氮源种类，一N为氮源可减小生物滤池的压降；用化学试剂洗涤和填充，如Na0H、NaClO、NaCl等。③生物方法，如原生和后生动物的捕食。④改善生物滤池的设计，如不同性质的生物滤池填充物、旋转式鼓风滤池和起泡乳胶生物反应器。⑤改善运行参数，如改变进气方向(气体分离、间歇式进气)、生物滤池前使用气体吸收装置以平衡负荷。使用腐熟堆肥去除生物垃圾堆肥臭气的试验结果表明，单一方向进气时生物滤池的压降是周期性变向进气时的3～4倍，可抑制生物量的过度生长，有效控制生物滤池的压降。