生物过滤的基本原理

用于臭气控制的生物过滤工艺主要是通过填料表面的吸附和微生物的降解再生作用而实现的。

01吸附作用

生物过滤去除臭气的能力最初主要是由于填料表面的作用，这种作用包括以下几个方面：填料颗粒表面的吸附；水分的吸附或溶解；化学吸附；填料颗粒表面的接触反应；填料颗粒表面的离子交换。产生臭味的化合物通过填料的吸附作用，束缚在填料的颗粒表面上，气味被去除掉。由于这种作用主要发生在颗粒表面，颗粒的表面积就显得尤其重要。生物过滤去除臭气的效率与填料的物理、化学吸附作用有关，与滤床中填料颗粒的表面积有关。

例如硫化氢可以生成铁或其他金属的硫化物沉积在颗粒表面，硫化氢首先解离成HS-和H ，然后生成金属硫化物沉积下来；又如氨溶解在水中，解离成可被吸附的—NH2和羟基，羟基可以和土壤中的酸中和。挥发性、长链、亲脂性的大分子有机物大部分都可以被有效吸附。然而颗粒的吸附作用是有限的，只有对已吸附的化合物进行化学和生物氧化作用，填料的吸附能力才可以再生。当生物过滤长期使用后，吸附-再生过程就会达到一个稳定的状态。

02再生作用

吸附的化学物质被降解，使填料得以再生主要是通过微生物的生物降解、热作用和化学反应来完成的。热作用和化学反应在气味的去除过程中起到的作用比较小，因为它们需要较高的热量，而微生物的降解需要的能量较少，在去除臭气的过程中起到了重要作用。生物过滤的填料表面具有种类多样的微生物，它们都参与了这一过程。微生物要依靠土壤中的水分才能完成生物降解和氧化过程，因此填料中要有充足的水分。

例如硫化氢和HS-被产硫酸杆菌（Thiobacillus）氧化成氢离子、硫酸盐和无臭的化学单体；NH3被亚硝化菌（Nitrosomonas）氧化成亚硝酸盐，之后又被硝化菌（Nitrobactor）转化成硝酸盐；产生有气味的丁酸（butyric acid）等挥发性有机物可以被一系列的菌群氧化成二氧化碳。

生物滤床的成功之处在于利用了填料物理、化学和生物的共同作用。臭气被颗粒状的填料吸附溶解在液体中，又被微生物降解。这个过程滤床是可以自身维持的，不需要外界补充其他成分，因此维护较少，再生的液体还可以回用。