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       2 VOCs和惡臭生物處理新技術

       近年來，為了處理疏水性物質開發了真菌生物反應器、膜生物反應器以及雙液相生物反應器，細菌-真菌復合式生物反應器及物化-生物組合反應器則是針對廢氣中污染物組分復雜、負荷發生變化的問題研發的新技術。

       2.1 真菌生物反應器

       細菌和真菌是常見的VOCs和惡臭生物反應器中兩種主要的微生物，其中細菌生長速度快，短時間內就成為反應器中的主要種群。

       細菌通常適合生存于濕度高、pH值為7-8的環境，而真菌適合生存于濕度低、pH值為3-5的環境。細菌可以降解水溶性較好的污染物，對于水溶性較差的污染物，細菌表面的水層將影響傳質速率，導致處理效率降低。真菌則可以降解水溶性較差或疏水性的污染物，真菌形成的網狀菌絲體增大了菌體與周圍環境接觸的表面積，幾乎所有的真菌都是異養型，具有很強的降解有機物的能力。真菌適宜生長在干燥環境中，在干燥環境中水溶性較差的污染物直接接觸污染物并被降解。對疏水性或水溶性較差的有機物，真菌的降解效率高于細菌的降解效率。

       針對真菌可以降解水溶性較差或疏水性污染物的特性，近年來研發了真菌生物反應器用于去除廢氣中的疏水性物質。利用真菌Ligninolytic fungi、Exophiala spp.、Scedosporium spp.、Paecilomyces spp.、Cladosporium spp.、Cladophialophora spp.處理含苯廢氣時，在進氣速率在70-90g/（m3?h）的條件下去除率可達到95%以上。van Groenestijn分別利用真菌生物反應器和細菌生物反應器降解α-蒎烯，在相同條件下真菌生物反應器對α-蒎烯的降解能力是細菌生物反應器的4倍。Zhu Guoying用真菌生物濾池處理含有乙硫醇的廢氣，當乙硫醇進氣速率低于50g/（m3?h）時，去除率可以達到95%以上。

       2.2 細菌-真菌復合式生物除臭反應器

       實際廢氣中不僅有親水性物質，還有疏水性物質。根據被處理物質的成分與特性及周圍微環境（pH、溫度、濕度等）選擇培養不同的功能種群，達到降解不同氣態污染物的目的。利用細菌適于處理親水性物質和真菌適于處理疏水性物質的特性，構建了細菌-真菌復合式生物反應器，在反應器不同的區域分別接種細菌和真菌去除廢氣中不同類型的污染物，水溶性極好的氨和乙酸基本上都在細菌區被完全降解，而水溶性較差的硫化氫、乙硫醇、乙硫醚、苯乙烯大部分在真菌區降解。

       該類型反應器對廢氣中的乙酸、氨、苯乙烯、硫化氫、乙硫醇、乙硫醚總的去除率分別能夠達到97.1%、96.7%、96.6%、92.7%、78%和83% 。利用細菌-真菌復合式生物反應器去除二甲苯及其三種同分異構體，結果顯示細菌-真菌的協同作用使污染物能夠有效去除，細菌區起作用的菌群主要有Paenibacillus sp.，真菌區起作用的菌群主要有A. candidus、P. frequentans及Nocardia。

       2.3 雙液相生物反應器（Two-liquid-phase bioreactor）

       雙液相生物反應器是另一種可用于處理疏水性、難生物降解的有機廢氣的生物處理裝置。雙液相是指水相（aqueous phase）和不溶于水的非水相（non-aqueous-phase liquid，NAPL），疏水性物質進入反應器后首先迅速溶解到非水相中，再通過液液傳質擴散到水相或微生物膜內，被微生物降解成H2O和CO2等物質。雙液相生物反應器能夠提高疏水性污染物的傳質速率和生物降解效率。非水相除了增加疏水性污染物的生物利用度，還能夠減少污染物的毒性并在污染物進氣速率波動時當作緩沖系統。

       雙液相生物反應器已用于處理烷烴、苯、苯乙烯、苯酚、萘、五氯苯酚等，常用的非水相物質有硅油、石蠟油、鄰苯二甲酸二丁酯等，其中硅油是最常用的非水相物質。用雙液相生物反應器處理氣態苯，氣態苯先溶解到十六烷中，然后通過液液傳質進入水相，被菌株Alcaligenes xylosoxidans Y234降解，當反應器的進氣流量和氣態苯濃度分別為120L/h和4.2mg/L時，75%的氣態苯可被去除。

       2.4轉鼓生物濾池

       轉鼓生物濾池（rotating drum biofilter，RDB）是由Yang等針對VOCs和惡臭提出的一種新型生物凈化裝置。

       在轉盤上固定生物濾床填料，將軸向兩端封閉形成一個“轉鼓”。廢氣污染物從RDB頂部進入轉鼓和外殼之間的空間，經過微生物的凈化后從轉鼓中間空心軸排出。RDB底部裝有營養液，轉鼓上的生物膜可以隨著鼓的轉動間歇地與營養液接觸，攝取營養組分、排出代謝產物。轉鼓每轉一圈，轉盤上固定的生物濾床填料就與裝置底部的營養液充分接觸一次，這樣可以保持轉盤上固定填料降解污染物的生物活性。

       分別采用單層、多層和混合式三種RDB，在不同的停留時間下處理二乙基醚、甲苯和正己烷，在進氣負荷為2.0kgCOD/（m3d-1）的條件下，當停留時間由5.0s增加到60s時，單層RDB對甲苯和二乙基醚的去除率分別由76.4%提高到了99.9%以及由73.1%提高到了97.6%，雙層RDB對甲苯和二乙基醚的去除率分別由84.8%提高到了99.9%以及由81.6%提高到了99.9%，混合式RDB對甲苯和二乙基醚的去除率分別由84.8%提高到了99.9%以及由84.0%提高到了99.9%。用RDB處理含氮氧化物的廢氣，發現轉鼓轉速決定著RDB生物膜表面的液膜厚度和膜表面的更新速度。