1、生物法原理：利用微生物对废气中的污染物进行消化代谢，实质上是一种氧化分解过程，它通过附着在介质上的活性微生物来吸收VOCs，将污染物转化为无害的水、二氧化碳及其它无机盐类。

 2、 VOCs废气微生物处理原理： VOCs废气微生物处理原理是微生物利用废气中的有机物，完成其新陈代谢生命活动的同时将有毒有害物质转变为H2O、CO2等无机物，或微生物细胞物质，达到降解VOCs目的。对用微生物法处理VOCs废气理论尚未特别清晰，荷兰学者的吸收-生物膜理论被广泛接受。该理论认为，微生物处理VOCs废气分3个步骤：①废气中部分有机物可以溶解于水，为膜间物质传递提供条件；②利用浓度差VOCs废气扩散到膜上被微生物捕获；③有机物进入膜后成为微生物的营养物质和能源，最终被代谢为小分子无机物和细胞的构成物质。

 3、影响处理效率的因素： 在生物法处理VOCs废气过程中，温度、pH值、营养物质等因素都会对处理效率产生影响。温度会直接影响到生物的活性，对微生物降解污染物有着重要的作用。一般情况下，适宜温度在10～50℃，微生物适宜pH值为6.0～8.0，少数硫杆菌和极端嗜酸菌的最适pH值为2～3。同时，由于微生物在自身的代谢活动会改变环境的pH值，在工程应用中添加适当缓冲物质以保持pH值平衡。利用生物处理VOCs废气，为提高处理效率，需要提供给微生物氮、磷、硫及微量元素等无机盐类营养物质。在工程实践中，废气进气速度、液气比、循环液喷淋量等参数也会对处理效率产生影响。

 4 、VOCs废气微生物处理工艺： 微生物处理VOCs废气的方法主要分为有生物洗涤，生物滴滤和生物过滤3种，一般过风方式为逆流式、错流式。

  4.1、生物洗涤器：生物洗涤器由吸收室和再生池两个部分组成，构成活性污泥（悬浮）处理系统。废气从吸收室下部通入，生物悬浮液从吸收室上部喷淋，废气和微生物在吸收室内部接触，吸收了有机物的微生物悬浮液从吸收室下部导出去再生池（微生物蓄养池），通过供氧好氧方式净化VOCs，再生微生物悬浮液活性，新鲜物料再返回吸收室上部，构成循环回路。VOCs废气被净化后从生物洗涤器顶部排出，生物悬浮液通常为活性污泥，再生时间常需数小时。微生物悬浮液再生选择与吸收在一个反应器，还是另需一个反应器，取决于微生物本身的性质。吸收器中气液接触可以选择喷淋法，也可以选择鼓泡法，根据控制步骤而不同，气相阻力大时选择喷淋法，液相阻力大时选择鼓泡法。

 4.2、生物滤池：生物滤池法处理有机废气的工艺为：废气通过增湿器达到一定的相对湿度后，再进入到生物滤池内，生物滤池放置内有生物活性填料层，规格通常为500～1000mm，有机废气从生物滤池的下部气相进入到上部生物相中，达到通过微生物氧化分解有机废气的目的。完成分解任务的生物是异氧型微生物，氧化环境为中性微碱和有氧条件。各种有机废气最后生成的物质不同：①VOCs废气中有机氮气变成氨气后，再生成硝酸盐；②VOCs废气中一般的有机物质，通过微生物氧化成二氧化碳；③废气中硫化物开始转化成硫化氢，再转化为硫酸盐；最后净化后的气体从生物滤池顶部排出。

 4.3 生物滴滤塔： 生物滴滤塔结构为填充塔，内设有一层或多层填料，填料表面的生物膜由微生物形成，厚度约为几毫米。工艺为：VOCs废气从生物滴滤塔的底部进入，含有营养物质的液体从生物滴滤塔上部进入，均匀喷洒在填料上，与上升的气体进在生物膜接触，VOCs废气得到净化，液体从塔底部进入储液池循环使用，净化后气体从生物滴滤塔池排出。

 5、 主要技术问题研究分析：生物法处理VOCs废气在国外已经相当成熟，国内的研究近几年也广泛地开展起来。有研究者采用恶臭假单胞菌为菌源接种生物滴滤塔处理甲苯废气，结果表明，在停留时间为54s和43.2s，进气甲苯浓度为544～1044mg/m3，环境温度为17～26℃的条件下，出口检测不到甲苯，去除率接近100%。也有研究者采用生物滴滤床处理甲苯废气，结果表明，在空床停留时间（EBRT）为10s，甲苯浓度为184～1223mg/m3的条件下，甲苯的去除负荷为62.4～190.7g/（m3·h），处理效果明显。研究者采用筛选好的短杆菌菌种溶液对生物膜填料塔进行挂膜后，对中低浓度的甲苯及同系物进行小试得到良好效果，当入口气体甲苯浓度低于2000mg/m3，逆流操作的净化效率大于80%；对甲苯去除量可达104.4mg/（L·h），短杆菌菌种经过一段时间驯化后，对甲苯有很强的降解能力，对苯、二甲苯等苯系物也具有同样的降解能力；以微生物可分解物质为主，污染物为微生物的食物来源，可以生物处理的污染物包括：碳氢氧组成的各类有机物、简单有机硫化物、有机氮化物、硫化氢及氨气等无机类。要求小气量、低浓度、排气连续、废气处理容气大，虽处理过程比较环保, 但运维较为复杂。

（1）适用性：目前生物法仅限用于处理低浓度VOCs，不适合用于源源不断地排放VOCs 的实际工况治理，如何将这些技术和方法用于高浓度VOCs 的治理有待于研究。此外，生物需要在一定的pH 缓冲液、适宜的温度及一些盐分如NH₄NO₃、K₂HPO₃ 等营养元素才能生长。一旦改变pH、温度或者盐分，可能会导致微生物失水死亡。

（2）气液混合：影响污染物去除率的关键过程是将污染物从气相转移到液相中，目前的大部分研究是对于易溶物和易降解污染物进行处理，在实际应用中将会受到一定的限制。开发出适合于难降解和疏水性污染物处理工艺就显得尤为困难。

（3）堵塞问题：生物法所用填料的比表面积、孔隙率等直接影响反应器的生物量以及整个填充床的压降及填充床是否易堵塞间题，污染物完成从气相到液、固相传质过程，在两相中的分配系数是处理工艺可行性的决定因素。

（4）操作问题：难实现自动控制，以提高对各运行参数的控制能力，维护费用高和发生故障的次数多。菌种培育困难，难筛选出高效降解各种VOCs气体的优势菌种；反应场地约束，反应装置占地面积大、反应时间较长，设备交易形成摆设。

6、案例分析：采用光催化+微生物法净化涂漆VOCs废气，微生物净化塔采用逆流及错流生物滤池，采用复配型微生物菌剂，在空床停留时间15-25s，处理含有苯类、酯类有机废气，入口VOCs浓度为80～500mg/m3，环境温度为15～40℃的条件下，VOCs去除效果明显，达到80～95%的去除效率。