低浓度甲烷是甲烷排放的主要形式,具有浓度低、难利用、大排量的特点,对于采用无组织排放处理的部分填埋气、煤矿通风气等低浓度甲烷,生物过滤器（BF）能有效减小低浓度甲烷导致的环境风险和温室效应。本文利用垃圾填埋场渗滤液为菌种来源富集培养甲烷氧化微生物,利用短期培养获取的菌液启动运行非生物填料好氧甲烷生物过滤器,研究生物过滤器的甲烷去除效率及其影响因素,在此基础上对实际的生活垃圾填埋场的浓度甲烷生物过滤器进行了初步估算和设计。研究旨在优化甲烷氧化微生物的短期培养方法,探究纯非生物填料BF启动与影响因素,提供有工程应用价值的实际甲烷生物过滤器运行参数,丰富对低浓度甲烷生物处理工程选择,为低浓度甲烷减排工程应用指导提供参考。本文主要得到以下结论:（1）小瓶批次培养试验表明填埋场渗滤液可以作为甲烷氧化菌培养的菌种来源,5d累计甲烷氧化率的结果表明,调节池渗滤液做菌种来源的培养效果优于生化池渗滤液。通过培养条件优化,得出适合该甲烷氧化菌群（Mixed Methanotrohic Consortia,MMCs）的培养条件为渗滤液原液为接种培养,37.5℃、接种量为2/45,最优条件下的最大甲烷氧化为40.97 g CH4/（m~3·d）。小瓶的连续长期培养实验持续57d,结果表明在保证培养体系营养元素供给的情况下,能在较长的时间内维持稳定的甲烷氧化效果,菌液长期培养具有可行性。（2）用培养2 d的甲烷氧化菌菌液喷淋非生物填料,能有效启动甲烷氧化生物过滤器运行。试验结果表明,启动过程中甲烷氧化率波动明显,第7～9 d甲烷氧化率达到最高25%,平均甲烷氧化速率为6.56～7.06 g/（m~3·h）。启动过程中产生的生物膜呈现粉红色或橙色,在有稳定菌液流经的区域填料挂膜效果较好。实验结果表明,加入短期培养的甲烷氧化菌菌液可以启动甲烷氧化生物过滤器。（3）空床停留时间（EBRT）是生物过滤器的甲烷氧化效果重要影响参数。在4.095 L的BF滤床体积下,EBRT从178 min缩短到54 min的不同EBRT阶段中,各阶段多天的平均甲烷氧化速率分别为10.86、8.76、13.20、13.64、13.07 g/（m~3·h）,全过程甲烷氧化速率均值维持在13.3±0.28 g/（m~3·h）。实验结果表明,在所选的EBRT范围内,缩短EBRT时,甲烷氧化速率在波动中小幅提高。（4）通过调高甲烷进气流量,模拟冲击负荷对生物过滤器氧化甲烷效果的影响。结果表明,施加冲击负荷期间,甲烷氧化速率急剧增加到26.18 g/（m~3·h）,冲击负荷过后1.5 d内BF转为负甲烷氧化效果,并持续2.5 d,随后恢复部分甲烷氧化效果,最高达11.94 g/（m~3·h）,均值4.92 g/（m~3·h）,低于正常的13.3±0.28 g/（m~3·h）。根据研究结果认为,尽管冲击负荷会降低BF的甲烷氧化速率,但BF对其有一定耐受性。（5）对实际的生活垃圾填埋场,进行逃逸填埋气的甲烷氧化生物过滤器初步设计。针对垃圾填埋量为58.4×10~4 t/a、填埋场甲烷收集效率为90%的封场填埋场,估算出填埋气甲烷无组织释放通量约为5.02 g/（m~2·d）,则设计填埋场现场规模BF体积为20 L/m~2。以进气速率为337.3 m~3/h、甲烷氧化速率为13.3 g/（m~3·h）的BF处理100m~2的无组织填埋气甲烷时,则建议现场规模BF体积为2 m~3（1 mW×1 mL×2 mH）,含填料1.66 m~3。