การวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อหาค่าประสิทธิภาพของเครื่องกรองชีวภาพ และชนิดของตัวกลางที่เหมาะสมในการกำจัดโทลูอีนของชุดทดลองปุ๋ยหมัก 30% ชุดทดลองปุ๋ยหมัก50% ชุดทดลองปุ๋ยหมัก 70% และชุดทดลองเซรามิค ชั้นตัวกลางประกอบด้วย ปุ๋ยหมักปุ๋ยคอก เศษไม้ ตะกอนจุลินทรีย์ และเซรามิค เริ่มจากศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุตัวกลางคือ พีเอช ความชื้น ความหนาแน่น พื้นที่ผิวสัมผัส การกระจายขนาดคละและปริมาณสารอาหาร ชุดทดลองปุ๋ยหมัก 30% ชุดทดลองปุ๋ยหมัก 50% และชุดทดลองปุ๋ยหมัก 70% มีปุ๋ยหมักอยู่ 30% 50% และ 70% โดยปริมาตรชั้นตัวกลาง ตามลำดับเดินระบบโดยป้อนไอโทลูอีนที่ความเข้มข้น 20 ถึง 200 ส่วนในล้านส่วน ที่อัตราการไหลเริ่มต้น 0.5 ลิตร/นาที เมื่อครบ 10 วัน จึงปรับเพิ่มอัตราการไหลของอากาศขึ้นอีก 0.5 ลิตร/นาที วัดค่าความเข้มข้นของโทลูอีนเข้าและออกจากชุดทดลองพีเอชของน้ำชะ อุณหภูมิของชั้นตัวกลาง ความชื้นของชั้นตัวกลาง ความชื้นสัมพัทธ์ของไอโทลูอีน ทดลองจนอัตราการป้อนไอโทลูอีนมีค่า 8 ลิตร/นาที รวมเป็นระยะเวลา160 วัน ผลการทดสอบสมบัติทางกายภาพของตัวกลาง สรุปได้ว่าวัสดุตัวกลางที่ใช้ในการทดลองมีค่า pH 4-6 ค่าความชื้น 30-80% มีสารอาหารหลักและสารอาหารรอง สามารถใช้เป็นวัสดุชั้นตัวกลางของระบบเครื่องกรองชีวภาพได้ ประสิทธิภาพในการกำจัดโทลูอีนของเครื่องกรองชีวภาพหลังจากเพิ่มค่าอัตราภาระบรรทุก พบว่าประสิทธิภาพในการกำจัดโทลูอีนของระบบของชุดทดลองปุ๋ยหมัก 70% มีค่าสม่ำเสมอและมีค่าสูงที่สุด และค่าความสามารถในการกำจัดโทลูอีนต่อค่าอัตราภาระบรรทุกโทลูอีน ชุดทดลองปุ๋ยหมัก 70%มีค่ามากที่สุด 97.21% ซึ่งชุดทดลองปุ๋ยหมัก 50% และชุดทดลองเซรามิค มีค่าใกล้เคียงกันเท่ากับ 82-86% ส่วนชุดทดลองปุ๋ยหมัก 30% มีค่าน้อยที่สุด เกณฑ์การออกแบบที่สำคัญเพื่อการใช้งานเครื่องกรองชีวภาพคือ ปุ๋ยหมัก:เศษไม้:ตะกอนจุลินทรีย์เท่ากับ 70:20:10 ค่าเวลาในการกักเก็บเพื่อประสิทธิภาพการกำจัดโทลูอีนอย่างน้อย 90%ต้องมีค่าไม่น้อยกว่า 50 วินาที