【摘 要】
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挥发性有机化合物（VOCs）产生臭氧、细颗粒物（PM2.5）等光化学烟雾的前驱体,是国家重点控制的大气污染物。生物滴滤器（BTF）由于具有反应条件温和、环境友好、成本低和抗负荷冲击能力强等优点,在VOCs的净化方面越来越受到重视。但是难降解类氯化挥发性有机化合物（Cl-VOCs）为疏电子苯环,其生物降解速率低,限制其在BTF中的工业化应用,因此,使用化学预氧化与生物降解相结合的工艺,可改善BTF净
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（51778612）基于代谢途径的高效微生态菌系降解二氯苯的机理及过程调控；
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挥发性有机化合物（VOCs）产生臭氧、细颗粒物（PM2.5）等光化学烟雾的前驱体,是国家重点控制的大气污染物。生物滴滤器（BTF）由于具有反应条件温和、环境友好、成本低和抗负荷冲击能力强等优点,在VOCs的净化方面越来越受到重视。但是难降解类氯化挥发性有机化合物（Cl-VOCs）为疏电子苯环,其生物降解速率低,限制其在BTF中的工业化应用,因此,使用化学预氧化与生物降解相结合的工艺,可改善BTF净化Cl-VOCs的生物降解性和提高性能,研究具有重要意义。本研究以氯苯为模式污染物,聚氨酯海绵负载Fe3O4作为填料,在不同进气负荷和空床停留时间的BTF系统中,研究加入微量双氧水（H2O2）化学预氧化与BTF生物降解相结合的工艺净化氯苯的工艺性能、过程与机理,同时考察BTF停运恢复性能及其调控等。主要研究结果如下:（1）负载Fe3O4的BTF系统在第18d时启动成功,比未负载Fe3O4的缩短7d。空床停留时间分别为30s、60s、90s时,BTF系统的最大去除负荷分别为57.87g/(m~3·h-1)、38.20 g/(m~3·h-1)、28.39 g/(m~3·h-1)。加入微量双氧水,在n（H2O2）:n（氯苯）为0.10时,BTF系统的去除率、去除负荷和矿化率均达到最大值92%、22.87g/(m~3·h-1)、49%,较未添加双氧水时分别提高了14.28%、2.91 g/(m~3·h-1)、39.8%。过氧化物酶活性随H2O2浓度的增加呈现先增大后下降的趋势,且在n（H2O2）:n（氯苯）为0.10时达到最大值84.7 U/（g·min）。（2）负载Fe3O4后,填料表面的Fe元素主要是以Fe（II）和Fe（III）两种氧化态存在,填料表面粗糙,微生物附着生长均匀;未负载Fe3O4的填料表面光滑,微生物容易成团附着生长。BTF不同高度层的Zeta电位,均在35d～66d中增大、66d～98d中减小。EPS内蛋白质的量在35d～98d中逐渐上升,98d时达到最大值25 mg/L。（3）添加微量双氧水后,生物膜表面部分官能团氢键、酞胺和羟基的出现表明,双氧水能够促进生物膜中蛋白质的合成分泌和羟基基团的出现;酚类和卤代烃的出现表明,反应产生的·OH加速氯苯的开环氧化,促进后续的生物降解。降解过程中1,2双加氧酶发挥主要作用,开环途径是邻位开环。GC和GC-MS检测发现,降解氯苯的中间产物主要是邻氯苯酚和邻苯二酚。（4）挂膜结束后,循环液中的溶解氧含量从35d的7.6 mg/L快速下降到44d的6.8 mg/L。添加微量双氧水后,溶解氧浓度值有明显的上升,在第85d时达到最高值9.7 mg/L。但是由于生物膜表面部分微生物不适应双氧水带来的刺激而死亡,导致BTF内的生物量由66d时的57.50 mg·g-1减少为86d时的39.31 mg·g-1。停运恢复后,负载Fe3O4的BTF系统在第5d去除率达到85.55%时恢复到停运前的性能,比未负载Fe3O4的缩短2d。（5）16S r RNA测序结果表明,添加微量双氧水后的优势菌门主要是变形菌门、拟杆菌门和放线菌门,优势菌属主要是假单胞菌属、罗河杆菌属和Arachidicoccus,这些都是具有强降解能力的菌种。该论文有图33幅,表13个,参考文献128篇
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