【摘 要】
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生物法治理挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）以其安全性高、能耗低、无二次污染等优势,受到国内外市场的广泛关注,但其在治理高浓度疏水性难降解VOCs时,存在去除效率低、运行不稳定、易堵塞等一系列问题。本文以疏水性难降解的含甲苯废气为研究对象,提出超声雾化/表面活性剂强化耦合生物洗涤净化新技术,对比实验研究了传统生物洗涤器（Traditional biolo
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生物法治理挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）以其安全性高、能耗低、无二次污染等优势,受到国内外市场的广泛关注,但其在治理高浓度疏水性难降解VOCs时,存在去除效率低、运行不稳定、易堵塞等一系列问题。本文以疏水性难降解的含甲苯废气为研究对象,提出超声雾化/表面活性剂强化耦合生物洗涤净化新技术,对比实验研究了传统生物洗涤器（Traditional biological washing reactor;TBWR）和以微米级雾滴结合表面活性剂为特色的超声雾化/表面活性剂耦合生物洗涤器（Ultrasonic/Surfactants-biological washing reactor;USBWR）,在不同因素下对甲苯的去除效果、最优工艺参数、系统恢复性能及微生物菌群进行研究。主要结论如下:1)表面活性剂种类及添加浓度筛选结果表明:雾化复配表面活性剂(50 mg·L-1皂角苷+500 mg·L-1柠檬酸钠+200 mg·L-1柠檬酸+50 mg·L-1氯化钠)去除甲苯效果最好,最大去除率可达93.15%;USBWR内超声雾化的雾滴粒径均在15μm以下,中位径在6.546～7.172μm之间,比表面积在318.0～415.1 m~2·kg-1之间。2)USBWR较TBWR系统有较高的甲苯去除能力和去除负荷。当进气甲苯浓度为2000～2200 mg·m-3时,USBWR去除效率达到94.65%,较TBWR增加了28.44%,最大去除负荷达到176.06 g·（m~3·h）-1,是TBWR的1.56倍。3)单因素实验分析表明:在实验条件范围内,USBWR系统雾化量450 m L·h-1、停留时间为42 s、液气比为0.25时去除效率最高,循环液p H调控在6.7～7.2,USBWR去除效率可达90%以上。响应曲面法优化得到USBWR最佳工艺参数为:洗涤液p H为7.07、停留时间为54.60 s、液气比为0.23,实验验证的去除率为97.26%,与模型预测结果基本吻合。并通过降解动力学验证,得出USBWR系统中活性污泥对甲苯废气具有高的降解能力。4)系统恢复性能研究表明:在停运24 h后,USBWR系统在第4 h时恢复稳定,TBWR系统在第5 h时恢复稳定;在停运48 h后,USBWR系统在第6 h时恢复稳定,TBWR系统在第9.5 h时恢复稳定,USBWR系统更适应企业非连续工况条件。5)高通量测序结果对TBWR和USBWR系统中微生物群落分析表明:USBWR系统促进了优势菌种变形杆菌门（Proteobacteria）的富集生长,与TBWR系统相比,USBWR系统中具有较高的降解污染物能力,更适合微生物生存。
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