膜生物反应器将生物反应器与膜技术相结合，不仅具有生物方法环保的优点，而且膜材料可以提供较大的比表面积并作为生物降解的传质界面，大大增强了降解效果。目前，膜生物处理方法作为最具发展潜力的工业废气处理方法之一，愈来愈受到人们的重视。本文在总结前人研究工作的基础上，重点对膜生物反应器处理有机废气进行了实验研究和传质过程分析，论文研究工作包括：建立一套聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜生物反应器(HMBR)处理有机废气系统，以甲苯、三氯乙烯和空气的混合气体为实验对象，采用普通的活性污泥在反应器壳程内(中空纤维膜丝的外腔)循环流动的挂膜方式，形成一层附着生长在中空纤维膜外表面的生物膜。人工合成的有机废气通过膜生物反应器管程(中空纤维膜丝的内腔)并透过膜丝壁面进入丝外的生物膜被微生物降解。对HMBR内生物膜的初期挂膜、培养、驯化以及对甲苯降解适应过程的研究结果表明：普通的活性污泥在PVDF中空纤维膜上容易挂膜，并具有快速降解甲苯的适应能力。通过改变气体停留时间、甲苯入口浓度、液相pH值和液相流速等操作条件，考察各因素对降解率、生化降解量和传质速率等参数的影响程度，从而得出其中的影响变化规律和最佳的实验操作条件。HMBR系统连续稳定运行近8个月，表明HMBR系统具有较强的稳定性、较好的抗冲击性和较快的恢复能力。本文也采用HMBR实验系统，以甲苯为微生物的碳源，对甲苯、三氯乙烯和空气的混合气体进行降解实验，得到HMBR系统对难降解氯化物的处理效果。通过延长气体的停留时间，可以提高三氯乙烯的降解率，使其稳定在21％左右。在对HMBR中有机废气传质过程分析的基础上，本文建立传质动力学数学模型，求解出最佳的生物膜厚度，并据此对甲苯的降解率进行数值模拟，模拟结果与实验结果基本吻合。