两相分配生物反应器（Two phase partitioning bioreactor,TPPB）通过在水相中添加非水相（Non-aqueous phase,NAP）提高气液传质速率,进而增强生物净化效果。本课题以硅油为NAP构建TPPB,与单相生物反应器（One liquid phase bioreactor,OLPB）对比研究了进气浓度（）、循环液p H、停留时间（）及液气比（）对苯乙烯废气净化效果的影响,采用响应面优化实验探讨了TPPB最佳工艺条件,基于数学模型拟合了两种反应器传质和生物降解过程,利用FLUENT平台模拟了硅油强化苯乙烯废气的传质性能以及反应器中速度、浓度和湍流情况。结果表明:1)相比OLPB,同样条件下TPPB无论是去除负荷（EC）还是去除率（η）都较高。当C_in为200～400 mg·m^-3时,两种反应器的去除率都较稳定,TPPB去除率平均可达94%。TPPB对苯乙烯进气浓度的改变有较强的适应性,本实验条件下苯乙烯最大去除能力为46.00 g·m^-3·h^-1。2)通过单因素实验分析,可得OLPB和TPPB中最佳都为37.5 s、循环液p H为7、L/G为0.25。采用响应面法对其进行优化研究得TPPB最佳工艺条件:EBRT为45.77 s、循环液p H为7.26、L/G为0.25,进行验证实验得到η为96%。3)基于数学模型对两种反应器传质和生物降解过程进行拟合,发现同一下TPPB中最大传质分数（β*_s）值均高于OLPB,TPPB传质过程表现更为优越。苯乙烯变化与Michaelis-Menten模型相关性较高,同一下TPPB的最大去除负荷(EC_max)和半饱和常数（K_s）均高于OLPB。从β*_s和角度观察,TPPB处理苯乙烯废气相比OLPB效果更好。4)利用FLUENT软件对OLPB和TPPB进行CFD模拟,通过研究反应器中连续气相速度分布、苯乙烯浓度分布和流场湍流强度情况,证明了硅油的添加确实增强了苯乙烯的传质过程,提高了苯乙烯的去除效率。