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近年来,挥发性有机污染物对环境和人类造成的威胁越来越受到人们的关注,低温等离子体和生物法耦合工艺是近年来开发的VOCs处理新工艺,在难生物降解和高浓度VOCs处理领域具有很好的应用前景。本文分别对低温等离子体系统以及低温等离子体和生物滴滤塔耦合系统降解氯苯废气进行初步研究。在低温等离子体降解氯苯的实验研究中,分别对放电电压、停留时间、相对湿度和进气浓度等工艺参数进行了研究。通过分析不同的工艺条件,对于不同浓度的氯苯废气,其去除率均随着停留时间和电压的增大而增大,在相对湿度为35%-65%时去除效果最好。在停留时间和电压一定时,去除率随着进气浓度的增大而下降。同时对放电过程中产生的O3、CO2以及中间产物进行了检测分析。结果表明,CO2生成负荷与氯苯去除负荷的线性关系为y=1.5603x,氯苯降解不完全,在被降解的氯苯中只有66%转化为了CO2,且CO2的生成量随着停留时间的缩短而降低。同时通过对副产物O3监测分析表明,O3的生成不仅受进气浓度的影响,而且还受到湿度的影响,在一个合适的湿度范围内35%-65%,O3生成量最大,随着进气浓度的增大O3生成量反而降低。并且CO2和O3都随着电压的增大而升高然后稳定。对氯苯降解产物进行分析,表明氯苯的降解产物大多为小分子物质,水溶性较好,易于被微生物吸收利用。以氯苯为唯一碳源、定向驯化的活性污泥和高效降解菌为接种液建立两套相同的生物滴滤塔,实验结果表明,两套BTF均能够在19d内挂膜完成,启动完成后将低温等离子体接入其中一套作为预处理,另外一套单一BTF作为对比,通过对NTP+BTF耦合系统和单一BTF系统运行工况和性能分析比较,可得,随着氯苯进口浓度和进气负荷的升高,两套系统对氯苯的去除都呈下降趋势,单一BTF系统的去除率变化比NTP+BTF耦合系统要明显,耦合工艺表现出较好的去除性能,这主要归功于NTP预处理对部分氯苯降解以及产生一些水溶性好且易被微生物降解利用的小分子物质。两套系统的去除负荷均随着进气负荷的增大而增大,单一BTF的最大去除负荷为53.41mg/m3·h,而NTP+BTF耦合系统的最大去除负荷为85.24 g/m3·h。两套系统的CO2生成负荷都随着氯苯去除负荷的增大而增大,NTP+BTF耦合系统的矿化率比单一BTF的要高,矿化率达92%。对两套系统的饥饿负荷进行考察,结果发现,在经历21d的饥饿期之后,耦合系统能够在较短的时间(7d)内逐渐恢复稳定,而单一BTF系统则需要13d。通过电镜扫描分析结果可知,NTP预处理对塔内微生物形态及分布情况有一定的影响,NTP不但影响生物膜的生长,还影响到生物膜上不同种类微生物的生长存在。采用高通量测序来研究两套生物滴滤塔上生物膜相微生物种群结构和多样性,结果表明,随着反应器的运行,主要的优势菌群仍然存在,如Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Sphingobacteria、Betaproteobacteria等,两塔中原本存在很多的优势菌Planctomycetacia现在只有不到1%。分析发现,NTP预处理对微生物群落结构有一定的影响,如Subdivision3菌在单一BTF系统中只占1.03%,而在耦合系统中占7.21%。通过OTU聚类分析表明,耦合系统微生物的丰度和多样性都低于单一BTF系统,可能是由于NTP预处理产生的O3对塔内微生物的抑制作用。