介质阻挡放电等离子体(DBD)作为一种非平衡态的等离子体,兼有辉光放电的大空间均匀放电和电晕放电的高气压运行的特点。本实验在于探讨等离子体与生物滴滤塔的耦合的可能性。因此,本实验采用介质阻挡放电等离子体反应器,主要从峰值电压、进气浓度、湿度和停留时间等工艺参数上研究介质阻挡放电等离子体对氯苯降解情况;测定放电产生的臭氧量,降解过程中可能产生的中间物质,以及分析尾气的可溶性、可生化性以及生物毒性,为后续的生物滴滤塔运行提供理论依据。另外,实验通过添加催化剂或者改变载气成分,分析研究对放电产物特性(包括臭氧、中间产物、可溶性、可生化性以及生物毒性)的影响,降低降解氯苯所需的能耗,提高氯苯去除率。本实验通过分析不同的工艺条件,得到介质阻挡放电等离子体降解氯苯的合理工艺条件是:能量密度(SIE)可以在18 kJ.L-1～32 kJ·L-1,混气的停留时间为10 s,相对湿度为65%～75%之间。氯苯的去除率随着进气浓度的增加而一直降低,当氯苯初始浓度为100 mg·m-3时,降解率为95%;而氯苯初始浓度为2000 mg·m-3时,只有85%,降解率降低了 10%。但是对氯苯的去除量是随着进气浓度的增加一直增大的,最高能达到1900mg·m-3左右。此外,实验测定分析得出:尾气中臭氧的浓度是随着峰值电压的升高而增多,臭氧的最低和最高浓度分别为0.1mg·L-1和1.4mg·L-1,说明介质阻挡放电在SIE为7kJ·L-1～35kJ·L-1时产生的臭氧量对生物滴滤塔中的生物生长有抑制作用。总有机碳(TOC)的数值是随着峰值电压的升高而增大,说明产物水溶性较好。当SIE≥18kJ·L-1,产物的BOD5/COD(B/C)的值大于0.3,说明此时放电产物可以被微生物利用降解,且随着SIE增大,可生化性越来越好。产物的生物毒性是与小球藻的正常生长情况作比较,结果发现当SIE=7 kJ·L-1时,产物对小球藻起抑制作用,SIE=19kJ·L-1产物基本无影响,SIE=35kJ.L-1产物促进作用。另外,通过衍生化-气质方法,检测出放电的主要产物是醇、酸、酮以及直链烷烃,表明氯苯在介质阻挡放电下降解并不彻底,并没有全部转化为CO2和H2O,这就需要介质阻挡放电反应器与生物滴滤塔的耦合。此外,实验又通过添加催化剂或者改变载气成分,与对照实验组相比较。实验发现添加催化剂可以提高氯苯的去除率,当催化剂的使用量分别为0g、0.2g、0.5g,SIE为18kJ·L-1,停留时间为10s,相对湿度为65%～75%时,对氯苯的降解率分别为80%、83%和90%,降解率也随着催化剂的使用量增多而增高;而当实验采用高纯氮气作为载气时,同样实验条件下,对氯苯的降解率有90%(空气做载气时的降解率为80%)。两种方法都可以明显降低臭氧的生成量,当催化剂的使用量为0.2 g和0.5 g时,臭氧量最高都只有0.4 mg·L-1。而用高纯氮气则更少,最高只有0.1 mg·L-1。另外,两种实验条件测定的TOC都增加了,说明两种手段都可以少量提高产物的水溶性;可生化性也对应有所提高。但是对于生物毒性,两种实验手段结果却有所不同:因为实验中添加催化剂,催化剂含有金属,金属进入吸收液被小球藻吸收,从而对小球藻的生长有抑制作用;而改变载气对小球藻的生长与对照组的结果相同。本研究结果为介质阻挡放电-生物净化耦合去除氯苯类污染物提供了基础数据,为两者的耦合的实现奠定了基础。