郄凌翔¹, 王莉宁¹, 陈建孟², 陈东之^1,2
1. 浙江工业大学环境学院, 杭州 310014;
2. 浙江海洋大学, 舟山 316022
收稿日期: 2020-01-13; 修回日期: 2020-03-08; 录用日期: 2020-03-08
基金项目: 国家自然科学基金（No.21477116，51778581）
作者简介: 郄凌翔(1995-), 男, E-mail:573751784@qq.com
通讯作者（责任作者）: 陈东之, E-mail:cdz@zjut.edu.cn

摘要：利用正己烷降解菌Pseudomonas mendocina NX-1和二氯甲烷（DCM）降解菌Methylobacterium rhodesianum H13强化生物滴滤塔（BTF）同时净化不同疏水性的正己烷和DCM混合废气，研究了挂膜启动阶段及稳定运行阶段BTF对污染物的去除性能与限制因素及生物膜相的特性变化.结果表明，在正己烷和DCM浓度均为100 mg·m^-3，停留时间（EBRT）为60 s的条件下，运行25 d即可完成BTF的启动，正己烷和DCM的去除率分别可达到65%和100%.系统稳定运行时，正己烷和DCM的最大去除负荷分别为16.1 g·m^-3·h^-1和92.0 g·m^-3·h^-1.正己烷和DCM的去除过程分别受到传质限制与反应限制影响.BTF稳定运行后，塔内生物膜胞外聚合物（EPS）中蛋白质（PN）含量逐渐增加至启动时的2.7倍，蛋白质与多糖的比值（PN/PS）从0.28增加至0.96.生物膜表面相对疏水性从21%增加至66%，Zeta电位从-12.7 mV降低至-9.2 mV.压降的模拟结果与实验数据良好拟合（R²>0.96）.
关键词：生物滴滤塔混合废气运行性能胞外多聚物生物膜
Characteristics of biofilm using biotrickling filter to remove hydrophobic VOCs gas
QIE Lingxiang¹, WANG Lining¹, CHEN Jianmeng², CHEN Dongzhi^1,2
1. College of Environment, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014;
2. Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316022
Received 13 January 2020; received in revised from 8 March 2020; accepted 8 March 2020
Abstract: The intensification of a biotrickling filter (BTF) removes mixed waste gases of n-hexane and dichloromethane (DCM) with different hydrophobicity levels by using Pseudomonas mendocina NX-1 and Methylobacterium rhodesianum H13. We studied the performance of pollutant removal, its limited step, and the change in biofilm phase characteristics in the start-up and stable operation of BTF. Results show that BTF start-up can be completed after 25 days of operation with 100 mg·m^-3 of n-hexane and DCM concentrations and 60 s of empty bed residence time; 65% and 100% of n-hexane and DCM, respectively, can be removed. The maximum load removal of n-hexane and DCM can reach 16.1 g·m^-3·h^-1 and 92.0 g·m^-3·h^-1, respectively, when BTF is operating stably. The removal of n-hexane and DCM is affected by mass transfer and reaction restrictions, respectively. After the stable operation of BTF, the extracellular polymeric substances (EPS) and protein (PN) contents in BTF gradually increase to 2.7 times compared with those in the start-up, PN/PS(polysaccharide) increases from 0.28 to 0.96, the relative hydrophobicity of the biofilm increases from 21% to 66%, and the zeta potential is reduced from -12.7 mV to -9.2 mV. The simulated results of pressure drop agree well with the experimental data of BTF (R²>0.96).
Keywords: biotrickling filtermixed waste gasperformanceextracellular polymeric substancebiofilm
1 引言(Introduction)挥发性有机污染物(VOCs)因为其毒性和造成全球变暖的潜在作用而被列为新兴的大气污染物之一(Rene et al., 2015).VOCs的来源主要分为天然源和人为源.在自然条件下, 植物的生长过程和一些自然灾害都会产生VOCs.而人为来源主要是化工、制药等行业在合成、萃取的过程中广泛使用的有机溶剂的挥发和泄漏(Priya et al., 2015).过高浓度的VOCs不仅会刺激人体呼吸系统, 还会造成人体慢性、急性中毒, 甚至引起“三致”效应(Kamal et al., 2016).因此, 寻找一种经济高效的VOCs去除手段十分迫切.
目前, 生物处理技术在低浓度VOCs, 大气量废气排放情况下被公认为是最佳的处理技术, 与物理, 化学技术相比, 生物处理技术的环境影响和运行成本较低(Estrada et al., 2012), 生物滴滤法(Biotrickling filter, BTF)和生物过滤法是目前废气生物处理最为常见的工艺.生物滴滤法是生物过滤工艺的改进, 能够准确地控制环境条件, 如营养液浓度和pH值, 单位体积填料附着的生物量高(Malhautier et al., 2015), 是目前去除工业废气应用最为广泛的生物处理工艺(Chen et al., 2010), 受到国内外越来越多的****的关注重视(Wang et al., 2013).然而, 受限于VOCs的污染物向微生物内转移的能力或是微生物对于污染物的最大转换能力, BTF在运行过程中会受到传质过程限制或是反应过程限制(Bailón et al., 2009; López et al., 2014), 从而导致处理效率降低.并且不同疏水性的有机物的亨利系数不同, 通常认为亨利系数越大的有机物越难以被去除(Kim et al., 2005).
目前, 国内外****已经针对生物滴滤塔处理单一组分的废气开展了大量的研究, 然而实际废气组分中通常存在不同性质的多种VOCs, 不同的废气物理化学性质不尽相同, 通常难以多方位协调(郑江玲等, 2012).本研究选取强疏水性的正己烷和中疏水性的二氯甲烷(DCM)这两种不同性质的有机物作为模型污染物, 利用实验室筛选的正己烷降解菌Pseudomonas mendocina NX-1和DCM降解菌Methylobacterium rhodesianum H13强化启动BTF(Chen et al., 2014; 江宁馨等, 2017), 考察了该BTF去除正己烷和DCM混合废气的性能, 分析了去除过程的限制因素以及生物膜相组成和表面特性的变化规律, 以期为之后的研究提供参考.
2 材料与方法(Materials and methods)2.1 实验装置及流程.图 1为实验装置, 由BTF、空气压缩机、玻璃转子流量计、质量流量计、磁力搅拌器、pH自动控制系统、计量泵、不锈钢吹脱瓶、混合气瓶等组成.模拟废气中, 有机混合废气采用动态吹脱法配制, 少量空气经泵、质量流量计分别进入装有液态正己烷和DCM吹脱瓶, 产生的正己烷和DCM经不锈钢管到达混气瓶, 与空气充分混合, 经玻璃转子流量计调节流量后从塔底进入BTF内.主体BTF由总高350 mm、内径120 mm的有机玻璃制成, 装有2.7 L的填料, 填料层高度为240 mm, 填料层高度与塔比1.46:1.沿塔高方向设置1个气体采样口和1个填料取样口.实验采用气液逆流操作, 气体自塔底由下而上进入, 营养液经计量泵从储液瓶提升至塔顶向下喷淋, 喷淋速度为3.6 L·h^-1, 最后流回至储液瓶.挂膜完成后, 每天更换1/4营养液.装置设有pH自动控制系统, pH维持在6.95~7.05.
图 1(Fig. 1)

图 1 BTF工艺流程示意 (1.泵; 2.质量流量计; 3.玻璃转子流量计; 4.吹脱瓶; 5.混合瓶; 6.进气采样阀; 7.进气口; 8.营养液储液罐; 9.计量泵; 10.喷淋头; 11.出气采样口; 12.填料; 13.填料取样口; 14.pH计探头; 15.pH自控系统; 16.蠕动泵; 17.NaOH储液罐; 18.磁力搅拌器) Fig. 1Schematic diagram of the biotrickling

2.2 菌种来源降解菌菌种来源于本实验室分离和保藏的正己烷降解菌Pseudomonas mendocina NX-1(GenBank登录号:JF513150)和DCM降解菌Methylobacterium rhodesianum H13(GenBank登录号: HM245434).研究结果表明, 这两株菌分别对正己烷和DCM有高效的降解性能.
2.3 填料与营养液配制BTF中的填料选用聚氨酯小球, 该材料具有比表面积较大、机械强度较高、空隙率较大、压降小、抗老化力强的特点.聚氨酯小球平均直径约为15 mm, 孔隙率为90.8%, 动态持水量(体积分数)为6.8%.营养液采用连续喷淋的方式进入BTF, 营养液组成如下：Na₂HPO₄·12H₂O 4.5 g·L^-1、KH₂PO₄ 1.0 g·L^-1、(NH₄)₂SO₄ 2.5 g·L^-1、MgCl₂ 0.2 g·L^-1、CaCl₂ 0.023 g·L^-1、微量元素母液1 mL.微量元素母液组成为: FeCl₂ 1.0 g·L^-1、H₃BO₃ 0.014 g·L^-1、MnCl₂ 0.10 g·L^-1、ZnCl₂ 0.10 g·L^-1、Na₂MoO₄·2H₂O 0.02 g·L^-1、CoCl₂ ·6H₂O 0.02 g·L^-1
2.4 反应器接种与生物膜提取菌株NX-1、H13加入100 mL营养液在30 ℃、160 r·min^-1培养至OD₆₀₀=0.8时离心(8000 r·min^-1, 10 min)后弃去上清液后加入500 mL活性污泥中, 活性污泥取自浙江某污水处理厂曝气池, SVI值为69.672 mL·g^-1, SV30为17%, MLSS为2440 mg·L^-1, MLVSS为2000.8 mg·L^-1.以1:3的比例加入活性污泥和营养液至营养液罐, 通过循环喷淋进行挂膜.生物膜的提取采用漩涡振荡法.从生物滴滤塔中取出附有生物膜的聚氨酯小球, 在去离子水中漩涡振荡10 min.
2.5 分析方法2.5.1 气体浓度检测分析方法正己烷、DCM的质量浓度均采用Agilent6890气相色谱仪进行检测.色谱柱为HP-Innowax毛细管柱(30 m × 0.32 mm × 0.5 μm).进样口、检测器(FID)和柱温分别为230、300、80 ℃, 总流量为6.8 mL·min^-1, 分流比为1:1.氢气流量和空气流量分别为40 mL·min^-1和450 mL·min^-1.
2.5.2 EPS的提取与测定本实验采用热提法(Comte et al., 2006)提取生物滴滤塔内生物膜表面的EPS.该方法对EPS的提取率较高, 且操作简单.将提取之后的生物膜加入去离子水, 3000 r·min^-1、4 ℃离心5 min, 弃去上清液, 加入PBS(2 mmol·L^-1 Na₃PO₄、4 mmol·L^-1 NaH₂PO₄、9 mmol·L^-1 NaCl、1 mmol·L^-1 KCl, pH值为7)缓冲溶液, 放入80 ℃水浴1 h, 15000 r·min^-1、4 ℃离心20 min, 将上清液用0.45 μm滤膜过滤, 收集的滤液即为含EPS的提取液.其中多糖(PS)采用苯酚-硫酸法测定, 蛋白质(PN)采用考马斯亮蓝法测定.所提取的EPS的Zeta电位使用Malvern nano zetasizer 90进行测定.
2.5.3 生物膜表面疏水性的测定从生物滴滤塔距离进气口10 cm处取下生物膜, 添加入40 mL的Tris-HCl缓冲液(pH为7), 取20 mL直接测生物量(MLSS), 将10 mL十六烷加入到剩下的20 mL Tris-HCl缓冲液中, 一并加入分液漏斗, 均匀搅拌5 min, 静置30 min, 使油水两相分离, 将水相转移到烧杯中, 测定MLSS, 相对疏水性按照公式RH=(1－MLSS_e/MLSS_i)×100%计算(Rosenberg et al., 1980), MLSS_e为乳化后水相中的MLSS含量, MLSS_i为乳化前MLSS总量.
2.5.4 其他测定方法生物滴滤塔压降采用U型管压差计测定.生物膜形态结构采用扫描电镜观察(倪红等, 2011). MLSS作为生物膜干重, 用生物膜干重代表生物量, 用标准方法测定.
3 结果与讨论(Results and discussion)3.1 反应器启动利用正己烷降解菌NX-1和DCM降解菌H13混合活性污泥作为接种微生物强化启动反应器.为了避免因填料的吸附所造成的实验误差, 在接种之前, 预先连续通入100 mg·m^-3正己烷和DCM混合废气, 每隔24 h测定进出口的废气底物浓度, 运行一周后, 进出口底物浓度基本一致, 此时认为填料已吸附饱和.随后将降解菌NX-1与H13加入活性污泥中, 以体积比1:3的比例加入混合污泥和营养液至营养液罐, 通过循环喷淋进行挂膜, BTF的停留时间(EBRT)控制为60 s, 正己烷和DCM的进气浓度均控制在100 mg·m^-3左右.为了阐明在实验条件下同时去除不同疏水性有机物的限制因素, 将两种有机物进气浓度控制提升至300 mg·m^-3左右.
目标污染物的去除效率是衡量生物滴滤塔反应器是否启动成功的关键指标.在BTF启动阶段, 反应器对废气的去除率如图 2所示, 其中DCM去除率在挂膜25 d后达到100%, 去除负荷达到5.9 g·m^-3·h^-1.正己烷去除率在启动24 d后超过65%, 去除负荷达到4.1 g·m^-3·h^-1.随后正己烷与DCM的进气浓度提升至300 mg·m^-3. DCM在短期波动之后仍能够维持在100%;正己烷的去除率从68%下降至47%, 经过5 d后, 稳定提升至56%.在改变进气浓度第一天DCM与正己烷的去除负荷都有明显提升, 分别达到9.4 g·m^-3·h^-1和17.6 g·m^-3·h^-1.
图 2(Fig. 2)

图 2 反应器启动阶段混合废气进出口浓度和去除率 Fig. 2Concentration and removal efficiency of mixed waste gas during the startup phase of BTF

实验结果表明, 通过强化接种的BTF启动时间为25 d, 远快于之前文献的报道(陈东之等, 2015).有实验报道对于单一正己烷和DCM的去除, 在进气负荷近似的条件下其去除率能够分别达到85%(Cheng et al., 2016)和90%以上(Bailón et al., 2009), 本实验在混合气体条件下正己烷的去除率低于文献, 而DCM的去除率与文献中的研究结果一致.有研究表明通常具有较高亨利定律常数的疏水性化合物的去除会受到混合物中其他组分的抑制(Hu et al., 2015 ; Amin et al., 2017 ).若生物净化过程受到传质限制, 提高进气浓度能够增加反应的浓度梯度从而提升去除负荷; 若生物净化过程受到反应限制, 则微生物活性受限的情况下, 去除负荷则保持恒定(Cantera et al., 2016).本实验中疏水性更强的正己烷的去除过程受到传质限制, 而更亲水的DCM在这个过程中未受到传质限制的影响.
3.2 反应器稳定运行阶段停留时间会影响BTF的去除性能(Lebrero et al., 2012; Hu et al., 2016), VOCs污染的特点是浓度较低而进气量较大(Singh et al., 2010), 有文献表明, EBRT过短会导致去除效果变差, 而过长则不能充分利用系统中微生物的处理能力(Hu et al., 2016).同时为了进一步明确不同疏水性VOCs去除的限制因素, 本实验设置EBRT为60、40、20 s、以及10 s时考察进气浓度对去除效果以及去除负荷的影响, 以期找到反应器运行的最佳工况和不同疏水性VOCs的去除规律.如图 3所示, 控制进气底物浓度为300 mg·m^-3, EBRT=40 s时, 正己烷的去除率下降到48.6%, 之后恢复到50.2%左右, 去除负荷为13.5 g·m^-3·h^-1; DCM的去除率为100%, 此时去除负荷为27.2 g·m^-3·h^-1.当EBRT=20 s时, 正己烷去除率下降至29%左右, 去除负荷为16.1 g·m^-3·h^-1; DCM的去除率仍能保持在100%, 去除负荷为54.5 g·m^-3·h^-1.当EBRT=10 s时, 正己烷去除率下降至13%, 并且去除负荷下降到14.7 g·m^-3·h^-1; DCM去除率下降了15%, 去除率仍能保持在85%以上, 去除负荷为92 g·m^-3·h^-1.之后EBRT恢复至60 s, 正己烷去除率恢复至47%, 去除负荷下降为8.5 g·m^-3·h^-1; DCM去除率恢复为100%, 去除负荷下降为18.1 g·m^-3·h^-1.
图 3(Fig. 3)

图 3 不同停留时间下正己烷和DCM的去除效果 Fig. 3Removal efficiency and elimination capacity of n-hexane and DCM at different EBRTs

结果表明, 本反应器可有效去除废气中的正己烷与DCM, 两者最大去除负荷分别为16.1 g·m^-3·h^-1和92 g·m^-3·h^-1.在相同条件下, DCM的去除效果优于正己烷.在停留时间改变时, 正己烷相对于DCM的去除率下降更加明显, 这可能与水相中DCM浓度增加对微生物的毒性有关(Ye et al., 2018).正己烷的去除负荷在EBRT从60 s降低至20 s过程中有一定的提升, 这可能是随着生物量的快速增加, 使得底物的最大转化能力增加.而在继续缩短EBRT时基本维持不变, 这也表明了在较短的EBRT下传质是去除疏水性的正己烷去除的最主要的限制因素.而DCM的去除率在EBRT减少的过程中没有受到影响, 仅在EBRT=10 s时有所下降, 这是因为微生物数量不足以去除额外的DCM, 因此表明反应限制是较为亲水的DCM去除过程的最主要限制因素.
3.3 生物膜的特性3.3.1 EPS含量EPS是生物膜的重要组成部分, 占生物膜总重量的50%~80%, 同时也是生物间相互粘附及微生物在填料表面附着的介质(Tourney et al., 2014), 对生物膜的形成有促进作用(Shi et al., 2017).EPS由细胞分泌, 并分布在细胞表面, 其含量和成分决定生物膜相的疏水性, 黏度等特性, 从而影响反应器的性能.蛋白质和多糖是EPS最重要的两大成分(D′abzac et al., 2010).在BTF运行过程中, 生物膜EPS的主要成分变化如图 4所示.随着反应器的运行, 胞外蛋白的分泌量逐渐增加, 运行至120 d时其分泌量达到16.3 mg·g^-1, 是运行初期(10 d)的2.7倍; 生物膜中多糖分泌量在运行期间略微下降, 在第120 d时下降至17.1 mg·g^-1.蛋白质与多糖的比值(PN/PS)在反应器运行过程中不断增加, 该比值从运行初期的0.28增加至后期的(120 d)的0.96.有研究表明, 胞外蛋白质在生物膜中起着重要作用(More et al., 2014).蛋白质分子比多糖更容易与金属离子通过静电作用键合(Dignac et al., 1998), 而在EPS降解过程中多糖比蛋白更容易被利用(Zhang et al., 2003).在反应器运行最后阶段, 胞外蛋白分泌量进一步增加也可能是造成其性能下降的原因.结果表明, 胞外蛋白含量的增加能够促进反应体系填料上生物膜的形成、保持生物膜结构稳定.
图 4(Fig. 4)

图 4 生物滴滤塔运行过程生物膜EPS中蛋白质、多糖及蛋白/多糖比值的变化 Fig. 4Changes of protein, polysaccharide and PN/PS values in EPS of the biofilm during the operation of BTF

3.3.2 生物膜表面相对疏水性生物膜表面相对疏水性的大小影响BTF的稳定程度, 疏水性越大, 微生物越容易粘附、聚集(Hong et al., 2019), 从而形成稳定的生物膜.本实验中生物膜表面疏水性的变化通过对十六烷的附着程度表示.结果如图 5a所示.生物膜的形成及反应器运行伴随着生物表面疏水性的增加, 在运行初期(10 d)表面相对疏水性约为21%, 运行至后期(120 d)表面疏水性增加至66%左右.有文献报道, 随着疏水性的提高, 胞外多聚物在填料表面与生物膜之间介导, 最终形成稳定的内聚结构和三维网络(Flemming et al., 2010), 这说明了生物膜的形成与疏水性的增加密切相关.先前的研究还表明, 疏水性的VOC更容易附着在更高相对疏水性的生物膜表面, 同样, 底物被吸附到生物膜表面也是其去除的关键步骤(Zhang et al., 2010), 因此生物膜表面相对疏水性的增加从而提升了疏水性VOC的去除效果.生物膜也会在不同状况下切换亲水或疏水表型以响应环境压力(Bujdáková et al., 2013), 其中环境压力最重要的因素为底物性质差异, 生物膜表面在应对不同性质底物时会展现出不同程度的疏水性(Wang et al., 2019).这也可能是生物滴滤塔内各个组分去除效率存在差异的重要原因.
图 5(Fig. 5)

图 5 生物膜相对疏水性的变化(a)及生物膜相对疏水性与EPS中PN/PS的相关关系(b) Fig. 5Evolution in the relative hydrophobicity of the biofilm(a) and relationship between the relative hydrophobicity of the biofilm and PN/PS in EPS(b)

图 5b显示了PN/PS比值变化与生物膜表面相对疏水性的相关关系.在反应器运行期间, 生物膜表面相对疏水性与EPS中PN/PS呈现正相关, 相关系数达到96%, 生物膜表面疏水性随着PN/PS的比值增加而增加.有研究报道胞外蛋白中非极性基团表现为疏水性, 其含量增加使得生物膜表面相对疏水性增加(Wang et al., 2018).
BTF中生物膜表面特征发生了显著变化, EPS可以通过改变Zeta电位改变来改变生物膜表面电荷密度, EPS的Zeta电位随反应器运行的变化如图 6所示.在第20 d, EPS的Zeta电位为-12.7 mV, 随着反应器的运行, EPS的电荷变得越来越少.在第90 d, 这个数值变为了-9.2 mV.一种可能的解释是BTF在运行期间EPS中蛋白质浓度增加, EPS组分中存在更高含量的碱性氨基酸蛋白产生更高的正电荷中和来自羧基和磷酸基团的某些负电荷, 因此降低了EPS的Zeta电位(Wang et al., 2014).此外, EPS附着在细胞表面会降低细胞表面的负电荷, 促进了生物膜的形成和生物在填料上的积累(Tsuneda et al., 2003), 这可能是维持生物膜稳定性的原因.
图 6(Fig. 6)

图 6 生物滴滤塔运行过程生物膜的Zeta电位变化 Fig. 6Changes of Zeta potential of biofilm during the operation of BTF

3.4 压降和生物量气体流速在底物从气相到生物膜相的传质速率中起重要作用, 在低气速条件下气膜受到的传质阻力会增加(Kim et al., 2005).压降与BTF的运行成本和稳定性密切相关, 并且主要由气体流速和BTF空隙率(取决于生物量)决定.普遍认为, 生物滴滤塔单位高度压降ΔP与气体表观流速V的关系符合Forcheimer方程：

(1)

式中, a, b和c为常数; V是气体表观流速.
图 7a显示了压降与气体表观流速之间的关系.当气速为0.005 ~0.017 m·s^-1(对应的EBRT为20~60 s)时, ΔP由160 Pa升高至380 Pa.与模拟结果吻合, 并且在整个实验过程中压降并没有急剧增加, 表明BTF有一定的稳定性.
图 7(Fig. 7)

图 7 生物滴滤塔压降与气体表观流速V的关系曲线(a)及生物滴滤塔长期运行过程中的生物量(b) Fig. 7The pressure drop-V observed across the BTF(a) and biomass accumulation in long-term BTF(b)

生物滴滤塔中填料所含生物量是评价反应器性能的重要参数之一.图 7b表明该体系中生物量积累情况.随着反应器的运行, BTF内生物量由初期(10 d)的10.2 mg·g^-1增加到后期(120 d)40.1 mg·g^-1.在90 d之后填料上微生物的生长与脱落维持动态平衡, 生物量基本保持不变, 老化的生物膜随营养液的更换而排出.
3.5 扫描电镜分析为了观察稳定运行后填料层中微生物的形态及分布情况, 取中层填料进行扫描电镜(SEM)分析, 结果如图 8所示.图 8a是放大500倍的情况下, 观察得知生物膜上的微生物分布较为均匀, 厚度基本一致, 长势良好并且没有出现生物膜过度生长的情况.从图 8b中可以看到所产生的胞外多聚物将菌结合起来形成菌胶团, 并且各个胶团之间存在着缝隙, 有助于营养物质或有机组分进入, 使得废气得以净化.微生物以杆菌和球菌居多, 这与接种的NX-1和H13形态一致, 这也在一定程度说明了所接种的高效降解菌有较强的环境适应能力, 能够保证目标污染物的高效去除.
图 8(Fig. 8)

图 8 生物滴滤塔挂膜后填料表面微生物形态SEM图(a.放大500倍的填料表面;b.放大5000倍下的填料表面) Fig. 8SEM images of carriers after biofilm formation of BTF

4 结论(Conclusions)1) 正己烷降解菌Pseudomonas mendocina NX-1和DCM降解菌Methylobacterium rhodesianum H13的添加可以有效缩短BTF启动时间, 在正己烷和DCM进口浓度均为100 mg·m^-3, EBRT=60 s的条件下, 运行25 d可完成挂膜.
2) 高效降解菌强化的BTF能够有效净化正己烷和DCM混合废气, 对DCM去除效率更高.当EBRT=60 s时, 二者去除率分别为65%和100%.而当EBRT=10 s时, 二者去除率分别下降至13%和85%.正己烷和DCM的最大去除负荷分别为16.1 g·m^-3·h^-1和92.0 g·m^-3·h^-1.
3) 微生物同时去除不同疏水性的VOC时, 强疏水性的正己烷受到的主要是传质过程限制, 而亲水的DCM则主要受到反应过程限制.
4) 在该反应体系中生物膜胞外蛋白分泌量在运行过程中呈逐渐增加的趋势, 多糖含量有小幅下降但相较于蛋白并不显著.在第120 d胞外蛋白和多糖含量分别为16.3 mg·g^-1和17.1 mg·g^-1.
5) 反应体系长期运行过程中表面相对疏水性增加, 而EPS电负性逐渐降低.并预测了不同条件下压降随着生物量和进气量的变化规律.

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