生物滴滤法净化挥发性有机物（VOCs）是有机废气治理领域的新兴技术,而反应器生物膜中微生物的特性与反应器的操作运行参数对生物系统的稳定运行与有机物的高效净化有着重要的影响。本论文以甲苯气体作为唯一碳源,在筛选出高效降解甲苯菌种的基础上,系统地研究了生物滴滤器净化甲苯过程中中间产物的形成与积累机制及气流配置方式对系统净化性能、运行稳定性与种群结构的影响,并深入探讨了微生物对甲苯及中间代谢产物的趋化性反应与滴滤器净化过程的内在关系,取得了以下的主要结果:以焦化废水活性污泥为菌源,甲苯为唯一碳源进行递进式诱导驯化,筛选得到3株甲苯高效降解菌株:Pseudomonas putida,Gordonia sp.和Ochrobactrum sp.。通过对菌株Pseudomonas putida降解甲苯的序批式实验和生物滴滤器净化甲苯废气试验的研究表明:生物降解甲苯过程中有邻苯二酚等中间产物积累,在试验条件下,邻苯二酚最大累积量可达0.045 mg·L^-1。但当停止向生物反应体系供给甲苯气体时,体系中积累的邻苯二酚在5¹0 h内可以完全矿化。基于生物降解甲苯过程与降解甲苯代谢中间产物过程的分离,并从中间产物的积累对酶的抑制作用出发,建立了甲苯消耗动力学和细胞生长动力学模型。采用双向流交替进气（FDS）方式,对生物滴滤器内的微生物种群进行选择,构建净化有机废气的高效生物滴滤新工艺。通过生物滴滤系统进气方式改变的平行对比试验研究表明:与单向进气（UF）运行方式相比,FDS运行方式可以显著提高滴滤器最大去除能力与停运恢复能力。FDS系统对甲苯的最大去除能力为480 g·m^-3·h^-1,且停运48 h后,经3⁴ h系统就可以恢复稳定;而UF系统对甲苯的最大去除能力为410 g·m^-3·h^-1,停运48 h后,需要9¹0 h才能恢复稳定。通过对FDS生物滴滤器中微生物群落的代谢特征研究表明: FDS运行模式下,可通过生物选择作用显著提高生物膜群落代谢活性、功能多样性和分布均匀程度,从而提高系统去除能力与稳定性。FDS系统出气段最高AWCD（每孔溶液平均吸光度）值、Mdntonch指数分别比UF系统高出46.8%和31.5%。考察了菌株Gordonia sp.和Ochrobactrum sp.对甲苯和邻苯二酚的趋化现象,结果表明:细菌对疏水性底物和中间产物的趋化作用可推动生物膜的形成,增强相间传质推动力和生物降解效果。建立了“固液相主动吸附-生物降解”生物膜理论与稳态条件下生物滴滤器净化苯系有机气体的动力学模型,利用该模型成功预测了不同进口浓度,床层体积与运行温度下的净化性能,模型计算值与实验测试值具有较好的一致性。该论文有图75幅,表21个,参考文献174篇。