CN114177746A - 等离子体-生物转鼓耦合反应器及其处理VOCs的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种等离子体‑生物转鼓耦合反应器。该反应器包括依次相邻的进气模块、等离子电降解模块和生物处理模块。进气模块用于向等离子电降解模块输入被处理气体。所述的等离子电降解模块包括介质阻挡放电反应器。介质阻挡放电反应器具有一个或多个放电通道。生物处理模块包括喷淋吸收塔、生物转鼓反应池、营养液储罐。喷淋吸收塔的进气口与介质阻挡放电反应器的输出口连接。本发明使用介质阻挡放电等离子体反应器作为生物转鼓反应器的预处理单元，在等离子电降解模块中采用反向传播人工神经网络模型调控等离子体产生的高能活性物质，提高难降解VOCs的可生化性，减少液膜传质阻力。
Description
技术领域
本发明属于挥发性有机物(VOCs)处理技术领域，具体涉及一种等离子体-生物转鼓 耦合反应器处理VOCs的方法及装置。
背景技术
工业和农业排放的挥发性有机物(VOCs)是空气污染的重要来源。VOCs是强挥发、有刺激性气味、有毒的有机气体，部分已被列为致癌物。人们关注的VOCs主要来自人为 排放源，这些工业主要包括石油化工行业、制药行业、涂装行业以及印刷行业等。VOCs 不仅是气溶胶、光化学烟雾以及臭氧的前体；同时也会对人体产生极大的危害，长期接触 会导致许多人类疾病，包括癌症、心血管疾病和其他一些潜在的疾病。近几年，我国对于 挥发性有机物的治理工作越发重视，由于这一类化合物的成分复杂，排放量极大，因此， 处理难度比较高。目前VOCs治理因技术受限仍存在大量VOCs排放超标、处理能耗大 和运行成本高的情况，从碳足迹、碳减排角度来说不符合未来低碳社会的要求。
目前，VOCs处理技术主要分为两大类：回收技术和销毁技术。对于较高浓度或具有较大回收价值的VOCs通常采用回收技术加以循环利用，回收技术主要包括吸收法、吸附法、冷凝法以及膜分离；而中低浓度、气体组分复杂、利用价值低的VOCs气体则通常采 用销毁技术来进行破坏性消除，如燃烧法、催化氧化、生物降解以及等离子体法等。在实 际应用中，每种处理技术都有其优缺点，且不同行业产生的VOCs成分、浓度、气量存在 差异，故不存在通用的末端处理技术，而应根据实际情况来选择一种或多种合适的处理技 术应用，以此来达到最佳的VOCs去除效果及最高的能效利用率。此外，人们发现单一的 治理技术难以满足日渐严格的VOCs排放法规，因此联合治理技术逐渐走入人们的视线。 开发有效、经济的VOCs减排技术势在必行。
生物降解技术最早应用于脱臭，近年来逐渐发展成为VOCs的新型污染控制技术。生 物降解技术利用微生物的代谢作用将污染物降解转化为无毒无害的最终物质，为废气的高 效净化提供了绿色可行的途径。在废气生物处理过程中，根据VOCs成分、浓度及气量的 不同，选择其适合的有效生物净化系统来进行工业有机废气的处理是至关重要的。可将生 物法工艺分为生物洗涤塔，生物滴滤塔，生物过滤塔三种类型。对于可生物降解的有机气 体来说要选择合适的生物工艺进行处理。当前，污染负荷、养分和生物量等分布不均问题 一直困扰着生物处理系统的稳定运行。为解决此类问题，生物转盘技术作为一种生物反应 器最早出现于1900年，并于1954年应用于废水处理领域，我国于1972年开始对生物转盘进行研究。2002年，辛辛那提大学首次提出“生物转鼓”的新概念，将生物滤床的填料固 定在转盘上，轴向两端封闭，构成一个“转鼓”，废水用营养液替代，气态污染物从转鼓 的外面透过填料层，进入内轴空间，由轴向排气管排出，完成一次气态污染物的净化。转 鼓每转一圈，填料层经历一次与营养液充分接触的机会，以维持“固定生物”高效分解污 染物的“生物活性”。通过查阅文献资料，我国将生物转盘技术应用于净化VOCs的研究 起步较晚，技术基础薄弱，还存在技术瓶颈，尚不能满足企业目前的治理需求。等离子体 法去除VOCs具有装置简单、可在常温常压下运行等优点。因此，本装置将等离子体法处 理VOCs作为生物转鼓法处理VOCs的预处理步骤。
本装置以介质阻挡放电等离子体(DBD)反应器作为转鼓生物反应器预处理单元，开 展等离子体诊断研究，提升DBD-RDB反应器耦合性能。为了攻克传统生物反应器中VOCs低水溶性及低传质效率等缺陷，通过反向传播人工神经网络(BP-ANN)模型调控等离子 体放电产生的高能活性物质，优化等离子体与生物转鼓的匹配，提高等离子体-生物转鼓集成技术对目标污染物的可生化性和气液传质效率。采用BIOLOGECO平板技术分析微生物 在DBD单元产物的生物毒性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便、VOCs处理效率高的等离子体-生物 转鼓耦合反应器，本装置基于反向传播人工神经网络(BP-ANN)模型调控DBD单元参数，为后续生物转鼓处理VOCs优化条件。本发明还提供了利用上述装置进行废气处理的工艺。
本发明一种等离子体-生物转鼓耦合反应器，包括依次相邻的进气模块、等离子电降解 模块和生物处理模块。进气模块用于向等离子电降解模块输入被处理气体。所述的等离子 电降解模块包括介质阻挡放电反应器。介质阻挡放电反应器具有一个或多个放电通道。放 电通道包括高压电极，以及同轴套置在一起的内石英管和外石英管。高压电极位于内石英 管的内侧，并与电源连接。内石英管与外石英管之间形成放电间隙。
所述的生物处理模块包括喷淋吸收塔、生物转鼓反应池、营养液储罐。喷淋吸收塔的 进气口与介质阻挡放电反应器的输出口连接。营养液储罐与喷淋吸收塔之间形成第一营养 液循环回路，使得营养液储罐中的营养液能够在喷淋吸收塔中进行喷淋。生物转鼓反应池 上的生物处理进气口与喷淋吸收塔的出气口连接。生物转鼓反应池的内腔中支承有生物转 鼓。生物转鼓由动力元件驱动旋转。营养液储罐与生物转鼓反应池之间形成第二营养液循 环回路，进行生物转鼓反应池中营养液的循环更新。
作为优选，所述的进气模块包括进气泵、湿度罐和混气罐。进气泵共有三个。第一个 进气泵的进气口与氧气提供设备连接。第二、三个进气泵的进气口与外界环境连接。第一 个进气泵的出气口直接连接到混气罐。第二、三个进气泵的出气口各自通过一个湿度罐连 接到混气罐。两个湿度罐中分别存储有被处理污染物、水。空气通入装有被处理污染物的 湿度罐后，携带VOCs气体进入混气罐。空气通入装有水的湿度罐后，携带水蒸气进入混气罐中。三个进气泵与混气罐之间均设置有质量流量计。
作为优选，所述的放电通道共有四个。四个放电通道并排设置。所述的高压电极采用 不锈钢铁棒。内石英管与外石英管之间的放电间隙的宽度为2mm。
作为优选，所述等离子电降解模块在工作过程中的四个工作参数通过神经网络模型进 行调控，该四个放电参数分别为输入污染物浓度、气体流速、相对湿度和放电电压。该调 控的具体过程如下：首先，将等离子电降解模块调节至不同大小的工作参数，并分别进行 VOCs降解，记录不同工作参数下的三个输出参数。三个输出参数分别为VOCs降解率、 臭氧浓度以及CO2转化率。构建以四个放电参数为输入变量，三个输出参数为输出变量的 神经网络。以三个输出变量作为期望，对四个输入变量进行网格搜索，预测出在不同的四 个放电参数下对应的VOCs降解率、臭氧浓度和CO2转化率，选取最符合期望的VOCs转 化率、臭氧浓度和CO2转化率，及其对应的四个放电参数。
作为优选，VOCs降解率、臭氧浓度以及CO2转化率的期望值根据其对应的混合废气输入生物处理模块后微生物的群落结构变化情况确定，使得等离子电降解模块输出的混合废气对微生物的生物毒性较小。
作为优选，所述的生物处理模块还包括pH调节泵和酸碱液储罐。营养液储罐上的pH 调节口与酸碱液储罐的输出口通过通断阀和pH调节泵连接。营养液储罐和酸碱液储罐均 采用不锈钢材质，且内部设置有搅拌装置。所述喷淋吸收塔的进气口高于回流口，且比喷 淋吸收塔的内腔底面高8cm。所述生物转鼓反应池的顶部设置有能够开启的换料盖，用以 更换生物转鼓中的填料。
作为优选，生物转鼓中的填料竹炭纤维基生物填料，其装填体积为转鼓空间的50％～80％。生物转鼓中的菌剂采用碳基纳米复合材料制备的复合功能强化菌剂。
作为优选，所述生物转鼓反应池的底部设置有与生物转鼓反应池的内腔隔开的循环水 隔层。循环水隔层的内腔与水温可控的水源通过循环进口和循环水出口连接。通过向循环 水隔层输送不同温度的水来为生物转鼓反应池提供满足微生物生长要求的温度环境。
作为优选，所述混气罐的输出口、等离子电降解模块的输出口、喷淋吸收塔的出气口 均引出有连接到排放管道的紧急排放管道。各紧急排放管道均通过一个或多个通断阀封闭； 当发生故障时，通过开启紧急排放管道对应的通断阀来进行紧急外排。
该等离子体-生物转鼓耦合反应器处理VOCs的方法，具体如下：
步骤一、通过进气模块向介质阻挡放电反应器通入VOCs。介质阻挡放电反应器通电 后进行放电产生等离子体，等离子体对输入的VOCs进行降解。
步骤二、从介质阻挡放电反应器输出的混合废气从底部进入喷淋吸收塔。营养液储罐 中的营养液在循环泵的作用下注入到喷淋吸收塔中进行喷淋，吸收由于放电产生的臭氧。
步骤三、从喷淋吸收塔输出的混合废气进入到生物转鼓反应池。营养液储罐中的营养 液注入生物转鼓反应池中为生物转鼓的微生物提供养分。在生物转鼓进行生物处理的过程 中，生物转鼓反应池内营养液淹没生物转鼓高度的50％～60％。
当混合废气进入生物转鼓反应池中时，生物转鼓中的微生物对混合废气进一步降解。 穿过生物转鼓的混合废气从生物处理输出口向外输出。
本发明具有的有益效果在于：
1、本发明使用介质阻挡放电等离子体反应器作为生物转鼓反应器的预处理单元，在等 离子电降解模块中采用反向传播人工神经网络模型调控等离子体产生的高能活性物质，提 高难降解VOCs的可生化性，减少液膜传质阻力。
2、本发明采用BIOLOGECO平板技术分析微生物在等离子电降解模块产物下群落结构的变化，评估等离子电降解模块产物的生物毒性。
3、本发明在等离子电降解模块后设置吸收塔以吸收等离子体主要的副产物臭氧，减少 臭氧对后续生物处理VOCs的影响。
4、本发明使用四通道管式反应器，四个反应器可以同时处理气体，实现大气量VOCs 的同时处理。
5、本发明在生物转鼓反应池的底部设置有循环水槽，连接冷暖水槽设置一定的温度为 反应池内部微生物提供合适的生长环境。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明中生物转鼓反应池的内部结构示意图；
图3为本发明中生物转鼓反应池的侧面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种等离子体-生物转鼓耦合反应器，包括进气模块、等离子电降解模块 和生物处理模块。进气模块包括进气泵、湿度罐1和混气罐2。进气泵共有三个。第一个进气泵的进气口与氧气提供设备通过通断阀连接。第二、三个进气泵的进气口与外界环境通过通断阀连接。第一个进气泵的出气口直接连接到混气罐2。第二、三个进气泵的出气 口各自通过一个湿度罐1连接到混气罐2。两个湿度罐1中分别存储有被处理污染物、水。 空气通入装有被处理污染物的湿度罐1后，携带VOCs气体进入混气罐2。空气通入装有 水的湿度罐1后，携带水蒸气进入混气罐2中，为后续降解反应提供水。三个进气泵与混 气罐之间均设置有质量流量计。三个质量流量计的量程分别为10mL/min、500mL/min、 10L/min。
等离子电降解模块包括介质阻挡放电反应器3和高压电源4。介质阻挡放电反应器3 的输入口与混气罐2的输出口连接。介质阻挡放电反应器3共有四个放电通道。放电通道包括高压电极，以及同轴套置在一起的内石英管和外石英管。采用不锈钢铁棒的高压电极插在内石英管中。气体从内石英管与外石英管的放电间隙中流过，其放电间隙为2mm；内 石英管长度为500mm外径10mm，内径7mm；外石英管长度为400mm，外径25mm，内 径14mm。
等离子电降解模块在工作过程中的四个工作参数通过人工神经网络模型进行调控，该 四个放电参数分别为输入污染物浓度、气体流速、相对湿度和放电电压。该调控的具体过 程如下：首先，将等离子电降解模块多次调节至不同大小的工作参数，并进行VOCs降解， 并记录不同工作参数下的三个输出参数。三个输出参数分别为VOCs降解率、臭氧浓度以 及CO2转化率。构建以四个放电参数为输入变量，三个输出参数为输出变量的神经网络。以三个输出变量作为期望，对四个输入变量进行网格搜索，预测出在不同的四个放电参数下对应的VOCs降解率、臭氧浓度和CO2转化率，从预测出的各组输出变量中选取最符合 期望的VOCs转化率、臭氧浓度和CO2转化率，及其对应的四个放电参数。根据模拟得到 的放电参数进行实验，为后续生物转鼓降解VOCs奠定基础。本发明中人工神经网络模型 可根据生物转鼓所需达到的结果反向调控等离子体放电单元。VOCs降解率、臭氧浓度以 及CO2转化率的期望值根据其对应的混合废气输入生物处理模块后微生物的群落结构变化 情况确定，群落结构变化情况通过BIOLOGECO平板技术获得，从而使得等离子电降解 模块降解VOCs的同时减小其副产物的生物毒性。
生物处理模块包括喷淋吸收塔5、生物转鼓反应池6、循环泵7、进口泵8、出口泵9、pH调节泵10、营养液储罐11和酸碱液储罐12。喷淋吸收塔5的底部开设有进气口和回流 口，顶部开设有喷淋口和出气口。喷淋吸收塔5的进气口高于回流口，且比喷淋吸收塔5 的内腔底面高8cm，能够防止喷淋到营养液倒流入气体管道。喷淋吸收塔5的进气口与介 质阻挡放电反应器3的输出口通过阀门连接。营养液储罐11的第一出液口与喷淋吸收塔5 的喷淋口通过循环泵连接。营养液储罐11的第一回液口与喷淋吸收塔5的回流口通过通断 阀连接，形成第一个营养液循环，该循环用于将营养液喷淋到喷淋吸收塔5中吸收介质阻 挡放电反应器3输出气体中的臭氧。营养液储罐11上的pH调节口与酸碱液储罐12的输 出口通过通断阀和pH调节泵10连接，实现对营养液储罐11内部营养液pH值的调节。营 养液储罐11和酸碱液储罐12均采用不锈钢材质，且内部中设置有搅拌装置，用以保证液 体内部物质均匀分布。
如图2和3所示，生物转鼓反应池6的顶部设置有能够开启的换料盖19，用以更换生物转鼓20中的填料。生物转鼓20中的填料采用具有强附着性、亲水性、生物相容性和能 快速成膜的新型竹炭纤维基生物填料，其装填体积为转鼓空间的50％～80％。生物转鼓20 中的菌剂采用碳基纳米复合材料制备的复合功能强化菌剂。生物转鼓反应池6内腔的中部 支承有生物转鼓20。生物转鼓反应池6的外侧安装有转鼓电机23。生物转鼓20和转鼓电 机23的输出轴上均固定有带轮。两个带轮通过传输带22连接，实现生物转鼓20的旋转驱 动。
生物转鼓反应池6的顶部开设有生物处理进气口16，侧部开设有连接到生物转鼓20 内部的生物处理输出口15，以及连接到生物转鼓20的填料的营养液进口14。生物转鼓反应池6的底部开设有营养液回流口13。生物转鼓反应池6的底部设置有与生物转鼓反应池 6的内腔隔开的循环水隔层18。循环水隔层18的内腔与恒温水源通过循环进口17和循环 水出口21连接。通过向循环水隔层18输送不同温度的水来为生物转鼓反应池6提供恒温 环境，为内部微生物生长提供有利条件。生物转鼓反应池6的各侧板均采用透明材质，以 便于观察内部运行情况。
营养液储罐11的第二出液口与生物转鼓反应池6的营养液进口14通过进口泵8连接。 营养液储罐11的第二回液口与生物转鼓反应池6的营养液回流口13通过通断阀和出口泵 9连接，形成第二个营养液循环，该循环向生物转鼓反应池6中不断供给微生物生长所需的营养物质。生物转鼓反应池6的生物处理进气口16与喷淋吸收塔5的出气口连接。生物 转鼓反应池6的生物处理输出口15通过阀门与排放管道连接。
混气罐2的输出口、介质阻挡放电反应器3的输出口、喷淋吸收塔5的出气口均引出有连接到排放管道的紧急排放管道。各紧急排放管道均通过一个或多个通断阀封闭；当反应器发生故障时，通过开启紧急排放管道中的通断阀来实现混合废气的紧急外排，避免废气聚集导致的安全隐患。
该等离子体-生物转鼓耦合反应器处理VOCs的方法，具体如下：
步骤一、通过向进气模块通入氧气和空气，使得氧气、水蒸气和VOCs通过鼓泡进入混气罐2中混合，形成混合废气。混合废气通入到介质阻挡放电反应器3的各个放电通道中。介质阻挡放电反应器3在高压电源4的作用下对输入的混合废气进行放电产生等离子体，等离子体对混合废气中的VOCs进行降解。在等离子体处理中，四通道的介质阻挡反 应器均配有转子流量计调节气体流量均匀分布。
步骤二、从介质阻挡放电反应器3输出的混合废气从底部的进气口进入喷淋吸收塔5。 循环泵7持续将营养液储罐11中的营养液注入到喷淋吸收塔5中，对混合废气进行喷淋， 吸收混合废气中由于放电产生的臭氧。
步骤三、从喷淋吸收塔5输出的混合废气进入到生物转鼓反应池6。进口泵8持续将营养液储罐9中的营养液打入生物转鼓反应池6中；出口泵9持续将生物转鼓反应池6中 的营养液输送回营养液储罐11中，实现营养液的循环使用。在生物转鼓进行生物处理的过 程中，生物转鼓反应池6内营养液的液位控制在淹没生物转鼓高度的50％～60％的状态。同时，营养液储罐11内营养液的pH值通过pH调节泵10抽取酸碱液储罐12中的酸碱调节 溶液进行控制。
当混合废气进入生物转鼓反应池6中时，生物转鼓20中的微生物对混合废气进一步降 解。穿过生物转鼓20的混合废气从生物处理输出口15向外输出。同时，恒温水源为循环 水隔层18持续提供恒温水，使得生物转鼓反应池6内的温度保持在微生物最适宜的数值。
以下结合具体的VOCs对本发明的处理效果进行试验，具体如下述两个实施例：
实施例1
VOCs气体依次通过湿度罐、混气罐、介质阻挡放电反应器和臭氧分析仪后，进入生物转鼓反应池进行进一步降解，之后实现达标排放。
利用所述等离子体-生物转鼓耦合工艺对某制药厂产生VOCs进行处理，工艺流程如具 体实施方案中所述，实验前，废气中二氯甲烷的含量为2429mg/m3。具体操作条件为：四 个双介质阻挡放电反应器平行放置，其放电区域长度20cm，放电间隙2mm，总进气流量为4L/min，放电电压为20kV，总输入功率360W；生物转鼓内采用MBBR悬浮填料，填 料体积装填率为70％。经过等离子体降解之后，二氯甲烷含量为1311mg/m3，最终经过生 物转鼓处理后的废气中二氯甲烷的去除率达93％。
实施例2
按照实施例1所述的条件和步骤，不同之处在于：仅使用单通道介质阻挡放电反应器 进行工作，总输入功率为360W，气体与等离子体反应器接触时间为0.3s；生物转鼓内采用悬浮纤维球填料，填料体积装填率为60％。
取与实施例1中相同的废气进行实验，经过等离子体反应器降解后废气中二氯甲烷的 去除率仅为40％。
Claims (10)
1.一种等离子体-生物转鼓耦合反应器，其特征在于：包括依次相邻的进气模块、等离子电降解模块和生物处理模块；进气模块用于向等离子电降解模块输入被处理气体；所述的等离子电降解模块包括介质阻挡放电反应器(3)；介质阻挡放电反应器(3)具有一个或多个放电通道；放电通道包括高压电极，以及同轴套置在一起的内石英管和外石英管；高压电极位于内石英管的内侧，并与电源连接；内石英管与外石英管之间形成放电间隙；
所述的生物处理模块包括喷淋吸收塔(5)、生物转鼓反应池(6)、营养液储罐(11)；喷淋吸收塔(5)的进气口与介质阻挡放电反应器(3)的输出口连接；营养液储罐(11)与喷淋吸收塔(5)之间形成第一营养液循环回路，使得营养液储罐(11)中的营养液能够在喷淋吸收塔(5)中进行喷淋；生物转鼓反应池(6)上的生物处理进气口(16)与喷淋吸收塔(5)的出气口连接；生物转鼓反应池(6)的内腔中支承有生物转鼓(20)；生物转鼓(20)由动力元件驱动旋转；营养液储罐(11)与生物转鼓反应池(6)之间形成第二营养液循环回路，进行生物转鼓反应池(6)中营养液的循环更新。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体-生物转鼓耦合反应器，其特征在于：所述的进气模块包括进气泵、湿度罐(1)和混气罐(2)；进气泵共有三个；第一个进气泵的进气口与氧气提供设备连接；第二、三个进气泵的进气口与外界环境连接；第一个进气泵的出气口直接连接到混气罐(2)；第二、三个进气泵的出气口各自通过一个湿度罐(1)连接到混气罐(2)；两个湿度罐(1)中分别存储有被处理污染物、水；空气通入装有被处理污染物的湿度罐(1)后，携带VOCs气体进入混气罐(2)；空气通入装有水的湿度罐(1)后，携带水蒸气进入混气罐(2)中；三个进气泵与混气罐之间均设置有质量流量计。
3.根据权利要求1所述的一种等离子体-生物转鼓耦合反应器，其特征在于：所述的放电通道共有四个；四个放电通道并排设置；所述的高压电极采用不锈钢铁棒；内石英管与外石英管之间的放电间隙的宽度为2mm。
4.根据权利要求1所述的一种等离子体-生物转鼓耦合反应器，其特征在于：所述等离子电降解模块在工作过程中的四个工作参数通过神经网络模型进行调控，该四个放电参数分别为输入污染物浓度、气体流速、相对湿度和放电电压；该调控的具体过程如下：首先，将等离子电降解模块调节至不同大小的工作参数，并分别进行VOCs降解，记录不同工作参数下的三个输出参数；三个输出参数分别为VOCs降解率、臭氧浓度以及CO2转化率；构建以四个放电参数为输入变量，三个输出参数为输出变量的神经网络；以三个输出变量作为期望，对四个输入变量进行网格搜索，预测出在不同的四个放电参数下对应的VOCs降解率、臭氧浓度和CO2转化率，选取最符合期望的VOCs转化率、臭氧浓度和CO2转化率，及其对应的四个放电参数。
5.根据权利要求4所述的一种等离子体-生物转鼓耦合反应器，其特征在于：VOCs降解率、臭氧浓度以及CO2转化率的期望值根据其对应的混合废气输入生物处理模块后微生物的群落结构变化情况确定，使得等离子电降解模块输出的混合废气对微生物的生物毒性较小。
6.根据权利要求1所述的一种等离子体-生物转鼓耦合反应器，其特征在于：所述的生物处理模块还包括pH调节泵(10)和酸碱液储罐(12)；营养液储罐(11)上的pH调节口与酸碱液储罐(12)的输出口通过通断阀和pH调节泵(10)连接；营养液储罐(11)和酸碱液储罐(12)均采用不锈钢材质，且内部设置有搅拌装置；所述喷淋吸收塔(5)的进气口高于回流口，且比喷淋吸收塔(5)的内腔底面高8cm；所述生物转鼓反应池(6)的顶部设置有能够开启的换料盖(19)，用以更换生物转鼓(20)中的填料。
7.根据权利要求1所述的一种等离子体-生物转鼓耦合反应器，其特征在于：生物转鼓(20)中的填料竹炭纤维基生物填料，其装填体积为转鼓空间的50％～80％；生物转鼓(20)中的菌剂采用碳基纳米复合材料制备的复合功能强化菌剂。
8.根据权利要求1所述的一种等离子体-生物转鼓耦合反应器，其特征在于：所述生物转鼓反应池(6)的底部设置有与生物转鼓反应池(6)的内腔隔开的循环水隔层(18)；循环水隔层(18)的内腔与水温可控的水源通过循环进口(17)和循环水出口(21)连接；通过向循环水隔层(18)输送不同温度的水来为生物转鼓反应池(6)提供满足微生物生长要求的温度环境。
9.根据权利要求1所述的一种等离子体-生物转鼓耦合反应器，其特征在于：所述混气罐(2)的输出口、等离子电降解模块的输出口、喷淋吸收塔(5)的出气口均引出有连接到排放管道的紧急排放管道；各紧急排放管道均通过一个或多个通断阀封闭；当发生故障时，通过开启紧急排放管道对应的通断阀来进行紧急外排。
10.如权利要求1所述的一种等离子体-生物转鼓耦合反应器处理VOCs的方法，其特征在于：步骤一、通过进气模块向介质阻挡放电反应器(3)通入VOCs；介质阻挡放电反应器(3)通电后进行放电产生等离子体，等离子体对输入的VOCs进行降解；
步骤二、从介质阻挡放电反应器(3)输出的混合废气从底部进入喷淋吸收塔(5)；营养液储罐(11)中的营养液在循环泵(7)的作用下注入到喷淋吸收塔(5)中进行喷淋，吸收由于放电产生的臭氧；
步骤三、从喷淋吸收塔(5)输出的混合废气进入到生物转鼓反应池(6)；营养液储罐(9)中的营养液注入生物转鼓反应池(6)中为生物转鼓的微生物提供养分；在生物转鼓进行生物处理的过程中，生物转鼓反应池(6)内营养液淹没生物转鼓高度的50％～60％；
当混合废气进入生物转鼓反应池(6)中时，生物转鼓(20)中的微生物对混合废气进一步降解；穿过生物转鼓(20)的混合废气从生物处理输出口(15)向外输出。
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