引言硫化氫（H2S）是有毒的環(huán)境污染物之一,具有腐蛋臭味，極易被嗅出，當(dāng)空氣中質(zhì)量濃度在1.5 mg/ m3 時(shí)， 即能辨出。而當(dāng)其質(zhì)量濃度為上述濃度200 倍時(shí)，因嗅覺神經(jīng)被麻痹，反而嗅不出來。H2S 是強(qiáng)烈神經(jīng)毒物，主要從呼吸道侵入人體而至人中毒。濃度較低時(shí)出現(xiàn)眼睛刺痛、流淚、嘔吐，有時(shí)發(fā)生肺炎、肺水腫。吸入高濃度H2S 時(shí)，可使意識(shí)突然喪失，昏迷窒息而死。急性中毒的后遺癥是頭痛， 智力降低等。所以對(duì)環(huán)境中H2S 去除的研究具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。長(zhǎng)期在含有H2S 環(huán)境下工作和生活，即使其濃度在國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)以下， 也會(huì)引起神經(jīng)衰弱和慢性呼吸道疾病。

      大氣中H2S 污染的主要來源是人造纖維、天然氣凈化、硫化染料、石油精練、煤氣制造、造紙、食品工業(yè)等生產(chǎn)過程及污水處理、垃圾處理場(chǎng)有機(jī)物腐敗過程。高濃度的H2S 主要來源于工業(yè)，發(fā)生相對(duì)集中，發(fā)生量較大，所以國(guó)外研究工作較多基于工業(yè)大量的H2S 廢氣處理。

      國(guó)外近期的資料顯示, 對(duì)H2S 廢氣處理的研究工作主要表現(xiàn)在生物過濾、吸附、吸收等方面。

      1 生物過濾

      生物過濾去除H2S 可以分成干法和濕法。干法是指在過濾器中利用固態(tài)的物質(zhì)作為微生物的載體。濕法是指利用水相中的活性污泥處理H2S。

      干法中，由堆肥填充的生物過濾器顯示了很好的緩沖容量， 但體系的酸化和硫酸鹽的累積都會(huì)抑制生物活性， 且堆肥的干化和系統(tǒng)超負(fù)荷會(huì)導(dǎo)致處理系統(tǒng)不穩(wěn)定。利用活性炭作為微生物的載體，移除污水處理廠產(chǎn)生的H2S， 發(fā)現(xiàn)固定微生物的活性炭要比單純的活性炭的去除H2S 容量大。這歸功于微生物對(duì)硫磺及其硫化物的代謝。但活性炭表面積和孔徑的損耗會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)柱體的穿透。此外，微生物生長(zhǎng)不佳也是導(dǎo)致柱體穿透的原因之一。粒狀污泥對(duì)H2S 去除也很有效果。在裝入粒狀污泥生物反應(yīng)器中， 對(duì)空氣中的H2S 和NH3 同時(shí)去除。結(jié)果顯示 H2S 和NH3 的去除率很高，分別是100%和80%，H2S 被氧化成硫酸鹽和硫磺，NH3 被氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽。

      污水處理廠產(chǎn)生的H2S 氣體較多， 為了節(jié)約處理成本, 人們往往利用現(xiàn)有的污水處理段對(duì)H2S 進(jìn)行吸收。結(jié)果發(fā)現(xiàn)水中含碳量、硝化作用以及有無混凝劑都會(huì)影響H2S 的去除效果。中試結(jié)果表明，活性污泥生物洗氣塔對(duì)H2S 氣體有較好的吸收處理效果。在進(jìn)一步的研究中發(fā)現(xiàn)，溶解的H2S 和固體硫元素變成硫離子的異化反應(yīng)， 氣液相表面的親水性生物硫磺粒子的產(chǎn)生和濃度的提高以及H2S 在粒子表面的特別吸附都會(huì)導(dǎo)致H2S 吸收的提高。

      在實(shí)際處理工作中，H2S 往往與其它氣體共存，從而產(chǎn)生相互作用。如生物反應(yīng)器對(duì)H2S 和甲硫醇（CH4S）進(jìn)行去除并轉(zhuǎn)換成單質(zhì)硫（S）時(shí)，高濃度的硫化物會(huì)抑制CH4S 的轉(zhuǎn)化[7]。對(duì)連續(xù)去除H2S 和易揮發(fā)有機(jī)物（VOCs）的研究發(fā)現(xiàn)，小試和中試均表明了生物反應(yīng)器對(duì)H2S 的極好去除性能[8]。當(dāng)H2S 和NH3 共同存在時(shí)，在去除H2S 時(shí)要選擇耐受(NH4)2SO4 的微生物。此外，還發(fā)現(xiàn)硝化細(xì)菌的活性會(huì)被質(zhì)量濃度大于278 mg/m3 的H2S 抑制， 而當(dāng)NH3 質(zhì)量濃度小于104.3 mg/m3 時(shí)，不抑制硫氧化菌的活性，生物反應(yīng)器的鈍化是由于代謝產(chǎn)物如S 和(NH4)2SO4 在載體表面累積的結(jié)果。

      2 吸附，吸收

      2.1 活性炭

      較早的對(duì)H2S 吸附主要采用活性炭?；钚蕴恐械目涨粚?duì)H2S 的氧化起著重要的作用。另外，活性炭的表面特征如酸堿官能團(tuán)和堿性金屬的存在對(duì)氧化過程也很重要。當(dāng)碳表面酸度大于5 時(shí)， 才能保證 H2S 從氣相中移除。在H2S 的吸附動(dòng)力學(xué)研究中，發(fā)現(xiàn)化學(xué)吸收較快速且大部分發(fā)生在碳表面，物理吸附相對(duì)較慢，大部分發(fā)生在碳的內(nèi)孔中，過渡金屬的接觸反應(yīng)對(duì)提高H2S 氧化有一定作用。堿性活性炭對(duì)H2S 的吸附，主要影響因素為堿的性質(zhì)，孔隙率和碳的表面化學(xué)。在對(duì)其熱分析中，發(fā)現(xiàn)有2 種硫化物生成，即：S 和H2SO4，反應(yīng)床底部pH 值為 2，說明H2SO4 為主要生成物。

      在利用碳纖維對(duì)H2S 的吸附研究工作中， 確定了2 種動(dòng)力學(xué)過程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)濕度的提高對(duì) H2S 的去除有很大益處。在碳纖維表面干燥厭氧條件下顯示了碳孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)對(duì)吸附的影響。大的表面積顯示了高的吸附性和保持S 的能力，進(jìn)一步的熱處理也可增加吸附性和提高保持S 的能力。此外，孔結(jié)構(gòu)影響H2S 解吸量。

      活性炭織物特別適用于處理高流率狀態(tài)的臭味氣體,動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果表明，活性炭織物比粒狀活性炭有著更低的臨界厚度。

      2.2 其它吸附劑

      除了對(duì)活性炭的研究以外， 人們也開始著手利用其它物質(zhì)或固體廢棄物處理H2S 氣體。

      下水道污泥和廢礦物油混合物在不同溫度下高溫分解，能夠生成吸收H2S 的吸附劑。對(duì)吸附劑進(jìn)行了孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)表征后， 發(fā)現(xiàn)在新鮮吸附劑表面H2S 往往被氧化成S，并沉積在孔中?；旌衔锓纸鉁囟鹊奶岣哂兄谠鰪?qiáng)對(duì)H2S 的吸附性能。盡管混合污泥制成的吸收劑的孔隙率不高， 但具有很高的吸附能力。