硫化氢（H₂S）作为一种剧毒、恶臭的还原性气体，广泛存在于石油炼制、化工生产、制革、制药等行业的废水中。其不仅对生态环境构成严重威胁，更会腐蚀设备、危害人体健康。据统计，全球每年因硫化氢泄漏导致的中毒事故超千例，其中污水处理环节占比高达30%。因此，科学高效的污水硫化氢脱除技术成为工业废水处理领域的核心课题。
一、物理法：以气液分离为核心的脱除路径
物理法通过改变硫化氢的物理状态实现气液分离，主要包括汽提法、真空脱气法及膜分离技术。
1、汽提法
汽提法利用硫化氢在高温下挥发性增强的特性，通过蒸汽或空气将硫化氢从污水中汽提出来。其核心在于通过加热降低硫化氢的溶解度，同时利用气液两相的密度差实现分离。根据操作压力不同，可分为常压汽提和加压汽提：常压汽提适用于低浓度废水，操作温度通常在100-120℃；加压汽提则通过提高系统压力（0.3-0.6MPa）抑制水的挥发，使硫化氢在更高温度（150-180℃）下脱除，适用于高浓度废水。该技术可同步回收硫化氢和氨气，但能耗较高，且需配套余热回收装置以降低运行成本。
2、真空脱气法
真空脱气法通过降低系统压力降低硫化氢溶解度，适用于低浓度含硫废水处理。其原理基于亨利定律：气体溶解度与系统压力成正比。在真空条件下（压力通常低于-0.07MPa），硫化氢的溶解度显著下降，从而从液相转移至气相。该方法无需添加化学药剂，但设备密封性要求极高，且对高浓度废水处理效率有限。为提升脱除率，常采用多级真空脱气塔，通过逐级降压实现硫化氢的深度分离。
3、膜分离技术
膜分离技术利用疏水性微孔膜的选择性透过性，实现硫化氢与污水的分离。其核心在于膜材料对硫化氢的优先透过性：在酸性条件下，硫化氢以游离态存在，可通过膜孔扩散至吸收液侧；而水分子因膜的疏水性被截留。该技术硫富集倍数高，可实现硫化氢的定向回收，但膜材料成本较高，且易被硫化物污染。为延长膜使用寿命，需定期进行化学清洗或反冲洗。
二、化学法：氧化还原反应主导的深度净化
化学法通过氧化或沉淀反应将硫化氢氧化为无害物质，主要包括氧化法、沉淀法及吸收法。
1、氧化法
氧化法利用强氧化剂将硫化氢氧化为硫单质或硫酸盐。根据氧化剂种类不同，可分为次氯酸钠氧化、芬顿氧化、臭氧氧化等：次氯酸钠氧化通过生成次氯酸根（ClO⁻）破坏硫化氢分子结构，反应迅速但可能产生氯代有机物；芬顿氧化利用羟基自由基（·OH）的强氧化性，实现硫化氢的无选择性降解，但需严格控制pH值（2-4）以避免铁离子沉淀；臭氧氧化则通过臭氧分子（O₃）的直接氧化作用，将硫化氢氧化为硫酸盐，但臭氧利用率低，运行成本较高。
2、沉淀法
沉淀法通过加入金属盐生成硫化物沉淀。常用沉淀剂包括硫酸亚铁、氯化铁、硫化钠等：硫酸亚铁在碱性条件下与硫化氢反应生成硫化亚铁（FeS）沉淀，但需控制pH值（8-10）以避免氢氧化铁胶体生成；氯化铁则通过水解产生的Fe³⁺与S²⁻结合生成硫化铁（Fe₂S₃），沉淀更彻底但可能引入氯离子；硫化钠沉淀法通过同离子效应促进硫化氢的释放，但需额外处理生成的硫化钠溶液。该方法操作简单，但产生大量含重金属污泥，需进一步处理。
3、吸收法
吸收法利用碱性溶液吸收硫化氢生成硫化物。常用吸收剂包括氢氧化钠、碳酸钠、氨水等：氢氧化钠吸收效率高，但成本较高；碳酸钠则通过生成硫化钠和碳酸氢钠实现硫化氢的固定，但吸收容量有限；氨水吸收法可同步回收硫化氢和氨气，但需控制吸收液pH值（9-11）以避免氨气逸出。吸收液经氧化再生后可循环使用，但需严格控制氧化条件以避免过度氧化导致硫酸盐生成。
三、生物法：微生物代谢驱动的绿色脱除
生物法利用硫酸盐还原菌（SRB）和硫化物氧化菌（SOB）的协同作用，将硫化氢转化为硫酸盐或单质硫，具有成本低、无二次污染等优势。
1、好氧生物氧化
好氧生物氧化法通过曝气提供氧气，使SOB将硫化氢氧化为硫酸盐。其核心在于控制溶解氧（DO）浓度：DO过低会导致硫化氢积累，DO过高则可能抑制SOB活性。为提升处理效率，常采用生物接触氧化池或生物滤池，通过填料富集微生物并延长气液接触时间。该方法需严格控制pH值（6-8）和温度（20-35℃），以维持微生物活性。
2、厌氧-好氧耦合工艺
厌氧-好氧耦合工艺先通过厌氧反应器将硫酸盐还原为硫化氢，再利用好氧段氧化硫化氢。其优势在于通过厌氧段实现硫酸盐的预处理，降低好氧段负荷；同时，好氧段生成的硫酸盐可循环至厌氧段作为电子受体，形成物质循环。该工艺需严格控制氧化还原电位（ORP）：厌氧段ORP应低于-100mV，好氧段ORP应高于100mV，以确保微生物群落结构的稳定性。
当前，污水硫化氢脱除技术正朝着高效化、资源化、智能化方向发展。物理法与化学法的耦合工艺（如汽提-氧化联合技术）可显著提升处理效率；生物法与膜技术的结合则实现了微生物的富集与产物分离。未来，随着物联网技术的普及，实时监测硫化氢浓度、自动调节工艺参数的智能控制系统将成为主流。
