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摘要：随着经济不断发展，H2S废气的处理工艺已经得到不断更新，大大提高了H2S气体净化的工作效率，在多个领域得到广泛应用。早期使用的物理法和化学法，已经不能很好的满足现代发展需求，无法达到快速处理H2S气体的目的。本文就生物法处理高浓度H2S废气所需的仪器和设备、具体处理工艺等进行介绍，对生物法处理高浓度H2S废气的结果进行分析和探讨，以为高浓度H2S废气处理提供更多可参考依据。
关键词：生物法；高浓度；H2S废气；去除率
现代发展中，H2S作为一种对人体和环境有很大危害的有毒气体，受到了社会各界的高度关注。运用生物法处理高浓度H2S废气，可以大大改善生态环境，使H2S气体的处理工艺得到简化，是未来H2S处理的重要发展方向。
一、生物法处理高浓度H2S废气概述
在自然界中，硫元素是重要元素之一，与生物体的构成有着密切联系，一般硫的转化主要是在微生物直接或间接作用下进行的。由于，能够氧化硫化物的微生物种类非常多，经过相关研究和分析发现，运用光合硫氧化菌和化能无机营养硫氧化菌，对H2S废气进行处理，具有较强净化作用，在实践过程中，得到广泛应用。现代发展中，生物法处理高浓度H2S废气的机理是由荷兰学者提出的，一般经过如下三个处理流程：一是，将H2S废气从气态转化为液态或者固液态；二是，运用浓度差液态或者固液态中的H2S废气扩散到生物膜内，让相应的微生物吸附和吸收；三是，在微生物的体内，H2S气体会被当做营养物质和能源进行分解、利用，最终以污染物的形式被排除。
随着高科技信息技术的不断推广和运用，生物法处理H2S废气的现场中，试研究所得出的结論，为工业放大装置的设计和运行提供了可靠依据，从而大大提高工业生产过程中H2S废气的处理工作效率，使生态环境得到一定保护。在实际应用中，采用规模为18m3/h的中试装置，对某制药厂污水站H2S浓度为239～892mg/m3的废气进行现场处理，并对生物滤床和生物滴滤床两种处理工艺的处理效果进行对比发现，当气体空床停留的时间为二十八秒时，两种方法可以几乎完全去除H2S气体，并且整个处理过程运行稳定。将其它时间段进行对比，两种处理工艺的效果会存在一定差异。根据最终结果发现，生物滤床和生物滴滤床两种处理工艺的微生物都以细菌为主，但后者微生物生长密度高于前者，在工业放大装置中采用生物滴滤床工艺进行H2S气体的净化，以确保去除性能和运行控制稳定，减少生态环境污染。
二、生物法处理高浓度H2S废气所需的仪器和设备
根据上述情况，生物滤床（BT）和生物滴滤床（BTF）两种处理工艺的设计参数如图1，反应材料全部是有机玻璃制成，主要实验装置包括预处理器、风机、水泵、催化吸附柱和循环水罐等，一般采用逆流操作的方式进行相关实验。
三、生物法处理高浓度H2S废气的具体处理工艺
根据我国《空气和废气监测分析方法》的相关规定，运用碘量法和亚甲基蓝分光光度法进行每天一次的监测，并用玻璃电极进行pH测定、转子流量计进行气量的测定，从而确定H2S气体的含量和浓度。利用逆流方式，液体全部从水泵进入塔顶，通过喷淋和塔底回流，含有H2S气体的液体会循环到水罐，并在上升过程中附着在生物膜上，从而使H2S废气得到净化，最后从塔顶将净化后的废气排出。一般情况下，装置所处的室内温度为二十五摄氏度，用结晶紫单进行染色反应，以对微生物菌落进行分析，观察菌落的大小、形态和颜色等，最终通过平板进行微生物数量的计算，确定各菌落的比例。
以某药厂污水处理站中好氧生化池的活性污泥作为实验用的菌种，结合设计好的培菌机、实际需要处理的废气量，对菌种进行一定时期的培养，一般七天左右，含有H2S气体的混合液的pH值会从碱性降到酸性，而控制菌罐的pH值则会上升。在经过半个月左右的时间，则可得到降解废气的高浓度混合菌液。在进行H2S废气的处理实验前，先将该浓度的混合菌菌液淋洒在生物滤床（BT）和生物滴滤床（BTF）两种处理工艺的填料上，经过七天后BF可将H2S气体全部去除，八天后BTF可将全部H2S气体去除，从而完成培菌启动。
四、生物法处理高浓度H2S废气的结果探讨
在实际运用生物法进行高浓度H2S废气的处理过程中，与其它方法相比，BT和BTF可提前六天左右完成H2S气体的净化，使高浓度H2S废气的处理工作效率得到大大提高，从而降低H2S气体的净化成本，可在工业生产中不断推广和应用。一般情况下，整个实验要进行两个月左右，具有运行非常稳定的特点，使H2S气体的去除达到很好效果。根据试验相关数据和图表可知，废气中H2S的浓度为每立方米239～892毫克时，BF和BTF两种处理工艺的去除率在百分之九十以上，并且对H2S气体的浓度进行调整时，BT和BTF的去除率会发生很小变化，从而表明BT和BTF具有很强的耐冲击负荷能力，适应性和稳定性都非常好，给高浓度H2S废气的有效处理提供了可靠保障。
在实验过程中，分别对H2S废气的浓度给去除率带来的影响、H2S进口负荷对去除率的影响进行分析和研究发现，进气浓度的不同变化不会对去除率产生较大影响，BF方法下，H2S废气的去除率在一定时间内仍然可以达到95%以上；BTF方法下，H2S气体的净化效果一般都在95%左右，由此可见，BTF的去除效果比BT好，稳定性更强；进口负荷不断增加，BTF的去除率比BT好，具有更强的承受能力。因此，在实践应用中BTF的去除负荷效果更高，更符合各种生产要求。
另外，提取BF和BTF填料表面的微生物膜进行染色和培养，并观察菌落的形态、大小等，用平板进行计数。通过显微镜检测可知，BF和BTF两种处理工艺的生物膜上的菌落组成是差不多的，以细菌为主，以及少量的放线菌和真菌。根据相关图表显示和数据研究分析得出，微生物生长密度与BF和BTF的处理装置结构有着密切联系。BTF是通过循环水的连线淋洒，将老化的生物膜除去，从而提高单位面积内活性微生物的量，使BTF的去除率保持在较高水平，整体效果较好。
结束语：
综上所述，采用BF和BTF两种处理工艺进行H2S废气的处理，在同类型的处理装置中，可以大大节约处理时间，并且具有较高稳定性和适应性，从而取得很好的处理效果。与此同时，H2S废气的处理过程中，BTF的微生物生长密度较高，处理效果比BT更好，因此，在工业放大装置中可以广泛使用，以提高H2S废气的处理工作效率，节约企业的成本。
参考文献：
[1]刘芳.H2S废气处理研究进展[J].环境科技，2009，01：71-74.
[2]王旭英，宫磊，杜宗喜.生物催化氧化法处理H2S废气的试验研究[J].济宁学院学报，2009，03：24-26.
[3]钱东升.生物滴滤工艺净化H2S废气的性能及微生物种群结构研究[D].浙江工业大学，2011.
[4]朱金仓，赵文霞，郭斌.H2S废气净化及脱硫剂再生方法的研究进展[J].河北工业科技，2011，02：136-139.
[5]王小军，徐校良，李兵，牛茜，陈英文，沈树宝.生物法净化处理工业废气的研究进展[J].化工进展，2014，01：213-218.
[6]於建明，沙昊雷，褚淑祎，陈建孟.生物滴滤床净化含H2S废气的实验研究[J].环境污染与防治，2008，04：31-34.
关键词：生物法；高浓度；H2S废气；去除率
现代发展中，H2S作为一种对人体和环境有很大危害的有毒气体，受到了社会各界的高度关注。运用生物法处理高浓度H2S废气，可以大大改善生态环境，使H2S气体的处理工艺得到简化，是未来H2S处理的重要发展方向。
一、生物法处理高浓度H2S废气概述
在自然界中，硫元素是重要元素之一，与生物体的构成有着密切联系，一般硫的转化主要是在微生物直接或间接作用下进行的。由于，能够氧化硫化物的微生物种类非常多，经过相关研究和分析发现，运用光合硫氧化菌和化能无机营养硫氧化菌，对H2S废气进行处理，具有较强净化作用，在实践过程中，得到广泛应用。现代发展中，生物法处理高浓度H2S废气的机理是由荷兰学者提出的，一般经过如下三个处理流程：一是，将H2S废气从气态转化为液态或者固液态；二是，运用浓度差液态或者固液态中的H2S废气扩散到生物膜内，让相应的微生物吸附和吸收；三是，在微生物的体内，H2S气体会被当做营养物质和能源进行分解、利用，最终以污染物的形式被排除。
随着高科技信息技术的不断推广和运用，生物法处理H2S废气的现场中，试研究所得出的结論，为工业放大装置的设计和运行提供了可靠依据，从而大大提高工业生产过程中H2S废气的处理工作效率，使生态环境得到一定保护。在实际应用中，采用规模为18m3/h的中试装置，对某制药厂污水站H2S浓度为239～892mg/m3的废气进行现场处理，并对生物滤床和生物滴滤床两种处理工艺的处理效果进行对比发现，当气体空床停留的时间为二十八秒时，两种方法可以几乎完全去除H2S气体，并且整个处理过程运行稳定。将其它时间段进行对比，两种处理工艺的效果会存在一定差异。根据最终结果发现，生物滤床和生物滴滤床两种处理工艺的微生物都以细菌为主，但后者微生物生长密度高于前者，在工业放大装置中采用生物滴滤床工艺进行H2S气体的净化，以确保去除性能和运行控制稳定，减少生态环境污染。
二、生物法处理高浓度H2S废气所需的仪器和设备
根据上述情况，生物滤床（BT）和生物滴滤床（BTF）两种处理工艺的设计参数如图1，反应材料全部是有机玻璃制成，主要实验装置包括预处理器、风机、水泵、催化吸附柱和循环水罐等，一般采用逆流操作的方式进行相关实验。
三、生物法处理高浓度H2S废气的具体处理工艺
根据我国《空气和废气监测分析方法》的相关规定，运用碘量法和亚甲基蓝分光光度法进行每天一次的监测，并用玻璃电极进行pH测定、转子流量计进行气量的测定，从而确定H2S气体的含量和浓度。利用逆流方式，液体全部从水泵进入塔顶，通过喷淋和塔底回流，含有H2S气体的液体会循环到水罐，并在上升过程中附着在生物膜上，从而使H2S废气得到净化，最后从塔顶将净化后的废气排出。一般情况下，装置所处的室内温度为二十五摄氏度，用结晶紫单进行染色反应，以对微生物菌落进行分析，观察菌落的大小、形态和颜色等，最终通过平板进行微生物数量的计算，确定各菌落的比例。
以某药厂污水处理站中好氧生化池的活性污泥作为实验用的菌种，结合设计好的培菌机、实际需要处理的废气量，对菌种进行一定时期的培养，一般七天左右，含有H2S气体的混合液的pH值会从碱性降到酸性，而控制菌罐的pH值则会上升。在经过半个月左右的时间，则可得到降解废气的高浓度混合菌液。在进行H2S废气的处理实验前，先将该浓度的混合菌菌液淋洒在生物滤床（BT）和生物滴滤床（BTF）两种处理工艺的填料上，经过七天后BF可将H2S气体全部去除，八天后BTF可将全部H2S气体去除，从而完成培菌启动。
四、生物法处理高浓度H2S废气的结果探讨
在实际运用生物法进行高浓度H2S废气的处理过程中，与其它方法相比，BT和BTF可提前六天左右完成H2S气体的净化，使高浓度H2S废气的处理工作效率得到大大提高，从而降低H2S气体的净化成本，可在工业生产中不断推广和应用。一般情况下，整个实验要进行两个月左右，具有运行非常稳定的特点，使H2S气体的去除达到很好效果。根据试验相关数据和图表可知，废气中H2S的浓度为每立方米239～892毫克时，BF和BTF两种处理工艺的去除率在百分之九十以上，并且对H2S气体的浓度进行调整时，BT和BTF的去除率会发生很小变化，从而表明BT和BTF具有很强的耐冲击负荷能力，适应性和稳定性都非常好，给高浓度H2S废气的有效处理提供了可靠保障。
在实验过程中，分别对H2S废气的浓度给去除率带来的影响、H2S进口负荷对去除率的影响进行分析和研究发现，进气浓度的不同变化不会对去除率产生较大影响，BF方法下，H2S废气的去除率在一定时间内仍然可以达到95%以上；BTF方法下，H2S气体的净化效果一般都在95%左右，由此可见，BTF的去除效果比BT好，稳定性更强；进口负荷不断增加，BTF的去除率比BT好，具有更强的承受能力。因此，在实践应用中BTF的去除负荷效果更高，更符合各种生产要求。
另外，提取BF和BTF填料表面的微生物膜进行染色和培养，并观察菌落的形态、大小等，用平板进行计数。通过显微镜检测可知，BF和BTF两种处理工艺的生物膜上的菌落组成是差不多的，以细菌为主，以及少量的放线菌和真菌。根据相关图表显示和数据研究分析得出，微生物生长密度与BF和BTF的处理装置结构有着密切联系。BTF是通过循环水的连线淋洒，将老化的生物膜除去，从而提高单位面积内活性微生物的量，使BTF的去除率保持在较高水平，整体效果较好。
结束语：
综上所述，采用BF和BTF两种处理工艺进行H2S废气的处理，在同类型的处理装置中，可以大大节约处理时间，并且具有较高稳定性和适应性，从而取得很好的处理效果。与此同时，H2S废气的处理过程中，BTF的微生物生长密度较高，处理效果比BT更好，因此，在工业放大装置中可以广泛使用，以提高H2S废气的处理工作效率，节约企业的成本。
参考文献：
[1]刘芳.H2S废气处理研究进展[J].环境科技，2009，01：71-74.
[2]王旭英，宫磊，杜宗喜.生物催化氧化法处理H2S废气的试验研究[J].济宁学院学报，2009，03：24-26.
[3]钱东升.生物滴滤工艺净化H2S废气的性能及微生物种群结构研究[D].浙江工业大学，2011.
[4]朱金仓，赵文霞，郭斌.H2S废气净化及脱硫剂再生方法的研究进展[J].河北工业科技，2011，02：136-139.
[5]王小军，徐校良，李兵，牛茜，陈英文，沈树宝.生物法净化处理工业废气的研究进展[J].化工进展，2014，01：213-218.
[6]於建明，沙昊雷，褚淑祎，陈建孟.生物滴滤床净化含H2S废气的实验研究[J].环境污染与防治，2008，04：31-34.