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近年来,国内外恶臭污染事件频发,尤其以二硫化碳（CS2）和硫化氢（H2S）为代表的含硫恶臭,因其嗅觉阈值低且毒性大,严重影响了人们的生活环境质量。废气生物净化技术因其环保、安全、经济且无二次污染等优点,在治理含硫恶臭污染中得到越来越广泛的应用。本文针对常规生物滴滤塔（BTF）在处理含硫工业废气过程中,由于生物滴滤床层氧浓度分布不均,引起代谢产物单质硫产生并堵塞床层,导致塔内压降不断增大,滴滤塔运行工况恶化,废气净化效率下降,并最终直接影响废气处理设施正常运行的问题,首次提出采用移动床生物膜反应器（MBBR）同时处理CS2和H2S废气,研究了体系pH、停留时间（EBRT）、进气负荷和进气浓度等因素对废气去除效率和去除负荷的影响,并在此基础上,研究控制反应体系的生物氧化程度回收单质硫,实现了硫资源的回收利用。首先,本文采用高效降解菌液启动MBBR生物反应器,研究了MBBR挂膜启动期的运行性能,探讨了MBBR稳定运行期体系pH、温度、停留时间、进气负荷和进气浓度等因素对CS2和H2S废气去除率和去除负荷的影响。结果表明在pH为2,温度为25-35℃下,该降解菌活性最强,在充足的氧气下可将CS2和H2S废气污染物全部氧化成硫酸根离子,且产生的硫酸根离子对生物无毒害作用,不影响废气污染物的去除效率;研究了污染物进气负荷对去除负荷的影响,CS2和H2S的最大去除负荷分别为209.26 g/m3.h和138.46 g/m3.h,混合废气最大去除负荷达到331.6 g/m3.h。试验期间,填料蛋白量基本维持在1.2-1.3 mg/g左右,反应体系生物量较稳定。耐冲击实验研究表明,反应体系经历了15天饥饿时期后,经过快速重新启动,CS2和H2S去除率分别在第3天和第1天即可恢复到90%以上;体系在经历了12 h的强碱损害（pH=11）后,通过采取紧急措施,CS2和H2S去除率在1天内即可分别恢复到89%和95%,表明MBBR反应体系具备优良的耐冲击性能。比较分析了MBBR和BTF同时处理CS2和H2S废气在挂膜驯化、污染物去除率和去除负荷等方面的差异,结果表明MBBR反应器由于体系内营养液和溶解氧分布均匀且传质效果更佳等优点,使得降解菌能在反应器内迅速生长繁殖,对污染物的降解性能可在较短时间内达到稳定,相比BTF,采用MBBR反应器处理CS2和H2S废气污染物有着更高的去除效率和去除负荷,且不存在单质硫堵塞问题。其次,在氧化还原电位（ORP）控制生物氧化程度形成单质硫过程中,研究了体系O2/S2-摩尔比、pH对ORP的影响,并通过ORP控制MBBR生物氧化程度,研究其对废气污染物去除效率、硫酸盐生成率和单质硫生成率的影响,结果表明当ORP>520 mv,CS2和H2S去除效率分别稳定在80%和90%以上。ORP过高或过低均不利于单质硫形成,当CS2-S（或H2S-S）进气负荷分别在70和80 g/m3.h时,ORP为340mv时,单质硫生成率最大,其中,CS2废气的单质硫生成率分别为44.2%和45.6%,H2S废气的单质硫生成率分别为62.3%和62.8%;当CS2-S（或H2S-S）进气负荷分别增加至120和140 g/m3.h时,ORP为370mv时,单质硫生成率最大,其中,CS2废气的单质硫生成率分别为46.5%和47.5%,H2S废气的单质硫生成率分别为62.8%和63.2%。利用气质联用、液相色谱和离子色谱等分析手段对CS2降解途径进行分析,研究其生物转化机理,结果表明在溶解氧充足的酸性体系中,CS2的生物降解途径经历了CS2—COS—H2S—S—SO32-—SO42-整个过程。在此基础上,采用沉淀、离心和烘干等技术从MBBR反应器内得到生物硫粗品,SEM扫描电镜分析表明生物硫颗粒表面包裹着一层类似蛋白质的多聚物,容易团聚在一起,其形成的颗粒大小不一,形状不规则,且表面较一般商品硫更圆润;XRD衍射分析表明回收的生物硫XRD图谱与商品硫磺XRD图谱吻合,图中强度较大的几个衍射峰分别在2θ为23.079o、25.845o、26.695o、27.722o处出现,与单质硫标准图谱（PDF#08-0247）相吻合。采用结晶提纯法,研究了萃取结晶溶剂、萃取剂用量和萃取时间对生物硫结晶提纯的萃取率和纯度的影响,选择以四氯乙烯为萃取溶剂,萃取剂与单质硫质量比为8,萃取时间为30min,在80℃下降温析晶,单质硫萃取效率可达88%,纯度可达90%左右,萃取溶剂经过3次循环萃取,回收的单质硫纯度仍可达85%。最后,通过进一步剖析废气污染物在MBBR反应体系内的传质行为,在环境温度30±5℃,停留时间94–39 s下,拟合分析得出CS2和H2S的最大传质分数分别为0.44和0.91,最大体积传质速率分别为97.7 g/m3.h和231.6 g/m3.h,并分析了MBBR和BTF在传质分数和体积传质速率方面的差异,结果表明MBBR反应器由于曝气和水流的湍动作用,使得溶解氧和污染物较为均匀地分布,其气液两相间的传质效率较BTF优越。采用Michaelis-Menten降解动力学模型对MBBR去除CS2和H2S废气单一及混合废气的宏观动力学进行拟合,并对降解动力学参数比较分析,结果表明接种了高效降解菌液的MBBR反应器对CS2和H2S混合废气最大去除负荷达386.4 g/m3.h。采用Gompertz修正模型对MBBR降解CS2和H2S废气形成单质硫的动力学进行拟合,结果表明体系的ORP对单质硫生成的最大浓度Hmax和生成比速率Rmax影响较大,需将体系的ORP控制在最佳范围内,才能得到单质硫最大生成率。利用SEM电镜扫描观察MBBR运行各个阶段微生物形态,结果表明填料中微生物有球菌和杆状菌,以杆状菌Acidithiobacillus为主,且在单质硫回收试验中,可观察到填料表面的生物膜上分布着大量的生物硫颗粒。采用高通量测序技术对MBBR运行各个阶段的微生物群落结构进行分析,发现反应体系内门级菌以Proteobacteria和Actinobacteria为主,丰度分别为78%和11.4%,属级主导菌为Acidithiobacillus,丰度为71%,降解菌生长状况较好。通过研究体系pH对微生物群落分布情况的影响,得出降解菌Acidithiobacillus在pH为2环境中丰度最高,表明该降解菌在pH环境为2时,降解菌细胞中酶的活性达到较佳状态,对污染物的降解速率也较高。