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化學藥品反應除硫采用化學藥品與硫化物反應，生成沉淀物、氣體物質或其它產物，從而達到除硫的目的。該法很直觀，也是使用較早的方法之一。常用的有堿液吸收法和沉淀法。堿液吸收法是利用硫離子在酸性條件下轉化為硫化氫氣體，再利用氫氧化鈉溶液吸收生成硫氫化鈉回收。堿吸收法有硫化氫產生，故對設備耐蝕性、密封性要求較高，而且單獨使用該法對硫化物的去除率不高。沉淀法采用硫酸亞鐵做沉淀劑，使硫離子轉化為難溶的硫化物沉淀而加以去除。該法生成的細小沉淀物沉淀性能較差，后續泥水分離困難，硫酸亞鐵投加量大，處理費用較高，因此該法目前使用不多。

汽提法廢水中的揮發性物質，如HzS、NH3、CO2、揮發酚、甲醛和苯胺等可以用汽提法進行分離。在石油煉制中，會產生高含硫、含氨廢水。該廢水經汽提后，含硫、含氨量大大減少。目前，國內外一般首先在生產裝置附近采用汽提工藝對含硫廢水進行預處理，或在廢水處理廠首先對高含硫廢水進行單獨處理，然后再與其它廢水混合后進人廢水處理廠。國外新建煉油廠多采用雙塔蒸汽汽提法，從催化分餾塔冷凝水中回收硫化氫和氨。常規汽提脫硫工藝如圖所示。汽提法除了能回收H2S與NH3。外，還可以脫出廢水中的一部分酚。汽提出來的H2S可制取Na2S、硫磺和硫酸，并可回收副產品氨水。