حذف سولفید هیدروژن از آب ترش

سولفید هیدروژن یا H₂S به طور طبیعی در آب های زیرزمینی در نتیجه فعالیت باکتری های کاهش دهنده گوگرد وجود دارد. این باکتری ها از مقادیر کمی گوگرد در آب تغذیه می کنند و در محیط های کم اکسیژن موجود در چاه های آب زیرزمینی و سیستم های لوله کشی رشد می کنند. اگرچه باکتری های کاهنده گوگرد می توانند طعم و بو را در آب ایجاد کنند، اما برای انسان نگرانی هایی برای سلامتی ایجاد نمی کنند. مشکلات هیدروژن سولفید بیشتر در چاه های حفر شده در سنگ بستر اسیدی مانند شیل و ماسه سنگ رایج است. سولفید هیدروژن گازی است که به آب، بوی متمایز “تخم مرغ فاسد” می دهد. روش های مختلف حذف H₂S از آب ترش در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است.

آب ترش چیست؟

آب ترش عمدتا به آمونیاک (NH₃) و سولفید هیدروژن (H₂S) آلوده است که قبل از بازیافت آب به فرآیند باید حذف شود. پالایشگاه ها معمولا از سینی ها در دستگاه های آب ترش برای حذف آلاینده ها استفاده می کنند، اما گاهی اوقات می توان از بسته بندی تصادفی نیز استفاده کرد. در پالایشگاه ها، H₂S معمولا از آب ترش با جداسازی بخار در ستون های بسته بندی شده یا سینی حذف می شود. این روش انرژی بالایی مصرف می کند و مشکلات خوردگی ایجاد می نماید. اکسیداسیون زیستی H₂S می تواند برای غلبه بر مشکلات مربوط به روش های مرسوم حذف H₂S مورد استفاده قرار گیرد. در بیواکسیداسیون هوازی، H₂S محلول به عنوان یک محصول میانی به گوگرد عنصری یا به عنوان محصول نهایی به سولفات اکسید می شود.

منابع سولفید هیدروژن

• به طور طبیعی رخ می دهد: نتیجه پوسیدگی و واکنش های شیمیایی با خاک و سنگ.
• منابع صنعتی سولفید هیدروژن شامل استخراج و پالایش نفت و گاز طبیعی، تولید خمیر و کاغذ، تولید پارچه ابریشم مصنوعی، تولید مواد شیمیایی و دفع زباله است.
• تولید شده توسط باکتری های گوگرد یا واکنش های شیمیایی در داخل آبگرمکن. میله منیزیم می تواند سولفات ها را به صورت شیمیایی کاهش دهد و H2S را تشکیل دهد.

اثرات هیدروژن سولفید

هیدروژن سولفید باعث ایجاد طعم و بوی نامطلوب در آب می شود. در حالی که این گاز سمی و قابل اشتعال است، بینی انسان می تواند قبل از ایجاد نگرانی های سلامتی، آن را به خوبی تشخیص دهد. اکثر مردم می توانند سطح سولفید هیدروژن را بسیار کمتر از 0.5 میلی گرم در لیتر تشخیص دهند. هیدروژن سولفید همچنین می‌تواند باعث خوردگی فلزات در سیستم لوله‌کشی شود و هنگامی که سولفیدهای فلزی تشکیل می‌دهد، می‌تواند باعث ایجاد لکه‌های زرد یا سیاه چرب روی وسایل یا داخل لوله‌ها نیز گردد.

حذف سولفید هیدروژن از آب گرم

در مواردی که بوی تخم مرغ فاسد فقط در آب گرم ایجاد می شود، تولید سولفید هیدروژن اغلب به سادگی با برداشتن میله منیزیم از بخاری آب گرم قابل درمان است. این میله اغلب یک کاتالیزور شیمیایی برای تولید هیدروژن سولفید از سولفات های طبیعی موجود در آب فراهم می کند. میله منیزیم در آبگرمکن به عنوان یک دستگاه ضدخوردگی وجود دارد، حذف آن می تواند باعث افزایش خوردگی و کاهش عمر آبگرمکن آب گرم شود. تعویض میله منیزیم با میله آلومینیومی باید بوی تخم مرغ فاسد را از بین ببرد و در عین حال محافظت در برابر خوردگی بخاری را حفظ کند.

پیشنهاد می کنیم مقالات مرتبط زیر را مطالعه بفرمایید:

♣ گوگردزدایی فرآورده های نفتی در صنعت پتروشیمی

♣ معرفی روش های بازیافت و دفع لجن های نفتی

♣ شیرین سازی مشتقات نفت و گاز

♣ لزوم نیترات زدایی فاضلاب

روش های حذف سولفید هیدروژن از آب ترش

سولفید هیدروژن را می توان با استفاده از تعدادی فرآیند تصفیه به طور موثر از آب حذف کرد. کارآمدترین و مقرون به صرفه ترین روش تصفیه در درجه اول، به غلظت هیدروژن سولفید بستگی دارد. در این بخش روش های مختلف برای حذف هیدروژن سوولفید از آب ترش بررسی شده است:

1) کلرزنی و فیلتراسیون مداوم

اکسیداسیون رایج‌ترین شکل درمان است که برای از بین بردن سولفید هیدروژن استفاده می‌شود. در این فرآیند، از یک ماده شیمیایی برای تبدیل گاز H2S محلول به اشکال گوگرد استفاده می شود که به راحتی می توان از آب فیلتر کرد. کلر اغلب به عنوان یک ماده شیمیایی اکسید کننده برای تبدیل گاز هیدروژن سولفید به گوگرد نامحلول (جامد زرد رنگ) استفاده می شود. اگرچه اغلب ضروری نیست، گوگرد نامحلول را می توان به صورت مکانیکی با ماسه یا سنگدانه فیلتر کرد. کلرزنی را می توان برای حذف هر سطحی ازهیدروژن سولفید استفاده کرد، اما اغلب در مواردی که غلظت H2S بیش از 6.0 میلی گرم در لیتر باشد استفاده می شود. یک پمپ تغذیه شیمیایی کوچک برای تغذیه محلول کلر (معمولا هیپوکلریت سدیم) به آب بالادست از مخزن مخلوط یا سیم پیچ لوله پلاستیکی استفاده می شود.

2) پرمنگنات پتاسیم پیوسته با فیلتراسیون

محلول پرمنگنات پتاسیم را می توان با یک پمپ تغذیه شیمیایی کوچک که جلوتر از مخزن نگهدارنده نصب شده است به آب تزریق کرد که حداقل 15 دقیقه زمان تماس را فراهم می کند. سپس ذرات گوگرد اکسید شده را می توان با استفاده از فیلتر ماسه سبز منگنز یا زئولیت حذف کرد.

3) فیلترهای اکسید کننده

فیلترهای اکسید کننده، هم اکسید کننده و هم سولفید هیدروژن را در یک واحد فیلتر می کنند. این فیلتر معمولا از ماسه سبز و منگنز تصفیه شده تشکیل شده است، اگرچه می توان از مواد دیگری مانند آلومینات ها و سیلیکات های شیمیایی مانند زئولیت نیز استفاده کرد. در مورد فیلتر اکسید کننده شن و ماسه سبز منگنز، محیط فیلتر با پرمنگنات پتاسیم درمان می شود تا پوششی تشکیل شود که H2S را اکسید می کند. از آنجایی که این پوشش شیمیایی توسط هیدروژن سولفید مصرف می شود، واحد باید با محلول پرمنگنات پتاسیم بازسازی شود.

4) سایر اکسیدان ها

سایر اکسیدان ها ممکن است به تنهایی یا در ترکیب با تیمار اضافی برای حذف سولفید هیدروژن از آب ترش استفاده شوند. پراکسید هیدروژن یک اکسید کننده عالی برای هیدروژن سولفید است، اما استفاده از آن در سیستم های شخصی محدود شده است. ازن زنی همچنین ممکن است برای اکسید کردن H2S و همچنین تجهیزات مختلف هوادهی استفاده شود.

مقاله مرتبط: معرفی جامع اکسیدکننده ها

5) فیلتر کربن

هنگامی که آب، حاوی غلظت کمی از سولفید هیدروژن به طور مثال کمتر از حدود 1.0 میلی گرم در لیتر باشد، فیلتراسیون کربن فعال ممکن است موثر باشد. کربن فعال انواع آلاینده های آب از جمله H2S را با جذب گاز در سطح ذرات کربن حذف می کند. اشکال دیگری از کربن فعال به نام “کربن کاتالیزوری” برای تصفیه هیدروژن سولفید ساخته شده است. کربن کاتالیزوری ابتدا هیدروژن سولفید را جذب کرده و سپس گاز را مانند یک فیلتر اکسید کننده اکسید می کند. در نتیجه می توان از واحدهای کربن کاتالیزوری برای تصفیه غلظت های بسیار بالاتر H2S نسبت به فیلترهای کربن فعال استفاده کرد.

6) هوادهی

از آنجایی که H2S به صورت گاز در آب وجود دارد، می توان آن را به صورت فیزیکی با تزریق هوا به داخل آب حذف کرد و به گاز اجازه خروج داد. واحدهای هوادهی ممکن است با آبشاری، حباب زدن، یا حذف گاز از آب کار کنند. هوادهی ممکن است سودمند باشد زیرا مواد شیمیایی به آب اضافه نمی کند. هوادهی معمولا به اندازه کافی برای از بین بردن بوی بد در غلظت های بالای سولفید هیدروژن کارآمد نیست.

7) تبادل یون (IE)

تبادل یونی برای حذف سولفید هیدروژن مانند یک نرم کننده معمولی آب با مبادله یک یون با یون دیگر عمل می کند. در این حالت هیدروژن سولفید از آب خارج شده و به جای آن کلرید اضافه می شود. واحد باید با محلول کلرید سدیم بازسازی شود و تصفیه منجر به افزایش مقدار کلرید در آب تصفیه شده می شود. مواد جامد معلق و آهن رسوب داده شده نیز می توانند واحد IE را مسدود کنند و ممکن است نیاز به پیش تصفیه داشته باشند.

8) کلرزنی شوک

کلرزنی شوک شامل ریختن محلول کلر به طور مستقیم در چاه برای از بین بردن باکتری ها است. این تکنیک معمولا به عنوان اولین گام در درمان مشکلات آلودگی باکتریایی در چاه ها استفاده می شود. از آنجایی که هیدروژن سولفید از احیای باکتریایی گوگرد منشا می گیرد، کلرزنی شوک در کاهش یا از بین بردن باکتری های مهاجم مفید خواهد بود. در بیشتر موارد، باکتری های کاهنده گوگرد و بوی سولفید هیدروژن پس از کلرزنی شوک به سرعت باز می گردند.

کلام آخر:

آلودگی آب منابع زیادی دارد. آلاینده ترین آنها، فاضلاب شهری و زباله های صنعتی است که به رودخانه ها ریخته می شود. آب ترش، اغلب از فاضلاب های پالایشگاه های نفتی ایجاد می شود و حاوی مقادیر بالایی از سولفید هیدروژن است. این ماده نه تنها بوی بسیار بدی دارد، بلکه خطرات زیست محیطی بی شماری را ایجاد می کند. حذف H₂S از آب ترش، یک ضرورت محسوب می شود. یکی از روش های ذکر شده در بالا برای حذف H₂S استفاده از اکسیدان هاست. سولفورین شرکت آرال شیمی، یک کاتالیست و اکسنده قوی برای سولفورزدایی از انواع مشتقات نفتی به حساب می آید. جهت حذف سولفید هیدروژن از آب ترش نیز می توان با اطمینان از سولفورین استفاده کرد.