تقنيات وطرق معالجة المياه العادمة الكيميائية التي تحتوي على غاز الهيدروجين الكبريتي

Thread Content

أولاً: مصادر غاز الهيدروجين الكبريتي وأشكال وجوده. غاز الهيدروجين الكبريتي هو غاز عديم اللون له رائحة كريهة مشابهة لرائحة البيض الفاسد، وهو قابل للذوبان في الماء والإيثانول والجليسرين. تأتي مياه الصرف الصناعي التي تحتوي على غاز الهيدروجين الكبريتي في شركتنا بشكل أساسي من أجهزة التقطير وعملية إزالة الماء من خزانات النفط الخام (وتشكل عملية إزالة الماء من خزانات النفط الخام جزءًا صغيرًا فقط). في الطبيعة، يتكون غاز الهيدروجين الكبريتي من خلال تخفيض الكبريتات، وعادةً ما يكون هناك طريقان لذلك، وهما رد فعل تخفيض الكبريتات بشكل مباشر، ورد فعل تخفيض الكبريتات بشكل غير مباشر. يوجد غاز الهيدروجين الكبريتي في المحاليل المائية على شكل ثلاثة أشكال مختلفة وهي H2S وHS- وS2-، ويتأثر أسلوب وجوده بشكل مباشر بقيمة الرقم الهيدروجيني للماء. عندما يكون قيمة الرقم الهيدروجيني بين 6 و6.8، فإن 75-90% من الكبريتيدات تكون في حالة H2S ； عند قيمة الرقم الهيدروجيني 7، يتفكك الكبريتيدات تقريبًا بكميات متساوية إلى H2S وHS-، بينما تشكل أيونات S2- نسبة لا تتجاوز واحدًا في المليون. أما عند قيمة الرقم الهيدروجيني 8، فإن الكبريت يوجد بشكل أساسي في حالة S2-. ثانيًا، يشكل غاز الهيدروجين الكبريتي خطرًا على عملية تكرير النفط. وعادةً ما يتم إنتاج أربعة أنواع من المياه العادمة في هذه العملية: المياه المالحة، والمياه الغنية بالكبريت، والمياه الغنية بالزيت، بالإضافة إلى المياه الناتجة عن استخدام القلويات. ومن بين هذه الأنواع، فإن المياه الغنية بالكبريت هي الأكثر خطورة والأصعب في المعالجة. 1. يمكن لغاز ثاني أكسيد الكبريت أن يتفاعل مع الحديد في الماء مع أيونات Fe2+ الناتجة عن التأكسد الكيميائي، ليشكل كلوريد الحديد وهيدروكسيد الحديد، وهذا هو السبب الرئيسي لتآكل الأنابيب الحديدية. يُطلق على هذه العملية تآكل الحديد في غياب الأكسجين. 2. كما أن الكبريتيدات الموجودة في الماء لها تأثير على صحة الإنسان والحيوانات والنباتات. تشير بعض البيانات إلى أن تركيز غاز الهيدروجين الكبريتي في المياه الصالحة للشرب، حتى لو كان 0.07 ملغ/م³، يمكن أن يؤثر على طعم الماء. نظرًا لأن غاز الهيدروجين الكبريتي يمتلك نفس مستوى السمية كحمض الهيدروسيانيك، فإنه عندما تصل تركيزاته في الماء إلى 0.15 ملغ/م³، فإن ذلك يؤثر سلبًا على نمو الأسماك في الماء. ٣. ينتشر غاز الهيدروجين الكبريتي في مياه الصرف الصحي إلى الهواء، وأقصى تركيز مسموح به لغاز الهيدروجين الكبريتي في الهواء هو ١٠ ملغ/م³ (٧ جزء في المليون)، بينما قد تصل تركيزات غاز الهيدروجين الكبريتي في بعض وحدات معالجة مياه الصرف الصحي إلى عشرات أو مئات الأجزاء في المليون. عندما تكون الكثافة ≥ 760 ملغ/م³ (502 جزء في المليون)، يصاب الإنسان بتسمم حاد بسرعة، مما يؤدي إلى شلل التنفس والموت ； عندما تكون الكثافة بين 300 و760 ملغ/م³ (198 إلى 502 جزء في المليون)، فقد يؤدي ذلك إلى تورم الرئتين، والتهاب الشعب الهوائية والالتهاب الرئوي، بالإضافة إلى الصداع والدوار والغثيان والقيء وصعوبة التبول ； عند التركيز من 10 إلى 300 ملغ/م³ (6.6 إلى 198 جزءًا في المليون)، قد تظهر أعراض تهيج حادة في العينين، كما يؤدي التعرض لفترة أطول إلى تورم رئوي. يلخص موقع ييجينغشوي ويب تقنيات وطرق معالجة المياه الملوثة بالكبريت على النحو التالي: ثالثًا، طرق التخلص من غاز الهيدروجين الكبريتي 1. طريقة الجمع والتخلص المغلق: يمكن تركيب أجهزة جمع مغلقة في الأماكن التي يتم فيها تصريف غاز الهيدروجين الكبريتي بكميات كبيرة، ومن ثم استخدام مراوح لجمع هذا الغاز ومعالجته. لكن هذه الطريقة تتطلب أجهزة مغلقة بشكل صارم، بحيث لا يحدث أي تسرب، كما أن الأجهزة الموجودة داخل هذه الأجهزة المغلقة لا يمكن تشغيلها أو صيانتها أو إصلاحها بشكل طبيعي. وبالنسبة لمحطة معالجة المياه الخاصة بي، فإنه من الضروري جمع غاز الهيدروجين الكبريتي في خزانات مغلقة، مثل خزانات جمع المياه وخزانات التخزين المؤقت وخزانات فصل الزيوت. إذا كان الأمر كذلك، فلن يكون هناك استثمار مرتفع في المرة الواحدة فحسب، بل سيكون من المستحيل أيضًا تشغيل الوحدات المذكورة بشكل يومي، مما يؤثر على العمل الطبيعي لنظام معالجة المياه. حتى في حالة القدرة على جمع غاز كبريتيد الهيدروجين في بيئة مغلقة، فإن هناك عدة طرق لمعالجة هذا الغاز، وأولها إطلاقه مباشرة في الهواء في مكان مفتوح. وهذا الأسلوب لا يسبب تلوثًا للهواء فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى تسمم الأشخاص ； الثاني هو استخدام محلول قلوي للاستيعاب، وهذا يتطلب تركيب جهاز خاص لعملية الغسل بالقلويات، كما أن جهاز الغسل بالقلويات لا يمكنه امتصاص غاز الكبريتيد الهيدروجيني بنسبة 100%، وسيظل الغاز المتبقي في الغلاف الجوي ； الثالث: استخدام أملاح المعادن الثقيلة لعملية الترسيب، لكن التكلفة مرتفعة جدًا، كما أن ذلك يؤدي إلى تلوث بالمعادن الثقيلة ； رابعًا، تركيب أجهزة لاسترداد الكبريت، لتحويل كبريتيد الهيدروجين إلى كبريت خام، لكن تكاليف الاستثمار والصيانة في هذا المجال مرتفعة جدًا، مما يجعله غير مناسب للاستخدام في المنشآت الصغيرة. وبناءً عليه، فإن طريقة جمع ومعالجة غاز الهيدروجين الكبريتي في بيئة مغلقة لا تصلح لاستخدامها في محطات معالجة المياه التابعة لشركتنا لحل مشكلة ارتفاع تركيز غاز الهيدروجين الكبريتي. 2. طريقة الغشاء الهوائي الداعم: التقنية المستخدمة في هذه الطريقة هي تقنية الغشاء الهوائي الداعم، أو ما يُعرف أيضًا بتقنية الإزالة عبر الغشاء مع الامتصاص الكيميائي. يساعد تعديل الرقم الهيدروجيني ليبقى أقل من 5 على بقاء أكثر من 95% من غاز H2S في حالته الحرة داخل الماء. يمر الماء الملوث عبر مكونات غشاء الألياف المجوفة المقاومة للماء المصنوعة من البولي بروبيلين، وفي الوقت نفسه يمر الغاز عكسيًا عبر محلول هيدروكسيد الصوديوم المخفف (برقم هيدروجيني أكبر من 11)، وبذلك يتم امتصاص غاز الهيدروجين سلفيد بشكل لا رجعة فيه عبر الغشاء. إذا ظلت قيمة الرقم الهيدروجيني للمياه المستعملة عند 5، أو حتى أقل من ذلك، فيمكن التخلص من 95% أو حتى 99% من غاز ثاني أكسيد الكبريت، كما يمكن تركيزه في المرحلة الماصة (بمقدار عشرات إلى مئات المرات). يتم جمع المحاليل المائية لكبريتيد الصوديوم القلوية من مختلف أماكن التصنيع، ثم يتم إضافة الأحماض إليها واستخلاص غاز كبريتيد الهيدروجين عالي التركيز، وبعد ذلك يتم استخدام طريقة كراوس لإنتاج الكبريت النقي. ولذلك، هناك حاجة إلى تركيب أجهزة لاستخلاص الغازات وأجهزة لاسترداد الكبريت، وتبلغ التكلفة الأولية لذلك 150-200 ألف يوان على الأقل، بالإضافة إلى ارتفاع تكاليف الصيانة الدورية. ٣. يأتي مصدر غاز الهيدروجين الكبريتي في محطات معالجة المياه بالتقطير من مياه الصرف الناتجة عن أجهزة التقطير، ويمكن معالجتها بالتقطير والغسل بالقلويات في منطقة الأجهزة. يتم أولاً تنقية المياه الملوثة بالكبريت باستخدام جهاز الإزالة بالبخار، حيث يتم إزالة غاز الهيدروجين الكبريتي من المياه وإدخاله إلى نظام التنظيف بالقلويات. أما الكمية المتبقية من غاز الهيدروجين الكبريتي، فيتم توجيهها إلى فرن التسخين لحرقها، ونظراً لصغر كميتها، فإنها لا تؤثر على عملية الاحتراق في الفرن ； يمكن تصريف الكمية المتبقية من غاز الهيدروجين الكبريتي في محطات معالجة المياه، مما يساعد على خفض تركيز غاز الهيدروجين الكبريتي في تلك المحطات بشكل كبير. الخطوات كالتالي: يوجد في منطقة أجهزة التقطير نظام للغسيل بالقلويات، ويكفي إضافة نظام استخلاص بالبخار لإتمام عملية استرداد غاز الهيدروجين الكبريتي. يُنصح باستخدام هذا الحل. يرجى ذكر المصدر عند إعادة النشر: موقع يي جينغ شوي