Verfahren zur Behandlung von chemischen Abwässern mit Schwefelwasserstoff

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I. Quellen und Existenzformen von Schwefelwasserstoff: Schwefelwasserstoff ist ein farbloses Gas mit dem Geruch fauler Eier. Es ist löslich in Wasser, Ethanol und Glycerin. Die Abwässer meines Unternehmens, die Schwefelwasserstoff enthalten, stammen hauptsächlich aus den Destillationsanlagen sowie aus dem Entwässerungsprozess in den Rohöltanks (der Entwässerungsprozess in den Rohöltanks macht nur einen kleinen Anteil aus). In der Natur entsteht Schwefelwasserstoff durch die Reduktion von Sulfaten. Es gibt in der Regel zwei Wege, auf denen dies geschehen kann: die assimilative Sulfatreduktionsreaktion und die heterophile Sulfatreduktionsreaktion. Wasserstoffsulfid existiert in wässrigen Lösungen in drei verschiedenen Formen: H2S, HS- und S2-. Die Art und Weise, in der es vorliegt, hängt direkt vom pH-Wert des Wassers ab. Bei einem pH-Wert von 6–6,8 befinden sich 75–90 % der Sulfide in Form von H2S ； Bei pH=7 zerfallen die Sulfide fast in gleichen Mengen in H2S und HS-, wobei S2- nur in Spuren von einem Millionstel vorliegt. Bei pH=8 existiert Schwefel hauptsächlich in der Form von S2-. Zweitens: Schwefelwasserstoff stellt eine Bedrohung für die Raffinerieproduktion dar. Im Allgemeinen entstehen vier Arten von Abwässern: salzhaltiges Abwasser, schwefelhaltiges Abwasser, ölhaltiges Abwasser sowie alkalisches Abfallwasser. Von diesen ist das schwefelhaltige Abwasser am gefährlichsten und am schwierigsten zu behandeln. 1. Schwefelwasserstoff kann mit Eisen in Wasser sowie mit Fe2+, das durch chemische Oxidation entsteht, reagieren und so FeS sowie Fe(OH)2 bilden. Dies ist die Hauptursache für den Rost an Eisentuben. Dieser Prozess wird als anaerober Korrosionsprozess des Eisens bezeichnet. 2. Schwefelverbindungen im Wasser haben auch Auswirkungen auf die Gesundheit von Menschen sowie Tieren und Pflanzen. Es gibt Hinweise darauf, dass bereits eine Konzentration von Schwefelwasserstoff im Trinkwasser von 0,07 mg/m3 den Geschmack des Wassers beeinflussen kann. Da Schwefelwasserstoff eine Substanz mit dem gleichen Toxizitätsgrad wie Cyanwasserstoff ist, beeinträchtigt eine Konzentration von 0,15 mg/m3 an Schwefelwasserstoff das Wachstum der Fische im Wasser. 3. Das Schwefelwasserstoff aus dem Abwasser gelangt in die Luft. Die zulässige Höchstkonzentration von Schwefelwasserstoff in der Luft beträgt 10 mg/m³ (7 ppm). In einigen Behandlungsanlagen zur Abwasserreinigung kann die Konzentration an Schwefelwasserstoff jedoch auf einige Dutzend bis Hunderte von ppm ansteigen. Bei einer Konzentration von ≥760 mg/m3 (502 ppm) tritt bei Menschen schnell eine akute Vergiftung auf, die zur Atemlähmung und zum Tod führt ； Bei Konzentrationen zwischen 300 und 760 mg/m3 (198–502 ppm) können Lungenödem, Bronchitis und Pneumonie, Kopfschmerzen, Schwindel, Übelkeit, Erbrechen sowie Schwierigkeiten beim Wasserlassen auftreten ； Bei Konzentrationen von 10–300 mg/m3 (6,6–198 ppm) können akute Reizsymptome der Augen auftreten; bei längerer Exposition kommt es zu Lungenödem. Yijingshui-Netz fasst die Techniken zur Behandlung von schwefelhaltigem Abwasser wie folgt zusammen: Drei, Methoden zur Beseitigung von Schwefelwasserstoff 1. Methode der geschlossenen Sammlung und Entsorgung: An den Stellen, an denen Schwefelwasserstoff in großen Mengen ausgestoßen wird, können geschlossene Sammelanlagen installiert werden. Durch Gebläse wird der Schwefelwasserstoff gesammelt und aufgearbeitet. Doch diese Methode stellt strenge Anforderungen an die abgeschlossenen Behälter – es dürfen keine Lecks auftreten. Zudem können die Geräte in diesen abgeschlossenen Behältern nicht ordnungsgemäß betrieben, gewartet oder repariert werden. In meiner Werkstatt zur Abwasserbehandlung ist es daher notwendig, Schwefelwasserstoffgas in Sammelbecken, Pufferbehältern, Trennbecken für Öl sowie Wirbelgasaufbereitungsanlagen abzuschließen. Wenn das der Fall ist, sind nicht nur die Anfangsinvestitionen zu hoch, sondern es ist auch nicht möglich, die genannten Einheiten im Alltag zu bedienen, was die ordnungsgemäße Funktion des Abwasseraufbereitungssystems beeinträchtigt. Selbst wenn eine geschlossene Sammlung möglich ist, gibt es nur wenige Möglichkeiten, mit dem gesammelten Schwefelwasserstoff umzugehen: Erstens kann er an einem offenen Ort direkt in die Atmosphäre abgegeben werden. Dadurch wird nicht nur die Atmosphäre verschmutzt, sondern es besteht auch die Gefahr, dass Menschen vergiftet werden ； Zweitens wird die Absorption mit Laugenflüssigkeit vorgenommen. Dafür ist außerdem eine separate Anlage zur Laugentherapie erforderlich. Zudem kann diese Anlage den Schwefelwasserstoffgas nicht zu 100 % absorbieren; der verbleibende Schwefelwasserstoff gelangt weiterhin in die Atmosphäre ； Drittens wird zur Ausfällung Schwermetallsalze verwendet, doch dies ist zu teuer und führt zudem zu einer Verschmutzung durch Schwermetalle ； Viertens: Die Einrichtung von Schwefelrückgewinnungsanlagen, um Schwefeloxide in reinen Schwefel umzuwandeln. Allerdings sind die Investitionskosten sowie die Wartungskosten dafür zu hoch, wodurch solche Anlagen für kleine Betriebe nicht geeignet sind. Zusammenfassend ist die Methode der geschlossenen Sammlung und Entsorgung von Schwefelwasserstoff für die Abwasserbehandlungsanlage unseres Unternehmens nicht geeignet, um das Problem der zu hohen Schwefelwasserstoffkonzentrationen zu lösen. 2. Methode mit stützender Gasmembran: Die verwendete Technik ist die Technologie der stützenden Gasmembran – auch als Membran-Desorption-Chemische Absorption bezeichnet. Durch Regulierung des pH-Werts auf unter 5 befindet sich zu über 95 % der H2S im Wasser in freier Form. Das Abwasser wird durch die Rohrleitungen eines aus Polypropylen bestehenden, hydrophoben Mikropor-Membrankomplexes geführt. Gleichzeitig fließt eine verdünnte Natriumhydroxidlösung (pH-Wert über 11) gegen den Strom durch die Membran. Auf diese Weise wird der Schwefelwasserstoff unumkehrbar von der Membran aufgenommen. Wenn der pH-Wert des Abwassers von Anfang bis Ende bei 5 – oder sogar unter 4 – bleibt, kann 95 % bis 99 % des Schwefelwasserstoffs entfernt werden und im Adsorptionsphasen angereichert werden (um das Zehnfache bis Hundertfache). Wassergemische aus Natriumsulfid mit Alkalien werden von den verschiedenen Produktionsstandorten an einem Ort zusammengeführt, dort mit Säure versetzt und anschließend destilliert, um hochkonzentrierten Schwefelwasserstoff zu gewinnen. Mit der Claus-Methode wird anschließend reiner Schwefel hergestellt. Dafür sind Destillationsanlagen sowie Anlagen zur Rückgewinnung von Schwefel erforderlich. Die Anfangsinvestitionen betragen mindestens 1,5–2 Millionen Yuan, und auch die laufenden Wartungskosten sind hoch. 3. Die Hauptquelle für Schwefelwasserstoff in den Anlagen zur Aufbereitung von Abwasser mittels Stillegungsverfahren ist das Abwasser, das bei den Destillationsanlagen entsteht. Dieses Abwasser kann in den Anlagen selbst durch Stillegung und Alkalibehandlung aufbereitet werden. Schwefelhaltiges Abwasser wird zunächst in einem Destillationsgerät destilliert, wodurch das Schwefelwasserstoff aus dem Abwasser entfernt und in das Ätzsystem geleitet wird. Der verbleibende Schwefelwasserstoff wird in einen Heizofen geleitet, wo er verbrannt wird. Da sein Durchfluss sehr gering ist, hat er keinen Einfluss auf den Brennvorgang im Heizofen ； Der verbleibende Schwefelwasserstoff im Abwasser kann in die Kläranlage geleitet werden, wodurch die Konzentration an Schwefelwasserstoff in der Kläranlage erheblich gesenkt werden kann. Der Ablauf ist wie folgt: Im Bereich der Destillieranlage gibt es bereits ein System zur Alkalibehandlung. Um die Rückgewinnung von Schwefelwasserstoff zu ermöglichen, muss lediglich ein weiteres Streckungssystem hinzugefügt werden. Es wird empfohlen, dieses Verfahren anzuwenden. Bei Weiterveröffentlichung bitte Quelle angeben: Yi Jing Shui Wang