황화수소를 함유한 화학공업 폐수 처리 기술 방법

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1. 황화수소의 유래 및 존재 형태
황화수소는 썩은 달걀 냄새가 나는 무색 기체로, 물, 에탄올, 글리세린에 용해됩니다.당사의 황화수소가 포함된 오수는 주로 증류 장치와 원유 탱크 구역의 탈수 과정에서 발생합니다(원유 탱크 구역의 탈수는 전체의 일부에 불과합니다).자연계에서 황화수소는 황산염의 환원을 통해 생성되며, 일반적으로 동화성 황산염 환원 반응과 이화성 황산염 환원 반응이라는 두 가지 경로가 있습니다.황화수소는 수용액에서 H2S, HS-, S2-라는 세 가지 형태로 존재하며, 그 존재 형태는 물의 pH 값에 의해 직접적으로 영향을 받습니다.pH 값이 6-6.8일 때, 황화물의 75-90%는 H2S 형태로 존재합니다；pH가 7일 때, 황화물은 거의 동량으로 H2S와 HS-로 분해되며, S2-는 100만 분의 1에 불과합니다. 반면 pH가 8일 때는 황이 주로 S2- 형태로 존재합니다.二、황화수소의 위험성
석유 정제 과정에서는 일반적으로 네 가지 종류의 오수가 발생합니다. 즉, 염분이 포함된 오수, 황이 포함된 오수, 기름이 포함된 오수, 그리고 알칼리 찌꺼기가 포함된 오수입니다. 이 중에서도 황이 포함된 오수가 가장 위험하며 처리도 가장 어렵습니다.1. 황화수소는 물속의 철과 화학적 산화에 의해 생성된 Fe2+와 반응하여 FeS와 Fe(OH)2를 형성합니다. 이것이 바로 철관이 부식되는 주된 원인이며, 이 과정을 철의 무산소 부식이라고 합니다.2. 물속의 황화물은 인간과 동식물의 건강에도 영향을 미칩니다.자료에 따르면, 식수의 황화수소 농도가 0.07mg/m3만 되어도 물의 맛에 영향을 줄 수 있다.황화수소는 시안화수소와 동일한 수준의 독성을 가진 물질이므로, 물속의 황화수소 농도가 0.15mg/m3에 이르면 물속의 어류 성장에 영향을 미칩니다.3. 오수에 포함된 황화수소가 공기 중으로 방출되는데, 공기 중에서의 황화수소 허용 농도는 10mg/m3(7ppm)입니다. 하지만 오수 처리장의 일부 처리 장치에서는 황화수소 농도가 수십에서 수백 ppm에 이르기도 합니다.농도가 760mg/m3(502ppm) 이상이 되면, 사람은 급격히 급성 중독에 걸려 호흡 마비로 사망하게 됩니다；농도가 300～760 mg/m3(198～502ppm)인 경우, 폐부종, 기관지염 및 폐렴, 두통, 어지러움, 메스꺼움, 구토, 배뇨곤란을 유발할 수 있습니다；농도가 10～300 mg/m3(6.6～198ppm)일 때 눈의 급성 자극 증상이 나타날 수 있으며, 장시간 노출될 경우 폐부종을 유발합니다.이정수망이 정리한 유황 함유 폐수 처리 기술 방법은 다음과 같습니다: 3. 황화수소 처리 방법 1. 밀폐 수집 처리법 – 황화수소가 집중적으로 배출되는 곳에 밀폐형 수집 장치를 설치하여, 송풍기를 통해 황화수소를 수집하고 처리할 수 있습니다.하지만 이 방법은 밀폐된 장치에 매우 엄격한 요구사항이 있어 누출이 발생해서는 안 되며, 밀폐된 장치 내의 장비들도 정상적으로 작동하거나 유지보수될 수 없습니다. 따라서 저희 공장의 폐수 처리 시설의 경우, 집수정, 완충탱크, 평류분리조, 소용돌이형 기포부양조 등에서 생성되는 황화수소 가스를 밀폐된 상태로 수집해야 합니다.이럴 경우, 한 번에 투입되는 비용이 과도할 뿐만 아니라 상기 유닛들을 일상적으로 조작할 수 없어 오수 처리 시스템의 정상적인 가동에 영향을 미칩니다.밀폐된 공간에서 수집할 수 있다 하더라도, 수집된 황화수소 가스는 크게 다음과 같은 처리 방법들이 있습니다. 첫째는 넓은 곳에서 직접 대기 중으로 배출하는 것인데, 이렇게 하면 대기가 오염될 뿐만 아니라 사람들이 중독될 위험도 있습니다；둘째는 알칼리 용액을 이용해 흡수하는 방법인데, 이 경우 별도의 알칼리 세척 장치가 필요하며, 알칼리 세척 장치로도 황화수소 가스를 100% 흡수할 수는 없어 남은 황화수소 가스가 대기 중으로 배출됩니다；셋째는 중금속 염을 사용해 침전시키는 방법이지만, 비용이 너무 많이 들고 동시에 중금속 오염이 발생합니다；넷째는 유황 회수 장치를 도입하여 황화수소를 순수한 유황으로 전환하는 것인데, 이 경우 투자비와 유지보수 비용이 모두 매우 높아 소규모 장치에는 적합하지 않습니다.결론적으로, 황화수소를 밀폐하여 수집·처리하는 방법은 당사의 폐수 처리장에서 과도한 황화수소 농도 문제를 해결하는 데 적합하지 않습니다.2. 지지 기체 막법에 사용되는 기술은 지지 기체 막 기술이거나, 막 투과 탈착-화학 흡수 기술이라고도 불립니다.pH를 5 이하로 유지하거나 조절함으로써, 물속에 있는 H2S의 95% 이상이 자유 상태로 존재하게 됩니다. 이때 폐수는 폴리프로필렌으로 만들어진 소수성 미세공 구조를 가진 중공섬유 막 모듈의 내부를 통과하게 되며, 외부에서는 희석된 수산화나트륨 용액(pH가 11보다 큼)이 역류하면서 흐릅니다. 이러한 방식으로 황화수소는 막을 통해 영구적으로 흡착됩니다.폐수의 pH 값이 처음부터 끝까지 5, 혹은 4 이하로 유지된다면, 황화수소의 95%에서 99%까지 제거될 수 있으며, 흡착상에서는 수십 배에서 수백 배까지 농축됩니다.알칼리를 함유한 황화나트륨 수용액을 여러 분산된 생산지에서 한 곳으로 모아 산을 첨가한 뒤 스팀 리프팅 공정을 거쳐 고농도의 황화수소를 얻은 다음, 크라우스법을 이용해 순수한 유황을 생산합니다. 이를 위해서는 스팀 리프팅 장치와 유황 회수 장치가 필요하며, 초기 투자 비용은 최소 150~200만 원이 소요됩니다. 또한 정기적인 유지보수 비용도 상당히 높습니다.3. 스팀 리커버리법을 이용한 오수 처리 공장에서의 황화수소 발생 원인은 주로 증류 장치에서 발생하는 폐수이며, 이 폐수는 장치 구역에서 스팀 리커버리 및 알칼리 세척 처리를 통해 처리될 수 있다.유황이 포함된 오수는 먼저 오수 스티어링 장치를 통해 처리되어, 황화수소가 오수에서 분리되어 알칼리 세척 시스템으로 들어갑니다. 알칼리 세척 과정에서 남은 황화수소는 가열로로 보내져 연소됩니다. 그 양이 매우 적기 때문에 가열로의 연소에 영향을 주지 않습니다；하수에 남아 있는 황화수소는 오수 처리장으로 배출할 수 있으며, 이를 통해 오수 처리장의 황화수소 농도를 크게 낮출 수 있다.프로세스는 다음과 같습니다: 증류장치 구역에는 현재 알칼리 세척 시스템이 하나 있으며, 황화수소 회수 처리를 위해서는 스팀 리프팅 시스템을 하나 추가하기만 하면 됩니다.이 방안을 채택하는 것을 권장합니다.재게시 시 출처를 명시해 주세요: 이정수망