Các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp chứa hydro sunfua

Thread Content

I. Nguồn gốc và dạng tồn tại của khí hydro sunfua
Khí hydro sunfua là một chất khí không màu, có mùi giống như trứng thối. Chất này có thể hòa tan trong nước, ethanol và glycerin. Nước thải chứa hydro sunfua của công ty chúng tôi chủ yếu bắt nguồn từ các thiết bị chưng cất và quá trình loại bỏ nước trong khu vực chứa dầu thô (quá trình này chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ mà thôi). Trong tự nhiên, hydro sunfua được tạo thành từ sự khử các muối sunfat. Thông thường, có hai con đường để thực hiện quá trình này, đó là phản ứng khử muối sunfat theo cách đồng hóa và phản ứng khử muối sunfat theo cách dị hóa. Hydro sunfua trong dung dịch nước tồn tại dưới ba dạng khác nhau: H2S, HS-, và S2-. Cách tồn tại của chất này chịu ảnh hưởng trực tiếp từ giá trị pH của nước. Khi giá trị pH nằm trong khoảng 6–6,8, thì 75–90% các hợp chất sunfua tồn tại dưới dạng H2S ； Ở pH = 7, các hợp chất sunfua bị phân hủy thành H2S và HS- với tỷ lệ gần bằng nhau; tỷ lệ của S2- chỉ chiếm khoảng một phần triệu. Khi pH là 8, thì sulfur chủ yếu tồn tại dưới dạng S2-. II. Tác hại của khí hydro sunfua trong quá trình lọc dầu
Trong quá trình lọc dầu, thường có bốn loại nước thải được tạo ra: nước thải chứa muối, nước thải chứa lưu huỳnh, nước thải chứa dầu mỏ và nước thải chứa chất kiềm. Trong số đó, nước thải chứa lưu huỳnh gây ra nhiều tác hại nhất và cũng khó xử lý nhất. 1. Hydro sunfua có thể phản ứng với sắt trong nước, cùng với ion Fe2+ được tạo ra từ quá trình oxy hóa hóa học, để tạo thành FeS và Fe(OH)2. Đây chính là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng gỉ sét ở các ống sắt. Quá trình này được gọi là quá trình ăn mòn kỵ khí của sắt. 2. Các hợp chất sunfua trong nước cũng ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và các loài động vật, thực vật. Có tài liệu cho thấy, ngay cả khi nồng độ hydro sunfua trong nước uống chỉ ở mức 0,07mg/m3, nó vẫn có thể ảnh hưởng đến hương vị của nước. Vì hydro sulfide là chất độc có mức độ nguy hiểm tương đương với axit cyanhydric, nên khi nồng độ hydro sulfide trong nước đạt 0,15mg/m3 thì sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của các loài cá sống trong nước. 3. Khí hydro sunfua trong nước thải sẽ thoát ra khí quyển. Nồng độ tối đa cho phép của hydro sunfua trong không khí là 10mg/m3 (7ppm). Tuy nhiên, tại một số bộ phận trong các nhà máy xử lý nước thải, nồng độ hydro sunfua có thể lên tới vài chục đến vài trăm ppm. Khi nồng độ ≥ 760mg/m3 (502ppm), con người sẽ nhanh chóng bị ngộ độc cấp tính, dẫn đến tình trạng liệt hô hấp và tử vong ； Khi nồng độ nằm trong khoảng 300–760 mg/m3 (198–502 ppm), nó có thể gây ra phù phổi, viêm phế quản và viêm phổi, đau đầu, chóng mặt, buồn nôn, nôn mửa, khó tiểu ； Khi nồng độ nằm trong khoảng 10–300 mg/m3 (6,6–198 ppm), có thể xuất hiện các triệu chứng kích ứng cấp tính ở mắt; việc tiếp xúc trong thời gian dài hơn có thể gây phù phổi. Trang web Yijingshui tổng kết các phương pháp xử lý nước thải chứa lưu huỳnh như sau: III. Các phương pháp xử lý khí hydro sunfua 1. Phương pháp thu gom và xử lý trong môi trường kín: Có thể lắp đặt các thiết bị thu gom trong những nơi mà khí hydro sunfua được thải ra, sau đó sử dụng quạt để hút khí này về và xử lý nó. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi các thiết bị được sử dụng phải có tính kín khít cao, không được xảy ra tình trạng rò rỉ. Ngoài ra, các thiết bị bên trong những thiết bị kín khít này cũng không thể được vận hành, bảo trì hay sửa chữa một cách bình thường. Đối với khu xử lý nước thải của xưởng chúng tôi, cần phải thu gom khí hydro sunfua một cách kín khít từ các giếng thu nước, bồn chứa, bể lắng dầu và bể lơ lửng khí. Nếu như vậy, không chỉ chi phí đầu tư ban đầu quá cao, mà còn không thể vận hành các bộ phận nói trên hàng ngày, từ đó ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của hệ thống xử lý nước thải. Ngay cả khi có thể thu gom khí hydro sunfua một cách kín đáo, thì các phương pháp xử lý khí này cũng chỉ có vài cách sau: Thứ nhất là thải trực tiếp khí ra môi trường bên ngoài ở những nơi rộng mở. Việc làm này không những gây ô nhiễm không khí mà còn có thể dẫn đến tình trạng người dân bị ngộ độc ； Thứ hai là sử dụng dung dịch kiềm để hấp thụ khí. Tuy nhiên, cần phải lắp đặt một hệ thống xử lý bằng kiềm riêng biệt. Hơn nữa, hệ thống này không thể hấp thụ hoàn toàn khí hydro sunfua; lượng khí hydro sunfua còn lại vẫn sẽ được thải ra môi trường ； Thứ ba là sử dụng muối kim loại nặng để kết tủa, nhưng chi phí quá cao, đồng thời còn gây ô nhiễm bởi kim loại nặng ； Thứ tư là lắp đặt thiết bị thu hồi lưu huỳnh, nhằm chuyển hóa hydro sunfua thành lưu huỳnh nguyên chất. Tuy nhiên, chi phí đầu tư và bảo trì cho loại thiết bị này quá cao, nên không phù hợp để sử dụng trong các nhà máy có quy mô nhỏ. Tóm lại, phương pháp thu gom và xử lý khí hydro sunfua trong môi trường kín không phù hợp để giải quyết vấn đề nồng độ khí hydro sunfua quá cao tại khu xử lý nước thải của công ty chúng tôi. 2. Phương pháp màng khí hỗ trợ: Công nghệ được sử dụng trong phương pháp này chính là công nghệ màng khí hỗ trợ, hay còn gọi là công nghệ giải phóng qua màng – hấp thụ hóa học. Bằng cách điều chỉnh độ pH sao cho giữ ở mức dưới 5, hơn 95% lượng H2S sẽ tồn tại dưới dạng chất tự do trong nước. Nước thải được cho chảy qua các màng sợi rỗng bằng polypropylene có tính kỵ nước; trong khi đó, dung dịch natri hydroxit loãng (với độ pH trên 11) chảy ngược chiều qua các màng này. Nhờ vậy, khí hydro sunfua sẽ bị hấp thụ một cách không thể đảo ngược qua màng. Nếu giá trị pH của nước thải luôn được duy trì ở mức 5, thậm chí dưới 4, thì 95% hoặc thậm chí 99% lượng hydro sunfua có thể bị loại bỏ; đồng thời, chất này sẽ được tập trung lại trong pha hấp thụ (với mức tăng từ vài chục lần đến vài trăm lần). Dung dịch natri sunfua chứa kiềm được thu gom từ các địa điểm sản xuất khác nhau về một nơi, sau đó thêm axit vào và tiến hành quá trình tách hơi để thu được khí hydro sunfua có nồng độ cao. Từ đó, người ta sử dụng phương pháp Claus để sản xuất lưu huỳnh nguyên chất. Để thực hiện việc này, cần phải lắp đặt các thiết bị dùng để tách hơi và thu hồi lưu huỳnh; chi phí đầu tư ban đầu ít nhất là 150–200 triệu nhân dân tệ, và chi phí bảo trì hàng ngày cũng khá cao. 3. Phương pháp thu hồi khí để xử lý nước thải: Nguồn khí hydro sunfua chủ yếu đến từ nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất tại các thiết bị chưng cất; khí này có thể được xử lý bằng phương pháp chưng cất và rửa bằng kiềm ngay tại khu vực các thiết bị đó. Nước thải chứa lưu huỳnh đầu tiên được đưa qua thiết bị tách hơi để loại bỏ khí hydro sunfua ra khỏi nước thải; khí này sau đó được đưa vào hệ thống tẩy kiềm. Lượng hydro sunfua còn lại sẽ được đưa vào lò đốt để đốt cháy. Vì lượng khí này rất nhỏ nên nó không ảnh hưởng đến quá trình đốt cháy trong lò ； Phần hydro sunfua còn lại trong nước thải có thể được xử lý tại các nhà máy xử lý nước thải, qua đó giúp giảm đáng kể nồng độ hydro sunfua tại những nơi này. Quy trình như sau: Khu vực thiết bị chưng cất hiện đã có một hệ thống tẩy kiềm; chỉ cần bổ sung thêm một hệ thống khử hơi là có thể hoàn thành việc thu hồi và xử lý hydro sunfua. Nên áp dụng phương án này. Khi chia sẻ, vui lòng ghi rõ nguồn: Trang web Dễ Làm Sạch Nước