Metode pengolahan air limbah industri yang mengandung hidrogen sulfida

Thread Content

I. Sumber dan bentuk keberadaan hidrogen sulfida
Hidrogen sulfida merupakan gas tak berwarna yang memiliki bau seperti telur busuk. Gas ini dapat larut dalam air, etanol, dan gliserin. Air limbah perusahaan kami yang mengandung hidrogen sulfida berasal terutama dari unit distilasi dan proses dehidrasi di area tangki minyak mentah (proses dehidrasi di area tangki minyak mentah hanya menyumbang sebagian kecil saja). Di alam, hidrogen sulfida terbentuk dari reduksi sulfat. Umumnya, ada dua cara untuk hal ini, yaitu reaksi reduksi sulfat secara anabolik dan reaksi reduksi sulfat secara katabolik. Hidrogen sulfida dalam larutan air ada dalam tiga bentuk yang berbeda, yaitu H2S, HS-, dan S2-. Bentuk-bentuk ini dipengaruhi secara langsung oleh nilai pH air. Ketika nilai pH berkisar antara 6–6,8, 75–90% dari senyawa sulfida berada dalam bentuk H2S ； Pada pH=7, senyawa sulfida terurai menjadi H2S dan HS- dalam jumlah yang hampir sama. S2- hanya ada dalam konsentrasi satu per juta. Sedangkan pada pH=8, sulfur umumnya berada dalam bentuk S2-. II. Bahaya hidrogen sulfida Dalam proses produksi minyak bumi, umumnya dihasilkan empat jenis limbah: limbah berupa garam, limbah berupa belerang, limbah berupa minyak, dan limbah berupa sisa basa. Di antara keempat jenis limbah tersebut, limbah yang mengandung belerang merupakan yang paling berbahaya dan paling sulit untuk ditangani. 1. Hidrogen sulfida dapat bereaksi dengan besi yang ada di dalam air, serta dengan Fe2+ yang dihasilkan dari proses oksidasi kimia, sehingga terbentuklah FeS dan Fe(OH)2. Inilah penyebab utama korosi pada pipa besi. Proses ini disebut korosi anaerobik pada besi. 2. Sulfida yang ada di dalam air juga berdampak pada kesehatan manusia, hewan, dan tumbuhan. Menurut beberapa data, konsentrasi hidrogen sulfida dalam air minum yang mencapai 0,07 mg/m3 saja sudah dapat mempengaruhi rasa air tersebut. Karena hidrogen sulfida merupakan zat beracun dengan tingkat toksisitas yang setara dengan asam sianida, maka ketika konsentrasi hidrogen sulfida di dalam air mencapai 0,15 mg/m3, hal tersebut akan mempengaruhi pertumbuhan ikan di dalam air. 3. Hidrogen sulfida yang terkandung dalam air limbah akan keluar ke udara. Konsentrasi maksimal hidrogen sulfida di udara adalah 10 mg/m3 (7 ppm). Namun, di beberapa unit pengolahan air limbah, konsentrasi hidrogen sulfida dapat mencapai puluhan hingga ratusan ppm. Ketika konsentrasinya ≥760 mg/m3 (502 ppm), seseorang akan segera mengalami keracunan akut, sehingga terjadi kelumpuhan pernapasan dan kematian ； Ketika konsentrasinya berada di kisaran 300–760 mg/m3 (198–502 ppm), hal ini dapat menyebabkan edema paru, bronkitis, pneumonia, sakit kepala, pusing, mual, muntah, serta kesulitan buang air kecil ； Pada konsentrasi 10–300 mg/m3 (6,6–198 ppm), dapat muncul gejala iritasi akut pada mata. Paparan dalam jangka waktu yang lebih lama dapat menyebabkan edema paru. Yi Jing Shui Wang merangkum metode-metode pengolahan air limbah yang mengandung belerang sebagai berikut: III. Metode pengendalian hidrogen sulfida 1. Metode pengumpulan dan pengolahan secara tertutup: Dapat digunakan perangkat pengumpul yang tertutup di tempat-tempat di mana hidrogen sulfida dilepaskan secara terkonsentrasi, lalu hidrogen sulfida tersebut dikumpulkan dan diolah menggunakan kipas penghisap. Namun, metode ini mengharuskan adanya perangkat tertutup yang sangat ketat, sehingga tidak boleh terjadi kebocoran. Selain itu, peralatan yang ada di dalam perangkat tertutup tersebut tidak dapat digunakan untuk operasi, pemeliharaan, atau perbaikan secara normal. Untuk pabrik pengolahan air limbah di bengkel saya, diperlukan sistem penampungan gas hidrogen sulfida yang tertutup, termasuk sumur pengumpul air, tangki penyangga, kolam pemisah minyak, dan kolam flotasi. Jika demikian, tidak hanya biaya investasi yang terlalu tinggi, tetapi juga unit-unit tersebut tidak dapat dioperasikan sehari-hari, sehingga mengganggu kelancaran fungsi sistem pengolahan air limbah. Bahkan jika pengumpulan gas hidrogen sulfida dapat dilakukan dalam kondisi tertutup, gas tersebut tetap perlu ditangani dengan cara-cara berikut: pertama, melepaskannya langsung ke atmosfer di tempat yang terbuka. Cara ini tidak hanya akan mencemari udara, tetapi juga berpotensi menyebabkan keracunan pada manusia ； Kedua, menggunakan larutan alkali untuk menyerap gas tersebut. Namun, hal ini membutuhkan instalasi khusus untuk proses pembersihan dengan alkali. Selain itu, instalasi tersebut tidak dapat menyerap gas hidrogen sulfida secara 100%, sehingga sisa gas hidrogen sulfida akan terlepas ke atmosfer ； Ketiga, menggunakan garam logam berat untuk proses pengendapan, tetapi biayanya sangat tinggi, dan hal ini juga dapat menyebabkan polusi akibat logam berat ； Keempat, adalah pemasangan peralatan untuk memulihkan belerang, yang digunakan untuk mengubah hidrogen sulfida menjadi belerang murni. Namun, biaya investasi dan pemeliharaan peralatan ini sangat tinggi, sehingga tidak cocok digunakan pada peralatan skala kecil. Secara keseluruhan, metode pengumpulan dan penanganan hidrogen sulfida secara tertutup tidak cocok digunakan oleh pabrik pengolahan air limbah perusahaan kami untuk menangani masalah konsentrasi hidrogen sulfida yang terlalu tinggi. 2. Metode membran gas penopang: Teknologi yang digunakan adalah teknologi membran gas penopang, atau yang juga disebut teknik desorpsi melalui membran–absorpsi kimia. Dengan mengatur pH agar tetap di bawah 5, lebih dari 95% H2S akan berada dalam bentuk bebas di dalam air. Air limbah kemudian dialirkan melalui komponen membran serat berpori hidrofobik berbahan polipropilen. Di sisi lain, larutan natrium hidroksida encer dengan pH di atas 11 dialirkan secara kontrarotasi. Dengan cara ini, hidrogen sulfida dapat diserap oleh membran secara ireversibel. Jika nilai pH air limbah tetap di angka 5, atau bahkan di bawah 4, sebanyak 95% hingga 99% hidrogen sulfida dapat dihilangkan, dan zat tersebut akan terkonsentrasi dalam fase penyerap (dengan konsentrasi yang puluhan hingga ratusan kali lebih tinggi). Larutan natrium sulfida yang mengandung basa dikumpulkan dari berbagai tempat produksi, lalu ditambahkan asam untuk kemudian diekstrak sehingga diperoleh hidrogen sulfida dengan konsentrasi tinggi. Hidrogen sulfida tersebut digunakan dalam proses Claus untuk memproduksi belerang murni. Untuk itu diperlukan peralatan ekstraksi dan peralatan pengolahan belerang, dengan investasi awal minimal sebesar 150–200 juta rupiah. Selain itu, biaya pemeliharaan harian juga cukup tinggi. 3. Sumber hidrogen sulfida di instalasi pengolahan air limbah dengan metode distilasi untuk pemulihan bahan adalah air limbah yang dihasilkan oleh peralatan distilasi. Proses pemisahan hidrogen sulfida dapat dilakukan melalui distilasi dan pencucian dengan alkali di area peralatan tersebut. Air limbah yang mengandung belerang pertama-tama diproses melalui alat destilasi, sehingga hidrogen sulfida dapat diekstrak dari air limbah dan masuk ke sistem pembersihan dengan alkali. Hidrogen sulfida yang tersisa setelah proses pembersihan tersebut kemudian dimasukkan ke dalam tungku pemanas untuk dibakar. Karena volumenya sangat kecil, hal ini tidak akan mempengaruhi proses pembakaran di tungku pemanas ； Sebagian hidrogen sulfida yang masih tersisa dalam air limbah dapat dibuang ke pusat pengolahan air limbah, sehingga konsentrasi hidrogen sulfida di sana dapat dikurangi secara signifikan. Prosesnya sebagai berikut: Di area unit distilasi, sudah terdapat satu sistem pembersihan dengan menggunakan basa. Untuk dapat memproses hidrogen sulfida secara efektif, hanya perlu menambahkan satu sistem stripping saja. Disarankan untuk menggunakan skema ini. Untuk membagikan kembali, harap sebutkan sumbernya: Yijingshui.com