Методы обработки химических сточных вод, содержащих сульфид водорода

Thread Content

I. Источники и формы существования сероводорода. Сероводород – это бесцветный газ с запахом гнилых яиц; он растворим в воде, этаноле и глицерине. Сточные воды с содержанием сероводорода в нашей компании в основном поступают от аппаратов для дистилляции, а также в результате обезвоживания нефти на хранилищах (обезвоживание нефти на хранилищах составляет лишь небольшую долю). В природе сульфид водорода образуется в результате восстановления сульфатов. Обычно существует два пути этого процесса: ассимилятивное восстановление сульфатов и диссимилятивное восстановление сульфатов. Сероводород в водном растворе существует в трех различных формах: H2S, HS- и S2-. Форма, в которой он находится, напрямую зависит от pH значения воды. При значении pH от 6 до 6,8 75–90% сульфидов находятся в виде H2S ； При pH=7 сульфиды распадаются практически в равных пропорциях на H2S и HS-, при этом доля S2- составляет всего одну миллионную. При pH=8 сера в основном существует в виде S2-. II. Вред сероводорода. В процессе нефтепереработки обычно образуется четыре вида сточных вод: соленые сточные воды, сточные воды, содержащие серу, маслянистые сточные воды и щелочные отходы. Самым опасным и сложным в обработке являются сточные воды, содержащие серу. 1. Сероводород может взаимодействовать с железом в воде и с ионами Fe2+, образующимися в результате химического окисления, с образованием FeS и Fe(OH)2. Это является основной причиной ржавчины на железных трубах. Этот процесс называется анаэробной коррозией железа. 2. Сульфиды в воде также влияют на здоровье людей, животных и растений. Согласно имеющимся данным, даже низкая концентрация сульфида водорода в питьевой воде — 0,07 мг/м³ — может влиять на её вкус. Поскольку сульфид водорода является токсичным веществом с таким же уровнем опасности, как цианистый водород, при концентрации сульфида водорода в воде 0,15 мг/м³ это начинает влиять на рост рыб в водоеме. 3. Сероводород, содержащийся в сточных водах, выделяется в воздух. Максимально допустимая концентрация сероводорода в воздухе составляет 10 мг/м³ (7 ppm), тогда как в некоторых участках установок по обработке сточных вод концентрация сероводорода может достигать нескольких десятков–сотен ppm. При концентрации ≥760 мг/м3 (502 ppm) у человека быстро развивается острая токсикоз, что приводит к параличу дыхания и смерти ； При концентрации от 300 до 760 мг/м3 (198–502 ppm) может возникнуть пневмоэдем, бронхит и пневмония, головная боль, головокружение, тошнота, рвота, затрудненное мочеиспускание ； При концентрации от 10 до 300 мг/м3 (6,6–198 ppm) могут возникнуть симптомы острого раздражения глаз; при более длительном воздействии возникает пневмоэмфизема. Сайт Yi Jing Shui Net обобщает методы обработки сточных вод, содержащих серу, следующим образом: III. Методы устранения сероводорода 1. Метод закрытого сбора и утилизации: на местах сосредоточенного выброса сероводорода можно установить устройства для его закрытого сбора, а затем с помощью вентиляторов собранный сероводород обрабатывать. Однако этот метод предъявляет строгие требования к герметичным устройствам: не допускается никаких утечек. Кроме того, оборудование, находящееся в таких устройствах, не может быть использовано для нормальной эксплуатации, технического обслуживания и ремонта. В моей цеховой станции по обработке сточных вод необходимо герметично собирать газ сероводорода из колодцев с сбором воды, буферных резервуаров, фильтров для удаления масла и устройств на основе эффекта вихревого осадения. В таком случае не только происходит чрезмерная одноразовая инвестиция, но и становится невозможным осуществлять повседневное управление вышеуказанными узлами, что сказывается на нормальной работе системы обработки сточных вод. Даже если возможен закрытый сбор, собранный газ сероводорода подлежит одному из следующих способов обработки: во-первых, его можно выпустить непосредственно в атмосферу на открытом пространстве, что не только загрязняет атмосферу, но и может привести к отравлению людей ； Во-вторых, используется поглощение с помощью щелочного раствора. Для этого необходимо установить отдельное оборудование для щелочной обработки. Однако такое оборудование не может полностью поглотить газ сероводорода; оставшийся газ все равно попадает в атмосферу ； В-третьих, для осаждения используются соли тяжелых металлов, но это сопряжено с высокими затратами, к тому же возникает загрязнение тяжелыми металлами ； В-четвертых, можно внедрить устройства для восстановления серы, с помощью которых сульфидная кислота преобразуется в чистую серу. Однако затраты на такие устройства и их обслуживание слишком велики, поэтому они не подходят для использования в небольших установках. Итак, метод закрытого сбора и утилизации сероводорода не подходит для решения проблемы высокой концентрации сероводорода на очистных сооружениях нашей компании. 2. Метод с использованием поддерживающей газовой пленки. В этом методе применяется технология поддерживающей газовой пленки, или же технология десорбции через пленку с последующим химическим поглощением. При регулировании pH таким образом, чтобы он оставался ниже 5, более 95% H2S находится в воде в свободном состоянии. Сток проходит через мембранную структуру из гидрофобных микропористых волокон из полипропилена; при этом во внешней среде движется раствор разбавленной гидроксида натрия (pH выше 11). Таким образом, сероводород необратимо поглощается мембраной. Если pH сточных вод остается на уровне 5, или даже ниже 4, на протяжении всего времени, то 95% или даже 99% сероводорода может быть удалено, а в фазе поглощения он концентрируется (в десятки–сотни раз). Растворы сульфида натрия, содержащие щелочи, собираются с различных мест производства в одно место, затем к ним добавляется кислота; после этого происходит стимулирование выделения высококонцентрированного сероводорода. С помощью метода Краузе из этого сероводорода получают чистый сер. Для этого необходимо установить оборудование для стимулирования и восстановления серы; первоначальные инвестиции составляют минимум 1,5–2 миллиона юаней, к тому же расходы на ежедневное обслуживание также довольно высоки. 3. Источником сульфида водорода на станциях обработки сточных вод с использованием метода стимулированного выщелачивания являются отходные воды, образующиеся в процессе дистилляции; их можно обрабатывать путем стимулированного выщелачивания и щелочной обработки непосредственно на территории установок. Содержащие серу сточные воды сначала проходят через устройство для дистилляции, в результате чего водород сульфид выделяется из вод и поступает в систему щелочной обработки. Оставшийся водород сульфид направляется в печь для сжигания; поскольку его объем невелик, это не влияет на процесс сгорания в печи ； Часть оставшегося сульфида водорода из сточных вод может быть направлена на очистные сооружения, что позволит значительно снизить его концентрацию там. Процесс выглядит следующим образом: в зоне установок для дистилляции уже имеется одна система щелочной обработки; для восстановления сероводорода достаточно добавить ещё одну систему стимулирования. Рекомендуется применить этот вариант. При перепечатке укажите источник: Сайт Yi Jing Shui