Вода пахнет сероводородом
Из этой статьи вы узнаете:
Если вдруг вода пахнет сероводородом, все дело в размножении патогенной микрофлоры. Характерный «аромат» тухлых яиц сложно спутать с другим, поэтому такую проблему можно диагностировать достаточно рано. Дело в том, что вода из скважины или колодца не проходит ту многоступенчатую очистку, которая проводится на станциях централизованной системы. При отсутствии очистного модуля в водопроводной магистрали частного дома может начаться процесс размножения сульфатредуцирующих бактерий, чья жизнедеятельность и провоцирует появление запаха сероводорода.
Очевидно, что для избавления от него необходимо ставить отдельную систему водоподготовки, поскольку использование такой воды для питья чревато проблемами со здоровьем всех членов семьи. Но для начала необходимо выяснить, как вообще появляется такой запах и чем опасно его длительное вдыхание. Эта информация поможет выбрать оптимальную систему очистки, которая избавит вас от запаха сероводорода в воде.
Методы определения наличия сероводорода в воде
Сероводород, попадая в человеческий организм, парализует обонятельный нерв. Поэтому, если вода в квартире пахнет сероводородом, можно потерять обоняние при ее употреблении.
Экспресс-тест по содержанию сероводорода в воде вполне доступен для домашнего повторения. Нужно просто наполнить исследуемой жидкостью прозрачный стакан и поставить в освещенное место, например на окно. Сероводород, растворенный в воде, вызывает ее помутнение на воздухе. Скорость данного процесса выше на свету. Фактически мы наблюдаем процесс окисления сероводорода содержащимся в воздухе кислородом.
СанПиН 2.1.4.559-96 и СанПиН 2.1.4.1074-01 строго регулируют допустимое количество сероводорода в воде для питьевых нужд. Согласно данным стандартам, этого газа не должно быть более 0,03 мг/л, сульфидов – не более 3 мг/л.
Чтобы узнать точное содержание сероводорода и сульфидов в воде, нужно провести лабораторные тесты. В результате станет известно, превышает ли количество сероводорода норму и во сколько раз, кроме того, будут определены и другие загрязнители. Все это пригодится для выбора эффективного метода нейтрализации сероводорода и покупки соответствующего оборудования.
Корректность полученных результатов анализа во многом обуславливается правильностью забора проб:
Причины появления запаха сероводорода от воды из-под крана
Почему вода из бойлера или крана пахнет сероводородом? Запах обусловлен повышенным содержание серных бактерий (тиобактерий). Множество их видов прекрасно себя чувствуют и активно размножаются при недостатке кислорода – в глубоких колодцах, артезианских источниках, в скоплениях ила, в канализационных установках закрытого типа, при повышенном содержании магния и железа в воде. Питанием для бактерий являются продукты распада органических соединений. Сероводород сопровождает процесс данного разложения.
Причины наличия серосодержащих веществ в воде из скважины:
Разберемся, вредно ли это для человеческого здоровья, если вода из скважины пахнет сероводородом.
При реакции сероводорода с гемоглобином в тканях человеческого организма происходят процессы, схожие с удушением. Протекают они медленно и чрезвычайно опасны для детей.
Вода, которая пахнет сероводородом, не годится для личной гигиены, бытовой техники, а также для питья домашними животными. Растворенный в воде сероводород образует кислую среду. При взаимодействии с частицами железа в осадок выпадает сернистое железо. Он накапливается в трубах инженерных коммуникаций, на внутренних поверхностях бытовых приборов и провоцирует коррозию. При активном размножении серобактерий трубопроводы быстро забиваются.
Черное море – по оценкам геологов, самый опасный водоем в мире, способный в отдалённом будущем уничтожить всё живое в радиусе сотен километров от побережья. Всё дело в колоссальных запасах сероводорода под толщей воды.
Но как он там скопился, и насколько велика вероятность выхода ядовитого вещества наружу?
Согласно основной гипотезе, в эпоху плейстоцена Черное море являлось пресноводным озером. Приблизительно 7500 лет назад климат на планете потеплел, часть ледников растаяла и подняла уровень Мирового океана. В результате Средиземное море прорвало Босфорский перешеек и залило озеро солёной водой.
На месте Босфора образовался грандиозный водопад, через который в черноморский регион переливалось до 40 км³ воды в сутки. Мощный поток наполнял водоём более 10 месяцев, поднял уровень воды на 140 м и затопил более 150 тысяч км² земли, в том числе населённой людьми.
Смена солености привела к массовой гибели растительного и животного мира озера. По мнению советского академика Вячеслава Иванова, катастрофа также спровоцировала масштабную миграцию племён неолита. Под толщей Черного моря тогда осталась общая прародина индоевропейских народов.
В результате затопления на дне моря оказались тонны органических отходов, которые подверглись разложению. Казалось бы, такой процесс не уникален для водоёмов и не должен был привести к накоплению сероводорода. Однако судьбу Чёрного моря решила особая география.
Практически весь приток воды в море идёт из рек Дуная, Днепра и Днестра. Она пресная, и, следовательно, более лёгкая и остаётся ближе к поверхности моря. В то же время солёная и более тяжёлая вода, идущая из Мраморного моря, опускается на дно.
При этом пресный слой не увеличивается, поскольку вся «лишняя» вода поверхности уходит через Босфорский пролив. А солёный слой лишь растёт.
Из-за изолированности от Мирового океана здесь нет сильных ветров и течений. А потому слои воды сильно не смешиваются между собой. Глубинные слои не насыщаются кислородом, и здесь происходит бескислородное разложение органических остатков с образованием сероводорода
Органика разлагалась здесь в течение тысяч лет. В результате сегодня в глубинах Черного моря накоплено более 3 миллиардов тонн огнеопасного соединения. Слой водоема ниже 150 метров населён лишь бактериями, выделяющими сероводород – до 2210 метров. Им заполнено 93% объема моря.
Может ли весь сероводород выйти на поверхность и взорваться?
Поскольку воды Чёрного моря не смешиваются между собой, отложения H₂S не могут просто так выйти наружу. Однако периодически из-за штормов и землетрясений часть глубинного сероводорода прорывается наружу в виде пузырей, после чего растворяется в воздухе. В последний раз, в 1927 году один из таких пузырей воспламенился.
Теоретически, чтобы Черное море «взорвалось», сероводород должен выйти на поверхность одномоментно, то есть необходимо обнажение крупного по площади участка глубинного слоя. По мнению ученых, этот сценарий маловероятен даже при сильных землетрясениях.
Гораздо опаснее, если Черное море просто обмелеет. Согласно сотруднику Фонда дикой природы России Константину Згуровскому, в черноморской воде стабильно уменьшается уровень кислорода и растёт загрязнение промышленными и с/х отходами. Вдобавок из-за деятельности человека уменьшается подпитка водоема из рек.
Из-за этого Чёрное море постоянно мелеет. Возможно, однажды «живой слой» настолько истончится, что зловоние сероводорода начнет прорываться наружу, отравлять побережье, и он действительно взорвётся. Будем надеяться, что такой момент всё же не настанет.
Во многих исследованиях говорится о потенциальной угрозе черноморского сероводорода. Газ этот опасен: он ядовит. Сторонники абионической концепции его происхождения (считают, что газ поступает из недр Земли) бьют тревогу: масштабные его выходы в атмосферу сопровождались бы огромным выделением ядовитого газа и серьёзно угрожали бы прибрежным зонам. Приверженцы же бионической концепции (говорят, что газ — продукт многовекового разложения органики) более спокойны в своих прогнозах: при таких условиях количества черноморского сероводорода явно недостаточно для катаклизма.
Украинские учёные выдвинули идею разработки сероводорода Чёрного моря, которая в полной мере использует особенности его залегания, и даже превращает эти особенности в преимущества. Речь пойдёт о добывании из него водорода с последующим его использованием в энергетике.
Итак, шаг первый: сероводород надо поднять наверх. Если люди боятся неконтролируемого выброса газоводяной смеси с последующим взрывом, необходимо сделать выброс контролируемым. Согласно идее, для этого достаточно опустить с морской платформы жёсткостенную трубу на достаточно большую глубину (ок.180 м) и откачать верхний слой воды.
Что будет дальше? Тут уместна аналогия с откупоренной бутылкой шампанского. Пока она закрыта, смесь газа и жидкости пребывает в спокойном состоянии. Открыли — изменилось давление, и пузырьки газа начали, высвобождаясь, подниматься вверх и увлекать за собой жидкость. Шампанское выплёскивается из горлышка бутылки.
Вот так и сероводород, растворённый в воде, при изменении давления (верхний слой воды из трубы откачали!) будет поднимать газоводяную смесь вверх. В результате получается постоянно действующий газоводяной фонтан. Группа украинских учёных в 2005 году провела наземный эксперимент, который и подтвердил работу такого фонтана, пока не кончится сероводород в Чёрном море. Людям останется улавливать «газировку» и производить с ней манипуляции по извлечению серы и, главное, водорода.
В условиях, когда человечество осознаёт конечность нефтяных запасов, разработка альтернативных видов топлива приобретает особую важность. Опыт использования водородного топлива уже есть, и отмечаются как его недостатки, так и его достоинства.
Преимущества водорода как топлива перед бензином вкратце таковы:
Неисчерпаемость. Суммарная масса атомов водорода составляет 1% общей массы Земли; Экологичность. При сгорании водород превращается в воду и возвращается в круговорот Земли. Не усиливается парниковый эффект, нет выбросов вредных веществ при горении; Весовая теплотворная способность водорода в 2,8 раз выше по сравнению с бензином; Энергия воспламенения в 15 раз ниже, чем у бензина, излучение пламени при сгорании в 10 раз меньше. Запасать полученный водород можно было бы с помощью энергоаккумулирующего вещества. Эта тема достаточно разработана в теории. Есть много разных ЭАВ. Такое вещество (например, древесина) создаётся (возникает) под воздействием энергии (солнечной), а потом в результате окисления (горения) отдаёт эту энергию (тепло). Ещё пример такого вещества — кремний. Только в отличие от древесины его можно восстанавливать из окисла (так называемый «цикл Варшавского-Чудакова»).
Итак, по мнению учёных, есть реальная возможность добывать и аккумулировать водород из сероводорода Чёрного моря с последующим его применением в энергетике. Правда, воспользоваться этой возможностью на нынешнем этапе энергосистема страны совершенно не готова. Тем временем ситуация с традиционными видами топлива становится всё более угрожающей. Водород мог бы стать альтернативой бензину.
И ещё немного цифр. В одной тонне сероводорода содержится 58 кг водорода. При сгорании 58 кг водорода выделяется столько же энергии, сколько и при сжигании 222 литров бензина. В Чёрном море содержится не менее миллиарда тонн сероводорода, что эквивалентно 222 миллиардам литров бензина.
Устранение причины запаха сероводорода из скважины
Вода с содержанием сероводорода встречается как в артезианских скважинах небольшой глубины (50–70 метров), так и в совсем неглубоких источниках питьевой воды. Это могут быть абиссинские скважины, колодцы и скважины на песке. Вот почему вода из водонагревателя и кранов в частном доме пахнет сероводородом.
Небольшая глубина тут – решающий фактор, так как облегчается доступ органических соединений. Именно органика является питанием для серных бактерий, стимулируя их размножение. Вода с артезианских скважин с забором со 100-метровой глубины и более практически лишена загрязнений сероводородом. Исключение составляют те случаи, когда в шахту поступают грунтовые или сточные воды.
Случается, что вода в колодце пахнет сероводородом, что делать в данной ситуации? Виновник этого явления – накопившаяся там органика, ставшая отличным субстратом для размножения серных бактерий.
Кроме H2S, в воде из артезианских источников обнаруживают сильные концентрации марганца, железа, магния, кальция и калия. По этой причине многие стараются оборудовать свой частный дом системой водоочистки комплексного типа, способной очищать жидкость от всех вредных примесей.
Очень действенным методом устранения тухлого запаха от воды является обогащение кислородом. Процедуру называют дегазацией и проводят такими способами:
Сероводород вступает в реакцию с окислителями с образованием чистой серы в виде осадка. В качестве реагентов применяют водные растворы перманганата калия с серной кислотой, йода, брома.
Не все окислители подходят для водоочистки от сероводорода. Перманганат калия в чистом виде или гипохлорит вступают с H2S в реакцию с выделением химических веществ, от которых в дальнейшем нужно воду фильтровать.
Хорошим примером тут является взаимодействие гипохлорита натрия NaOCl с сероводородом. Продуктами реакции являются чистая сера в виде осадка и поваренная соль NaCl. Методы очистки воды от последнего соединения крайне затруднительны.
Совсем другое дело – перекись водорода H2O2 – при ее добавлении в воду с сероводородом выделяется нерастворимая сера. Однако перекись водорода в качестве реагента стоит весьма недешево.
Любой метод химической очистки требует монтажа специального оборудования – резервуаров для хранения окислителя и насоса с функцией дозирования для порционной подачи реактивов.
Выше мы разобрали, что делать, если вода из скважины пахнет сероводородом. Но некоторые факторы поднимают стоимость индивидуальной системы химической подготовки до такой степени, что далеко не каждому владельцу дома это по карману.
Чаще всего системы химической очистки монтируются на соответствующих станциях мелкого и крупного размера для централизованного водоснабжения коттеджных кварталов, дач и деревень.
Станция озонирования работает по принципу добавления в воду активного окислителя, то есть озона О3. Он окисляет сероводород до сульфата.
Дело в том, что на воздухе озон и сероводород реагируют между собой очень медленно, нужно около 15 секунд для протекания реакции. Но стоит размешать озон в воде, и скорость взаимодействия возрастает пятикратно. Продукт реакции – сульфат – остается растворенным, а вода из фильтра больше не пахнет сероводородом.
Суть технологии в протекании жидкости под давлением через фильтры с натуральными или синтетическими пористыми компонентами.
Наиболее часто используемый натуральный очиститель это активированный уголь, ведь его способность поглощать сероводород общеизвестна, кроме того, он хороший катализатор и легко обслуживается.
Таким образом, молекулы H2S поглощаются порами, а железо осаждается на дно в виде оксида (ржавчины).
Степень очистки воды зависит от нескольких факторов:
Сорбционная чистка – хороший ответ на вопрос, что делать, если вода из скважины пахнет сероводородом. Однако если содержание H2S в жидкости очень высоко, тогда применяют еще и напорную дегазацию.
3 основных технологии очистки воды из скважины от сероводорода
Есть несколько способов, с помощью которых можно очистить воду. Выбор метода необходимо осуществлять с учетом результатов исследования. Не обойтись без фильтра для скважины от сероводорода, реагентов либо специального оборудования.
1. Очистка воды с помощью реагентов
Принцип действия этого метода следующий: сера — сильнейший восстановитель, ее можно окислить, используя окислители. С помощью данного способа получится полностью очистить жидкость. Однако его нельзя использовать, если у вас артезианский источник, так как в ходе химической реакции выделяются продукты распада.
Например, в прежние времена, чтобы связать сероводород, применялся свободный хлор, при этом после выделения коллоидной серы была необходима коагуляция, а также очистка воды. Чтобы убрать сероводород в скважине, данный метод нельзя использовать. Едкий запах придется устранять, устанавливая угольные фильтры.
Сейчас, чтобы окислить сероводород, используют озон, гипохлорит натрия и перекись водорода. Благодаря их взаимодействию образуются нерастворимые включения, которые задерживает система фильтров. В краны жидкость поступает 100 % чистая.
В фильтрующую колонну необходимо добавить концентрированное вещество, предварительно смешав его с дистиллированной водой. Используется насос-дозатор, который в нужном количестве добавляет в скважину гипохлорит натрия. За счет импульсного счетчика контролируется то, насколько часто будет подаваться реагент. Когда он смешивается с жидкостью, происходит окисление соединений железа и марганца, разрушается сероводород. Поскольку применяется химический реагент и требуется разбавлять его с дистиллированной водой, данный способ не подходит для применения в быту.
Данный вариант – альтернатива предыдущему методу. Однако этот способ более экологичный и безопасный. Дело в том, что гипохлорит образует ядовитые производные хлора, они не поддаются биохимическому окислению. В этом же случае также используется система дозирования.
Озонирование – наиболее популярный метод очищения скважины от сероводорода. Газ озон – сильнейший природный окислитель. Он окисляет растворенное железо, сероводород, а также убивает опасные микроорганизмы, вирусы. Озон — это активная форма кислорода, и его излишки переходят в кислород.
Этот газ используется для стерилизации, при этом эффективность его применения выше, чем ультрафиолетового излучения или хлора. Оборудование для озонирования нельзя назвать бюджетным, однако, чтобы использовать такую систему, не нужны реагенты либо дополнительное обслуживание, поскольку озон генерируется из воздуха.
2. Физический метод
Самым популярным методом очищения воды является физическая аэрация, она бывает следующих видов:
Во время аэрации жидкость с сероводородом соприкасается с кислородом. Парциальное давление практически равно нулю, благодаря этому снижается содержание серы в воде. Можно приобрести аэрационные установки нескольких видов:
3. Физико-химический метод
В этом случае происходит процесс сорбции: жидкость под напором проходит через активированный либо древесный уголь. При соприкосновении с фильтрующим веществом происходят реакции обмена, и молекулы сероводорода окисляются, а затем распадаются на простую серу и ее соединения. При этом пористая поверхность материала задерживает токсичные соединения.
Для фильтрации чаще всего используется каталитический уголь Centaur американского производства. С его помощью получится удалить из воды серу, железо, хлорамины, нефтепродукты. После такой очистки улучшаются вкусовые характеристики питьевой воды. Centaur применяют, когда концентрация сероводорода в воде не более 6,0 мг/л.
Новое Место. Отзыв Егора Кончаловского о монтаже септика:
С помощью данного метода получается практически полностью очистить жидкость, однако время контакта должно быть не менее 3 минут. Прежде чем подавать воду в фильтр, ее нужно аэрировать. Поэтому потребуется эжектор либо компрессоры. Для промывки загрузки применяется противоток воды, поэтому нет необходимости в дополнительных восстановителях.
Следующая эффективная загрузка для фильтрации — марганцовокислый зеленый песок (Manganese Greensand). Получают марганцевый цеолит во время обработки натурального минерала глауконита. При использовании такой загрузки сероводород окисляется до серы и сульфатов. Остаток фильтруется, когда вода проходит через слой гранулированного материала. Продается Manganese Greensand в мешках 28 л, такого объема достаточно для использования в течение трех лет.
У такого способа очистки есть много преимуществ: из скважины удаляется до 98 % сероводорода, вода очищается и дезодорируется, кроме того, можно фильтровать жидкость в большом объеме. Есть также и недостатки: стоимость сорбентов высокая, необходим большой объем воды для фильтрации, скорость которой невысокая. Однако лишь этот метод позволяет практически полностью очистить жидкость.
Не важно, какой способ фильтрации вы выберете, если в скважине сероводород, действовать необходимо следующим образом.
Прежде всего удаляем илистые отложения со дна источника, со стенок труб. Важно производить такую чистку каждые 2 года. Также необходимо прокачивать скважину, чтобы удалить глину и песок. Помните, что трубы должны быть герметичны, если это не так, следует заменить их. Так вы не допустите образования питательной среды для серобактерий, в результате в скважине не будет образовываться сероводород. Только после выполнения этих манипуляций можно приступать к очистке воды.
Чтобы эффективно бороться с неприятным запахом, вспомните, когда вода начинает пахнуть сильнее всего. Все вышеописанные рекомендации относятся только к холодной воде, которая поступает из источника. Если же неприятный запах появился у горячей воды, необходимо осмотреть трубчатые электронагреватели бойлеров. Скорее всего, оборудование функционирует неправильно, накапливаются соли, в которых размножаются серобактерии. Тогда придется выполнять промывку водонагревательной системы, а также установить сорбционный фильтр.
Ключевые слова: сероводород, сульфиды, сточные воды, удаление сероводорода из воды, технологический процесс.
Применяемые сегодня в России методы очистки не всегда удовлетворяют с точки зрения экологии и эффективности. Наиболее остро стоит вопрос очистки высококонцентрированных сульфидных вод (концентрация сероводорода более 50 мг/дм).
Повышение требований к защите окружающей среды от промышленных выбросов, ужесточение требований местных органов исполнительной власти в части нормирования качества сточных вод, разрешенных к сбросу в систему бытовой канализации, многомиллионные штрафы, изымаемые с предприятий в виде оплаты экологических рисков за сверхнормативный сброс загрязняющих веществ, — все это ставит проблему концентрированных производственных сульфидных вод как наиболее значимую в перечне экологических рисков, а ее решение — в ряд безотлагательных.
Химические (реагентные) методы выделения сероводорода и его последующей утилизации в виде серосодержащих осадков основаны на окислении сульфидов до элементарной серы (с последующим извлечением ее из воды отстаиванием, фильтрованием, флотацией или другими методами).
Все представленные в таблице реагенты имеют большой удельный расход, многие из них требуют особых мер безопасности при их хранении и использовании. Нетрудно подсчитать, что, например, при концентрации сульфидов в воде 1 г/л расход 0,9%-ного гипохлорита натрия (9 г/л по эквиваленту хлора) составит примерно 1 м3 на 1 м3 сероводородного стока.
Однако область применения этого метода ограничивается многостадийностью технологии, необходимостью применения сложного химического оборудования для сжигания H2S и S, а также потреблением жидкого топлива для этих целей.
Методы окисления сероводорода кислородом включают некаталитическое, каталитическое и биохимическое окисление.
Большинство способов каталитического окисления сероводорода кислородом с гомогенным катализатором объединяет один общий недостаток — необходимость применения катализатора, остающегося затем в очищенной воде и безвозвратно теряемого после применения.
Электрохимическое окисление сероводорода в объемно-пористом электроде возможно реализовать и без помощи внешнего источника тока. Для этого загрузка должна обладать электронной проводимостью (электрохимический катализ). При этом твердое тело (токопроводящая загрузка) контактируя с окислителем (O2) и восстановителем (H2S), образует катодные и анодные микроучастки, в которых в любой момент времени будет преобладать концентрация одного из веществ. Это, в свою очередь, приведет к возникновению короткозамкнутых микрогальванических элементов, в результате действия которых и будет окисляться сероводород. Т.е. на поверхности электропроводящего тела (катализатора) происходит разряд ионов HS- и молекул H2S, а освободившиеся в результате окисления HS- и H2S электроны перетекают к участкам катализатора, контактирующего с кислородом, где происходит его восстановление.
Биохимическое окисление высококонцентрированных сульфидных вод нецелесообразно ввиду невысоких скоростей протекания процесса и связанной с этим необходимостью создания больших по объемам сооружений. Кроме того, реализация данного метода сопровождается загрязнением окружающей среды сероводородом.
Рассмотренные выше методы удаления сульфидов из воды в большей или меньшей степени являются высокозатратными, особенно при очистке вод с высоким содержанием сероводорода (более 50 мг/дм3).
Реакции (3, 4) с образованием сульфида железа FeS и серы протекают в слабокислой и нейтральной средах, реакции (5, 6) с образованием трисульфида железа Fe2S3 — в нейтральной и щелочной. Образующийся сульфид железа отделяют от воды отстаиванием и регенерируют продувкой воздухом.
Как следует из реакций (7, 8), может быть осуществлен замкнутый процесс с многократным использованием одного и того же гидроксида железа путем попеременного его перевода в FeS (или Fe2S3) в Fe(OH)3, параллельно с этим протекают и реакции каталитического окисления сероводорода кислородом воздуха в присутствии железа, которое попеременно принимает двух- и трехвалентное состояние.
При этом железо (II) окисляется опять-таки кислородом воздуха до трехвалентной формы с последующим взаимодействием с сероводородом. Именно это обстоятельство делает весьма заманчивым данный метод в условиях очистки высококонцентрированных сульфидных вод, поскольку реагент находится в обороте.
Варианты технологических схем десульфидизации методом железо-каталитического окисления представлены в таблице 2 и на рис. 2, 3, 4.
Таблица 2. Рекомендуемые схемы десульфидизации железо-каталитическим методом в зависимости от исходных показателей очищаемых растворов и условий их повторного использования в качестве щелочного поглотителя кислых газов
При этом на первой стадии процесса происходит связывание только сероводорода с образованием гидросульфида натрия NaHS. Содержащийся в пирогазе CO2 в реакцию с NaHCO3 не вступает и проходит через абсорбционную колонну транзитом на вторую ступень, где оставшийся в пирогазе CO2 абсорбируется в устройстве для мокрой очистки (противоточном абсорбере) водным раствором карбоната натрия с образованием бикарбоната.
Разъединяя поглощение сероводорода бикарбонатсодержащим поглотительным раствором на первой стадии процесса и поглощение оставшейся двуокиси углерода щелочным карбонатным раствором на второй, в итоге можно получить два раздельных поглотительных стока — бисульфидного (сернисто-щелочного) и карбонатного, которые более удобны и значительно менее затратные при их последующей очистке и регенерации, в отличие от смеси этих стоков, образующихся при общепринятой едконатровой щелочной очистке пирогаза. Такое новое технологическое решение защищено патентом Российской Федерации на изобретение №2515300 «Способ селективной очистки пирогаза от сероводорода и двуокиси углерода» и включает следующие последовательные операции и сооружения, обеспечивающие полностью безотходный процесс: очищаемый газ, содержащий кислые примеси (H2S и CO2), направляется в абсорбер №1, орошаемый водным раствором гидрокарбоната натрия, где происходит поглощение сероводородного газа с переводом его в водорастворимую форму NaHS.
Образующаяся двуокись углерода уходит с газовым потоком в абсорбер №2, где поглощается раствором карбоната натрия. Из абсорбера №1 отработанный поглотительный раствор, содержащий гидрокарбонат и гидросульфид натрия отводится в реактор 3 с механическим перемешиванием потока, куда дозируется раствор гидроокиси железа Fe(OH)3 из отстойника 4. В результате образуется практически нерастворимая взвесь трисульфида железа. Из реактора 3 отработанный поглотительный раствор с образовавшейся взвесью Fe2S3 (FeS) подается в регенератор 5 (емкость с устройством нижней подачи диспергированного воздуха), где протекает реакция железо-каталитического окисления сульфидов кислородом воздуха с переводом Fe2S3 (FeS) в элементарную серу и гидроокись железа. Элементарная сера S в результате флотации собирается в верхней части регенератора 5 и выводится из технологического цикла в виде серной пены на последующее обезвоживание и доведение до качества товарного продукта. Из регенератора 5 бикарбонатно-карбонатный натриевый раствор, содержащий взвесь гидроксида железа, направляется в отстойник 4, откуда, после отстаивания уплотненный осадок Fe(OH)3 дозируется обратно в технологический цикл связывания сульфидов (в реактор 3), а надосадочная жидкость, содержащая водный раствор смеси би- и карбоната натрия возвращается в абсорбер №1 для поглощения сероводорода, содержащегося в пирогазе.
В абсорбере №2 оставшаяся в пирогазе свободная углекислота поглощается раствором карбоната натрия с переводом в бикарбонат.
Регенерация раствора карбоната осуществляется в отпарной колонне 6 путем термического разложения NaHCO3, в процессе которого при температуре 60-200°С гидрокарбонат натрия распадается на карбонат натрия, углекислый газ и воду.
Образующийся водяной пар конденсируют и полученную деминерализованную воду используют для разбавления циркулирующего в абсорбере №1 бикарбонатного поглотительного раствора. Получаемый в отпарной колонне 6 раствор карбоната вводится в циркулирующий в абсорбере №2 поток поглотительного раствора взамен удаляемого из него раствора бикарбоната. Выводимый из отстойника 4 избыток пересыщенного по карбонату поглотительного раствора также направляется в отпарную колонну 6, откуда получаемая вода возвращается в поглотитель абсорбера №1, а раствор карбоната — в поглотитель абсорбера №2.
Несмотря на обширный материал исследований, накопленный в области очистки воды от сульфидов, интерес к этой проблеме сохраняется. Окончательный выбор схемы предполагает учет всех особенностей образования и последующего отведения (или повторного применения) очищенных сульфидных вод (область применения метода), их карбонатно-щелочного состава, концентрации сульфидов, а также целесообразности, в том числе экономической, повторного использования очищенной воды (раствора).
В условиях очистки высококонцентрированных сульфидсодержащих вод наиболее перспективным представляется метод железо-каталитического окисления. Определяющим фактором при составлении технологии является химический состав сульфидных вод.
Активная реакция среды (pH) указывает на количество сульфидов, связываемых железом, тем самым определяя направление проведения процесса железо-каталитического окисления по одной из рекомендуемых схем: отделение осадка Fe2S3 (FeS) и его регенерация в гидроксид в выносном регенераторе, устанавливаемым отдельно от основного пока очищаемой воды; или корректировка pH в реакторе-смесителе и регенерация Fe2S3 (FeS) в Fe(OH)3 в основном потоке.
Для создания слабощелочной среды (pH=7,5-8,5), необходимой для протекания реакций (3-6), следует нейтрализовать ионы OH- и перевести карбонатную щелочность в бикарбонатную путем корректировки pH среды методом карбонизации исходной воды свободной углекислотой. Применение карбонизации стабилизирует pH очищаемой воды на уровне 8-8,5 ед., что обеспечивает оптимальные условия проведения железо-каталитического окисления сульфидов кислородом воздуха.
В результате очищенная жидкость представляет собой нейтральный раствор бикарбоната натрия, который при последующем восстановлении гидратной щелочности может быть возвращен в производство на повторное использование, организуя тем самым бессточный, замкнутый технологический процесс.
Methods of removing hydrogen sulfide from industrial wastewater and their development
Hydrogen sulfide is a toxic substance often found in wastewater of many industries in that its content is strictly regulated. The removal of hydrogen sulfide from the water-binding operation, due to its very high toxicity and aggressiveness towards steel, concrete and many other materials. Despite ongoing research, the interest is not reduced and the search continues for new solutions, eliminating the environmental pollution by hydrogen sulfide in process water treatment, economical, simple and reliable in operation.
Keywords: hydrogen sulfide, sulfides, waste water, removal of hydrogen sulfide from water, the process.
Ignatenko Sergey Ivanovich, candidate of technical Sciences, Deputy Director on scientific work, LLC «Ekofes». 346421, Rostov region, Novocherkassk. Ul, etc., 200V.
Журнал «Вода Magazine», №2 (102), 2016 г.
Бытовые установки и фильтры для очистки воды от сероводорода
Почему горячая и холодная вода в доме пахнет сероводородом? Это создает неудобство домочадцам, ведь жидкость с запахом тухлых яиц и противным вкусом невозможно пить. Однако этот газ обычно присутствует в воде в небольшом количестве, поэтому для его нейтрализации, скорее всего, не потребуются большие финансовые средства.
В разобранных ранее технологиях озонирования и химической очистки есть минусы в виде наличия продуктов реакции, исключение составляет только способ на основе диоксида натрия. Хорошим вариантом ответа на вопрос, что делать, когда вода из водонагревателя пахнет сероводородом, являются системы очистки на основе насыщения воды кислородом без участия химических реактивов.
Итак, наиболее доступный метод решения проблемы, что делать, если вода в колодце пахнет сероводородом, – обогащение жидкости кислородом при помощи аэрации или душирования. Бюджетный, но действенный способ заключается в очистке источника от ила. Также хорошо работает обработка серных бактерий мощными, но доступными окислителями типа хлорки и гипохлорита.
Опасность наличия сероводорода в скважине
Допустимая концентрация этого вещества – 0,03 мг/л. Рассмотрим, какое оказывает влияние сероводород в воде из скважины.
Что делать, если в скважине сероводород? Использовать такую воду как техническую нельзя, поливать ей садовые посадки не рекомендуется. Из-за того что вы будете вдыхать газ, произойдет отравление организма. Да и если сера в большом количестве попадет в почву, это негативно скажется на растениях, в результате они могут даже погибнуть.
Раствор серы проявляет свойства кислоты. Соединяясь с железом, которое содержится в воде, образует соли сернистого железа. Это вещество откладывается внутри труб, бытовой техники, из-за чего образуется ржавчина. Самое неприятное, что может произойти, — зарастание водопроводных труб.
Чтобы такого не случилось, необходимо убрать сероводород из скважины. Далее рассмотрим, какие способы борьбы с серой, растворенной в воде, существуют.
Чем грозит и что делать
Сероводород в скважине придает воде крайне неприятный запах, напоминающий «аромат» тухлых яиц. Но это, как говорится, еще полбеды. Основная проблема в том, что данный газ очень опасен для здоровья. И последствия использования, а тем более питья воды с подобными примесями будут весьма негативными.
Вариант тут только один – немедленно избавиться от наличия сероводорода в скважине. К счастью, проблему достаточно легко решить, причем несколькими способами. Но для того, чтобы выбрать какой-то конкретный, следует знать особенности каждого из них. Собственно, об этом и пойдет речь в нашей статье.
5 причин появления запаха сероводорода в скважине
Сразу после бурения скважины сероводород в ней может быть не обнаружен: вода поступает чистая, в ней нет посторонних включений, она ничем не пахнет. Такая ситуация указывает на то, что технология проведения бурильных работ не была нарушена и все необходимые действия выполняла команда профессионалов.
Но с течением времени качество жидкости может стать хуже: появляется резкий запах протухших яиц либо тины. При этом он усиливается с каждым днем, пить такую воду становится невозможно. Данный признак указывает на то, что в скважине появился сероводород.
Выделение этого газа происходит из-за размножения анаэробных микроорганизмов, которые обитают в бескислородной среде. Чтобы выжить, они используют энергию химических связей, как побочный продукт этой реакции и образуется сероводород.
Важно! Помимо данного газа, в процессе своей жизнедеятельности микроорганизмы выделяют следующие вещества: меркаптаны, диметилсульфид, 2-метилизоборнеол и другие. Все они имеют резкий запах.
Как понять, почему вода из скважины пахнет сероводородом? Есть множество причин возникновения неприятного запаха.
Причина первая. Серобактерии активизируются после ливневых дождей, образования паводковых вод. Дело в том, что вода, проходя через слои почвы до водоносного пласта, уносит с собой сульфиды и сульфаты. Именно эти вещества используют микроорганизмы: начинается их активный рост и размножение.
Вторая причина. Произошла разгерметизация обсадной колонны. В такой ситуации соединения серы быстро проникают в питьевую воду, к примеру, после ливня.
Третья причина. При проведении бурильных работ в источник попали сернистые руды. Если такое действительно произойдет, вы сразу заметите, что в скважине сероводород.
Четвертая причина. Водоносный пласт контактирует с месторождением сульфидной руды. Это явление достаточно распространено, поскольку с древних времен человек селился рядом с такими месторождениями.
Обратите внимание! Если вы заметили, что в скважине внезапно появились примеси – сероводород, а также нефть либо хлор, скорее всего, произошло техногенное загрязнение. Например, рядом с вашим населенным пунктом находится завод, который незаконно захоронил токсичные отходы, они проникли в водоносный пласт. Это явление – пятая причина.
Определение присутствия сероводорода в воде
Если сера растворена в воде в малом количестве, вы можете не ощутить едкий запах. А когда концентрация этого вещества слишком высокая, сероводород заблокирует обонятельные рецепторы, и вам будет казаться, что жидкость ничем не пахнет.
Для начала проведите простейший анализ воды прямо у себя дома. Для этого нужно налить жидкость в стеклянный бокал и поставить на подоконник. Если в воде растворена сера, через некоторое время она станет мутной, поскольку сероводород начнет выделяться в результате окисления под действием ультрафиолета.
Чтобы узнать концентрацию этого вещества в воде, придется отвезти жидкость в специальную лабораторию. После проведенного исследования вы будете знать, какие загрязнения содержатся в жидкости и не превышает ли сера предельно допустимую концентрацию.
Чтобы результаты анализы были точными, необходимо действовать следующим образом:
Рекомендация: когда на дне скважины образуется темный осадок, значит, в воде есть сероводород. Концентрацию этого вещества получится узнать только после исследования в лабораторных условиях.
