Как очистить воду от сероводорода из скважины

Методы удаления сероводорода из воды

Как удалить или убрать неприятный запах воды

Сероводород. Характеристики и его влияние на человека

Сероводород (H₂ S ) — бесцветный газ со специфическим, характерным запахом тухлых яиц и его присутствие легко обнаруживается в воде. В природе он присутствует в вулканических газах, а также образуется в результате техногенной деятельности человека: это побочный продукт и выбросы целлюлозно-бумажных, коксохимических, металлургических, нефтехимических, газоперерабатывающих и некоторых других производств.

Порог восприятия запаха сероводорода человеком положен в основу установления предельно допустимой концентрации (ПДК) и составляет 0,03 мг/л.

Сероводород токсичен. При больших концентрациях его в воздухе наблюдается поражение обоняния и человек перестает чувствовать тяжелый запах сероводорода. При малых концентрациях вначале отмечается раздражение конъюнктивы и роговицы глаз, симптомы воспаления в носовой полости, кашель, слабость, слюноотделение, головная боль, понижение артериального давления, учащенный пульс, а при более длительном поражении может развиться отек легких.

Сероводород достаточно часто встречается в воде, причем может содержаться как в воде, добываемой из глубоких скважин, так и в поверхностных водах неглубоких скважин и колодцев.

В последнем случае сероводород попадает в воду при ее контакте с гниющими органическими остатками, а также в результате жизнедеятельности серобактерий, которые в результате своей жизнедеятельности восстанавливают различные соединения серы (в основном — это растворенные в воде сульфиды и сульфаты при контакте воды с минеральными солями, такими как колчедан, гипс и некоторыми другими) до сероводорода.

Признаки превышения нормы содержания H₂ S в воде:

• Вода имеет неприятный запах, напоминающий запах тухлого яйца,
• Вкус пищи искажен и лишен привлекательности,
• На сантехнике и белье после стирки появляется жёлтый или черный налет.

Сероводород и продукты его гидролиза в воде интенсифицируют процессы коррозии металлических стенок трубопроводов, баков и котлов. Продуктом коррозии является сернистое железо, которое в свою очередь все быстрее и быстрее вызывает дальнейшую коррозию металла.

Методы удаления сероводорода из воды

В колодцах можно существенно понизить уровень концентрации сероводорода (а нередко даже полностью устранить неприятный запах) путем очистки от осадка на дне колодца и его стенках, что вызывается накоплением огромного количества бактерий, вырабатывающих сероводород. А вот для скважин, вода в которых содержит сероводород, к сожалению, такие методы очистки не применимы.

Тем не менее, при наличии в скважине или колодце запаха сероводорода настоятельно рекомендуем строго соблюдать режим проточности воды, чтобы не допускать застаивания воды, и тем самым препятствовать образованию огромных колоний бактерий и соответственно этому обрастанию стенок.

1. Физический метод очистки воды от сероводорода

Физический метод удаления сероводорода основан на процессе аэрации воды: обработке воды воздухом в специальных аппаратах — аэраторах. Воздух принудительно подается в аэратор и барботируется («пробулькивает») через слой воды. При этом вода насыщается кислородом воздуха и происходит отдувка сероводорода из воды в атмосферу.

Различают напорный и безнапорный вид аэрации:

• При напорной аэрации, воздух компрессором нагнетается в водопроводную трубу и поступает вместе с водой внутрь аэрационной колонны. Затем через специальный воздухоотделительный клапан отработанный нерастворившийся воздух сбрасывается в атмосферу, что и позволяет убрать запах сероводорода и других растворенных газов.
• При безнапорной аэрации для удаления растворенных газов в систему очистки воды дополнительно устанавливается бак для аэрации. В бак компрессором подается воздух, который через барботирующее (рассеивающее через множество отверстий) устройство распыляется у дна бака с водой. Пузырьки воздуха поднимаются через слой очищаемой воды к поверхности бака, насыщаясь сероводородом и прочими растворенными газами и выводятся вместе с отработанным воздухом в атмосферу через отводящее отверстие в верхней части бака.

Сероводород в зависимости от водородного показателя — рН воды может находиться как в молекулярном состоянии Н₂ S, так и в виде ионов: HS – и S 2– :

Следует отметить, что аэрацией (аэрированием) можно убрать только ту часть растворенного сероводорода, которая представлена именно молекулярной составляющей — H₂ S, и лишь частично при этом удаляются сероводород в ионной форме — HS — ). Полное удаление H₂ S продувкой воздухом возможно лишь при подкислении воды (то есть снижении водородного показателя до величины рН<5). При таких условиях высокая концентрация водородных ионов (Н + ) подавляет процесс диссоциации сероводорода, и поэтому большая его часть переходит в молекулярную форму, которая как раз легче всего удаляется аэрированием.

2. Химический метод очистки воды от сероводорода

Этот метод очистки способен обеспечить наиболее полное удаление сероводорода. Поскольку он является сильным восстановителем, то, в зависимости от вида и количества окислителя, он может быть окислен как до свободной серы, так и до тиосульфатов, сульфитов и сульфатов.

В качестве окислителя очень эффективно работают такие реагенты, как: хлор, хлорсодержащие соединения (например, гипохлорит натрия), перекись водорода, озон.

На практике наиболее распространенным является метод очистки воды от сероводорода хлорированием. А для хлорирования наиболее часто применяют гипохлорит натрия, раствор которого подается в очищаемую воду специальной системой дозирования реагентов .

(Справочно: На 1 мг окисляемого сероводорода расходуется около 2,1 мг хлора. В результате реакции образуется взвесь коллоидной серы в количестве, приблизительно равном количеству исходного сероводорода. При дозе хлора 8,4 мг на 1 мг сероводорода основными продуктами реакции являются сульфаты. Для полного удаления сероводорода достаточно 5 мг хлора на 1 мг H₂ S.)

Для очистки воды от серы, полученной в результате химической реакции, дополнительно необходимо установить фильтры для полного осаждения продуктов реакции: для этого нужно осуществить их коагуляцию (укрупнение частиц образующегося осадка) и последующее фильтрование на осадочном фильтре.

3. Биохимический метод очистки воды от сероводорода

Этот метод очистки воды основан на окислении сероводорода под действием сульфобактерий (тиобактерий), которые окисляют восстановленные соединения серы. При этом, необходимая для их жизнедеятельности энергия образуется в результате протекания следующей реакции:

А при недостатке сероводорода тиобактерии производят дальнейшее окисление свободной серы до серной кислоты:

Биохимический метод очистки от сероводорода реализуется по следующей схеме:

• первоначально производится аэрация (насыщение воды кислородом воздуха)
• затем вода поступает в реактор биохимического окисления,
• а после биохимического реактора вода направляется на стадию фильтрации.

Однако, этот метод очистки от сероводорода в виду своей сложности и необходимости постоянного контроля за технологическим процессом применяется в основном только для производств с большим потреблением воды. Для его реализации требуется проведение кропотливых предварительных лабораторных испытаний, на основе которых и определяются оптимальные технологические параметры работы отделения реакторов системы биохимической очистки воды.

Как заказать и купить фильтр для очистки воды

Полезные ссылки

Песочные фильтры грубой очистки воды Сапфир-П

Обезжелезивание и деманганация воды — фильтры Сапфир-BR

Умягчение воды — фильтры Сапфир-У

Мембранные системы обратного осмоса для питьевой воды Ключ-М

Почему так опасен сероводород в артезианской воде? Только ли запах мешает использовать такую воду? Как избавиться от сероводорода и, вообще, возможно ли полностью удалить эту примесь из воды, которая подается через артезианскую скважину? Сероводород плохо растворим в воде, поэтому мы и чувствуем его запах, при этом даже в небольшом количестве сероводород весьма токсичен.

Он вызывает тошноту, головокружение, другие неприятные последствия химического отравления. Если высокие концентрации сероводорода однозначно приводят человека в «больничное состояние», но к выделению сероводорода в небольших количествах вызывает паралич обонятельного органа, и мы перестаем чувствовать запах «тухлых яиц», но при этом отравление организма продолжается. Если содержание в воде из скважины сероводорода по перманганатной окисляемости выше 2 мг О2/л, то ни в коем случае нельзя ее употреблять без предварительной очистки.

Прежде, чем говорить о методах удаления сероводорода из воды, надо отметить причины, по которым эта примесь появляется в скважинах, которые до этого использовались много лет без особых проблем. Несмотря на то, что причин обычно бывает несколько, основной специалисты считают активную деятельность серосодержащих бактерий. В процессе окисления бактериями соединений серы, включая и сероводород, до сульфатов серы. Если серобактерии откладывают молекулярную серу внутри клеток воды, то тионовые бактерии как бы «обкладывают» серой сами клетки.

Еще одной частой причиной возникновения сероводородного запаха в процессе эксплуатации артезианской скважины является сама порода, в которой эту скважину пробурили. Высокое содержание в породе сульфида железа приводит к тому, что вода насыщается ионами сульфидов и гидросульфидов. Нарушение герметичности в местах стыковки обсадных труб так же приводит к проникновению грунтовых вод, которые всегда имеют органосодержащие примеси, при разложении которых выделяется сероводород. Кроме того, природная среда имеет свою PH или кислотность, и в зависимости от этого молекулярно растворенный в воде сероводород может до соприкосновения с воздухом может существовать в двух формах сероводорода H2S + сульфиды ионов S2- и гидросульфиды ионов HS-.

Если в воде присутствует железо, то может образоваться сульфид железа – это мелкодисперсный черный порошок.

Теперь становится понятным, что метод очистки воды от сероводорода напрямую связан с причиной его появления в воде. Поэтому, прежде, чем остановиться на каком-либо методе очистки, вам необходимо сделать развернутый биохимический и химический анализ воды из скважины. Если вы хотите знать достоверную цифру содержания сероводорода в воде из вашей скважины, то лаборанта придется пригласить, что называется «на дом», поскольку воду на содержание сероводорода надо анализировать сразу после ее выхода из скважины. Это связано со свойством молекул сероводорода мгновенно вступать в реакцию с молекулярным кислородом воздуха, и переходить в безопасное серосодержащее соединение. 2H2S + O2 = 2H2O + 2S, то есть, привезя пробу воды на анализ в лабораторию, вы можете увидеть обычную серу в воде.

Методы очистки воды от сероводорода делятся:

— наиболее употребимый и простой метод – это физическая аэрация воды :

• разбрызгивание воды и полет ее капель через слой воздуха от самих разбрызгивающих насадок до зеркала воды (упрощенная аэрация),
• вакуумно-эжекционная аэрация воды, когда для подсоса воздуха в водяной поток используют различные конструкции
• напорная аэрация, которая предполагает насильственную подачу воздуха в воду с помощью компрессора.

При проведении аэрации, вода, которая содержит сероводород, соприкасается с кислородом воздуха, где парциальное давление приближается к нулю, и за счет этого создаются условия, когда растворимость сероводорода и его концентрация в воде становятся допустимыми. Установки для аэрации можно условно разделить на:

• пленочные дегазаторные, которые представляют собой колонки с различными насадками, через которые вода протекает очень тонкой пленкой
• пенные дегазаторные (барботажные дегазаторные), где сжатый воздух продувается через слой медленно дегазируемой воды
• вакуумные дегазаторные, где при помощи вакуумных насосов, паро- или водоструйных эжекторов вызывается кипение воды при нормальной температуре в вакуумной среде.

— Химическая очистка воды от сероводорода – это способ очистки, основанный на том, что сероводород относится к сильным восстановителям, а потому может быть окислен с помощью сильных окислителей, таких, как гипохлорит натрия, перманганат калия, озон и других до свободной серы, тиосульфатов, сульфидов и сульфатов. Этот метод обеспечивает наиболее полную очистку воды, но не всегда применим в случае артезианской скважины, поскольку в любой химической реакции имеются вторичные продукты распада.

• К примеру, раньше достаточно часто использовался для связывания сероводорода свободный хлор, причем после выделения коллоидной серы требовались дополнительная коагуляция и фильтрование воды. Понятно, что при очистке воды из скважины этот метод мало приемлем. Кроме того, неприятный запах надо еще удалять с помощью фильтрации воды через активированный уголь.
• Окисление H2S кислородом воздуха возможно лишь в присутствии катализаторов (KMn04, FeSCM омарганцованный песок, активный уголь, графит, дробленый магнетит). При взаимодействии сероводорода и перманганата калия получается опять же коллоидная сера и взвесь тонкодисперсного диоксида марганца. Всегда возникает опасность перенасыщения воды солями марганца, а, следовательно, потребуется длительная водоочистка теперь уже от его солей. Альтернативой служит очистка воды от сероводорода (при непрерывном добавлении KMn04) в те фильтры, где накапливается уже отработанный марганец глауконитового песка, который, в свою очередь часто используют для очистки воды от растворимого железа, марганца и сероводорода. Происходит двойная регенерация с помощью перманганата калия. В ходе химической реакции окисления перманганат калия переходит в нерастворимый гидроксид марганца, который в данном случае будет действовать как коагулянт и адсорбент.
• Удаление сероводорода с помощью перекиси водорода с образованием серы. Затем воду дополнительно фильтруют через активированный уголь, при этом полностью исчезает запах, увеличивается количество растворенного в воде кислорода, а при помощи суспензии гидроксида железа образуется сульфид железа, который выделяют отстаиванием. Вторичная продувка воздухом этого соединения восстанавливаем его до исходной суспензии, которую можно использовать неоднократно.

— Биохимический метод используют. реализуя схему аэроокислитель (аэрофильтр или первичный отстойник), аэротенк-смеситель или вторичный отстойник, реактор биохимического окисления и скорый фильтр. В водяную подушку фильтра рекомендуется введение хлора или продувка воздухом, чтобы сера вновь не соединялась в сероводород.
— Из новых способов очистки воды от сероводорода следует отметить каталитический метод окисления на ионитах, в качестве которых используются уже указанные выше соединения.

Вывод: Если вам необходима очистка воды, которая поступает из скважины, не начинайте никаких действий без тщательного анализа водных проб и проб грунта. Только на основе этих данных можно выбрать метод, который позволит вам избавиться от сероводорода в воде.

Обустраивая частное домовладение, многие сталкиваются с необходимостью создания источника питьевой воды прямо на участке своей.

Очистка воды от сероводорода

Если вода из вашей скважины приобретает резкий неприятный запах, сильно напоминающий запах протухших яиц, становится мутной, это практически на 100% свидетельствует о том, что в этой воде сильно повышено содержание сероводорода.

Это означает, что вашу скважину срочно необходимо оборудовать специальными очистными сооружениями. До этого следует воздержаться от употребления указанной воды.

Причины появления сероводорода в воде

Сероводород в воде является продуктом жизнедеятельности бактерий, относящихся к классу анаэробных (т.е. живущих в среде, в которую не поступает кислород ). Они преобразуют различные соединения серы (сульфаты и сульфиты), которые находятся в воде, в сероводород. Артезианские скважины или илистые донные отложения в колодцах наиболее оптимальная для них среда обитания.

Кроме замутнения воды и придания ей неприятного запаха, сероводород ещё и ядовит. Попадая в организм человека в количествах, превышающих разрешённые ПДК, это вещество вступает в реакцию с гемоглобином крови. Это приводит к уничтожению последнего и может стать причиной смерти от удушья, т.к. гемоглобин отвечает за перенос кислорода в организме. Кроме этого, сероводород (Н2S) инициирует коррозию металла, играя роль её катализатора.

Методы очистки

Удалить из воды в скважине выявленный в ней H2S можно несколькими способами. Все они делятся на три группы, каждая из которых позволяет провести дезодорацию и стабилизацию состава воды:

1. Физические методы (аэрация).
2. Биохимические методы (окисление с использованием специальных бактерий).
3. Химические методы (подразумевает применение сильных окислителей).

Сероводород в скважинной воде находится в виде ионов S2 – и HS — либо в молекулярном состоянии (H2S). Зависит это в большей степени от показателя рН, который имеет вода.

Метод аэрирования (физическая очистка)

Использование указанного метода позволяет удалить только молекулярную часть сероводорода (H2S) и в крайне незначительных количествах HS -. Полностью удалить сероводород удаётся только после того, как выполняется подкисление воды, снижающее уровень рН ниже 5 единиц. Это приводит к тому, что повышенная концентрация ионов водорода подавляет диссоциацию сероводорода и переводит в молекулярную форму.

Использование аэраторов различных конструкций позволяет удалить порядка 65-70 % сероводорода, растворённого в воде. Главное в этом случае условие заключается в том, что количество подаваемого воздуха должно быть оптимальным. Соприкасаясь с воздухом в процессе аэрации, вода, содержащая Н2S, попадает в условия, при которых концентрация сероводорода и растворимость его в воде становятся пренебрежимо малыми.

Используемые в настоящее время аэрационные установки делятся на следующие типы:

1. Дегазаторные плёночные. Указанное оборудование представляет собой колонки, оснащённые различными насадками, по которым тонкой плёнкой стекает вода.
2. Дегазаторные пенные.
3. Дегазаторные барботажные. В этих системах сжатый воздух продувается через слой воды, проходящей медленную дегазацию.
4. Дегазаторные вакуумные. В них создаётся вакуум за счёт использования пароструйных и водоструйных эжекторов а также вакуумных насосов. Вакуум вызывает кипение жидкости при текущей температуре.

Методы химической очистки

Данные методы позволяют добиться максимально полной дегазации. Главным фактором очистки выступает окисление соединений, содержащих сероводород либо их связывание с молекулами других веществ и перевод в формы менее активные в воде. Третье направление – окислительно-восстановительные процессы.

Важно понимать, что H2S является сильнейшим восстановителем. В зависимости от количества и вида окислителя соединения, его содержащие, могут окисляться до сульфатов, сульфидов, тиосульфатов или свободной серы.

Чаще всего на территории России воду от сероводорода очищают хлором. На 1мг H2S требуется 2,1мг Cl. Реакция приводит к образованию коллоидной серы во взвешенном состоянии, количество которой приблизительно равно количеству H2S либо гидросульфитов. Если дозу хлора увеличивают до 8,4мг на 1 мг сероводорода, то продуктами реакции становятся сульфаты.

Чтобы удалить сероводород полностью, необходимо соотношение Cl/H2S = 5/1.

Полученная в результате химической реакции сера удаляется фильтрованием и использованием методов коагуляции.

Полное устранение неприятных запахов после выполнения хлорирования и аэрирования достигается посредством фильтрования сквозь активный уголь. Иногда в целях очистки воды используется диоксид хлора. Это возможно при незначительных концентрациях сероводорода и при величине рН равной 6,8 – 8,5.

В результате реакции в указанном случае образуются сульфат-ионы и тиосульфат, сера и сульфит – ионы.
Выполнить окисление H2S кислородом, содержащимся в воздухе, можно исключительно при наличии специальных катализаторов, в качестве которых выступают соединения переходных металлов, органических веществ, тиокислот и их солей. В качестве наиболее действенных можно отметить KMnO4, применяемый одновременно с использованием загрузок зернистых типов MSG+ или MSG.

Для окисления 1мг H2S требуется 6мг KMnO4.

При взаимодействии двух вышеназванных компонентов получается сера коллоидная и диоксид марганца в виде тонкодисперсной смеси. Последний придаёт воде бурый цвет и мутность. При этом высока вероятность насыщения марганцем и соединениями последнего воды из скважины. В таких случаях придётся делать сложную дополнительную водообработку.

Альтернативным вариантом очистки от сероводорода скважинной воды является в настоящее время непрерывное добавление в фильтры, которые предварительно обработаны марганцево-глауконитовым песком (MGS), 1-4 % раствора перманганата калия. Он применяется для выведения из воды сероводорода, растворённого марганца и железа. Регенерация песка выполняется перманганатом калия.

Образующиеся при этом нерастворимые соединения остаются на фильтре. Если перманганата калия добавлено меньше, чем требуется, то MGS удаляет неокисленные соединения водорода, а если его в избытке, то последний используется для регенерации песка, в процессе которой перманганат калия восстанавливается до состояния нерастворимого гидроксида марганца, обладающего свойствами адсорбента и коагулянта.

Для целей очистки воды от сероводорода может применяться диоксид водорода. В обработанной им воде образуется сера. Вода фильтруется через угольные фильтры, так убирается неприятный цвет и запах, и повышается процентное содержание кислорода.

Ещё одним используемым вариантом является использование гидроксида железа. Когда это вещество в суспензии добавляется в воду, загрязнённую сероводородом, гидроксид железа связывает сероводород с образованием сульфида железа в воде. Они выпадают в осадок, который затем удаляется элементарным отстаиванием и последующим фильтрованием или регенерацией, которая выполняется продувкой атмосферным воздухом. Причём суспензия может использоваться неоднократно. Этот метод гарантирует практически 100% очистку воды.

Очень действенным окислителем для растворённых в воде соединений сероводородных выступает озон, выполняющий триединую задачу: обеззараживание, дезодорацию, обесцвечивание воды. Расход реагента – 0,5мг на 1мг сероводорода позволяет окислить последний до элементарной среды. Если увеличить количество озона до 1,87мг на 1 мг H2S, то на выходе образуется серная кислота.

Сорбционный метод очистки

Адсорбентами чаще всего выступают древесные активированные угли. Иногда их совмещают с окислителями, что приводит к уменьшению требуемого количества реагентов и сорбентов. Процесс адсорбции прямо зависит от структуры используемого угля, концентрации H2S в воде, и структур образующихся на угле оксидов. Реализуют указанные методы на напорных или открытых угольных фильтрах, предварительно введя в обрабатываемую воду окислитель.

Метод биологической очистки

Указанный метод используется в тех случаях, когда требуется очистить от сероводорода биологически загрязнённую воду. Основную роль при этом играют серобактерии. Указанный метод реализуется по двухступенчатой схеме – аэроокислитель и скорый фильтр. Чтобы предотвратить образование в нижних слоях фильтров анаэробных бактерий и процессов восстановления сернистых соединений до сероводорода, в водяную подушку фильтра вводится хлор либо выполняется периодическая продувка снизу вверх с использованием сжатого воздуха.

При наличии желания и необходимых финансовых возможностей устранить загрязнение сероводородом воды, поступающей из вашей скважины, можно практически на 100%. Выполнять указанные работы должны специалисты.

Источники: http://water-filter-spb.ru/vse-o-vode/metody-ochistki-vody/metody-udaleniya-serovodoroda-iz-vody/, http://bgdstud.ru/bezopasnost-okruzhayushhej-sredy/1232-ochistka-vody-iz-skvazhiny-ot-serovodoroda.html, http://oskada.ru/obrabotka-i-ochistka-vody/ochistka-vody-ot-serovodoroda.html