هیدروژن سولفید در آب: معایب و روش‌های تصفیه آن

هیدروژن سولفید به طور طبیعی در آب‌های زیرزمینی به دلیل فعالیت باکتری‌های کاهنده گوگرد یافت می‌شود و باعث بوی بد آب شرب شهری خواهد شد. این باکتری‌ها از مقادیر کمی گوگرد موجود در آب تغذیه و در محیط‌های با اکسیژن کم موجود در چاه‌های آب زیرزمینی و سیستم‌های لوله کشی رشد می‌کنند.

اگرچه باکتری‌های کاهنده گوگرد می‌توانند طعم و بوی آب را تحت تأثیر قرار دهند، اما خطری برای برای سلامتی انسان ندارند. مشکلات سولفید هیدروژن در چاه‌هایی که در سنگ بستر اسیدی مانند شیست و ماسه سنگ حفر شده‌اند، بیشتر رایج است.

گاهی اوقات ممکن است سولفید هیدروژن فقط در آب گرم خانه قابل توجه باشد. در این حالت، واکنش‌های شیمیایی درون آبگرمکن ممکن است، منبع بوی تخم مرغ گندیده آب مصرفی شما باشد. آبگرمکن‌ها برای جلوگیری از خوردگی، مجهز به میله منیزیم هستند. میله منیزیم می‌تواند سولفات‌ها را به صورت شیمیایی تجزیه کند تا سولفید هیدروژن تشکیل دهد. در ادامه شما را بیشتر با هیدروژن سولفید و روش‌های از بین بردن آن آشنا می‌کنیم.

نحوه تشکیل هیدروژن سولفید (H2S) در آب 

گاز هیدروژن سولفید (گاز H2S) باعث ایجاد طعم یا بوی تخم مرغ گندیده در آب می‌شود. این گاز می‌تواند در هر جایی در چاه‌ها وجود داشته باشد و دلایل زیر علت تشکیل آن باشند:

1. طبیعی: حاصل تجزیه و واکنش‌های شیمیایی با خاک و سنگ
2. باکتری‌های گوگردی: ناشی از فعالیت باکتری‌های خاص گوگردی در آب‌های زیرزمینی، چاه یا سیستم لوله کشی
3. گرمکن آب: ناشی از فعالیت باکتری‌های گوگردی یا واکنش‌های شیمیایی درون آبگرمکن‌ها
4. آلودگی: ناشی از آلودگی محیط زیست

آیا وجود سولفید هیدروژن در آب خطرناک است؟

 
آب با گاز سولفید هیدروژن محلول به تنهایی باعث بیماری نمی‌شود. اما در موارد نادر، بوی هیدروژن سولفید ممکن است ناشی از آلودگی فاضلاب باشد که حاوی آلاینده‌های بیماری‌زا است. بنابراین، اگر فاضلاب منبع احتمالی سولفید هیدروژن است، باید آب از نظر آلودگی باکتریایی آزمایش شود.

روش‌های تصفیه هیدروژن سولفید از آب 

سولفید هیدروژن را می‌توان با استفاده از روش‌های تصفیه، به طور موثر از آب حذف کرد. کارآمدترین و به‌صرفه‌ترین روش تصفیه بستگی به غلظت سولفید هیدروژن دارد. قبل از خرید تجهیزات تصفیه آب، حتما با کارشناسان آبین مشورت کرده و قیمت و کارایی دستگاه‌های تصفیه را با هم مقایسه کنید. در ادامه تمام روش‌های کارآمد تصفیه هیدروژن سولفید از آب را بررسی می‌کنیم.

کلرزنی و فیلتراسیون مداوم

اکسیداسیون رایج‌ترین روشی است که برای حذف هیدروژن سولفید استفاده می‌شود. در این فرآیند، از یک ماده شیمیایی برای تبدیل گاز محلول سولفید هیدروژن به اشکالی از گوگرد استفاده می‌شود که به راحتی از آب قابل فیلتر شدن هستند.

از کلر اغلب به عنوان یک ماده شیمیایی اکسید کننده برای تبدیل گاز سولفید هیدروژن به گوگرد غیر محلول (یک ماده جامد زرد) استفاده می‌شود. اگرچه اغلب ضروری نیست اما می‌توان گوگرد غیرمحلول را به صورت مکانیکی با ماسه یا سنگدانه فیلتر کرد.

از فرآیند کلرزنی می‌توان برای حذف هر سطحی از سولفید هیدروژن استفاده کرد اما بیشتر در مواردی کاربرد دارد که غلظت سولفید هیدروژن از 6.0 میلی‌گرم بر لیتر تجاوز کند. از یک پمپ تزریق مواد شیمیایی کوچک برای تغذیه محلول کلر (معمولاً هیپوکلریت سدیم) به آب در بالادست مخزن اختلاط یا لوله سیم پیچ پلاستیکی استفاده می‌شود.

مخزن یا لوله اختلاط باید به گونه‌ای اندازه‌گیری شود که حداقل 20 دقیقه زمان تماس برای اکسیداسیون کافی هیدروژن سولفید فراهم کند. غالبا از یک فیلتر کربن فعال اضافی برای حذف باقی مانده کلر موجود در آب تصفیه شده و حذف هر مقدار باقیمانده گاز سولفید هیدروژن اکسید نشده مورد نیاز بهره می‌گیرند.

سیستم‌های کلرزنی نیاز به نگهداری دارند. مخازن محلول کلر باید به طور مرتب پر شوند و فیلترهای مکانیکی برای حذف ذرات گوگرد انباشته شده نیاز به بک‌واش (شستشو) دارند. همچنین در صورت نصب فیلتر کربن، باید هر از گاهی کربن را تعویض کرد. دفعات نگهداری عمدتا توسط غلظت سولفید هیدروژن و میزان آب مصرفی تعیین می‌شود.

تزریق مداوم پرمنگنات پتاسیم همراه با فیلتراسیون

این روش مشابه فرایند کلرزنی است. در این روش، محلول پرمنگنات پتاسیم را می‌توان با یک پمپ تزریق مواد شیمیایی کوچک که قبل از مخزن نگهداری نصب شده است به آب تزریق کرد. این مخزن حداقل 15 دقیقه زمان تماس را فراهم می‌کند. سپس ذرات گوگرد اکسید شده را می‌توان با استفاده از فیلتر Greensand منگنز یا زئولیت حذف کرد.

این روش نیز مانند کلرزنی برای غلظت‌های بالای هیدروژن سولفید (بالاتر از 6.0 میلی‌گرم در لیتر) عالی است. توجه داشته باشید که محلول پرمنگنات پتاسیم یک ماده محرک و سمی است که باید با روش‌های استاندارد نگهداری و حمل شود.

فیلترهای اکسید کننده

فیلترهای اکسیدکننده، سولفید هیدروژن را در یک واحد اکسید و فیلتر می‌کنند. این فیلتر معمولاً از Greensand تصفیه شده با منگنز ساخته شده است، اگرچه از مواد دیگری مانند آلومینات‌ها و سیلیکات‌های تصفیه شده شیمیایی مانند زئولیت نیز می‌توان استفاده کرد. به‌کارگیری فیلترهای اکسیدکننده با بستر فیلتر بیرم برای حذف سولفید هیدروژن توصیه نمی‌شوند.

دیگر اکسیدان‌ها

از اکسیدان‌های دیگر به تنهایی یا همراه با روش‌های تصفیه اضافی برای حذف سولفید هیدروژن از آب استفاده می‌شود. پراکسید هیدروژن یک اکسیدان عالی برای سولفید هیدروژن است، اما استفاده از آن در سیستم های تک واحدی محدود شده است. ازن زنی نیز علاوه بر انواع تجهیزات هوادهی، برای اکسیداسیون سولفید هیدروژن قابل استفاده است.

تصفیه با کربن

زمانی که غلظت هیدروژن سولفید در آب کمتر از حدود ۱ میلی‌گرم در لیتر باشد، فیلتراسیون با کربن فعال می‌تواند، موثر باشد. کربن فعال با جذب گاز روی سطح ذرات کربن، انواع آلاینده‌های آب از جمله سولفید هیدروژن را حذف می‌کند.

برای این کار به یک واحد بزرگ (معمولاً ۱.۰ تا ۱.۵ فوت مکعب کربن) که قادر به تصفیه تمام آب ورودی به خانه است، نیاز است. با این که هزینه خرید کربن و نگهداری آن کم است اما نیاز به تعویض دوره‌ای دارد. فیلترهای کربنی گاهی اوقات همراه با سایر سیستم‌های تصفیه مانند کلرزنی برای پالایش آب تصفیه شده برای حذف مقادیر کمی سولفید هیدروژن استفاده می‌شوند.

انواع دیگری از کربن فعال به نام کربن کاتالیزوری برای تصفیه سولفید هیدروژن توسعه یافته است. کربن کاتالیزوری ابتدا سولفید هیدروژن را جذب کرده و سپس گاز را مانند فیلتر اکسیدکننده، اکسید می‌کند.

در نتیجه، واحدهای کربن کاتالیزوری می‌توانند غلظت‌های بسیار بالاتری از سولفید هیدروژن را نسبت به فیلترهای کربن فعال تصفیه کنند. نیاز به نگهداری آن‌ها کمتر از فیلترهای اکسیدکننده است زیرا هیچ ماده شیمیایی اضافه نمی‌شود اما همچنان بک‌واش ضروری است.

کربن کاتالیزوری حداقل به ۴ میلی‌گرم در لیتر اکسیژن محلول در آب منبع نیاز دارد. برخی از منابع آب زیرزمینی برای افزایش غلظت اکسیژن محلول، ممکن است نیاز به پیش تصفیه داشته باشند.

هوادهی 

از آن‌جایی که سولفید هیدروژن به صورت گاز در آب وجود دارد، می‌توان با تزریق هوا به آب و خارج کردن گاز، آن را به صورت فیزیکی حذف کرد. دستگاه‌های هوادهی می‌تواند با آبشاری کردن، حباب زدن یا جدا کردن گاز از آب کار کنند.

هوادهی مفید است زیرا مواد شیمیایی به آب اضافه نمی‌کند. هزینه‌های نگهداری واحدهای هوادهی کم است اما هزینه خرید اولیه آن اغلب از سایر روش‌های تصفیه بالاتر است.

هوادهی به طور معمول برای حذف کامل بوی آزاردهنده در غلظت‌های بالای سولفید هیدروژن به اندازه کافی کارآمد نیست. بنابراین زمانی که غلظت سولفید هیدروژن از حدود 2 میلی‌گرم بر لیتر فراتر رود، معمولاً از آن استفاده نمی‌شود.

در برخی موارد، هوادهی ممکن است ذرات گوگردی تشکیل دهد که باید از آب تصفیه شود. ضدعفونی کردن آب هوادهی شده همواره توصیه می‌شود.

رزین‌های تبادل یونی (رزین سختی‌گیر)

عملکرد رزین‌های تبادل یونی برای حذف هیدروژن سولفید شبیه به یک دستگاه سختی‌گیر آب معمولی است که یک یون را با یون دیگر جایگزین می‌کند. در این روش، سولفید هیدروژن از آب حذف شده و کلرید به جای آن اضافه می‌شود.

واحد باید با محلول کلرید سدیم احیا شود و این روش منجر به افزایش مقدار کلرید در آب تصفیه شده می‌گردد. همچنین مواد معلق و رسوب آهن می‌توانند رزین‌های سختی گیر و یا تبادل یونی را مسدود کرده و در نتیجه نیاز به پیش تصفیه داشته باشند.

شوک کلرزنی

شوک کلرزنی شامل ریختن مستقیم محلول کلر به چاه برای از بین بردن باکتری‌ها است. این روش به طور معمول به عنوان اولین گام در مقابله با مشکلات آلودگی باکتریایی در چاه‌ها استفاده می‌شود.

از آن‌جایی که سولفید هیدروژن از تجزیه باکتریایی گوگرد ناشی می‌شود، شوک کلرزنی در کاهش یا از بین بردن باکتری‌های آزاردهنده مفید خواهد بود. در اکثر موارد، باکتری‌های کاهنده گوگرد و بوی سولفید هیدروژن پس از کلرزنی شوک به سرعت برمی‌گردند. 

توانایی‌ها و معایب سیستم‌های تصفیه آب اسمز معکوس در حذف هیدروژن سولفید

 
اگر آب مصرفی شما بوی تخم مرغ گندیده می‌دهد، احتمالاً حاوی هیدروژن سولفید است در نتیجه سیستم‌های اسمز معکوس به کمک فیلتر ممبران می‌توانند راه حلی موثر برای حذف سولفید هیدروژن (گاز H2S)  از آب باشند. قبل از نصب سیستم اسمز معکوس، می‌توانید به صورت رایگان با کارشناسان آبین مشورت کنید تا مطمئن شوید که این سیستم برای نیازهای شما مناسب است.

هیدروژن سولفید در مجاورت اکسیژن به اسید سولفوریک تبدیل می‌شود که می‌تواند به غشای ممبران نفوذ کرده و باعث خوردگی و تخریب آن شود. این امر منجر به کاهش عمر مفید ممبران، افت کیفیت تصفیه و افزایش هزینه های عملیاتی می‌گردد.

واکنش بین هیدروژن سولفید و فلزات موجود در آب (مانند آهن) می‌تواند منجر به تشکیل رسوبات سولفید فلزی شود. این رسوبات می‌توانند بر روی سطح ممبران رسوب کرده و منافذ آن را مسدود کنند. این امر سبب کاهش شار عبور آب، افت کیفیت تصفیه و افزایش فشار عملیاتی سیستم می‌شود.

اسید سولفوریک و سایر ترکیبات گوگردی که در اثر تصفیه هیدروژن سولفید تولید می‌شوند، می‌توانند خورنده باشند و به تجهیزات فلزی سیستم تصفیه آسیب برسانند. این امر منجر به نشت، افت عملکرد و افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری می‌شود.

با این حال سیستم‌های اسمز معکوس می‌توانند تا 95 تا 99 درصد هیدروژن سولفید را از آب حذف کنند. این سیستم‌ها برای حذف سایر آلاینده‌ها مانند فلزات سنگین، نیترات‌ها و مواد شیمیایی آلی نیز موثر هستند و به طور کلی نگهداری آسانی دارند.

سیستم‌های اسمز معکوس می‌توانند در طیف وسیعی از کاربردها، از جمله مصارف خانگی و صنعتی استفاده شوند اما سیستم‌های اسمز معکوس، مقدار زیادی آب را هدر می‌دهند و برای کار به فشار آب بالا نیاز دارند. همچنین غشاهای اسمز معکوس به مرور زمان کثیف شده و نیاز به تعویض دارند.

راهنمای انتخاب بهترین روش حذف هیدروژن سولفید از آب

انتخاب بهترین روش برای حذف هیدروژن سولفید (گاز H2S) از آب به عوامل مختلفی از جمله میزان غلظت، کیفیت آب، هزینه و... بستگی دارد. در جدول زیر، خلاصه‌ای از روش‌های متداول حذف گاز H2S از آب، به همراه مزایا و معایب هر روش ارائه شده است:

آبین ارائه دهنده انواع ملزومات سیستم های تصفیه آب 

آبین به عنوان مرجع تخصصی در زمینه تصفیه آب، طیف گسترده‌ای از ملزومات سیستم‌های تصفیه آب را به مشتریان ارائه می‌دهد. ما با تکیه بر دانش و تجربه خود، بهترین و باکیفیت‌ترین محصولات را از برندهای معتبر جهانی گرد هم آورده‌ایم تا شما بتوانید با خیالی آسوده، نیازهای خود را در زمینه تصفیه آب برآورده کنید.

کارشناسان مجرب آبین به صورت رایگان و با بررسی نیازهای شما، بهترین روش‌ تصفیه هیدروژن سولفید از آب را به شما معرفی می‌کنند. تیم فنی تصفیه آب، سیستم تصفیه آب شما را به صورت حرفه‌ای نصب و راه‌اندازی خواهند کرد.