Видалення сірководню та сульфату

Уттам Саха, Летиція Сонон, Памела Тернер, Джейк Моурер та Девід Кіссель

ЩО ТАКЕ СУЛЬФІД І СУЛЬФАТ ВОДОНЮ?

Сірководень не вважається ні первинним, ні вторинним забруднювачем у чинних стандартах питної води Агентства з охорони навколишнього середовища, але якщо концентрація сірководню у воді перевищує 0,5 частин на мільйон (ppm), це:

Мають неприємний запах
Піддають корозії залізо, сталь, мідь та латунь у обсадних трубах/сантехніці/ванних кімнатах
Потемніть або знебарвіть срібні вироби, мідний посуд та мідний посуд
Пляма білизни та сантехніки для ванної кімнати жовта або чорна
Знебарвлення напоїв
Змініть зовнішній вигляд і смак приготованих страв

Сульфат входить до списку вторинних забруднень із вторинним MCL (максимальний рівень забруднення) 250 ppm. Високий вміст сульфату вище 250 ppm:

Надайте гіркий смак
Надають проносний ефект
Викликають зневоднення
Особливо може бути шкідливим для здоров’я немовлят та молодняку

У цій публікації описані різні варіанти лікування видалення сірководню та сульфату з домашніх питних вод. Щоб отримати детальну інформацію про сірководень та сульфат у водах свердловин, зверніться до Циркуляру 858-8 Університету Джорджії «Якість вашої домашньої води: сірководень та сульфат водню».

Існує кілька варіантів обробки для видалення сірководню та сульфату з побутової води. Вибір типу та розміру очисної системи залежить від концентрації сірководню та/або сульфату у воді. Чи потрібна вам система точки входу (лікування всього будинку) або точки використання (обробка на одному крані, що подає воду для пиття та приготування їжі), також залежить від концентрації. Якщо концентрація висока, зазвичай рекомендується лікування в цілому будинку. Перевірте свою воду перед придбанням пристрою для очищення води. Загальні варіанти лікування описані нижче.

ВАРІАНТ ЛІКУВАННЯ: ШОКОВЕ ХЛОРУВАННЯ

ВАРІАНТ ЛІКУВАННЯ: ЗАМІНА ГАРЯЧОГО ВОДОГРІВАТЕЛЯ МАГНІЙНОГО СТРИБА

Якщо ви виявляєте запах сірководню лише із крана з гарячою водою, проблема може бути у вашому водонагрівачі. Стрижень контролю корозії магнію (анодний стрижень) всередині водонагрівача може хімічно реагувати з сульфатом, утворюючи сірководень. Цю проблему можна усунути або мінімізувати, замінивши магнієвий стрижень на алюмінієвий або цинковий. Якщо температура води підтримується вище 150 ° F, використовуйте лише алюмінієвий стрижень. У цьому вам може допомогти ліцензований сантехнік.

ВАРІАНТ ЛІКУВАННЯ: ЗЕРНОВИЙ АКТИВОВАНИЙ ВУГЛІД

Якщо рівень сірководню у вашій воді менше 0,3 ppm, фільтр із гранульованим активованим вугіллям (GAC) зменшить неприємний запах та смак. Через обмежену здатність адсорбувати сірководень фільтр GAC може швидко вичерпатися. Як результат, активоване вугілля може бути неефективним для видалення концентрацій сірководню в питній воді, що перевищує 0,3 ppm. Ці фільтри також можуть видаляти дубильні речовини, трихлоретилен та інші розчинені органічні сполуки.

ВАРІАНТ ЛІКУВАННЯ: КАТАЛИТИЧНИЙ ВОЛОГ

Останні досягнення в галузі каталітичних вуглецевих технологій є привабливою альтернативою хімічній обробці. Каталітичний вуглець має всі адсорбційні властивості звичайного GAC, але він також може перетворювати сірководень в елементарну сірку. Початковим етапом процесу обробки є адсорбція сірководню на поверхні вуглецю; наступним етапом є окислення адсорбованого сірководню до елементарної сірки у присутності розчиненого кисню. У цій якості каталітичний вуглець схожий на марганцевий зелений пісок та системи хлорування, які видаляють сульфіди шляхом окислення. Як результат, каталітичні вуглецеві агрегати можуть бути використані для обробки набагато вищих концентрацій сірководню, ніж звичайні фільтри GAC. Він відрізняється тим, що підтримує стабільну каталітичну активність (окислення) для обробки сірчаної води без використання хімічних добавок. Кілька факторів, які можуть вплинути на продуктивність каталітичного вуглецю:

Час контакту з фільтром (час, необхідний для проходження води від верхньої частини вугільного фільтра до нижньої). Як правило, для задовільної роботи потрібно три-п’ять хвилин.
Можливість зворотного промивання очищеною водою рекомендується видаляти тверді або відфільтровані матеріали, такі як елементарна сірка.
Концентрації сірководню та розчиненого кисню у воді також важливі. Мінімум рівень розчиненого кисню 4,0 проміле необхідний для повного окислення сірководню до елементарної сірки. У воді, що містить менше 4,0 ppm розчиненого кисню, для збільшення розчиненого кисню необхідно використовувати аерацію або додавання хімічних окислювачів. Для видалення більш високих концентрацій сірководню потрібні більш високі рівні розчиненого кисню.

ВАРІАНТ ЛІКУВАННЯ: АЕРАЦІЯ

Оскільки сірководневий газ швидко витікає з води, викликаючи неприємний запах, його також можна видалити з води аерацією. Процес включає барботування повітря через резервуар для води, потім відокремлення або «видалення» сірководню в повітрі шляхом видалення його на вулицю. Як правило, великий об'єм повітря подається у воду за допомогою повітряного компресора або повітродувки або в резервуар, спеціально призначений для видалення сірководню, або шляхом заміни напірного баку в стилі сечового міхура на напірний бак більш старого типу. Сірководень випаровується в бульбашках повітря. Добре спроектовані аераційні резервуари або напірні резервуари більш старого типу підтримують кишеню повітря у верхній третині або верхній половині резервуара, що дозволяє сірководневому газу виходити за межі будинку перед тим, як вода розподіляється по всьому будинку. Аерація найбільш ефективна, коли концентрація сірководню є такою нижче 2,0 проміле. Цей процес сам по собі може не зменшити сірководень до непомітних рівнів. Додавання фільтра GAC після системи аерації може видалити залишки залишків.

Системи аерації, розроблені спеціально для видалення сірководню, мають додаткову перевагу у видаленні високого рівня заліза та марганцю за умови, що після процесу аерації додається система фільтрації осаду для фільтрації твердих речовин. Аерація також корисна при видаленні газу радону. Він не потребує ніяких хімічних добавок. Підтримання належним чином спроектованої системи аерації є менш затратним, ніж багато систем обробки на хімічній основі. Недоліками аерації є:

Це може бути неефективним у періоди сильного використання води.
Повітряна кишеня у верхній частині бака може часто втрачатися.
Введення кисню у воду може спричинити проблеми, якщо частина сірководню окислюється до сульфіду, бісульфіду або твердих частинок сірки, кожна з яких не піддається очищенню повітря і потребує відфільтрування з очищеної води.
Газоутворення сірководню буде менш повним, коли рН води високий.

Аерація може насправді збільшити проблеми з бактеріальною сіркою, якщо бактерії не видалити першими. Деякі фахівці з водопідготовки воліють встановлювати хлоратори для знищення бактерій і зниження рівня сірки перед аерацією. Бактеріальний слиз та інші речовини, що накопичуються в аеротенках, форсунках та піддонах, необхідно періодично видаляти. Аерація створює сильний запах сірководню поблизу аератора, що може бути неприємно, якщо він знаходиться поблизу житлових приміщень.

ВАРІАНТ ЛІКУВАННЯ: ФІЛЬТР ЗЕЛЕНОГО І МАНГАНОГО ЗЕЛЕНОГО

Система фільтрації точки входу, що містить марганцевий зелений пісок, може видалити до 10 ppm сірководень крім заліза та марганцю. Фільтр марганцевого зеленого піску має спеціальне покриття з оксиду марганцю, яке окиснює сірководень до твердих частинок сірки, які потім фільтруються. Коли більшість покриттів оксидом марганцю витрачається, а окислювальна здатність фільтруючого середовища істотно знижується, фільтруюче середовище greensand регенерується або відновлюється слабким розчином перманганату калію (фіолетовий окислювальний хімікат) для відновлення окислювальної здатності. Цей процес схожий на регенерацію в пом’якшувачах води і повинен виконуватися через рівні проміжки часу від одного до чотирьох тижнів, залежно від хімічного складу води, розміру агрегату та кількості обробленої води. Концентрований перманганат калію є отруйним подразником шкіри, який слід зберігати в оригінальній упаковці подалі від дітей та тварин. На відміну від хлору, в обробленій воді не повинно бути перманганату калію. Слабкий рожевий відтінок виявляється, якщо у воді присутній перманганат калію.

Марганцевий зелений пісок доступний як у натуральній, так і в синтетичній формах. Синтетичний гель видаляє стільки забруднень, скільки природний зелений пісок, але синтетичний варіант вимагає менше води для зворотного промивання, а також пом’якшує воду, одночасно видаляючи сірководень.

Якщо рН води нижче 6,7, підвищення рН до 7,5-8,3 буде корисним для видалення сірководню. Часто рекомендується стадія попереднього хлорування для окислення більшої частини сірководню до елементарної сірки та подовження терміну служби марганцевого зеленого фільтру. В іншому випадку фільтр може часто засмічуватися твердими частинками сірки, а також потребуватиме більш частої заміни або регенерації. Ці фільтруючі системи є дуже спеціалізованими, і інструкції виробника щодо встановлення та експлуатації повинні точно дотримуватися.

ВАРІАНТ ЛІКУВАННЯ: ХІМІЧНЕ ОКИСНЕННЯ

Хімічне окислення хлоруванням також є точковою методикою обробки сірководню. Постійне хлорування може ефективно видалити від середнього (6 ppm) до дуже високого (75 ppm) рівні сірководню, особливо якщо рН води знаходиться між 6,0 і 8,0. Доданий хлор швидко окислює сульфід, сірководень та бісульфід, утворюючи сполуки, які не викликають неприємних смаків та запахів у питній воді. Також можуть утворюватися частинки сірки жовтого кольору, які слід відфільтровувати за допомогою тонкоутримуючого осадового фільтра. В іншому випадку вони можуть утворити жовту плівку на одязі та світильниках. Однак цей процес може спричинити неприємний смак через надлишок вільного хлору (вище 2 ppm) у воді. Гранульований вугільний фільтр можна використовувати для отримання безхлорної води для приготування їжі та пиття. Системи хлорування доступні у вигляді пелетного падіння або рідко-хімічного корму. Система падіння гранул автоматично видає виміряну кількість хлору в корпус свердловини або в утримуючий резервуар під час циклу відкачки. Хімічна система подачі зазвичай подає хлор у вигляді розчину гіпохлориту натрію (побутовий рідкий відбілювач) за допомогою невеликого насоса подачі, який працює, коли насос свердловини працює.

Хлорування з подальшим дрібноутримуючим осадовим фільтром також є рекомендованим методом видалення заліза та марганцю, коли їх сумісні концентрації перевищують 10 ppm. Залізо та марганець можуть виникати у взаємодії з сірководнем у воді. Хлор окислює розчинене залізо і марганець, які потім утворюють тверді частинки, які згодом фільтруються з води. Промивання фільтра необхідно проводити кожні кілька днів або тижнів, щоб змити накопичені частинки.

Концентрація хлору та час контакту є важливими факторами, які слід враховувати при хлоруванні. Кількість введеного гіпохлориту натрію залежить від концентрації сірководню, заліза та марганцю. У таблиці 1 представлені типові дозування, необхідні для лікування конкретних проблем.

Таблиця 1. Приблизна доза хлору та побутового відбілювача для окислення на основі концентрації відібраних мінералів.
Необхідна приблизна доза
Забруднювачі	Хлор	Побутовий відбілювач (5,25% гіпохлориту натрію)
Сульфід водню	2,2 ppm на 1 ppm (або мг/л) сірководню	33,4 мл/100 галонів або приблизно 1 1/8 ет. унції/100 галонів за 1 ppm сірководню
Залізо	0,64 проміле на 1 проміле праски	9,7 мл/100 галонів або приблизно 1/3 ет. унції/100 галонів за 1 проміле заліза
Марганець	1,3 проміле на 1 проміле марганцю	19,7 мл/100 галонів або приблизно 2/3 ет. унції/100 галонів за 1 проміле марганцю

Час контакту (вплив) залежить від типу забруднень, температури води та рН. Окислення заліза та сірководню відбувається миттєво, тоді як марганець окислюється повільніше. Хлор слід вводити в систему до того, як він потрапить у резервуар. Ємність повинна мати достатній об'єм, щоб забезпечити мінімум 20 хвилин часу контакту між водою та хлором. Ваш фахівець з водопідготовки може допомогти забезпечити достатній час контакту у вашій системі.

На додаток до своєї окислювальної дії хлор вбиває залізо і марганець, бактерії, що відновлюють сірку та сульфат, та інші шкідливі бактерії. Бактерії заліза та марганцю можуть забруднити пом’якшувач води або окислюючий фільтр.

Деякі недоліки хлорування включають складність хімічних реакцій та обслуговування обладнання. Системи хлорування можуть бути складними та дорогими в експлуатації, оскільки вони потребують постійного додавання хімічних речовин.

ВАРІАНТ ЛІКУВАННЯ: ПРИРОДНО ЗУСТРІЧНІ СУЛЬФАТИ

Якщо у вашій свердловині води міститься більше 250 ppm сульфату, ви можете розглянути систему лікування для зниження її рівня. Не потрібно видаляти сульфат з усієї води; потрібно лікувати лише питну воду. A точкова дистиляція або зворотний осмос система, як правило, адекватна. Дуже високі концентрації можна лікувати за допомогою іонообмінної терапії. Ця система також може пом’якшити жорстку воду і певною мірою зменшити кількість заліза та марганцю в питній воді.

Інші міркування при виборі системи лікування

Вибираючи систему очищення, враховуйте як початкові витрати, так і експлуатаційні витрати (такі як електроенергія), необхідні для роботи системи, витратні матеріали та фільтри, ремонт та загальне технічне обслуговування. Також слід враховувати додаткову воду, яка може знадобитися для промивання системи. Незалежно від якості придбаного обладнання, воно не працюватиме належним чином, якщо його не підтримуватимуть відповідно до рекомендацій виробника. Ведіть журнал реєстрації технічного обслуговування та ремонту обладнання. Шукайте сертифіковані системи очищення Національної фундації санітарії (www.nsf.org) або Асоціації якості води (www.wqa.org). Сертифікація однією з цих двох організацій, як правило, гарантує, що продукт буде працювати, як зазначено. Також доцільно отримати відповіді на запитання фахівців з водопідготовки, перш ніж купувати дороге обладнання. Список таких питань та їх значення див. У Розширеному бюлетені університету Джорджії 939 "Якість води та загальні методи лікування для приватних систем питної води".

Інші варіанти, крім лікування, включають придбання бутильованої води - особливо якщо основна проблема виникає при приготуванні їжі та напоїв - або встановлення нової свердловини. Залежно від джерела проблеми, можливо, доведеться встановити нову свердловину, яка буде глибшою або меншою за існуючу свердловину, або розташована в іншій зоні вашої власності, щоб уникнути джерела сірки. Сертифікований гідрогеолог, знайомий з вашою місцевістю, може допомогти вам у цьому.

Джерела:

Сульфід водню та сульфат у приватних колодязях питної води. Департамент охорони здоров'я Род-Айленда та Кооперативне розширення Університету Род-Айленда.

Сульфід водню та сульфат у приватних колодязях питної води. Департамент охорони здоров'я штату Коннектикут.

Сульфід водню у питній воді. Департамент екологічних послуг штату Нью-Гемпшир.

Сірководень у причинах питної води та альтернативи лікування. Техаська служба розширення AgriLife, Техаська університетська система A&M.

Сірководень у питній побутовій воді. Корнельське кооперативне розширення, Корнельський університет.

Сульфат та сірководень у побутовій воді. Virginia Cooperative Extension, Virginia Tech та Університет штату Вірджинія.

Статус та історія переглядів
Опубліковано 14 квітня 2014 р