Очистка воды от сероводорода

Сероводород является не имеющим цвета газом. Его химическая общепринятая формула – H2S. Часто используют другое название – сернистый водород. Газообразное вещество считается ядовитым, причисляется к 3 классу опасности, обладает токсичными свойствами, проявляющимися при вдыхании паров и при попадании соединения в организмы живых существ.

Растворимость сероводорода в водных средах слабая. Образующиеся растворы прозрачные, не мутнеют. Но для таких жидкостей характерен эффект слабых кислот. Водородный показатель, то есть уровень pH снижается и достигает 5 единиц, при том, что нормальная кислотность находится в пределах 5,5-8,5.

Запах воды из скважины или иного источника, в котором обнаружено вещество, обычно резкий, напоминающий протухшие яйца или болото. Его интенсивность зависит от концентрации H2S.

Вода, подаваемая в водопроводы в квартирах, поступает из централизованных городских сетей, где проходит многоэтапную обработку, в том числе удаление сероводорода и других органических и химических примесей. То есть неприятный запах в многоэтажных домах встречается редко.

Для организации инженерных систем в частных домах, на дачах, в загородных коттеджах, на туристических базах и в других подобных объектах, удалённых от городских сетей, в качестве автономного источника водоснабжения чаще всего используется скважина, реже колодец. В последнем случае различные загрязнения обнаруживаются часто, так как колодезное содержимое застаивается и подвергается негативному воздействию факторов внешней среды.

Что касается воды в скважине, то хотя она и добывается из недр земли, но также может содержать всевозможные посторонние вещества, в том числе вредные. Они присутствуют в водоносных слоях, которые могут окружаться горными породами или пластами иного состава. И именно отсюда в воду из скважины проникают примеси, которые пагубно влияют на качество.

Почему вода пахнет тухлыми яйцами, откуда берётся запах сероводорода из скважины? Данное соединение в природе формируется из-за жизнедеятельности особых сульфатредуцирующих бактерий. Они иначе называются серобактериями и обладают способностью получать необходимую для жизни и размножения энергию путём окисления соединений серы, водорода и органики с реакциями восстановления сульфатов (солей серной кислоты) и выделения сероводорода.

Такие микроорганизмы являются анаэробными, они потребляют и применяют для бескислородного дыхания сульфаты, органические вещества, сульфиды и водород. Эти микроорганизмы обитают в грунтах, в водоёмах (особенно стоячих – озёрах, прудах). Также сероводород может синтезироваться в процессе разложения, гниения останков животных, насекомых и птиц, растений и прочей органики.

Обычно сероводород обнаруживается в колодцах и неглубоких скважинах, откуда проникает из природной внешней среды. В артезианских глубоких источниках он встречается гораздо реже, но и в них может проникать в некоторых ситуациях.

Рассмотрим основные причины запаха сероводорода в воде:

• Малая глубина скважины. В таком случае в неё могут проникать грунтовые воды, паводковые, осадочные и сточные, содержащие разлагающуюся органику, а также колонии серобактерий и их пищу.
• Работа некоторых предприятий. Компании, занимающиеся нефтедобывающей или нефтеперерабатывающей, целлюлозной промышленностью, могут сбрасывать в ближайшие водоёмы или прямо в почву свои отходы. Такие стоки способны просачиваться через землю и попадать в водоносный горизонт.
• Нарушение целостности или герметичности обсадной трубы – скважинной колонны, защищающей её от попадания песка и прочих загрязнений. Если эта конструкция повреждена, то через неё в воду будут попадать примеси. Корпус трубы может стать негерметичным из-за несоблюдения правил бурения или использования неисправного либо неподходящего бурового оборудования, а также в процессе грубой, некорректной эксплуатации источника водоснабжения.
• Отложение ила на стенках в нижней части обсадной трубы, а также на поверхности её дна. Заиливание при большой глубине скважины незаметно. Но частицы ила могут втягиваться насосом и вместе с водой выходить из крана, а также оседать на картриджных или других механических фильтрах и обнаруживаться при их замене в виде тёмно-зелёного или практически чёрного скользкого налёта.
• Нахождение водоносного горизонта в зоне залегания полезных ископаемых – сульфидных или серных руд. Они частично размываются и в виде мельчайших фрагментов проникают в скважину, из-за чего образуется питательная среда для серобактерий.

Как определить загрязнение воды из скважин сероводородом? Для начала нужно оценить органолептические свойства. Первый явный и весьма заметный признак – это запах воды из скважины. Он ощущается при превышении норм содержания. Но если постоянно контактировать с водой, имеющей значительную концентрацию H2S, то ощущения притупляются из-за блокирования рецепторов обоняния. Второй признак – изменённый вкус. При высокой концентрации сероводорода вода обретает посторонний ощутимый привкус. Он немного сладковатый.

Но чтобы знать точно, что требуется очищать воду от сероводорода, нужно отправить её на анализ. Такими исследованиями занимаются специальные лаборатории. Они выдают заключения, в которых указываются результаты изучения образцов. Это самые главные показатели, характеризующие состав и состояние воды. К ним относятся pH, общая жёсткость и степень минерализации, перманганатная окисляемость, а также концентрации отдельных загрязнителей – солей магния и кальция, тяжёлых металлов и других (железа, марганца), нефтепродуктов, нитратов, органических соединений и других примесей.

Чтобы учреждению удалось достоверно провести лабораторный анализ, следует правильно выполнять забор скважинной или колодезной воды. Для этого необходимо взять пластиковую либо стеклянную чистую ёмкость типа бутылки. Затем нужно сливать воду с крана минимум в течение пяти или десяти минут. Тара наполняется до самой крышки, чтобы образец не вступал в контакты с кислородом воздуха. Далее осуществляется доставка ёмкости с содержимым в лабораторию в течение времени не более двух часов.

Запах сероводорода в воде из скважины обычно появляется, когда нормы содержания превышены. Согласно действующим СанПиН, максимальная концентрация в питьевых источниках водоснабжения не может превышать установленные значения – 0,003 мг/л. Но уже при относительно небольшом количестве от 0,001 мг на 1 литр может ощущаться болотистый неприятный запах. Поэтому убрать сероводород из воды стоит тогда, когда она начала подозрительно пахнуть, и когда анализ показал увеличенное содержание H2S.

Система очистки воды от сероводорода не только избавляет от запаха, но и предотвращает нежелательные последствия, которые возникают при длительном или постоянном попадании H2S в организм. К таким проблемам относят:

• симптомы отравления – тошнота, переходящая в рвоту, сильные боли в животе, диарея;
• нарушения работы центральной нервной системы, проявляющиеся в виде головных болей, спутанности сознания, головокружений, обмороков;
• поражения органов дыхания: одышка, кашель, стремительно развивающийся отёк лёгких;
• отёчность, покраснение слизистых носа, рта, глаз;
• болезненность мышц, их судороги;
• нарушения зрения;
• изменение состава крови, нарушение транспортировки кислорода по организму;
• сбои в обмене веществ.

Особенно сероводород опасен при высоких концентрациях. В тяжёлых случаях вероятны кома, летальный исход. Кроме того, H2S имеет кислотные свойства, за счёт которых вступает в реакции с металлами, вызывает коррозию железа. Это чревато разрушением труб и соединительных элементов водопровода, поломками и выходом из строя водонагревательной техники, приборов отопления.

Чтобы избавиться от запаха в источнике водоснабжения и в кранах, нужно избавиться от сероводорода в воде. Существуют разные методы очистки, и все они делятся на следующие группы:

• Физические способы. Нейтрализация сероводорода достигается благодаря действию кислорода, который окисляет H2S с его разложением на две части – свободную серу и обычную воду.
• Химические методы. Тут в качестве окислителей применяются специальные реагенты.
• Комбинированные физико-химические технологии. Очистка воды от запаха такими способами предполагает сорбцию – поглощение сероводорода специальными материалами.
• Механические. Такие способы позволяют очистить воду в колодце от загрязнений или убрать налёт из скважины.

Ниже подробнее расскажем, как избавиться от запаха сероводорода в автономном источнике водоснабжения, а также рассмотрим эффективные решения для качественной очистки воды.

Аэрация

Чтобы убрать H2S, применяют аэрационные системы очистки воды от сероводорода. Принцип работы таких колонн заключается в насыщении кислородом. Это окислитель, который расщепляет H2S в исходном виде на два компонента: воду и серу. Последняя образует осадок, который на следующем этапе очистки задерживается в механическом фильтре.

Аэрационная система очистки воды от сероводорода также помогает окислять в питьевой или технической воде растворенное двухвалентное железо (оно становится трёхвалентным нерастворимым) и некоторые другие примеси. То есть при данной обработке проводится также обезжелезивание. Благодаря тому, что вода насыщается кислородом, который вступает в реакции с металлическими растворёнными частицами, последние окисляются и становятся нерастворимыми, что приводит к формированию осадка. А его очень легко отфильтровать механически.

Аэрационные установки бывают двух видов:

• Напорные. Окисление сероводорода до нерастворимого серного осадка и воды осуществляется с помощью компрессора. Эта установка под давлением подаёт атмосферный воздух либо чистый кислород. Напорная аэрация проводится после фильтра механической очистки, в котором удаляются грубые примеси. Один из видов напорного оборудования, которым осуществляется очистка воды от запаха и загрязнителей – это барботажные установки. Суть их работы – пропускание через водную толщу подаваемой под давлением воздушной массы.
• Безнапорные. Очистка воды из скважины от сероводорода выполняется в специальном оборудовании, которое распыляет водяной поток на мелкие струйки или капли, а иногда образует тонкую плёнку. Это происходит на открытом воздухе, из которого в воду благодаря увеличенной площади соприкосновения поступает атмосферный кислород. К подобным технологиям относят применение эжекторов с распылительными форсунками, а также прочих сооружений, снабжаемых насадками и клапанами, обеспечивающими распыление в автоматическом режиме.

Главное преимущество аэрации – высокая скорость, хорошая производительность метода. Такая система очистки воды от сероводорода имеет дополнительный эффект обезжелезивания. По эффективности способ уступает некоторым другим, так как удаляет обычно не более 70% H2S, но этого достаточно для доведения до приемлемого качества и пригодности для питья. Стоимость очистки невысокая, все процессы в современных установках протекают практически без вмешательств владельца частного дома или другой недвижимости.

Очистка воды из скважины от сероводорода имеет и некоторые недостатки. Это крупные габариты аэрационных очистных станций: установки занимают много места, поэтому обычно применяются на промышленных предприятиях, хотя есть и более компактное оборудование для бытовых целей. Также к минусам относят вероятный шум при работе и характерный запах, который может исходить от колонны.

Полезная информация! Чтобы убрать сероводород с помощью аэрации воды, нужно продумать комплексную схему водоподготовки с последующей ступенью механической фильтрации. Это обусловлено тем, что соединения серы окисляются и распадаются на отдельные компоненты, которые выпадают в осадок, а его нужно обязательно удалить.

Химические способы

Как избавиться от сероводорода в загрязнённой скважине с помощью реагентов? Для обработки применяют такие химические вещества и соединения:

• Озон. Озонирующая система очистки воды от сероводорода эффективно работает за счёт свойств активной формы кислорода, которая способна быстро окислить H2S, а также устранить бактерии, вирусы. Озонирование дополнительно дезодорирует воду, делает её вкус приятнее. Излишки кислорода просто попадают атмосферу и не причиняют вреда. Но при слишком интенсивной подаче озон может быть вредным.
• Гипохлорит натрия. Оно применяется в виде концентрата, соединяемого с дистиллированной подготовленной водой. Такой способ удаления сероводорода также окисляет марганец, железо, некоторые другие соединения. Для питьевых водопроводных систем реагент использовать в большинстве случаев нельзя, так как из него могут образоваться хлорные производные, не поддающиеся биохимической обработке.
• Перекись (пероксид) водорода. Это тоже действенный окислитель, и он наиболее экологичен и безвреден, если сравнивать с предыдущим гипохлоритом натрия.
• Хлор. Много лет назад он активно применялся, но сегодня почти не используется, так как обладает токсичностью и сопровождается образованием коллоидной серы, которая удаляется лишь посредством коагуляции.

Как убрать сероводород из загрязнённой скважины с помощью реагентов? Их подают в очистную систему путём периодического дозирования, которое обычно производится автоматизированно. От пользователя требуется лишь регулярно засыпать химикаты в соответствующий модуль. Но некоторые составы имеют довольно высокую цену. Кроме того, не все химические методы подходят для получения воды, которую можно пить.

Для достижения необходимых результатов с применением химикатов требуются большие затраты на монтаж систем с дозирующими устройствами и датчиками, а также на регулярные закупки реагентов. Но методы демонстрируют хорошую эффективность при грамотном подходе, хотя и отличаются повышенной сложностью в реализации.

Физико-химическая очистка

Как убрать запах сероводорода из воды со скважины, применяя физико-химические методики? Можно использовать сорбционные фильтры. Они работают по принципу реакций обмена. Вода под напором подаётся в модуль с картриджем или загрузкой в виде активированного угля либо древесного. В таком фильтрующем материале молекулы удаляемого сероводорода после завершившегося окисления в результате насыщения кислородом (оно обеспечивается либо эжектором, либо компрессорным устройством) разделяются на безопасные части. При этом опасные примеси поглощаются угольным фильтром, остаются в его порах.

Другие сорбционные фильтры в качестве засыпки содержат марганцевокислый специальный песок, который имеет зелёный цвет. Он представляет собой марганцевый цеолит, образующийся в ходе обработки глауконита (это один из природных материалов). Такой фильтр для воды от запаха избавляет довольно быстро. На активной очищающей поверхности сорбента сероводород после окислительной реакции превращается в серу и сульфиты. Их можно нейтрализовать на следующем этапе водоочистки – умягчением или фильтрацией в гранулированной загрузке.

Совет! Сорбционный фильтр от сероводорода в воде из скважины можно установить после предыдущей ступени, например, блока обратного осмоса. Он поможет добиться тонкой очистки, убрать из состава также хлорамины, нефтепродукты.

Очистка скважины

Как убрать сероводород из самой скважины? Сделать это возможно своими руками, но задача непростая, а процесс трудоёмкий и требует некоторых навыков, поэтому лучше воспользоваться услугами специалистов.

Очистка воды от запаха, предполагающая манипуляции непосредственно в скважине, включает такие действия:

1. Очистка стенок и дна обсадной колонны от илистых отложений, прочих загрязнений. Для этого выполняется промывка и полная откачка грязи вибрационным насосом. Это следует делать для профилактики минимально раз в год, а лучше два.
2. Оценка герметичности. Если она нарушена, то повреждения нужно устранить.
3. Создание первой ступени фильтрации – организация на дне скважины песчаного, щебневого или гравийного слоя.
4. Прокачка скважины до выхода чистой воды.
5. Очищение водонагревающих устройств, в которых также могут откладываться загрязнения.

Что же делать при наличии сероводорода? Водоочистка должна помочь получить воду, подходящую для безопасного постоянного употребления. Поэтому поиск и выбор оптимального варианта обработки требует повышенного внимания и ответственности.

Для удаления сероводорода устанавливают различные очистные сооружения, иногда даже несколько. Чтобы выбрать лучшие способы и получить максимально качественную воду, важно знать её точный состав, а также учитывать некоторые критерии покупки обрабатывающего оборудования. Это сложность и стоимость монтажа и последующего сервисного обслуживания, отзывы об эффективности, удобная эксплуатация, наличие или отсутствие в магазинах расходных материалов (картриджей, загрузок, реагентов), вероятность появления побочных вредных продуктов.