황화수소 머켑탄제거

황화수소(H₂S) 황화물 및 머켑탄 악취제거

Eco-Suf
Eco-Suf는 새로운 반응성 악취 제거제로 황화물과 머켑탄 등의 냄세 물질을 캡슐화시키는 기능으로 빠르게 트래핑 불변의 반응을 한다. Eco-Suf는 황화물 분자와 반응하는 분자구조를 갖고 있다. Eco-Suf는 빠르게 작용하므로 기존의 화학적 산화제와 비교하여 사용이 쉽다. 황화수소(H₂S) 가스는 하수처리 기반시설 내에 심각한 부식을 초래하며 정화조 혹은 썩은 악취로 인해 혐오감이 증대함에 따라 주민 관계에 문제점을 초래한다. 지금까지, 대부분의 해결책은 위험한 산화제 사용을 요구하고 이러한 산화제들은 취급이 위험하고 시스템에서 황화수소 가스의 재 발생을 초래한다.

특성

즉각 반응으로 효과가 빠르다
희석 사용으로 경제적
완전한 수용성
기존 악취 제거 약품보다 훨씬 안전하다
(예: 포타슘 과망간산염, 수소 과산화물, 2산화염소와 철염)
취급 위험이 적다.

적용

정화조, 하수 맨홀 (펌프실), 하수관거, 하수처리장, 슬러지저류조 및 소화조에서 사용.Eco-Suf 는 악취가 날 때 첨가되거나 작은 펌프를 통해 지속적으로 공급될 수 있다. 하수 맨홀에서 Eco-Suf 를 사용하는 소비자는 하수 처리장에서 어떻게 적은 악취를 가질 수 있는 지 언급한다. Eco-Suf를 WWTP나 소화조에 직접 투여하거나 다른 화학 물질과 현재 사용하는 생물학적 제품과 혼합하여 사용한다.

Eco-Suf는 황화물과 머켑캅을 빠르고 영구적으로 캡슐화 한다.

쉬운 사용

황화수소, 머켑탄 가스와 반응

황화 부식을 경제적으로 방지

H₂S: 20-50ppm 안구 염증

H₂S: 500 ppm 어지러움, 호흡 정지

H₂S: 1,000 ppm 한 번의 호흡이 실신, 의식불명, 사망 유발

하수 맨홀 황화수소 처리 사례

황화수소 부식은 일년에 몇 천 달러의 비용을 소비하게 한다. 하수 파이프, 하수맨홀, 하수 처리장의 시멘트를 부식시킨다.

하수 맨홀에 많은 기름이 쌓여 악취가 발생. Eco-Suf 8온즈를 첨가하였고 악취는 금방 사라졌다. 심지어

여름의 고온 속에서, 악취는 2~3일 동안 사라졌다.

하수 처리장은 이웃으로부터 악취로 인한 민원을 받기 시작하였다. 처리장은 상류에 위치하여 Eco-Suf를 10ppm의 비율로 사용하기 시작했다. 처리 12시간 이내에, H₂S는 검출되지 않았고 악취도 사라졌다. 지역사회로부터 악취에 대한 민원은 사라졌고 처리장 운영에 영향을 주지 않았다.

대형 치즈 공장에서는 폐수처리장이 과부하가 걸릴 때마다 악취로 인한 민원에 시달렸다. 그들은 Eco-Suf를 사용하였고 악취를 즉시 제거하여 운영이 용이하도록 하였다

하폐수 처리장은 냄새가 심한 슬러지 저장 탱크를 가지고 있다. 탱크를 채움에 따라, 하루에 매일 1gallon의 Eco-Suf를 첨가하였다. 결과적으로 이러한 처리 과정 동안 배출되거나 형성된 악취는 없었다.

사용

정화조

하수 맨홀 (펌프)

하수처리장

슬러지 저장 탱크

소화조

수세식 변기

유류 저장소

WWTP

분뇨 운반차

사용량

유속과 황화물 농도에 따라 다양. 일반적으로 1-50ppm

황화물(Sulfide) 이제 그만!

황화수소(H₂S)는 하수 집수정 및 하수관거 관리에 중요한 관심사이다. 황화수소는 무색으로 썩은 달걀 냄새를 갖고 있는 것이 특징이며 독성과 유해한 냄새 그리고 부식성 황산(H₂SO₄)의 생성 등과 같은 여러가지 문제점들이 있다. 이에 황화물(Sulfide)들을 관리하기 위한 두 개의 화학 제품과 하나의 생물학적 제품을 소개한다.

1. 황화물(sulfide)을 트랩핑하여 불쾌한 냄새 제거

하수구, 그리스트랩 또는 폐수처리장에 직접 사용
효과가 지속적황화물 제거

2. 박테리아-황화물을 생성하는 생물막(Biofilm)을 분산

하수라인 또는 폐수처리장에 직접 사용

지방, 오일, 그리스(F.O.G)를 분해시키는 능력 탁월

3. 황화물을 킬레이트시켜 생물막(Biofilm)을 분산

폐수처리장 혹은 저장 탱크의 황화물(Sulfide)을 킬레이트시키기 위해 사용
황화물을 생성시키는 오일 함유 액체에서도 기능을 발휘
머켑탄 냄새도 제거
정화조 및 쓰레기 운반차량에서 생기는 심한 냄새 제거에 효과적
지방과 기름, 유분 분해 제거에 도움

위 제품들은 그리스 트랩(grease trap)과 같은 아주 작은 규모에서부터 작은 도시 및 독성 수준의 황화물(Sulfide)을 배출시키는 탱크를 소유한 세계에서 가장 큰 산업시설에 이르기 까지 모든 것을 처리할 수 있다.

아래의 자료들은 황화물(Sulfide)이 만들어 지는 과정과 위 제품들이 황화물에 대해 어떻게 작용하는지, 황화물이 하수라인이나 폐수처리장 그리고 저장 탱크에서 어떻게 발생 되는지를 설명해 준다.

하수관거의 황화수소(H₂S)

고 농도 황화수소(H₂S)는 하수관거 및 폐수처리장에서 코팅과 라이닝을 만들어 시설물들을 급격히 손상시킨다. 또한 이 황화수소(H₂S)는 하수관거의 긴 이송 거리에 의해 혐기성 상태의 폐수량을 증가시킨다. 만일 좀 더 빠른 유속이 형성되면 산소공급 효과(aeration)로 인해 폐수중의 중금속이 줄어 들게 된다. 공기가 없는 곳에선 산소공급이 방해를 받게 되고 따라서 황화물(Sulfide)만 가라앉게 된다.

황화수소(H₂S)가 폐수처리장을 엉망으로 만들 수 있다.

아래의 내용들은 어떻게 황화물(Sulfide)이 만들어지는지 보여주고 이에 우리는 하수라인과 집수정 그리고 그리스 트랩에 Eco-Suf를 뿌려 황화물을 결합시키거나 하수라인에 뿌려 생물막(Biofilm)을 분산 제거시킨다. 이 제품은 문제가 발생한 상류 지역에 뿌려주므로서 문제가 더 심각해지는 것을 막을 수 있다

황산염(Sulfate)과 황화물(Sulfide) 생성

황(S)은 사람과 가축 폐기물 속에서 머켑탄과 이황화물(disulfides)과 같은 유기 황화물(organic sulfides)로 존재하는데 대도시 중심 지역에 떨어지는 초기 강우 중에는 황화물(SO₄^2-)로, 도시하수에서는 대부분 황산염(Sulfate)으로 존재한다.산업

시설에서도 황산염과 황화물 등의 폐기물들이 발생되는데 폐수 속에 포함된 황화물들로는 황산염(Sulfate-수산물 가공 및

발효시설)과 황화물(Sulfide-피혁, 제지 공장) 그리고 기타 황화합물(Sulfite, thiosulfate) 및 크산토케산염(xanthates-광

산)의 분해물 등이 있다. 이러한 황화물이 포함 된 오염물질들은 산화되거나 혹은 금속들과 반응하여 불용성 금속 황화물로

만들어지거나 혹은 부분적으로 공기 중으로 방출될 수 있다.

액체에서 생성되는 황화수소(H₂S(g))와 냄새

하수라인의 수(water) 중에는 분자상의 황화수소(H₂S(g))가 배출되어 하수구의 공기 중으로 방출된다. 하수관 내의 황화물(Sulfide)은 주로 황산염(Sulfate)이 황제거박테리아에 의해 최종 전자 수용체로 사용될 때 생성된다. Eco-Suf는 황(S)을 감소시키는 생물막(biofilm)생성을 방해하는 동안 황화물과 결합하여 냄세가 나지 않도록 한다.

황화물(Sulfide) 생성 과정

황화수소(H₂S)의 생성 과정은 pH와 온도 그리고 반응 농도 따른다. 하수구 내의 공기 중에 있는 H₂S(가스)는 보통 하수구 벽에 둘러진 얇은 물 피막에 흡수되기도 하고 또한 Thiobacillus 박테리아에 의해 황산(H₂SO₄)으로 산화되기도 한다.

하수라인의 생물막(Biofilm)

대부분의 황화물(Sulfide)은 물 속 또는 하수구 벽이 물로 쌓여 생물막(biofilm)이 형성된 혐기성 지역에서 황산화물(Sulfate)이 줄어든 결과로 생성된 것으로 본다. 생물막(biofilm)안에서 황화물(sulfide)은 물 속으로 분산 되어질텐데

만일 DO (용존산소)농도가 높은 경우엔 황화물은 생물막(biofilm)외부 호기성 지역에서 산화될 것이다. 황화물(sulfide)은 DO가 1g/m 이상 일 땐 물 속으로 들어가지 못한다. 생물막에 축적된 금속 황화물들은 더 이상 방출되거나 전달될 수 없다.

황화수소(H₂S)의 문제점

1. 독성(Toxicity)

황화수소(H₂S)는 폐수처리장 관리인들에게 독성으로 관심사이다. 특히 탈취제(masking agents)를 사용하는 곳에서 더욱 그러하다. 왜냐하면 황화수소(H₂S)는 두통이나 구토, 피부나 눈의 가려움증, 그리고 호흡기, 심한(700ppm 초과) 경우엔 사망을 일으키기도 한다. 황화수소(H₂S)가 고 농도에서 독성을 띠는 것은 미토콘드리아의 사이토크롬(cytochrome) 효소 중의 철과 결합하여 세포 호흡을 차단시키고 주요 기관들의 에너지 전달 능력을 앗아가기 때문이다. 물론 인체의 간(liver)은 황화물(sulfide)과 황산염(sulfate)으로 산화시켜 소변으로 배출시키는 효소를 가지고 있지만, 700ppm이 넘는 황화수소(H₂S)의 농도에서는 간(liver)의 효소들의 산화 능력을 뛰어넘게 된다.

2. 부식(Corrosion)

금속이나 콘크리트의 부식(corrosin)은 황화수소(H₂S)의 생성 또는 산화와 관련하여 중요한 관심사이다. 많은 양의 황산(sulfuric acid)은 황산화 박테리아(Thiobacillus)에 의해 황화수소(H₂S)를 산화시켜 만들어지는데 이는 물의 pH를 낮

추고 콘크리트를 약화시키며 철 파이프의 부식을 가속화시킨다. 황화수소(H₂S)의 산화는 또한 다음과 같은 표면들에 영향

을 끼친다.

황화수소(H₂S)에 의한 금속과 구리 및 시멘트, 철 파이프의 부식

Eco-Suf는 황화물(sulfide)을 제거하여 부식 방지

① 스테인레스

스테인레스는 박테리아에 의해서 쉽게 부식되는데, 특히 박테리아가 금속에 붙어있는 얇은 막(film)안에 들어가 있을 경우 더욱 그렇다. 얇은 막(film)은 혐기성 상태를 만들게 되고 이때 황(S)제거박테리아가 번식하게 되어 황화합물 생성을 돕는데 이 황화물이 스텐레스에 코팅된 산화방지제를 제거하게 된다.

② 콘크리트

콘크리트는 복합재료로 모레와 자갈 그리고 시멘트로 구성된다. 시멘트는 미네랄의 혼합물로 물에서 모래와 자갈을 결합시키는데 황화수소(H₂S)와 황산(sulfuric acid)의 공격에 아주 약하다. 황산화박테리아(Thiobacillus)는 황화합물들을 산화시켜 황산(sulfuric acid)을 만들고 이 황산은 콘크리트 시멘트와 반응하여 금속과 철을 부식시킨다. 콘크리트의 침식률은 콘크리트의 침투성과 습기진 하수관의 벽에 흡수된 황화수소(H₂S)의 양에 따르는데 이때 약산에 오랫동안 노출된 결과로 녹물이 생기고 콘크리트가 갈라지거나 부서진다.

③ Ettringite(에트린자이트)

Ettringite는 일반적으로 콘크리트 세팅 과정에서 형성되지만 이것은 용해성으로

본래의 위치에서 벗어나 넓은 공간에서 재결정(re-crystallize)되면 콘크리트 팽창

이라는 문제점을 만들 수 있다. 콘크리트는 견고하고 다소 깨지지 쉬워서 새로이

설비한 Ettringite가 충분한 공간을 갖지 못한다면 팽창되거나 부서지기 쉽다.

폐수처리장에서 황화수소(H₂S)의 영향

혐기성 반응조 혹은 한정된 용존산소(DO)

황화물(sulfate)이 존재하는 곳에서 산발성, 아세트산성 혹은 메탄생성 박테리아는 황화물(sulfate) 감소제와 경쟁하게 된다. COD/sulfate > 0.67 일때 메탄생성이 발생하면 황화물(sulfate)은 완전한 제거되지만 COD/sulfate < 0.67 일 경우 황화물은 완전한 감소되지 않는다.

혐기성 반응조의 장점과 단점

표 1: 혐기성 반응조의 황화물 생성 효과 (Hulshoff pol 1988)

단 점	장 점
방류수의 H₂S로 인한 COD 제거효율 감소	폐수 중의 황화물(sulphate, sulphite, thiosuphate) 제거
부식	중금속 제거
슬러지 중에 금속 황화물 축적	금속 황화물 침전(예 FeS)
나쁜 냄새
독성 발생

황화물(sulfate)을 포함한 유기성 폐수를 혐기성 처리 할 경우

황화물(sulfate)의 감소는 심각한 문제점을 야기할 수 있다.

황화수소(H₂S)가 혐기성 반응조 내의 미생물에 끼치는 독성

고 농도의 황화물(sulfide)은 많은 종류의 박테리아들에게 독성을 띤다. 황화물은 황(S)의 동화적 신진대사를 방해하거나 세포 간의 pH를 변화시키는 것으로 알려져 있다. 황화물(sulfide)이 풍부한 폐수에는 일반적으로 Na⁺과 Ca²⁺과 같은 양이온의 농도가 높게 함유되어 있다. 양이온 칼슘(Ca²⁺⁾은 Ca₃(PO₄)₂로 침전하게 되는데 이는 인산염(phosphate)의 부족을 야기시킨다.

많은 황화물(sulfate)감소 박테리아(SRB)들은 유기물 부하나 독성 충격(톨루엔, 에틸벤젠, 알칸, 염화화합물, 클로로포름) 그리고 지방산 및 그외 경쟁적인 혐기성 박테리아에 비교적 덜 민감하다. 특히 수소가스(H)가 적정하게 공급되어 이용되는 곳에선 더욱 그러하다.

SRB와 기타 다른 특별한 박테리아들

황화물감소 박테리아(SRB)들은 대중적인 혐기성 박테리아로써 크게 두 개의 영양적 그룹으로 나누어 진다. 첫째는 젖산(lactate)을 아세트산(acetate)으로 제한된 범위내에서 탄소원(C)의 부분적인 산화를 얻는 것이고 둘째는 지방산(fatty acid)과 같은 넓은 범위의 탄소원을 아세트산 혹은 완전히 CO₂로 산화시킬 수 있는 능력이다. 수소(H)는 황화물(sulfate)감소 박테리아의 기판이나 상품이 될 수 있다. Desulfovibrio 사마귀와 D, desulphurican 들은 수소(H)를 산화시켜 성장 에너지로 이용하며, Desulfovibrio disulfurican은 황감소 박테리아로써 혐기성 조건하에서 황화수소(H₂S)를 생산해 낸다. 대부분의 SRB는 수소 공여체로 질산(nitrate)을 이용하는 통성혐기성박테리아와 잘 경쟁하지 않는다. Eco-Suf는 혐기 상황에서 황(S)을 얽어맨다.

T. denitrificans와 같은 몇몇 통성혐기성 Thiobacilli는 최종 전자 수용체로써 젖산과 질산(nitrate)을 이용하여 혐기성 호흡작용을 할 수 있스며 또한, 암모니아가 있스면 황(S) 원소를 황화물(sulfate)로 산화시켜 호흡한다.

황화수소(H₂S)를 황산(sulfuric acid)으로 산화시키는 기타 다른 박테리아

Chromatium
Chlorobium
Beggiatoa

해결책

대부분의 폐수처리 시설에서 황화물(sulfide) 문제가 발생할 경우 폭기(aeration) 또는 과산화수소와 같은 산화제 및 에센셜오일로 만든 냄세도포제(masking)와 같은 것을 이용하여 해결하고자 하지만 이러한 방법들은 문제를 노출시킬 뿐 실질적으로 황(S)이나 황화물(sulfate) 분자들을 시설에서 제거하는 것은 아니다. 황(S)이 황화수소(H₂S)로 전환되거나 황산(H₂SO₄)으로의 산화되면 문제를 일으키기 때문에 황(S) 분자의 제거만이 폐수처리씨스템에서 냄새와 부식 문제를 해결할 수 있다.

에코텍서비스수질환경공학전문

황화수소 머켑탄제거

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