Typer av svavelbaserade utsläpp och föreningar

Svavelförekomst är ett problem som finns mer eller mindre överallt. Eftersom svavel finns i alla levande celler genereras svavelutsläpp som biprodukt i många processanläggningar och avfallshanteringsanläggningar; i de flesta fall styr syrefattiga förhållanden processen. Detta främjar anaeroba förhållanden där mikroorganismer producerar reducerade svavelformer, normalt i form av H2S, merkaptaner eller disulfidföreningar.

Svavelväte, H₂S, är en fri oorganisk svavelform som bildas där stora mängder substrat finns tillgängliga tillsammans med bakterier som kan metabolisera substraten anaerobt. Dessa genererar koncentrationer på upp till 3 000 ppm i vissa industriella processer.

Svavelväte är känt för sin stickande lukt, frätande egenskaper och att det är giftigt för människor. Det är därför absolut nödvändigt att, inom ramen för HMS-policyer (Hälsa, miljö och säkerhet) och miljöbestämmelser, behandla nuvarande H2S-nivåer så att de når en acceptabel nivå, samt att proaktivt förhindra att de når en oacceptabel nivå.

Merkaptaner är organiska former av svavelföreningar som kan bildas under anaeroba förhållanden, precis som H2S, men de finns också i naturen. De beskrivs kemiskt som R-SH där "R" markerar en generisk organisk kedja och där "-SH" representerar den funktionella gruppen sulfhydryl. Precis som H2S ger de också upphov till stickande lukt även vid låga ppb- och ppm-nivåer. Disulfidföreningar förekommer i naturen som en organisk sulfidform men utan en funktionell sulfhydrylgrupp.

Det bör noteras att de flesta punktkällor för sulfidföreningar genererar utsläpp som består av en blandning av hittills nämnda föreningar, som ändras över tid beroende på tillgängliga substrat och förhållanden.

Biogas – anaerob nedbrytning

En av de mest framträdande industriella miljöerna där höga svavelvätekoncentrationer genereras är biogasproduktion genom rötning. I det produktionssättet genereras biogas från antingen torrt avfall eller från slam som produceras i avloppsreningsverk. I dessa tillämpningar är H2S en biprodukt som bildas i höga koncentrationer. Dessa måste sänkas för att förhindra korrosion eller för att uppfylla rättsliga normer när man använder biogas som bränsle vid metanuppgradering. Svavelvätenivåerna kan överstiga 3 000 ppm efter rötning vid biogasproduktion. Mellifiq tillhandahåller ofta lösningar för biogasindustrin.

Pumpstationer

I pumpstationer tillför kommunalt avloppsvatten en konstant ström av svavelrika substrat som förekommer naturligt i råslam. I många fall utsätts avloppsvattnet för långa uppehållstider med icke-blandade förhållanden, vilket i sin tur genererar syrefattiga förhållanden som gör att sulfider bildas. Ofta kan H2S- och merkaptannivåerna överstiga 200–300 ppm, vilket är tillräckligt för att utgöra allvarliga hälsorisker och orsaka förgiftningar vid mänsklig kontakt. Med tiden kommer det också att orsaka en korrosiv miljö som kan försämra betongfundament och påverka ledningsrör samt fläktar.

Andra industrier

Låga sulfidkoncentrationer förekommer också i jästanläggningar eller i bearbetningsanläggningar för livsmedel, där svavelhaltiga organiska ämnen frigörs tillsammans med andra flyktiga organiska ämnen (VOC). Massa- och pappersbearbetning är en annan industri där stora mängder merkaptaner kan bildas från ligninbearbetning. Anaroba förhållanden är också vanliga inom offshoreindustrin där sulfatreducerande bakterier (SRB) förekommer på naturligt sätt, vilket ger upphov till korrosion i rörledningar på grund av svavelvätebildning.

Korrosion av rörledningar är ett allvarligt driftproblem och orsakas många gånger av förhållanden där svavelväte och andra sulfidföreningar bildas.

Svavelväte genereras som en biprodukt i höga koncentrationer i biogasanläggningar som använder sig av rötning.