ЕМІСІЯ СО2 З СПОРУД БІОЛОГІЧНОЇ ОЧИСТКИ СТІЧНИХ ВОД, ЩО ПРАЦЮЮТЬ ЗА СХЕМОЮ АО
Юрченко Валентина Олександрівна
Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, Харків, Україна
https://orcid.org/0000-0001-7123-710X
Авдієнко Ірина Андріївна
Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, Харків, Україна
https://orcid.org/0009-0008-4140-1923
Христенко Артур Миколайович
Stadtentwässerung Calw, Кальв, Федеративна Республіка Німеччина
https://orcid.org/0000-0001-7821-8788
DOI: 10.52363/2522-1892.2025.1.10
Ключові слова: біологічна очистка стічних вод, викиди парникових газів, вимірювання викидів, розчинений кисень, аеротенк, денітрифікатор
Анотація
Викиди парникових газів від міських очисних споруд є важливим фактором у контексті зміни клімату. Особливу увагу привертає емісія вуглекислого газу, який утворюється в процесах мінералізації органічних забруднень. Незважаючи на біогенне походження CO2, саме він є найбільш об’ємним парниковим газом, що виділяється під час очищення стічних вод, однак часто недооцінюється або не враховується в національних і глобальних кліматичних звітах, що може занижувати реальний вплив міських очисних споруд на кліматичну систему. У роботі представлено результати кількісного визначення емісії вуглекислого газу на об'єктах біологічної очистки стічних вод, що працюють за схемою АО. Метою є визначення найбільш інтенсивних джерел викидів вуглекислого газу на окремих стадіях технологічного процесу та встановлення залежностей між умовами протікання процесів очищення і рівнем емісії. Експериментальні дослідження було проведено на очисних спорудах у Німеччині протягом двох окремих періодів, за умов різної добової інтенсивності надходження стічних вод. Концентрації CO2 та O2 у повітрі над поверхнею стічної води фіксувалися на різних стадіях очищення за допомогою високоточного аналітичного обладнання. Результати дослідження виявили чітку залежність між концентрацією розчиненого кисню та рівнем емісії CO2. Результати дослідження виявили чітку залежність між концентрацією розчиненого кисню та рівнем емісії CO2. Найбільші обсяги викидів спостерігалися в зоні аеротенків, що пояснюється активним перемішуванням і високою інтенсивністю біохімічного окиснення в аеробних умовах. Водночас у зонах із обмеженим надходженням кисню або в анаеробних умовах рівень емісії був значно нижчим.
Посилання
1. Bani Shahabadi M., Yerushalmi L., Haghighat F. Impact of process design on greenhouse gas (GHG) generation by wastewater treatment plants. Water Research. 2009. Vol. 43, No. 10. P. 2679–2687.
2. Larsen T. A. CO2-neutral wastewater treatment plants or robust, climate-friendly wastewater management? A systems perspective. Water Research. 2015. Vol. 87. P. 513–521.
3. Sweetapple C., Fu G., Butler D. Identifying sensitive sources and key control handles for the reduction of greenhouse gas emissions from wastewater treatment. Water Research. 2014. Vol. 62. P. 249–259.
4. Insight into greenhouse gases emissions from the two popular treatment technologies in municipal wastewater treatment processes / T. K. L. Nguyen et al. Science of the Total Environment. 2019. P. 1302.
5. Numerical modelling of surface aeration and N2O emission in biological water resource recovery / Y. Qiu et al Water Research. 2024. Vol. 255. Art. 121398. DOI: 10.1016/j.watres.2024.121398.
6. Інвентаризація парникових газів при обробці промислових стічних вод в Україні / П. П. Кучерук та ін. Екологічні науки. 2013. № 4. С. 50–58.
7. Smith J., Johnson L., Brown M. Carbon dioxide emissions from wastewater treatment plants: Aerobic processes and organic matter mineralization. Environmental Science Journal. 2023. Vol. 45, No. 3. P. 112–125. DOI: 10.1016/j.envsci.2023.01.004.
8. Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. IPCC, 2019.
9. Wang X. Energy Consumption, Chemical Use and Carbon Footprints of Wastewater Treatment Alternatives: Assessment Methodology and Sustainability Solutions. Singapore: Springer, 2020. DOI: 10.1007/978-981-13-5983-5.
10. Greenhouse gas emissions from municipal wastewater treatment facilities in China from 2006 to 2019 / D. Wang et al. Scientific Data. 2022. Vol. 9. Art. 317. DOI: 10.1038/s41597-022-01174-w.
11. Ukraine’s Greenhouse Gas Inventory 1990–2022. Annual National Inventory Report for Submission under the United Nations Framework Convention on Climate Change and the Kyoto Protocol 2024. URL: https://unfccc.int/sites/default/files/resource/Ukraine_NIR_2024.pdf (дата зверення 10.03.2025).
12. Kumar M., Dutta A. Greenhouse gas emissions from wastewater treatment plants: A review. Environmental Research and Public Health. 2019. Vol. 16, Issue. 10. P. 1839.
13. Wu G., Zhang Z. Identifying fossil origins of CO2 emissions in biological processes. Environmental Science and Technology. 2021. Vol. 55, Issue. 12. P. 7113–7123. DOI: 10.1021/acs.est.1c00544. DOI: 10.3390/ijerph16101839.
14. IPCC. 2019. 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Geneva: Intergovernmental Panel on Climate Change.