ВИКИДИ СІРКОВОДНЮ МІСЬКИМИ ОЧИСНИМИ СПОРУДАМИ В УМОВАХ НИТЧАТОГО СПУХАННЯ АКТИВНОГО МУЛУ
В. О. Юрченко
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7123-710X
Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова
вул. Чорноглазівська, 17, м. Харків, 61002, Україна
І. А. Авдієнко
ORCID: https://orcid.org/0009-0008-4140-1923
Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова
вул. Чорноглазівська, 17, м. Харків, 61002, Україна
О. Г. Мельнікова
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5649-2997
Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова
вул. Чорноглазівська, 17, м. Харків, 61002, Україна
DOI: https://doi.org/10.52363/2522-1892.2026.1.4
Отримано: 27 березня 2026
Прийнято: 29 травня 2026
Опубліковано: 30 травня 2026
Ліцензія відкритого доступу: Creative Commons Attribution 4.0 International License
Анотація. Наявність сірководню у стічних водах створює для міських очисних споруд гострі екологічні та експлуатаційні проблеми. Мета роботи – моніторинг утворення сірководню на різних етапах очищення міських стічних вод на діючих очисних спорудах в умовах нитчастого спухання активного мулу та прогнозна оцінка створюваних екологічних небезпек. Об'єкт дослідження – динаміка концентрації реакційноздатних форм сірки – сірководню та сульфатів, у стічних водах у процесі механічної та біологічної обробки на діючих очисних спорудах, а також мікробіологічні процеси, що зумовлюють їх трансформації. Провели моніторинг концентрації сульфідів та окисно-відновних умов у стічних водах та ідентифікацією нитчастих бактерій-збудників спухання активного мулу. Встановлено, що кругообіг сірки на очисних спорудах запускає активну мікробіологічну сульфатредукцію у спорудах механічної очистки через глибоко відновні умови
(rH2 £ 10), зумовлені наднормативним вмістом сірководню (до 5,9 мг/л) у вступних стічних водах. Саме з продуктами відновлення сульфатів відбуваються всі подальші мікробіологічні перетворення циклу сірки і: нитчасте спухання активного мулу в аеротенках через масовий розвиток нитчастих сіркобактерій Type 021N і утворення і викиди сірководню. За власною методологією виконано орієнтовний розрахунок викидів сірководню з очисних споруд. Встановлено, що розвиток нитчастого спухання активного мулу спричиняє збільшення викиду сірководню в атмосферне повітря у 15–18 разів. Наукова новизна дослідження полягає у науково обґрунтованому доведенні впливу нитчатого спухання активного мулу (викликаного масовим розвитком нитчастих сіркобактерій) на збільшення викидів сірководню з очисних споруд. Для запобігання розвитку нитчастого спухання активного мулу, а у разі його виникнення на очисних спорудах – активного придушення цього експлуатаційно небезпечного явища, запропоновані технологічні методи, що мають практичну значущість.
Ключові слова: міські очисні споруди, викиди, сульфіди/сірководень, сульфатредукція, окисно-відновні умови, нитчате спухання активного мулу, цикл сірки, екологічна небезпека.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Chen G., Ekama G. A., van Loosdrecht M. C. M., Brdjanovic D. Biological Wastewater Treatment. Principles, Modelling and Design. IWA Publishing. 2023. DOI: https://doi.org/10.2166/9781789060362.
2. Austigard Å. D., Svendsen K., Heldal K. K. Hydrogen sulphide exposure in waste water treatment. Journal of Occupational Medicine and Toxicology. 2018. Vol. 13. Article 10. DOI: https://doi.org/10.1186/s12995-018-0191-z.
3. Godoi A., Grasel A., Polezer G., Brown A., Potgieter-Vermaak S., Scremim D., Yamamoto C., Godoi R. Human exposure to hydrogen sulphide concentrations near wastewater treatment plants. Science of the Total Environment. 2018. Vol. 610–611. P. 583–590. URL: https://e-space.mmu.ac.uk/618956/1/Repository%20copy%20_H2S_STOTEN.pdf.
4. Reed B. R., Crane J., Garrett N., Woods D. L., Bates M. N. Chronic ambient hydrogen sulfide exposure and cognitive function. Neurotoxicology and Teratology. 2014. Vol. 42. P. 68–76. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ntt.2014.02.002.
5. Czarnota J., Masłoń A., Pajura R. Wastewater treatment plants as a source of malodorous substances hazardous to health, including a case study from Poland. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2023. Vol. 20. № 7. Article 5379. DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph20075379.
6. Fan K., Wang W., Xu X., Yuan Y., Ren N., Lee D.-J., Chen C. Recent advances in biotechnologies for the treatment of environmental pollutants based on reactive sulfur species. Antioxidants. 2023. Vol. 12. Article 767. DOI: https://doi.org/10.3390/antiox12030767.
7. Lens P. N. L. Environmental Technologies to Treat Sulfur Pollution. Principles and Engineering. 2nd ed. IWA Publishing. 2020. URL: http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/776070/wio9781789060966.pdf.
8. Zarra T., Reiser M., Naddeo V., Belgiorno V., Kranert M. Odour emissions characterization from wastewater treatment plants by different measurement methods. Chemical Engineering Transactions. 2014. Vol. 40. P. 37–42. DOI: https://doi.org/10.3303/CET1440007.
9. Muyzer G., Stams A. J. M. The ecology and biotechnology of sulphate-reducing bacteria. Nature Reviews Microbiology. 2008. Vol. 6. P. 441–454. DOI: https://doi.org/10.1038/nrmicro1892.
10. Hvitved-Jacobsen T. Sulfur transformations in sewer networks: effects, prediction and mitigation of impacts. Environmental Technologies to Treat Sulfur Pollution: Principles and Engineering. 2nd ed. IWA Publishing. 2020. P. 99–132. DOI: https://doi.org/10.2166/9781789060966_0099.
11. Okabe S., Odagiri M., Ito T., Satoh H. Succession of sulphur-oxidizing bacteria in the microbial community on corroding concrete in sewer system. Applied and Environmental Microbiology. 2007. Vol. 73. P. 971–980. DOI: https://doi.org/10.1128/AEM.02054-06.
12. Monteny J., Vincke E., Beeldens A., De Belie N., Taerwe L., Van Gemert D., Verstraete W. Chemical, microbiological, and in situ test methods for biogenic sulfuric acid corrosion of concrete. Cement and Concrete Research. 2000. Vol. 30. P. 623–634. DOI: https://doi.org/10.1016/S0008-8846(00)00219-2.
13. Iurchenko V., Melnikova O., Teliura N. Problems of concrete protection against biogenic sulfuric acid aggression by means of polymer coatings. Materials Science Forum. 2024. Vol. 1138. P. 131–137. DOI: https://doi.org/10.4028/p-gQrw69.
14. Sam T., Le R. H. M., Hoosain N., Welz P. J. Strategies for controlling filamentous bulking in activated sludge wastewater treatment plants: the old and the new. Water. 2022. Vol. 14. № 20. Article 3223. DOI: https://doi.org/10.3390/w14203223.
15. Юрченко В. О., Ткаченко С. О. Методика кількісної оцінки індексу нитчастих в технологіях біологічної очистки. Комунальне господарство міст. 2024. Т. 4. Вип. 185. С. 54–59. DOI: https://doi.org/10.33042/2522-1809-2024-4-185-54-59.
16. Henriet O., Meunier C., Henry P., Mahillon J. Filamentous bulking caused by Thiothrix species is efficiently controlled in full-scale wastewater treatment plants by implementing a sludge densification strategy. Scientific Reports. 2017. Vol. 7. Article 1430. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-017-01481-1.
17. Eikelboom D. H. Process Control of Activated Sludge Plants by Microscopic Investigation. London : IWA Publishing. 2000. 163 p. URL: http://library.oapen.org/handle/20.500.12657/30982.
18. МВВ № 081/12-0315-06. Поверхневі, підземні та зворотні води. Методика виконання вимірювань масової концентрації сірководню (сульфідів) фотоколориметричним методом. 2002. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=76475.
19. ДСТУ EN ISO 5814:2025. Якість води. Визначення розчиненого кисню. Електрохімічний метод із застосуванням зонду (EN ISO 5814:2012, IDT; ISO 5814:2012, IDT). 2025. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=116550.
20. МВВ 081/12-0007-01. Поверхневі та очищені стічні води. Методика виконання вимірювань масової концентрації сульфатів гравіметричним методом. 2002. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=76337.
21. Aruga S., Kamagata Y., Kohno T., Hanada S., Nakamura K., Kanagawa T. Characterization of filamentous Eikelboom type 021N bacteria and description of Thiothrix disciformis sp. nov. and Thiothrix flexilis sp. nov. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2002. Vol. 52. P. 1309–1316. DOI: https://doi.org/10.1099/00207713-52-4-1309.