Ағын суларды детоксикациялау үшін Фентон тәрізді жүйелерді қолдану
Қаралымдар: 22 / PDF жүктеулері: 6
DOI:
https://doi.org/10.32523/3107-278X-2026-155-2-44-67Кілт сөздер:
Фентон тәрізді жүйелер, тотығудың озық процестері, ағын суларды тазарту, гетерогенді катализ, органикалық ластағыштар, синтетикалық бояғыштар, фармацевтикалық препараттарАңдатпа
Индустрияландыру қоршаған орта үшін күрделі мәселелерге, ең алдымен, су нысандарының фармацевтикалық препараттар, синтетикалық бояғыштар және уытты органикалық қосылыстар сияқты тұрақты органикалық ластағыштармен (ТОЛ) ластануына әкелді. Тазартудың дәстүрлі әдістері, соның ішінде биологиялық процестер мен коагуляция, бұл химиялық тұрақты заттардың толық ыдырауы үшін жиі жеткіліксіз болып шығады. Бұл шолуда өнеркәсіптік ағын суларды детоксикациялауға арналған тотығудың перспективалы озық процесі (AOP) ретінде Фентон тәрізді жүйелерді қолдану жүйелі түрде қарастырылады. Атап айтқанда, шолу үш басым ластаушы класс – уытты органикалық қосылыстар, синтетикалық бояғыштар және фармацевтикалық қалдықтар – бойынша деградация тиімділігін салыстыруды, процестің жұмысын анықтайтын каталитикалық және операциялық факторларды белгілеуді және өнеркәсіптік деңгейде масштабтауға қатысты технологиялық-экономикалық шектеулерді бағалауды мақсат етеді. Белсенді гидроксил радикалдарының (•OH) қатысуымен жүретін жұмыс принциптері мен каталитикалық циклдер егжей-тегжейлі сипатталған, бұл ретте классикалық гомогенді реакциялардан неғұрлым әмбебап гетерогенді жүйелерге көшуге баса назар аударылады. Қазіргі жетістіктер өтпелі металдарды (Cu, Mn, Ni) және металл-органикалық қаңқалар (MOF) мен биметалдық оксидтер сияқты жаңа материалдарды пайдалану бұл процестердің бейтарапқа жақын pH жағдайында тиімді жұмыс істеуіне мүмкіндік беретінін көрсетіп, дәстүрлі Фентон химиясының қышқылдығы бойынша қатаң шектеулерді еңсереді. Сонымен қатар, ультракүлгін сәулелену (фото-Фентон), электр энергиясы (электро-Фентон) және ультрадыбыс (соно-Фентон) сияқты физикалық стимулдарды біріктіру радикалдардың түзілуін және күрделі молекулалардың минералдану жылдамдығын айтарлықтай арттыратыны көрсетілген. Шолуда тазарту тиімділігіне салыстырмалы талдау берілген, онда әртүрлі уытты топтарды жою дәрежесі жиі 95 %-дан асады. Соңында, шламның түзілуі мен энергия сыйымдылығын қоса алғанда, техникалық және экономикалық шектеулер, сондай-ақ бұл технологияларды тұрақты өнеркәсіптік қолдану үшін масштабтау перспективалары талқыланады.
Downloads
Әдебиеттер тізімі
Alanis, C., Padilla-Rivera, A., Romero, R., Ramírez-Serrano, A., & Natividad, R. (2025). Life cycle assessment of a cu/fe-pillared clay catalyzed photo-Fenton process for paracetamol removal. Processes, 13(10), 3165. https://doi.org/10.3390/pr13103165
Andreeva, S. A. (2021). Improving the efficiency of technological processes of purification from organic components in highly concentrated wastewater. Bulletin of the Volga State University of Technology. Series: Materials. Structures. Technologies, 3(19), 77–88. https://doi.org/10.25686/2542-114X.2021.3.77
Aneggi, E., Hussain, S., Baratta, W., Zuccaccia, D., & Goi, D. (2024). Enhanced heterogeneous Fenton degradation of organic dyes by bimetallic zirconia-based catalysts. Molecules, 29(9), 2074. https://doi.org/10.3390/molecules29092074
Arefieva, O. D., Samus’, M. A., Pisartseva, A. I., Krasitskaya, S. G., Vasylieva, M. S., & Maslova, N. V. (2020). Photo-Fenton degradation of methyl orange using heterogeneous catalysts based on polyphenylferrosiloxane. Chemical Safety Science, 4(2), 117–130. https://doi.org/10.25514/CHS.2020.2.18008
Burkhardt-Holm, P. (2010). Endocrine disruptors and water quality: a state-of-the-art review. International Journal of Water Resources Development, 26(3), 477–493. https://doi.org/10.1080/07900627.2010.489298
Durai, N. J., Gopalakrishna, G. V. T., Padmanaban, V. C., & Selvaraju, N. (2020). Oxidative removal of stabilized landfill leachate by Fenton’s process: process modeling, optimization & analysis of degraded products. RSC Advances, 10, 3916-3925 https://doi.org/10.1039/C9RA09415F
Fleri, S. (2007). Micellar method for mud treatment in sewage disposal plant (Patent No. RU2303572C2). https://patents.google.com/patent/RU2303572C2/en
Hameed, Z. M., & Salman, R. H. (2024). Elimination of methyl orange dye with three dimensional electro-Fenton and sono-electro-Fenton systems utilizing copper foam and activated carbon. Ecological Engineering & Environmental Technology, 25(10), 44–59. https://doi.org/10.12912/27197050/191199
Höler, S., Degreif, D., Stix, F., Yang, S., Gao, S., Nagel, G., Moroni, A., Thiel, G., Bertl, A., & Rauh, O. (2023). Tailoring baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae for functional testing of channelrhodopsin. PLOS ONE, 18(4), e0280711. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0280711
Hussain, S., Aneggi, E., & Goi, D. (2021). Catalytic activity of metals in heterogeneous Fenton-like oxidation of wastewater contaminants: a review. Environmental Chemistry Letters, 19(3), 2405–2424. https://doi.org/10.1007/s10311-021-01185-z
Ignatenko, A. V. (2022). Analysis of waste waters toxicity and detoxication during their biological treatment. Chemical Safety Science, 6(1), 21–46. https://doi.org/10.25514/CHS.2022.1.21002
Ismail, G. A., & Sakai, H. (2025). Radical and catalyst effect on Fenton-like textile dyes’ degradation process and techno-economical consideration. Textiles, 5(3), 37. https://doi.org/10.3390/textiles5030037
Kachalova, G. S. (2019). Coagulation and sorption treatment of wastewater. Water and Ecology, 2(78), 32–39. https://doi.org/10.23968/2305-3488.2019.24.2.32-39
Kanakaraju, D., Glass, B. D., & Goh, P. S. (2025). Advanced oxidation process-mediated removal of pharmaceuticals from water: a review of recent advances. Environmental Science and Pollution Research, 32(24), 14316–14350. https://doi.org/10.1007/s11356-025-36547-5
Kant, R. (2012). Textile dyeing industry an environmental hazard. Natural Science, 04(01), 22–26. https://doi.org/10.4236/ns.2012.41004
Kayani, K. F. (2025). Removal of pharmaceutical residues from aquatic systems using bimetallic metal–organic frameworks (BMOFs): a critical review. RSC Advances, 15(25), 20168–20182. https://doi.org/10.1039/D5RA03056K
Kyuregyan, G. P., Komarov, A. V., & Kyuregyan, O. D. (2022). Wastewater treatment methods. A review. Bulletin of the All-Russian Scientific Research Institute of Fats, 1-2, 70–72. https://doi.org/10.25812/VNIIG.2022.61.83.014
Liu, G., Huang, H., Xie, R., Feng, Q., Fang, R., Shu, Y., Zhan, Y., Ye, X., & Zhong, C. (2017). Enhanced degradation of gaseous benzene by a Fenton reaction. RSC Advances, 7(1), 71–76. https://doi.org/10.1039/C6RA26016K
Liu, Y., Chen, J., Duan, D., Zhang, Z., Liu, C., Cai, W., & Zhao, Z. (2024). Environmental impacts and biological technologies toward sustainable treatment of textile dyeing wastewater: a review. Sustainability, 16(24), Article 24. https://doi.org/10.3390/su162410867
Lykov, I. N., Kusacheva, S. A., Safronova, M. E., & Loginova, A. Yu. (2020). Environmental рollution by рharmaceuticals. Ecology and Industry of Russia, 24(8), 51–55. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2020-8-51-55
Meurs, E., Morshed, M. N., Kahoush, M., & Kadi, N. (2024). Study on Fenton-based discoloration of reactive-dyed waste cotton prior to textile recycling. Scientific Reports, 14(1), 24536. https://doi.org/10.1038/s41598-024-75450-w
Moorjani, B. T., & Gohil, K. (2021). A review of Fenton process for organic wastewater treatment. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 08(09), 1720–1737.
Omarov, Kh. B., Absat, Z. B., Aldabergenova, S. K., & Kulumbetova, I. K. (2022). Thermodynamic analysis of Mn, As-containing systems based on e-ph diagrams and partial pressures. Vestnik KazUTB, 3(16), 24–29. https://doi.org/10.58805/kazutb.v.3.16-26
Ostaschenko, T. M., Komarovska-Porokhnyavets, O. Z., & Lubebets, V. I. (2023). Antimicrobial activity of a pharmaceutical composition depending on the manufacturing technology. Ukrainian Journal of Military Medicine, 4(3), 148–152. https://doi.org/10.46847/ujmm.2023.3(4)-148
Paiu, M., Favier, L., & Gavrilescu, M. (2025). Photocatalytic approaches to treating mixtures of emerging organic pollutants in aquatic environments. Environmental Engineering and Management Journal, 24(4), 745–791. https://doi.org/10.30638/eemj.2025.058
Papadopoulou, G., Evgenidou, E., & Lambropoulou, D. (2025). Homogeneous and heterogeneous photo-Fenton-based photocatalytic techniques for the degradation of nile blue dye. Applied Sciences, 15(14), 7917. https://doi.org/10.3390/app15147917
Parmar, A. (2015). Fenton process: a case study for treatment of industrial waste water. International Journal of Innovative Research and Scientific Studies, 1(2), 23–30.
Ramamurthy, K., Priya, P. S., Murugan, R., & Arockiaraj, J. (2024). Hues of risk: investigating genotoxicity and environmental impacts of azo textile dyes. Environmental Science and Pollution Research International, 31(23), 33190–33211. https://doi.org/10.1007/s11356-024-33444-1
Ribeiro, J. A. S., Alves, J. F., Salgado, B. C. B., Oliveira, A. C., Araújo, R. S., & Rodríguez-Castellón, E. (2024). Heterogeneous photo-Fenton degradation of azo dyes over a magnetite-based catalyst: kinetic and thermodynamic studies. Catalysts, 14(9), 591. https://doi.org/10.3390/catal14090591
Samal, K., Mahapatra, S., & Hibzur Ali, M. (2022). Pharmaceutical wastewater as emerging contaminants (EC): treatment technologies, impact on environment and human health. Energy Nexus, 6, 100076. https://doi.org/10.1016/j.nexus.2022.100076
Satyam, S., & Patra, S. (2025). The evolving landscape of advanced oxidation processes in wastewater treatment: challenges and recent innovations. Processes, 13(4), 987. https://doi.org/10.3390/pr13040987
Shokri, A., & Fard, M. S. (2022). A critical review in Fenton-like approach for the removal of pollutants in the aqueous environment. Environmental Challenges, 7, 100534. https://doi.org/10.1016/j.envc.2022.100534
Slama, H. B., Chenari Bouket, A., Pourhassan, Z., Alenezi, F. N., Silini, A., Cherif-Silini, H., Oszako, T., Luptakova, L., Golińska, P., & Belbahri, L. (2021). Diversity of synthetic dyes from textile industries, discharge impacts and treatment methods. Applied Sciences, 11(14), 6255. https://doi.org/10.3390/app11146255
Tarigan, A. Y., & Effendi, A. J. (2024). Kinetic study of paracetamol degradation with advanced oxidation process (AOP) combination of ozone, hydrogen peroxide and ultraviolet (O3/H2O2/UV). Jurnal Multidisiplin Madani, 4(4), 518–527. https://doi.org/10.55927/mudima.v4i4.8612
Tian, K., Pan, J., Liu, Y., Wang, P., Zhong, M., Dong, Y., & Wang, M. (2024). Fe-ZSM-5 zeolite catalyst for heterogeneous Fenton oxidation of 1,4-dioxane: effect of Si/Al ratios and contributions of reactive oxygen species. Environmental Science and Pollution Research International, 31(13), 19738–19752. https://doi.org/10.1007/s11356-024-32287-0
Titchou, F. E., Zazou, H., Afanga, H., El Gaayda, J., Akbour, R. A., & Hamdani, M. (2021). Removal of persistent organic pollutants (POPs) from water and wastewater by adsorption and electrocoagulation process. Groundwater for Sustainable Development, 13, 100575. https://doi.org/10.1016/j.gsd.2021.100575
Tiwari, B., Sellamuthu, B., Ouarda, Y., Drogui, P., Tyagi, R. D., & Buelna, G. (2017). Review on fate and mechanism of removal of pharmaceutical pollutants from wastewater using biological approach. Bioresource Technology, 224, 1–12. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.11.042
Tokumura, M., Wada, Y., Usami, Y., Yamaki, T., Mizukoshi, A., Noguchi, M., & Yanagisawa, Y. (2012). Method of removal of volatile organic compounds by using wet scrubber coupled with photo-Fenton reaction - preventing emission of by-products. Chemosphere, 89(10), 1238–1242. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2012.07.018
Trapido, M., Kulik, N., Goi, A., Veressinina, Y., & Munter, R. (2009). Fenton treatment efficacy for the purification of different kinds of wastewater. Water Science and Technology, 60(7), 1795–1801. https://doi.org/10.2166/wst.2009.585
Trench, A. B., Oturan, N., Demir, A., Moura, J. P. C., Trellu, C., Santos, M. C., & Oturan, M. A. (2025). Degradation of methylparaben by anodic oxidation, electro-Fenton, and photoelectro-Fenton using carbon felt-BDD cell. Separation and Purification Technology, 371, 133335. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.133335
Vasilieva, I. A., Gustyleva, L. K., Samchenko, N. A., Ukolov, A. I., & Savelieva, E. I. (2019). Wastewater treatment by oxidative destruction of organic compounds using fenton’s reagent. Chemical Safety Science, 3(2), 183–193. https://doi.org/10.25514/CHS.2019.2.16014
Waleng, N. J., & Nomngongo, P. N. (2022). Occurrence of pharmaceuticals in the environmental waters: African and Asian perspectives. Environmental Chemistry and Ecotoxicology, 4, 50–66. https://doi.org/10.1016/j.enceco.2021.11.002
Wilkinson, J. L., Boxall, A. B. A., Kolpin, D. W., Leung, K. M. Y., Lai, R. W. S., Galbán-Malagón, C., Adell, A. D., Mondon, J., Metian, M., Marchant, R. A., Bouzas-Monroy, A., Cuni-Sanchez, A., Coors, A., Carriquiriborde, P., Rojo, M., Gordon, C., Cara, M., Moermond, M., Luarte, T., Petrosyan, V., Perikhanyan, Y., Mahon, C. S., McGurk, C. J., Hofmann, T., Kormoker, T., Iniguez, V., Guzman-Otazo, J., Tavares, J. L., Gildasio De Figueiredo, F., Razzolini, M. T. P., Dougnon, V., Gbaguidi, G., Traoré, O., Blais, J. M., Kimpe, L. E., Wong, M., Wong, D., Ntchantcho, R., Pizarro, J., Ying, G.-G., Chen, C.-E., Páez, M., Martínez-Lara, J., Otamonga, J.-P., Poté, J., Ifo, S. A., Wilson, P., Echeverría-Sáenz, S., Udikovic-Kolic, N., Milakovic, M., Fatta-Kassinos, D., Ioannou-Ttofa, L., Belušová, V., Vymazal, J., Cárdenas-Bustamante, M., Kassa, B. A., Garric, J., Chaumot, A., Gibba, P., Kunchulia, I., Seidensticker, S., Lyberatos, G., Halldórsson, H. P., Melling, M., Shashidhar, T., Lamba, M., Nastiti, A., Supriatin, A., Pourang, N., Abedini, A., Abdullah, O., Gharbia, S. S., Pilla, F., Chefetz, B., Topaz, T., Yao, K. M., Aubakirova, B., Beisenova, R., Olaka, L., Mulu, J. K., Chatanga, P., Ntuli, V., Blama, N. T., Sherif, S., Aris, A. Z., Looi, L. J., Niang, M., Traore, S. T., Oldenkamp, R., Ogunbanwo, O., Ashfaq, M., Iqbal, M., Abdeen, Z., O'Dea, A., Morales-Saldaña, J. M., Custodio, M., De La Cruz, H., Navarrete, I., Carvalho, F., Gogra, A. B., Koroma, B. M., Cerkvenik-Flajs, V., Gombač, M., Thwala, M., Choi, K., Kang, H., Ladu, J. L. C., Rico, A., Amerasinghe, P., Sobek, A., Horlitz, G., Zenker, A. K., King, A. C., Jiang, J.-J., Kariuki, R., Tumbo, M., Tezel, U., Onay, T. T., Lejju, J. B., Vystavna, Y., Vergeles, Y., Heinzen, H., Pérez-Parada, A., Sims, D. B., Figy, M., Good, D., & Teta, C. (2022). Pharmaceutical pollution of the world's rivers. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(8), e2113947119. https://doi.org/10.1073/pnas.2113947119
Wołowicz, A., & Munir, H. M. S. (2025). Emerging organic micropollutants as serious environmental problem: A comprehensive review. Science of The Total Environment, 958, 177948. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.177948
Zhao, L., Murrieta, M. F., Padilla, J. A., Lanzalaco, S., Cabot, P. L., & Sirés, I. (2024). Bimetallic FeCu-MOF derivatives as heterogeneous catalysts with enhanced stability for electro-Fenton degradation of lisinopril. Science of The Total Environment, 953, 176110. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.176110
Zhuo, Y., Meng, H., Zhang, Y., Chen, Y., & Cui, J. (2025). Peroxymonosulfate activation by fe/c composites for paracetamol degradation: performance evaluation and mechanism insight. Catalysts, 15(3), 217. https://doi.org/10.3390/catal15030217
Zong, Z., Huang, Y., Kwan, J., & Hankins, N. P. (2025). Standardized benchmarking of advanced oxidation processes for tetracycline degradation with life cycle assessment and economic evaluation. Chemical Engineering Journal, 525, 170664. https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.170664
Жүктеулер
Жарияланды
Журналдың саны
Бөлім
Лицензия
Авторлық құқық (c) 2026 Д. Женисова, Г. Алламбергенова, Е. Байкенов, Р. Сафаров (Автор)
Бұл жұмыс Creative Commons Attribution-Коммерциялық емес 4.0 халықаралық лицензиясы.
