alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2025.08.167-188alternative-2691Research ArticleVII. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 17. Энергетика и экология. 17-4-0-0 Экология водных ресурсов Очистка сточных вод с использованием энергоэффективных технологий и ВИЭVII. ENVIRONMENTAL ASPECTS OF ENERGY. 17. Energy and ecology. 17-4-0-0 Ecology of water resourcesРазработка ионообменной установки для энергоэффективной очистки сточных водDevelopment of an ion-exchange unit for energy-efficient wastewater treatmentДрабковаT. В.DrabkovaT. V.

Драбкова Татьяна Владимировна, ассистент кафедры «Экология и охрана окружающей среды»

100095, г. Ташкент, ул. Университетская, д. 2

Tatyana Vladimirovna Drabkova, Assistant, Department of Ecology and Environmental Protection

 

tatyana111183@mail.ruТурабджановC. M.TurabdzhanovS. M.

Турабджанов Садритдин Махаматдинович, fкадемик АН РУз, доктор техн. наук, ректор Ташкентского государственного технического университета

100095, г. Ташкент, ул. Университетская, д. 2

Sadritdin Makhamatdinovich Turabdzhanov, Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Doctor

 

Ташкентский государственный технический университетУзбекистанTashkent State Technical UniversityUzbekistan20252711202508167188Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20252025Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2691

Разработана экспериментальная конструкция автономной ионообменной установки ИОУ-4Ф с полной ин­теграцией всех технологических стадий - фильтрации, взрыхления ионитов, регенерации и промывки в едином компактном модуле из коррозионностойких полимеров. Установка предназначена для селективной и комплекс­ной очистки промышленных сточных вод от ионов тяжёлых металлов и солей с использованием возобновляе­мых источников энергии. Питание от фотоэлектрической панели обеспечивает энергетическую автономность до 98,5% при среднегодовой инсоляции 5,0 кВт • ч/м2^в сутки, характерной для Центральной Азии, и значитель­ное снижение эксплуатационных затрат и углеродного следа. Экспериментальные исследования подтверди­ли эффективность удаления загрязнителей на уровне 99%. Разработка способствует созданию отечественного энергоэффективного оборудования, соответствующего глобальным целям устойчивого развития в области аль­тернативной энергетики, водоочистки и промышленной экологии.

An experimental design of the autonomous ion-exchange unit IOU-4F has been developed, featuring full integration of all technological stages - filtration, ionite loosening, regeneration, and rinsing - within a single compact module made of corrosion-resistant polymers. The unit is intended for selective and comprehensive treatment of industrial wastewater to remove heavy metal ions and salts using renewable energy sources. Power supply from a photovoltaic panel ensures energy autonomy up to 98,5% at an average annual insolation of 5,0 kWh/m2/day, typical for Central Asia, along with a significant reduction in operating costs and carbon footprint. Experimental studies confirmed pollutant removal efficien­cy at the level of 99%. The development contributes to the creation of domestic energy-efficient equipment aligned with global sustainable development goals in alternative energy, water purification, and industrial ecology.

ионообменная установка ИОУ-4Фочистка сточных водфотоэлектрическая энергетикаэнергоэффективностьамфолит АКА-Ттяжёлые металлыуглеродный следвозобновляемые источники энергииion-exchange unit IOU-4Fwastewater treatmentphotovoltaic energyenergy efficiencyampholyte AKA-Theavy metalscarbon footprintrenewable energy sourcesReferencesУказ Президента Республики Узбекистан о стратегии «Узбекистан – 2030» от 11.09.2023 г. № УП-158 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://hukumat.uz/ru/pages/2030_strategy или https://lex.uz/docs/6600404 (Дата обращения: 14.11.2025).Decree of the President of the Republic of Uzbekistan on the «Uzbekistan – 2030» Strategy dated 11.09.2023 No. UP-158 [Electronic resource]. – Access mode: https://hukumat.uz/ru/pages/2030_strategyor https://lex.uz/docs/6600404 (Date of access: 14.11.2025).Муминова Р. Н., Казимова Н. М. Проблема очистки сточных вод в Узбекистане // Молодой ученый. – 2015. – № 22 (102). – С. 47-48. – URL: https://moluch.ru/archive/102/23372/Muminova R. N., Kazimova N. M. The problem of wastewater treatment in Uzbekistan // Young Scientist. – 2015. – No. 22 (102). – Pp. 47-48. – URL: https://moluch.ru/archive/102/23372/Драбкова Т. В., Абдуталипова Н. М., Турабджанов С. М. Экологический мониторинг и методы очистки природных водоемов от загрязнений сточными водами предприятий. Материалы Международной научно-практической конференции «Устойчивое развитие горных территорий: Антропогенная деятельность в природопользовании». – Грозный, 2022. – С. 93-95.Drabkova T. V., Abdutalipova N. M., Turabdzhanov S. M. Environmental monitoring and methods of natural water bodies purification from pollution by wastewater of enterprises. Materials of the International scientific and practical conference “Sustainable development of mountain territories: Anthropogenic activity in nature management”. – Grozny, 2022. – P. 93-95.Драбкова Т. В., Абдуталипова Н. М., Турабджанов С. М., Рахимова Л. С. Исследование эффективности работы очистных сооружений после сброса обработанной воды в реку Чирчик // Международный научный журнал «Глобальная наука и инновации 2022: Центральная Азия». Серия «Физико-математические науки». – Астана. – 2022. – № 3(17). – С. 46-47.Drabkova T. V., Abdutalipova N. M., Turabdzhanov S. M., Rakhimova L. S. Research of the efficiency of the treatment facilities after the discharge of treated water into the Chirchik River // International scientific journal «Global Science and Innovations 2022: Central Asia». Series «Physical and Mathematical Sciences». – Astana. – 2022. – No. 3(17). – Pp. 46-47.Драбкова Т. В., Абдуталипова Н. М., Турабджанов С. М., Рахимова Л. С. Мониторинг эффективности работы очистных сооружений после сброса. Материалы республиканской научно-практический конференции: «Проблемы химии и химического образования». – Коканд. – 2022. – С. 26-27.Drabkova T. V., Abdutalipova N. M., Turabdzhanov S. M., Rakhimova L. S. Monitoring the efficiency of wastewater treatment facilities after discharge. Proceedings of the Republican Scientific and Practical Conference: «Problems of Chemistry and Chemical Education». – Kokand. – 2022. – P. 26-27.Драбкова Т. В., Абдуталипова Н. М., Турабджанов С. М., Рахимова Л. С. Аналитический контроль состава ионов железа в водах рек и каналов как источников сбросов сточных вод предприятий. Наука, образование, производство для противодействия техногенным угрозам и решению экологических проблем. Техносферная безопасность – 2023: Материалы XX Международной научно-практической конференции. – Уфа. – 2023. – С. 234-238.Drabkova T. V., Abdutalipova N. M., Turabdzhanov S. M., Rakhimova L. S. Analytical control of the composition of iron ions in the waters of rivers and canals as sources of wastewater discharges from enterprises. Science, education, and production for countering technogenic threats and solving environmental problems. Technosphere Safety – 2023: Proceedings of the XX International Scientific and Practical Conference. – Ufa, 2023, pp. 234-238.Турабджанов С. М., Понамарёва Т. В., Каюмова И. К., Рахимова Л. С. Исследование химического состава поверхностных вод. Проблемы экологии и экологической безопасности. Создание новых полимерных материалов: Материалы VII Международной заочной научно-практической конференции, посвященной Всемирному дню охраны окружающей среды. – Минск. – 2020. – С. 68-69.Turabdzhanov S. M., Ponamareva T. V., Kayumova I. K., Rakhimova L. S. Study of the Chemical Composition of Surface Waters. Problems of Ecology and Environmental Safety. Creation of New Polymer Materials: Materials of the VII International Correspondence Scientific and Practical Conference Dedicated to World Environment Day. – Minsk. – 2020. – Pр. 68-69.Абдукодырова М. Н., Радкевич М. В., Шипилова К. Б. Канализация и очистка сточных вод. Учебное пособие для ВУЗов. – Ташкент. – 2022. – 232 с.Abdukodirova M. N., Radkevich M. V., Shipilova K. B. Sewerage and wastewater treatment. Textbook for universities. – Tashkent. – 2022. – 232 p.Drabkova T. V., Turabdzhanov S. M., Rakhmatullaev F. N., Rakhmatov U. N., Shokhakimova A. A. Design features of ion exchange plant for wastewater treatment // Technical science and innovation. – 2025. – № 1. – Рр. 16-21. https://doi.org/10.59048/2181-1180.1683Drabkova T. V., Turabdzhanov S. M., Rakhmatullaev F. N., Rakhmatov U. N., Shokhakimova A. A. Design features of ion exchange plant for wastewater treatment // Technical science and innovation. – 2025. – № 1. – Рр. 16-21. https://doi.org/10.59048/2181-1180.1683Турабджанов С. М., Понамарева Т. В., Юсупова Д. А., Назиров З. Ш., Рахимова Л. С. Исследование сорбции ионов меди из сточных вод фосфорнокислым катионитом // Химическая безопасность. – 2018. – № 2. – Т. 2. С. 173-182. https://doi.org/10.25514/CHS.2018.2.14115Turabdzhanov S. M., Ponamareva T. V., Yusupova D. A., Nazirov Z. Sh., and Rakhimova L. S. Study of the Sorption of Copper Ions from Wastewater by Phosphate-Ion Exchange Resin. Chemical Safety. – 2018. – No. 2. – Vol. 2. – Pp. 173-182. https://doi.org/10.25514/CHS.2018.2.14115Turabdzhanov S. M., Kedelbaev B. Sh., Kushnazarov P. I., Badritdinova F. M., Ponamaryova T. V., Rakhimova L. S. // New approach to the synthesis of polycondensation ion-exchange polymers for wastewater treatment // News of The National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan Series of Geology and Technical Sciences. – 2019. – V. 2. – No. 434. – Pр. 206- 216. https://doi.org/10.32014/2019.2518-170X.56Turabdzhanov S. M., Kedelbaev B. Sh., Kushnazarov P. I., Badritdinova F. M., Ponamaryova T. V., Rakhimova L. S. // New approach to the synthesis of polycondensation ion-exchange polymers for wastewater treatment // News of The National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan Series of Geology and Technical Sciences. – 2019. – V. 2. – No. 434. – Pр. 206- 216. https://doi.org/10.32014/2019.2518-170X.56Shokhakimova A. A., Turabdzhanov S. M., Kedelbaev B. Sh., Peter Lieberzeit, Turaeva D. Sh., Ponamaryova T. V., Rakhimova L. S. Syntheses of cation exchanger with macroporosity and investigating specific properties // Xaбарлары. News of the academy of sciences of the republic of Kazakhstan. Series chemistry and technology. – 2020. – № 443. – Vol. 5. – Рр. 108-115. https://doi.org/10.32014/2020.2518-1491.87Shokhakimova A. A., Turabdzhanov S. M., Kedelbaev B. Sh., Peter Lieberzeit, Turaeva D. Sh., Ponamaryova T. V., Rakhimova L. S. Syntheses of cation exchanger with macroporosity and investigating specific properties // Xaбарлары. News of the academy of sciences of the republic of Kazakhstan. Series chemistry and technology. – 2020. – № 443. – Vol. 5. – Рр. 108-115. https://doi.org/10.32014/2020.2518-1491.87Назиров З. Ш., Турабджанов С. М., Рахматов Н. У., Понамарёва Т. В., Рахимова Л. С. Эффективность применения полученного катионита в процессе деминерализации вод // Узбекский научно-технический и производственный журнал. Композиционные материалы. – 2020. – № 3. – C. 334-338.Nazirov Z. Sh., Turabdzhanov S. M., Rakhmatov N. U., Ponamaryova T. V., Rakhimova L. S. The Effectiveness of Using the Obtained Ionite in the Process of Water Demineralization // Uzbek Scientific, Technical, and Production Journal. Composite Materials. – 2020. – No. 3. – Pp. 334-338.Туробжонов С.М., Абдуталипова Н. М., Назиров Р. А. Получение новых аминокарбоксильных амфолитов с заранее заданными свойствами» // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. – 2016. – С. 51-55.Turobzhonov S.M., Abdutalipova N.M., Nazirov R.A. Obtaining New Amino-Carboxyl Ampholytes with Predetermined Properties // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. – 2016. – Pp. 51-55.Абдуталипова Н. М., Туробжонов С. М. Исследование кислотно-основного равновесия и сорбционных свойств новых амфотерных ионитов // Universum: технические науки. – 2016. – № 9 (30). – С. 27-31.Abdutalipova N. M., Turobzhonov S. M. Study of Acid-Base Equilibrium and Sorption Properties of New Amphoteric Ionites // Universum: Technical Sciences. – 2016. – No. 9 (30). – Pp. 27-31.Абдуталипова Н. М., Турсунов Т. Т., Назирова Р. А., Муталов Ш. А. Синтез и исследование поликонденсационных ионитов с амино- сульфатными группами // Вестник Национальной академии наук Белоруссии. Серия Химические науки. – 2009. – С. 5-6.Abdutalipova N. M., Tursunov T. T., Nazirova R. A., Mutalov Sh. A. Synthesis and Research of Polycondensation Ionites with Amino-Sulfate Groups // Bulletin of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of Chemical Sciences. – 2009. – Pp. 5-6.Постановление Президента Республики Узбекистан, от 02.12.2022 г. № ПП-436. О мерах по повышению эффективности реформ, направленных на переход республики Узбекистан на «зеленую» экономику до 2030 года. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://lex.uz/docs/6303233 (Дата обращения: 14.11.2025).Decree of the President of the Republic of Uzbekistan, dated 02.12.2022, No. PP-436. On measures to improve the efficiency of reforms aimed at the transition of the Republic of Uzbekistan to a green economy by 2030. [Electronic resource]. – Access mode: https://lex.uz/docs/6303233 (Accessed: 14.11.2025).Галикаев Т. Б. Параболические солнечные концентраторы в Узбекистане: научно-технический анализ и инновационные решения / Т. Б. Галикаев. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. – 2025. – № 41 (592). – С. 13-17. – URL: https://moluch.ru/archive/592/129068Galikaev T. B. Parabolic solar concentrators in Uzbekistan: scientific and technical analysis and innovative solutions / T. B. Galikaev. — Text: direct // Young scientist. – 2025. – No. 41 (592). – Pp. 13-17. – URL: https://moluch.ru/archive/592/129068Драбкова Т. В., Турабджанов С. М. Рахимова Л. С., Патент РУз № FAP 2763. FAP 20250080. Ионообменная установка для очистки промышленных сточных вод. 07.03.2025.Drabkova T. V., Turabdzhanov S. M. Rakhimova L. S., Patent of the Republic of Uzbekistan No. FAP 2763. FAP 20250080. Ion-exchange unit for the treatment of industrial wastewater. 07.03.2025.Drabkova T. V., Turabdzhanov S. M., Rakhmatullaev F. N., Rakhmatov U. N., Shokhakimova A. A. / Design features of ion exchange plant for wastewater treatment // Technical science and innovation. – 2025. – № 1. – Рр. 16-21.Drabkova T. V., Turabdzhanov S. M., Rakhmatullaev F. N., Rakhmatov U. N., Shokhakimova A. A. / Design features of ion exchange plant for wastewater treatment // Technical science and innovation. – 2025. – № 1. – Рр. 16-21.Drabkova T. V., Turabdzhanov S. M., Abdutalipova N. M., Isanova R. R., Aripov A. Kh. Study of an experimental ion-exchange plant for purifying artesian water // Science and innovation international scientific journal. – Toshkent. – 2025. – V. 4. – Рр. 41-45. https://doi.org/10.5281/zenodo.15242997Drabkova T. V., Turabdzhanov S. M., Abdutalipova N. M., Isanova R. R., Aripov A. Kh. Study of an experimental ion-exchange plant for purifying artesian water // Science and innovation international scientific journal. – Toshkent. – 2025. – V. 4. – Рр. 41-45. https://doi.org/10.5281/zenodo.15242997Драбкова Т. В., Абдуталипова Н. М., Рахматуллаев Ф. Н., Рахматов У. Н. Мониторинг водных ресурсов Узбекистана и перспективы использования ионообменных установок для очистки сточных вод // География и водные ресурсы. – Алматы. – 2025. – С. 3-12. https://doi.org/10.55764/2957-9856/2025-2-3-12.15Drabkova T. V., Abdutalipova N. M., Rakhmatullaev F. N., Rakhmatov U. N. Monitoring of Water Resources in Uzbekistan and Prospects for Using Ion-Exchange Plants for Wastewater Treatment // Geography and Water Resources. – Almaty. – 2025. – Pр. 3-12. https://doi.org/10.55764/2957-9856/2025-2-3-12.15Драбкова Т. В., Абдуталипова Н. М., Рахматов У. Н. Оценка загрязнения поверхностных вод и эффективность удаления ионов железа на ионообменной установке // Экологические чтения. Сборник материалов ХVI Национальной научно-практической конференции. – Омск. – 2025. – С. 674-679.Drabkova T. V., Abdutalipova N. M., Rakhmatov U. N. Assessment of Surface Water Contamination and the Effectiveness of Iron Ions Removal at an Ion-Exchange Unit // Ecological Readings. Collection of Materials of the XVI National Scientific and Practical Conference. – Omsk. – 2025. – Pp. 674-679.Заявка на патент IAP 20250666 от 3.10.2025. Способ получения аминокарбоксильного амфолита на основе тар-продукта. Драбкова Т. В., Турабджанов С. М., Абдуталипова Н. М. и др.Patent application IAP 20250666 dated 3.10.2025. Method for producing an amino-carboxyl ampholyte based on tar product. Drabkova T. V., Turabdzhanov S. M., Abdutalipova N. M., et al.Nazirov Z. Sh., Turabdzhanov S. M., Kedelbaev B. Sh., Drabkova T. V., Eshimbetov A. G., Rakhimova L. S. Kinetics and mechanism of sorption of copper (II) ions by ion exchanger // Xaбарлары. News of the academy of sciences of the republic of Kazakhstan. Series chemistry and technology. – 2020. – № 444. – Vol. 6. – Рр. 13-21. https://doi.org/10.32014/2020.2518-1491.93Nazirov Z. Sh., Turabdzhanov S. M., Kedelbaev B. Sh., Drabkova T. V., Eshimbetov A. G., Rakhimova L. S. Kinetics and mechanism of sorption of copper (II) ions by ion exchanger // Xaбарлары. News of the academy of sciences of the republic of Kazakhstan. Series chemistry and technology. – 2020. – № 444. – Vol. 6. – Рр. 13-21. https://doi.org/10.32014/2020.2518-1491.93Полянский Н. Г., Горбунок Г. В., Полянская Н. Л. Методы исследования ионитов. – М.: Химия, 1976. – 208 с.Polyansky N. G., Gorbunok G. V., Polyanskaya N. L. Methods of Ionite Research. – Moscow: Khimiya, 1976. – 208 p.Глушко О. В., Радовенчик В. М. Извлечение никеля из промывных вод гальванических производств // Наук. вiстi Нац. техн. ун-ту Украiни «Киiв. полiтехн. iн-т». – 2006. – № 2. – С. 123-127.Glushko O. V., Radovenchik V. M. Extraction of Nickel from Wash Water of Electroplating Plants // Nauk. visti Nat. tekhn. un-tu Ukraiini «Kyiv. politekhn. i-nt». – 2006. – No. 2. – Pp. 123-127.Плаксин И. Н., Тэтару С. А. Гидрометаллургия с применением ионитов. – Москва: Металлургия, 1964. – 283 с.Plaksin I. N., Tataru S. A. Hydrometallurgy with the use of ionites. – Moscow: Metallurgy, 1964. – 283 p.Гельферих Ф. Иониты. – М.: ИЛ., 1962. – 490 с.Gelferich F. Ionites. – M.: IL, 1962. – 490 p.Синявский В. Г. Селективные иониты. – Киев: Техника, 1967. – 167 с.Sinyavsky V. G. Selective ionites. – Kiev: Tekhnika, 1967. – 167 p.Аширов А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов. – Л.: Химия, 1983. – 295 с.Ashirov A. Ion-exchange Purification of Wastewater, Solutions, and Gases. – L.: Khimiya, 1983. – 295 p.Плаксин И. Н., Тэтару С. А. Гидрометаллургия с применением ионитов. – Москва: Металлургия, 1964. – 283 с.Plaksin I. N., Tataru S. A. Hydrometallurgy with the use of ion exchangers. – Moscow: Metallurgy, 1964. – 283 p.Рябчиков Б. Е., Пантелеев А. А., Ларионов С. Ю. Ионный обмен в водоподготовке. – Москва: ДеЛи плюс. – 2018. – 398 с.Ryabchikov B. E., Panteleev A. A., Larionov S. Yu. Ion exchange in water treatment. – Moscow: DeLi plus. – 2018. – 398 p.Dorfner K. Ionenaustauscher. Berlin, de Gruyter, 1964. – 211 с.Dorfner K. Ionenaustauscher. Berlin, de Gruyter, 1964. – 211 с.СанПиН № 0172-04. «Гигиенические требования к охране поверхностных вод на территории Республики Узбекистан».SanPiN No. 0172-04. «Hygienic Requirements for the Protection of Surface Waters in the Republic of Uzbekistan».

The authors declare that there are no conflicts of interest present.