Бул системалуу сереп сүт жана сыр өндүрүшүнөн чыккан жогорку органикалык жүктөгү агынды сууларды тазалоодо жасалма саздак системалардын (constructed wetlands, CWs) канчалык натыйжалуу экенин жана кайсы гидравликалык шарттарда туруктуураак иштей турганын изилдейт. Изилдөөчүлөр 1995–2025 жылдар аралыгында жарыяланган 38 рецензияланган изилдөөнү PRISMA 2020 алкагында тандап; химиялык кычкылтек керектөөсү (COD), беш күндүк биохимиялык кычкылтек керектөөсү (BOD₅), жалпы калкыма катуу заттар (TSS), жалпы азот (TN) жана жалпы фосфор (TP) кетирүүсүн системанын конфигурациясы, гидравликалык кармоо убактысы (HRT), органикалык жүктөө ылдамдыгы (OLR), климат, өсүмдүк жана фильтр материалдары менен бирге жарым сандык түрдө салыштырышкан.

Булактын эң маанилүү жыйынтыгы — тик жана горизонталдык жер алдындагы агымдуу саздак системаларды бириктирген гибрид системалар каралган изилдөөлөрдүн ичинен эң туруктуу жогорку көрсөткүчтөрдү бергендиги. Серептин синтезинде гибрид системалар үчүн медианалык COD кетирүү болжол менен %93, BOD₅ кетирүү болжол менен %94 деп билдирилген, ал эми жалпы фосфор кетирүү негизинен %70–80 аралыгында калган. Бул артыкчылык тик агымдуу бөлүктө кычкылтектин жакшыраак өтүшү менен аэробдук ажыроо жана нитрификациянын; горизонталдык жер алдындагы агымдуу бөлүктө болсо аноксикалык/анаэробдук процесстердин бир эле тазалоо линиясында бири-бирин толукташы менен түшүндүрүлөт.

Серепте жогорку көрсөткүч жалгыз гана система түрүнө көз каранды эместиги өзгөчө баса белгиленет. COD жана BOD₅ кетирүүсү %90 көрсөткүчүнөн жогору болгон изилдөөлөр эң көп VSSF системаларында болжол менен 4–8 сааттык HRT (n = 4), HSSF системаларында болсо 3–7 күндүк HRT (n = 14) аралыгында кездешкен. OLR көрсөткөн салыштырууга боло турган изилдөөлөрдүн чектелген бөлүгүндө 30 g COD m⁻² күн⁻¹ көрсөткүчүнөн төмөн жүктөр (n = 7) туруктуураак эксплуатация менен байланышкан. Жогорку жүктөрдө айрым изилдөөлөрдө тазалоо натыйжалуулугунун %25 чейин төмөндөшү билдирилген.

Бул сандар универсалдуу долбоорлоо чектери эмес. VSSF боюнча баалоо төрт гана, OLR чеги боюнча жети гана изилдөөгө негизделген жана изилдөөчүлөр HRT же OLR менен кетирүүнүн ортосундагы байланышка формалдуу корреляция/регрессия тестин колдонушкан эмес. Ошондуктан серептин “иштөө терезеси” ар башка изилдөөлөрдө кайталанган инженердик тенденциялардын жарым сандык синтези болуп саналат; кандайдыр бир жаңы жасалма саздак система 4–8 саат же 3–7 күн HRT менен автоматтык түрдө %90 көрсөткүчүнөн жогору кетирүүнү камсыз кылат дегенди далилдебейт.

Изилдөөнүн дагы бир маанилүү жыйынтыгы — чийки сүт өнөр жайынын агынды суусун көпчүлүк жер алдындагы агымдуу жасалма саздак системаларга түздөн-түз бербөө керектиги. Булакта чийки агымдарда COD үчүн 80–95.000 mg/L жана BOD үчүн 40–48.000 mg/L чейин жеткен кең адабияттык диапазондор берилет. Бул маанилер бир агынды суунун туруктуу курамы эмес; алар сары суу, жуучу суулар жана өндүрүштүн ар башка этаптарынан чыккан ар түрдүү агымдарды билдирет. Алдын ала тазалоодон кийин жасалма саздак системанын киришинде булакта адатта болжол менен 2000–5000 mg/L COD, 1000–2500 mg/L BOD жана 250–600 mg/L TSS диапазондору көрсөтүлөт.

Түркия үчүн жасалма саздак системалар өзгөчө борборлоштурулган тазалоо инфраструктурасынан алыс жайгашкан чакан жана орто сүт, сыр жана ферма ишканаларында аз энергия талап кылган экинчи же үчүнчү баскычтагы тазалоо варианты катары изилдениши мүмкүн. Бирок серептеги маанилер Түркия үчүн даяр долбоордук рецепт эмес. Жергиликтүү сүт өндүрүш процесси, сары суунун үлүшү, май жана катуу зат жүгү, мезгилдик температура, жер аянтынын талабы, алдын ала тазалоо деңгээли, өсүмдүк түрлөрү, толтургуч материал, жытты көзөмөлдөө жана максатталган чыгыш суунун сапаты өзүнчө инженердик изилдөө менен текшерилиши керек.

Сүт өнөр жайынын агынды суусу эмне үчүн өзгөчө тазалоо көйгөйү?

Сүттү кайра иштетүү агынды суусу бир тектүү суу агымы эмес. Сүттү кайра иштетүү, сыр өндүрүү, жабдууларды жана резервуарларды жууш, ошондой эле тазалоо иштеринин ар бири ар башка химиялык касиетке ээ агынды сууларды пайда кылышы мүмкүн. Изилдөө бул агымдарда жогорку деңгээлде биологиялык ажырай турган органикалык зат, май, белок, лактоза, калкыма катуу заттар, азот жана фосфор болушу мүмкүн экенин баса белгилейт.

Сыр өндүрүүдө пайда болгон сары суу баштапкы сүт көлөмүнүн болжол менен %85–95 бөлүгүнө туура келиши жана сүттөгү азык заттардын %50 көрсөткүчүнөн көбүн сакташы мүмкүн экендиги жөнүндө адабият маалыматы булакта берилет. Ошондуктан сары суунун көзөмөлсүз түрдө агынды сууга аралашуусу органикалык жүктү өтө күчтүү көбөйтүшү мүмкүн.

Булактын Table 2 бөлүгү чийки сүт өнөр жайынын агынды суусу өтө кең курам диапазонун көрсөтө аларын өзгөчө белгилейт:

Булак эскертүүсү: Чийки агынды суунун диапазондору сары суу, CIP/жуучу суулар жана башка өндүрүш агымдарынан топтолгон; бир эле агынды суу үлгүсүнүн бир учурдагы курамы катары чечмеленбеши керек.

Чийки сары сууну түздөн-түз жасалма саздак системага берүү эмне үчүн көйгөйлүү?

Жер алдындагы агымдуу жасалма саздак системалар суунун көзөнөктүү толтургуч материал аркылуу өтүшүнө негизделет. Өтө жогорку калкыма катуу зат, май жана органикалык зат жүгү көзөнөктөрдүн убакыт өткөн сайын тыгылышына, гидравликалык өткөрүмдүүлүктүн азайышына жана суунун долбоорлонгон агым жолун ээрчибей калышына алып келиши мүмкүн.

Сереп өзгөчө TSS болжол менен 1000 mg/L көрсөткүчүнөн жогору болгон жогорку жүктүү агымдарда жогорку субстрат катмарларында тез көзөнөк тыгылуу жана гидравликалык кыска туташуу коркунучу көбөйүшү мүмкүн экенин талкуулайт. Ошондуктан каралган колдонмолордо электен өткөрүү, май кармагыч, чөктүрүү, Imhoff танкы, эриген аба флотациясы, теңдөө, аэрацияланган бассейн же биологиялык алдын ала тазалоо сыяктуу этаптар көп кездешет.

Булактын баалоосуна ылайык, жасалма саздак системалардын көпчүлүк жогорку жүктүү сүт өнөр жай агымдарындагы эң ылайыктуу ролу алдын ала тазаланган сууну кабыл алган экинчи же үчүнчү тазалоо баскычы болуп саналат. Бул айырма маанилүү; толук масштабдагы бир мисалда %98 COD кетирүү байкалганы чийки сары сууну түздөн-түз ошол эле катмарга берсе болот дегенди билдирбейт.

Жасалма саздак система сууну кантип тазалайт?

Жасалма саздак система бир фильтр жасай турган иштен кыйла татаал система. Тазалоо үч негизги компоненттин биргелешип иштеши аркылуу жүрөт:

• Субстрат: Кум, шагыл, цеолит, LECA же башка көзөнөктүү материалдар физикалык фильтрация, бетке жабышуу жана микробдук биофильм үчүн чөйрө түзөт.
• Өсүмдүктөр: Тамыр жана ризома системасы гидравликалык түзүлүшкө жана микрочөйрөлөргө таасир этет; айрым азык заттардын биомассага өтүшүнө салым кошушу мүмкүн.
• Микроорганизмдер: Органикалык заттын ажырашы, нитрификация жана денитрификация сыяктуу негизги айлануулардын чоң бөлүгү микробдук коомдоштуктар тарабынан жүргүзүлөт.

Саздак системалардын ар башка түрлөрү ушул үч компоненттин ичинде ар башка кычкылтек жана агым шарттарын түзгөндүктөн, бирдей булгоочуларга карата бирдей жүрүм-турум көрсөтпөйт.

HSSF деген эмне?

Horizontal subsurface flow constructed wetland (HSSF), башкача айтканда горизонталдык жер алдындагы агымдуу жасалма саздак системада суу катмардын бир учунан кирип, толтургуч материалдын ичинде горизонталдык багытта жылат. Суу бетинин көбүнчө толтургуч деңгээлинен төмөн болушу ачык суу беттүү системаларга салыштырмалуу контакт жана жытты көзөмөлдөө жагынан артыкчылык бере алат.

Булак HSSF системаларын кычкылтеги аз же аноксикалык микрочөйрөлөрдүн пайда болушуна байланыштуу денитрификация жана айрым азык заттарды кетирүү механизмдери үчүн күчтүү компонент катары карайт. Ошондой эле узак кармоо убакыттары жана кең катмар көлөмү жогорку гидравликалык туруктуулук бере алат.

VSSF деген эмне?

Vertical subsurface flow constructed wetland (VSSF), башкача айтканда тик жер алдындагы агымдуу системаларда агынды суу адатта катмардын бетине үзгүлтүктүү берилет жана толтургуч аркылуу тик багытта өтөт.

Берүү циклдеринин аралыгында катмар кайра аба менен байланышта боло алышы кычкылтек өткөрүүнү көбөйтө алат. Ошондуктан VSSF системалары органикалык заттын аэробдук ажырашы жана аммонийдин нитрификациясы үчүн артыкчылык бере алат. Серепте 4–8 саат сыяктуу кыскараак гидравликалык кармоо убакыттарында жогорку BOD₅ кетирүү көрсөткөн VSSF мисалдары бар.

Гибрид система эмне үчүн өзгөчөлөнөт?

Гибрид жасалма саздак системалар тик жана горизонталдык агымдуу блокторду бир тазалоо линиясында бириктирет. Ошентип бир катмарда түзүү кыйын болгон ар башка редокс шарттары удаалаш түрдө түзүлүшү мүмкүн.

Серептин 38 изилдөө боюнча жарым сандык синтезинде гибрид системалар болжол менен %93 медианалык COD жана %94 медианалык BOD₅ кетирүү менен эң жогорку жалпы көрсөткүч тобун түзгөн. Жалпы фосфор кетирүү негизинен болжол менен %70–80 аралыгында билдирилген.

Бул жыйынтык “гибрид система бардык шартта эң жакшы система” дегенди билдирбейт. Каралган системалар ар башка агынды суу, климат, алдын ала тазалоо, толтургуч, өсүмдүк жана масштаб шарттарында иштеген. Авторлордун жыйынтыгы — гетерогендүү адабиятта гибрид конфигурациялар жогорку көрсөткүч берген мисалдардын арасында көбүрөөк кездешкен.

Сереп сунуштаган иштөө терезеси кандай?

Бул таблицадагы маанилер долбоорлоо эрежеси же кепилденген оптималдуу маанилер эмес. Сереп HRT жана OLR үчүн формалдуу доза–жооп модели, регрессия же мета-регрессия түзгөн эмес. Изилдөөчүлөр изилдөөлөр арасында кайталанган көрсөткүч тенденцияларынан инженердик иштөө терезесин түзүшкөн.

OLR жогорулаганда эмне болот?

Органикалык жүктөө ылдамдыгы (organic loading rate, OLR) саздак системанын бирдик бетине бирдик убакытта түшкөн органикалык зат жүгүн билдирет. Булакта көп колдонулган формат g COD m⁻² күн⁻¹.

Серепте 30 g COD m⁻² күн⁻¹ көрсөткүчүнөн жогору жүктөр айрым системаларда кетирүү натыйжалуулугунун %25 чейин төмөндөшү жана операциялык көйгөйлөрдүн жогорку ыктымалдыгы менен бирге байкалганы билдирилген. Авторлор адабиятта муну көбүнчө субстраттын акырындык менен тыгылышы жана кычкылтек өткөрүүнүн азайышы менен байланыштырышарын белгилешет.

Бирок киргизилген ар бир изилдөө бул механизмдерди түз өлчөгөн эмес. Ошондуктан булакта байкалган “жогорку OLR + төмөн көрсөткүч” байланышы бардык системаларда эксперименталдык түрдө тыгылуудан келип чыгары далилденген жалгыз себептик механизм эмес.

HRT ни тынымсыз көбөйтүү чечимби?

Жок. Узак HRT булгоочу менен өсүмдүк–субстрат–микроорганизм системасынын ортосундагы контакт убактысын көбөйтө алат; бирок узак кармоо убактысы чоңураак аянт же төмөн гидравликалык кубаттуулук талап кылат.

Сереп HSSF үчүн 3–7 күн диапазонунда жогорку кетирүү көп кездешерин, андан кийинки HRT өсүшүндө кошумча жер талаптарына салыштырмалуу пайда азайышы мүмкүн экенин талкуулайт. Ошондуктан инженердик максат мүмкүн болушунча узак HRT эмес, көрсөткүч менен жер/гидравликалык кубаттуулуктун ортосундагы тең салмактуу иштөө чекити.

Verianla Live: Бир изилдөөдө VSSF жана HSSF салыштыруу

Төмөндөгү көрүнүктүү таблица серептин Table 1 бөлүгүндө Verma жана Suthar изилдөөсү үчүн берилген ошол эле эксперименттеги VSSF жана HSSF жыйынтыктарын көрсөтөт. Эки түзүлүш тең 5 күндүк HRT шартында салыштырылган. График ар башка өлкөлөрдөгү же ар башка лабораториялардагы максималдуу маанилерди бири-бирине каршы тизбейт.

Бул салыштырууда VSSF BOD₅, COD, NH₄-N жана фосфат кетирүүдө HSSF көрсөткүчүнөн жогору, ал эми нитрат кетирүүдө HSSF жогору. Бул багыттын өзгөрүшү эки агым түрүндөгү ар башка кычкылтек/редокс чөйрөлөрү азоттун ар башка айлануу процесстерине артыкчылык бере алат деген серептик мамилеге шайкеш келет.

Ошол эле учурда бул жалгыз эксперимент бардык VSSF жана HSSF системалары үчүн универсалдуу көрсөткүч катышы эмес.

Климат көрсөткүчтү канчалык өзгөртөт?

Серепте суук климаттарда температурага көз каранды микробдук жайлоо маанилүү фактор катары чыгат. Германия жана Жаңы Зеландиядагы мисалдарда суук мезгилдерде жалпы тазалоо натыйжалуулугу болжол менен %20–35 азайганы билдирилген.

Бразилия, Мексика, Филиппин жана Тунис сыяктуу тропикалык/субтропикалык шарттарда болсо каралган айрым системалар жыл бою жогорку COD жана BOD₅ кетирүү көрсөткөн. Италия, Польша жана Аргентина сыяктуу мелүүн аймактарда мезгилдик өзгөрмөлүүлүк көбүрөөк көрүнгөнү айтылат.

Бул жыйынтыктар жөн гана “жылуу климат жакшы, суук климат жаман” деп чечмеленбеши керек. Өсүмдүк түрү, катмар тереңдиги, берүү режими, алдын ала тазалоо жана гидравликалык долбоор климаттын таасиринин көлөмүн өзгөртө алат.

Толтургуч материал эмне кылат?

Салттуу шагыл арзан жана кеңири колдонулгандыктан изилдөөлөрдүн чоң бөлүгүндө колдонулган. Мындан тышкары цеолит, жеңил кеңейтилген чопо агрегаты (LECA), пемза жана кайра иштетилген курулуш материалдары сыяктуу көбүрөөк көзөнөктүү же адсорбциялык материалдар изилденген.

Серепте альтернативдүү субстраттар өзгөчө фосфорду кармоону жана биофильмдин өнүгүшүн жакшырта ала турган мисалдар бар. Table 1 бөлүгүндө LECA колдонулган бир системада жалпы фосфор үчүн %88,5 чейин жеткен маани; кайра иштетилген курулуш/бузуу калдыктарын жана таш иштетүү калдыктарын колдонгон башка системаларда да жогорку фосфор кетирүү берилет.

Бул жыйынтыктар LECA же кайра иштетилген агрегаттар бардык шартта шагылдан жогору экенин далилдебейт. Адсорбция сыйымдуулугу убакыт өткөн сайын каныгышы мүмкүн жана материалдын гидравликалык жүрүм-туруму система масштабында өзүнчө бааланышы керек.

Өсүмдүк тандоо жөн гана эстетикалык чечимби?

Жок. Серепте Phragmites australis, Typha түрлөрү, Canna indica, Cyperus alternifolius, Arundo donax жана башка макрофиттер колдонулган.

Өсүмдүктөр азык заттарды сиңирүүдөн тышкары тамыр зонасынын түзүлүшүнө, микробдук жашоо чөйрөсүнө жана кычкылтек бөлүштүрүлүшүнө таасир эте алат. Авторлор бир нече түр колдонулган polyculture системалары функционалдык ар түрдүүлүктү көбөйтүп, айрым изилдөөлөрдө азот кетирүүнүн болжол менен %10–15 жакшыргандыгы менен байланышканын белгилешет.

Бирок сереп түрлөр арасында жалпы көзөмөлдүү мета-анализ жүргүзбөгөндүктөн “мына ушул өсүмдүк эң жакшы” деген жыйынтык чыгарууга болбойт. Жергиликтүү климатка чыдамдуулук жана узак мөөнөттүү тейлөө кыска мөөнөттүү кетирүү пайызы сыяктуу эле маанилүү.

Жасалма саздак система канча аянт талап кылат?

Булак гибрид системалар үчүн болжол менен 5–15 m² эквивалент адам башына аянт талабын типтүү долбоордук чоңдук катары берет. Ошондой эле аэрацияланган бассейн же анаэробдук/башка алдын ала тазалоо менен интеграцияланган системаларда жер муктаждыгы айрым колдонмолордо болжол менен %20–40 азайтылышы мүмкүн экенин айтат.

Бул аянт маанилери бардык сүт ишканалары үчүн түз өлчөмдөө коэффициенти катары колдонулбашы керек. Өнөр жай агымы, органикалык жүк жана өндүрүш режими “эквивалент адам” мамилесинен олуттуу айырмаланышы мүмкүн.

Тыгылуу узак мөөнөттүү көрсөткүчтү эмне үчүн аныктайт?

Жасалма саздак системанын алгачкы айларда жогорку кетирүү камсыз кылышы көп жылдар бою ошол эле гидравликалык кубаттуулукту сактайт дегенди билдирбейт. Катуу заттар, биомасса жана органикалык заттар толтургучтун ичинде топтолуп, көзөнөктүүлүктү азайтышы мүмкүн.

Сереп айрым жакшы долбоорлонгон системаларда 8–10 жылдык узак мөөнөттүү эксплуатация мисалдары бар экенин баса белгилөө менен бирге стандартташтырылган ылай/катуу заттарды башкаруу протоколдору дагы эле жетишсиз экенин белгилейт. Ошондуктан гидравликалык өткөрүмдүүлүк, бетте суунун топтолушу жана органикалык заттын топтолушу үзгүлтүксүз көзөмөлдөнүшү керек.

Жыт маселеси эмне үчүн унутулбашы керек?

Сүт өнөр жайынын агынды суусундагы оңой ажырай турган органикалык зат, май жана белоктор сактоо же кычкылтексиз шарттарда тез ажырашы мүмкүн. Булак учуучу май кислоталары, аммиак жана күкүрттүү суутек сыяктуу жаман жыттуу кошулмалар пайда болушу мүмкүн экенин белгилейт.

Ошондуктан тазалоо долбоору жалгыз COD пайызы боюнча түзүлбөшү керек. Алдын ала тазалоо, кармоо убактысы, аэрация–аноксикалык тең салмак жана объекттин айланасындагы пайдалануу зоналары да эксплуатациялык долбоордун бөлүгү.

Библиометриялык анализ эмнени көрсөттү?

Изилдөөнүн 17-бетиндеги Figure 2, 38 жарыялоодогу ачкыч сөздөрдүн VOSviewer менен түзүлгөн бирге кездешүү тармагын көрсөтөт. “constructed wetland”, “wetlands”, “dairy wastewater” жана “wastewater treatment” борбордо жайгашып, азот, фосфор, pollutant removal жана subsurface flow сыяктуу түшүнүктөр алардын айланасында техникалык кластерлерди түзөт.

Авторлор 1995–2010 мезгилиндеги изилдөөлөр көбүнчө негизги кетирүү көрсөткүчүнө, 2018–2025 мезгилиндеги изилдөөлөр болсо гибрид конфигурацияларга, альтернативдүү субстраттарга, айланма экономикага жана табиятка негизделген чечим мамилесине багытталган деген жыйынтыкка келишет.

“Sludge”, “climate”, “scalability” жана “management” сыяктуу терминдердин алсызыраак байланыштары болсо узак мөөнөттүү эксплуатация, ылай башкаруу жана климаттык туруктуулук адабиятта дагы эле азыраак интеграцияланган темалар экенин көрсөтөт.

Географиялык анализ эмне үчүн этияттык менен окулушу керек?

Изилдөөнүн 18-бетиндеги Figure 3 дүйнөлүк изилдөө бөлүштүрүлүшүн көрсөтөт. Бирок бул бөлүмдөгү пайыздар булактагы 38 изилдөө саны менен математикалык жактан толук шайкеш келбейт.

Мисалы, текст Греция жана Индияны %12,82 деп берет. Table 1 бөлүгүндө эки өлкө үчүн тең бештен изилдөө көрүнөт; 5/38 болжол менен %13,16. Эки изилдөөлүү өлкөлөр үчүн берилген %5,13 мааниси 2/39 көрсөткүчүнө, бир изилдөөлүү өлкөлөр үчүн берилген %2,56 болсо 1/39 көрсөткүчүнө туура келет. Ошол эле абзацта Польша эки ар башка пайыздык топто кайталанат.

Ошондуктан Verianla көз карашынан географиялык катыштардын так пайыздарынан көрө, изилдөөлөр чектелген сандагы өлкөлөрдө топтолгон деген жалпы жыйынтык ишенимдүүрөөк деп кабыл алынган.

Сереп колдогон негизги жыйынтыктар

• Жасалма саздак системалар алдын ала тазаланган сүт өнөр жайынын агынды сууларында аз тышкы энергия талап кылып, жогорку органикалык зат кетирүү бере алган табиятка негизделген тазалоо мамилеси.
• Гибрид VSSF–HSSF системалары каралган адабиятта жогорку COD жана BOD₅ көрсөткүчтөрү менен көп байланышкан.
• HRT жана OLR тазалоо натыйжалуулугунун эң көп билдирилген операциялык көзөмөл өзгөрмөлөрүнүн арасында.
• Жогорку катуу жана органикалык жүккө байланыштуу чийки сүт/сыр агынды суусун көпчүлүк жер алдындагы системаларга алдын ала тазалоосуз берүү ылайыктуу эмес.
• Субстраттын көзөнөктүүлүгү, өсүмдүк ар түрдүүлүгү жана климат узак мөөнөттүү көрсөткүчкө таасир этиши мүмкүн.
• Альтернативдүү жана кайра иштетилген толтургуч материалдар фосфорду кармоо жана айланма экономика жагынан изилдөөгө татыктуу варианттар.
• Узак мөөнөттүү тыгылуу, тейлөө, ылай башкаруу жана суук климаттагы көрсөткүч дагы эле маанилүү изилдөө боштуктары.

Сереп далилдебеген жыйынтыктар

• 4–8 саат VSSF же 3–7 күн HSSF HRT бардык объекттер үчүн так оптималдуу долбоор эмес.
• 30 g COD m⁻² күн⁻¹ мааниси универсалдуу бузулуу же нормативдик чек эмес.
• Гибрид жасалма саздак система бардык шарттарда бир баскычтуу системалардан жогору экени далилденген универсалдуу чечим эмес.
• Ар башка изилдөөлөрдүн кетирүү пайыздары бирдей баштапкы агынды суудан жана эксперимент протоколунан алынган эмес.
• Жасалма саздак системанын аз энергия талабы жер аянты, тейлөө жана алдын ала тазалоо муктаждыгын жок кылбайт.
• Тазаланган суунун белгилүү кайра пайдалануу же агызуу стандартына шайкештиги жалгыз пайыздык кетирүү боюнча аныкталбайт.
• Сереп сунуштаган иштөө терезеси формалдуу мета-регрессия же көзөмөлдөнгөн жалпы эксперимент менен тастыкталган долбоор стандарты эмес.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Системалуу издөө кантип жүргүзүлдү?

Изилдөөчүлөр Scopus, Web of Science жана Google Scholar маалымат базаларында Январь 1995–Апрель 2025 мезгилин издешкен.

Булакта жалпы издөө түзүлүшү төмөнкүдөй берилген:

(constructed wetland OR artificial wetland OR wetland treatment) AND (dairy wastewater OR dairy effluent OR dairy industry wastewater OR cheese whey OR whey wastewater)

“Cheese whey” жана “whey wastewater” терминдеринин кошулушу өзгөчө сыр өндүрүшүндөгү жогорку концентрациялуу калдыктуу агымдарды караган изилдөөлөрдү издөөдө камтууну максат кылган.

PRISMA тандоо процесси

Алгачкы маалымат базасы издөөсүндө 65 жазуу аныкталган. Алдын ала тандоо, кайталанган жазууларды алып салуу, жазууларды кароо, толук тексттерди баалоо жана ылайыктуулукту текшерүүдөн кийин 38 изилдөө акыркы системалуу серепке киргизилген.

Булактын 3-бетиндеги Figure 1 бул процессти PRISMA 2020 агым схемасы менен көрсөтөт. Схема жазуулар кайсы этаптарда чыгарылганын көрүнүктүү кылганы үчүн изилдөөнүн мурдагы баяндоочу серептерге салыштырмалуу методологиялык күчтүү жактарынын бири.

Киргизүү критерийлери

Изилдөөлөр киргизилиши үчүн:

• сүт өнөр жайы же сүт фермасы агынды суусун жасалма саздак система менен тазалоону түз баалашы,
• COD, BOD₅, TSS, TN же TP көрсөткүчтөрүнүн жок дегенде бири үчүн сандык кетирүү натыйжалуулугун билдириши,
• системанын конфигурациясы, масштаб, өсүмдүк же субстрат сыяктуу салыштырууга жетиштүү техникалык маалымат бериши

талап кылынат.

Рецензияланбаган баштапкы изилдөөлөр, сүт өнөр жайы агынды суусунан тышкаркы колдонмолор, жасалма саздак системаны негизги процесс катары колдонбогон изилдөөлөр, негизги параметрлер боюнча сандык көрсөткүч бербеген иштер жана бөлүп алууга болбогон кайталанган маалымат топтомдору чыгарылган.

HRT же OLR жетишпесе изилдөө чыгарылдыбы?

Ар дайым эмес. Изилдөөчүлөр HRT жана OLR ачык билдирилгенде гана чыгарышкан. OLR жок болушу изилдөөнү бүт маалымат топтомунан автоматтык чыгарууга алып келген эмес.

Анын ордуна белгилүү HRT/OLR салыштырууларында талап кылынган операциялык маалыматы жок изилдөө тиешелүү сандык салыштыруудан чыгарылган, бирок жалпы адабият таблицасында сакталган.

Бул мамиле далил базасын сактоо менен белгилүү инженердик салыштыруулардын жалган тактык менен жүргүзүлүшүн алдын алууну көздөйт.

Кайсы өзгөрмөлөр чыгарылды?

Ар бир изилдөө үчүн географиялык контекст, Köppen–Geiger климат классы, HSSF/VSSF/гибрид/FWS конфигурациясы, лаборатория–пилот–толук масштаб маалыматы, өсүмдүк түрлөрү, субстрат жана катмар тереңдиги, HRT, жеткиликтүү болсо OLR жана COD/BOD₅/TN/TP/TSS кетирүү көрсөткүчтөрү катталган.

Бир изилдөөдө бир нече иштөө шарты болгондо изилдөөчүлөр агым ылдамдыгы же HRT боюнча салмакталган орточо маанилерди эсептегенин билдиришет. Кетирүүлөр салыштырууга ыңгайлуу болушу үчүн пайыздык форматка нормалдаштырылган.

Бул изилдөө мета-анализби?

Жок. Изилдөө системалуу издөө жана тандоо ыкмасын колдонгону менен формалдуу мета-анализ же мета-регрессия жүргүзбөйт.

Авторлор конфигурациялар үчүн орточо, диапазон жана стандарттык четтөө сыяктуу баяндоочу жыйынтыктарды түзүп; HRT жана OLR менен көрсөткүчтүн ортосундагы мамилелерди формалдуу статистикалык корреляция тесттеринин ордуна изилдөөлөр арасында кайталанган байланыштар жана тенденциялар боюнча баалашкан.

Ошондуктан “OLR 30 көрсөткүчүнөн төмөн болсо натыйжалуулук жогорулайт” деген билдирүү көзөмөлдөнгөн себептик чек эксперименти эмес, топтолгон адабиятта байкалган жалпы тенденция.

Туруктуулук текшерүүсү кантип жүргүзүлдү?

Изилдөөчүлөр негизги тенденцияларды төрт изилдөөнү туруктуулук текшерүүсүнөн гана чыгарып кайра баалашкан. Бул изилдөөлөр жалпы 38 маалымат топтомунда сакталган.

• Galve жана кесиптештери [34]: стандарттуу кетирүүнүн ордуна NO₂⁻/NO₃⁻ үчүн адаттан тыш пайыздык өзгөрүүлөрдү билдирген.
• Idris жана кесиптештери [45]: HRT билдирген эмес.
• Newman жана Clausen [52]: HRT билдирген эмес.
• Mohammed жана Ismail [54]: сандык кетирүүнүн ордуна моделдөөгө негизделген жыйынтыктарды берген.

Бул төрт изилдөөнү чыгаруу конфигурация, HRT жана OLR боюнча негизги тенденцияларды өзгөртпөгөнү билдирилген.

Risk-of-bias баалоо

Изилдөөлөр масштаб, система түрү, иштөө шарттары, өлчөнгөн өзгөрмөлөр жана отчеттук деталдар жагынан күчтүү гетерогендүүлүк көрсөткөндүктөн стандарттуу сандык risk-of-bias куралы колдонулган эмес.

Анын ордуна ыкманын ачыктыгы, кетирүү маанилеринин ырааттуулугу, операциялык маалыматтын толуктугу жана изилдөө максаты–жыйынтык шайкештиги сапаттык түрдө бааланган. Бул чечим ыкма бөлүмүндө ачык көрсөтүлгөн; бирок формалдуу сапат баллы жок болгондуктан төмөн жана жогорку методологиялык сапаттагы изилдөөлөрдүн синтезге таасирин толук сандык бөлүп көрсөтүү мүмкүн эмес.

OSF каттоосу

Системалуу сереп ачыктык жана кайра өндүрүлүү мүмкүнчүлүгү үчүн Open Science Framework системасында катталган. Булакта каттоо дареги https://osf.io/4f8av жана кирүү датасы 6 Январь 2026 деп берилет.

Негизги жыйынтыктар

Гибрид VSSF–HSSF түзүлүштөрү серепте медианалык COD болжол менен %93 жана BOD₅ болжол менен %94 менен өзгөчөлөнгөн. VSSF системалары кыска HRT шартында аэробдук органикалык зат кетирүү жана нитрификация боюнча күчтүү жыйынтыктарды көрсөткөн, ал эми HSSF системалары узагыраак гидравликалык контакт, калкыма катуу заттарды кетирүү жана айрым азык зат өзгөрүүлөрү боюнча күчтүү мисалдарды көрсөткөн.

Топтолгон далилдерде жогорку кетирүү эң көп VSSF үчүн 4–8 саат, HSSF үчүн 3–7 күн жана OLR үчүн 30 g COD m⁻² күн⁻¹ көрсөткүчүнөн төмөн шарттарда байкалган. Бирок далилдердин саны тиешелүүлүгүнө жараша n = 4, n = 14 жана n = 7 болгондуктан бул чектер өзгөчө VSSF жана OLR жагынан этияттык менен чечмелениши керек.

Булак ичиндеги маалымат жана шилтеме көйгөйлөрү

Системалуу ыкма күчтүү болгону менен, серептин маалымат таблицасы жана библиографиясынын ортосунда айрым көрүнүктүү шайкешсиздиктер бар.

Ref. 45 шайкешсиздиги: Table 1 бөлүгүндө Australia/Idris et al. [45] сабы “Dairy factory wastewater” деп көрсөтүлгөн. Библиографиядагы Ref. 45 аталышы болсо “Evaluation of the giant reed (Arundo donax) in horizontal subsurface flow wetlands for the treatment of recirculating aquaculture system effluent” деп берилген. Көрүнүктүү аталышка караганда изилдөө сүт өнөр жайына эмес, аквакультура системасынын агынды суусуна тиешелүү. Изилдөөнүн киргизүү критерийи сүт өнөр жайынын агынды суусун гана талап кылгандыктан бул дал келүү булак ичиндеги маанилүү көйгөйдү түзөт.

Ref. 24 географиялык шайкешсиздиги: 5.2-бөлүм Австралиядагы пилоттук колдонмолорду “[24]” менен колдойт. Библиографиядагы Ref. 24 Kotsia жана кесиптештеринин Грециядагы сүт өнөр жайы боюнча изилдөөсү.

Ref. 44 автор шайкешсиздиги: Table 1 бөлүгүндө Ref. 44 “Italy/Gorra et al.” деп белгиленген, ал эми библиографиядагы Ref. 44 Cap, Freppaz, Zanini жана Scalenghe тарабынан жазылган. Изилдөөнүн аталышы Италиядагы тоолуу аймактын сүт агынды суусу жасалма саздак колдонмосуна туура келет; бирок автор белгиси библиография менен шайкеш эмес.

Библиометриялык пайыз шайкешсиздиги: Сереп 38 изилдөөнү камтый турганын билдирет. Ошого карабастан географиялык бөлүштүрүүдө беш изилдөө үчүн %12,82, эки изилдөө үчүн %5,13 жана бир изилдөө үчүн %2,56 колдонулган. Бул катыштар 39 изилдөөлүк бөлүүчүгө туура келет. Мындан тышкары Польша ошол эле абзацта %5,13 жана %2,56 топторунда тең кайталанган.

Бул көйгөйлөрдүн кайсынысы негизги HRT/OLR жыйынтыктарын кандай деңгээлде өзгөртөрү булакта кайра талданган эмес. Ошондуктан Verianla макаласы бул жерлерди унчукпай оңдогон эмес жана өзгөчө библиометриялык пайыздарды негизги инженердик жыйынтык катары колдонгон эмес.

Негизги илимий түшүндүрмө

Изилдөөнүн эң негиздүү жыйынтыгы — жасалма саздак системалар сүт өнөр жайынын агынды суусу үчүн өсүмдүктөрдөн гана турган пассивдүү бассейн эмес, HRT, органикалык жүк, агым багыты, кычкылтек режими, субстрат жана өсүмдүк бирге долбоорлонууга тийиш болгон биологиялык–гидравликалык тазалоо системасы экендиги.

Гибрид конфигурациялардын жогорку көрсөткүчү ар башка биохимиялык чөйрөлөрдү удаалаш пайдалануу жагынан күчтүү инженердик негизге ээ. Бирок иштөө терезеси дагы деле чектелген сандагы жана гетерогендүү талаа/лабораториялык изилдөөлөрдөн алынган. Келечекте жалпы отчет стандарттары, узак мөөнөттүү талаа текшерүүсү, суук жана кургак климат маалыматтары, тыгылуу/ылай башкаруу жана формалдуу сандык синтездер керек.

Булак жана Ыкма Эскертүүсү

Оригиналдуу изилдөөнүн толук аталышы: Constructed Wetlands as a Nature-Based Solution for Treating Industrial Dairy Wastewater: A Review

Авторлор жана тартиби: Brenda Suemy Trujillo-García; Mayerlin Sandoval-Herazo; Jacel Adame-García; Oscar Marín-Peña; Graciela Nani; Joaquín Sangabriel-Lomelí; Lidilia Cruz-Rivero; Luis Carlos Sandoval-Herazo.

Тең биринчи/тең салым: Булакта тең биринчи авторлук тууралуу билдирүү жок.

Жооптуу авторлор: Mayerlin Sandoval-Herazo жана Joaquín Sangabriel-Lomelí.

Мекемелер: Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico Superior de Misantla, Mexico; Universidad de Sucre, Colombia; Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico de Úrsulo Galván, Mexico; Instituto Tecnológico de Tantoyuca, Mexico.

DOI: 10.3390/environments13030133

Журнал: Environments.

Басмакана: MDPI, Basel, Switzerland.

Том / сан / макала номери: Volume 13, Issue 3, Article 133.

Булак түрү жана рецензия статусу: Рецензияланган системалуу сереп макаласы. PRISMA 2020 негизиндеги системалуу издөө жана жарым сандык синтез колдонулган; формалдуу мета-анализ жүргүзүлгөн эмес.

Академиялык редактор: Chin H. Wu.

Макаланын даталары: Received 5 January 2026; Revised 17 February 2026; Accepted 24 February 2026; Published 1 March 2026.

Расмий DOI шилтемеси:https://doi.org/10.3390/environments13030133

Расмий жарыя шилтемеси:MDPI — Environments макала барагы

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Каржылоо: Авторлор изилдөө тышкы каржылоо албаганын билдиришкен.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Авторлор бул системалуу серепте жаңы маалымат түзүлбөгөнүн же талданбаганын билдиришет.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор кызыкчылыктардын кагылышы жок экенин билдиришкен.

Автордук салымдар: Conceptualization жана writing—review & editing: B.S.T.-G., L.C.S.-H. жана J.S.-L.; validation жана data curation: M.S.-H.; supervision: G.N. жана O.M.-P.; methodology: L.C.-R. жана J.A.-G. Бардык авторлор жарыяланган версияны окуп, жактырганы көрсөтүлгөн.

Системалуу сереп ыкмасы: Scopus, Web of Science жана Google Scholar маалымат базалары Январь 1995–Апрель 2025 мезгили үчүн изделген; жасалма саздак система жана сүт өнөр жайынын агынды суусуна байланышкан ачык Boolean издөө түзүлүшү колдонулган. PRISMA 2020 тандоо процессинин жыйынтыгында 38 рецензияланган баштапкы изилдөө акыркы синтезге киргизилген.

OSF каттоосу: Системалуу серептин каттоо дареги булакта https://osf.io/4f8av деп көрсөтүлгөн.

Сандык синтез чеги: Изилдөөлөр өтө гетерогендүү болгондуктан формалдуу мета-анализ, мета-регрессия же HRT/OLR–көрсөткүч корреляция тести жүргүзүлгөн эмес. Мамилелер кайталанган изилдөөлөр аралык тенденцияларга негизделген жарым сандык синтез менен алынган.

Risk-of-bias чеги: Стандартташтырылган сандык risk-of-bias куралы колдонулган эмес. Методологиялык ачыктык, маалыматтын толуктугу, кетирүү маанилеринин ырааттуулугу жана максат–жыйынтык шайкештиги сапаттык түрдө бааланган.

Иштөө терезесинин чеги: VSSF үчүн 4–8 саат HRT жыйынтыгы n = 4, HSSF үчүн 3–7 күн жыйынтыгы n = 14 жана OLR <30 g COD m⁻² күн⁻¹ жыйынтыгы n = 7 изилдөөгө негизделген. Бул диапазондор универсалдуу долбоор стандарты же кепилденген оптималдуу шарт эмес.

Ref. 45 булак ичиндеги шайкешсиздиги: Table 1 Ref. 45 көрсөткүчүн Австралиядагы сүт фабрикасынын агынды суу колдонмосу катары берсе, библиографиядагы ошол эле номердеги аталыш рециркуляцияланган аквакультура системасынын агынды суусуна тиешелүү. Кайсы жазуу туура эмес экенин булак текстинен так чечүүгө болбойт.

Ref. 24 булак ичиндеги шайкешсиздиги: 5.2-бөлүмдө Австралия колдонмосу үчүн Ref. 24 колдонулган; библиографиядагы Ref. 24 Грециядагы Kotsia жана кесиптештеринин сүт өнөр жайы боюнча изилдөөсү.

Ref. 44 булак ичиндеги шайкешсиздиги: Table 1 бөлүгүндө “Gorra et al. [44]” жазылса, библиографиядагы Ref. 44 Cap, Freppaz, Zanini жана Scalenghe деп берилген.

Библиометриялык ырааттуулук эскертүүсү: Географиялык бөлүштүрүү бөлүмүндөгү айрым пайыздар 38 изилдөөлүк маалымат топтомуна математикалык жактан шайкеш келбейт жана Польша эки пайыздык топто кайталанат. Бул катыштар Verianla тарабынан унчукпай оңдолгон эмес.

Илимий булак чеги: Бул Verianla макаласындагы тазалоо көрсөткүчтөрү, HRT/OLR диапазондору, субстрат жана өсүмдүк баалоолору, климаттын таасирлери жана инженердик сунуштар каралган системалуу сереп билдирген жыйынтыктарга гана негизделет. Тышкы булактар жаңы илимий жыйынтык кошуу үчүн колдонулган эмес; жарыянын идентификациясын жана рецензия маалыматын библиографиялык текшерүү үчүн гана колдонулган.