निवळण केलेले पाणी अधिक स्वच्छ करण्यासाठी वाळू किंवा तत्सम पदार्थांच्या थरांवर पसरले असता पाण्यातील उरलेले आलंबित आणि कलिल पदार्थ ह्या थरांमध्ये अडकतात. ह्या प्रक्रियेला निस्यंदन म्हणतात, त्यामुळे पाणी स्वच्छ होते, त्याचबरोबर पाण्यामधील बहुतांश जीवाणू काढले जातात आणि निस्यंदनानंतरची महत्त्वाची प्रक्रिया निर्जंतुकीकरण अधिक प्रभावी होते.
निस्यंदकांचे प्रकार : (१) पाण्याच्या प्रवाहाच्या दिशेप्रमाणे वरून खाली किंवा खालून वर, (२) निस्यंदनाचे माध्यम आणि त्याच्या थरांची संख्या, (३) पाण्यावरील दाब, (४) निस्यंदनाचा वेग – मंद, जलद आणि अतिजलद, (५) गाळलेल्या पाण्याच्या प्रवाहाचे नियमन करण्याची पद्धत.
घरगुती वापरासाठी सहसा मंद आणि जलदगती निस्यंदक वापरतात. ह्या निस्यंदकात पाण्याचा प्रवाह वरून खाली असून विशिष्ट प्रकारची आणि आकाराची वाळू माध्यम म्हणून वापरतात. मंदगती निस्यंदकामध्ये फक्त वाळू वापरतात आणि जलदगती निस्यंदकांमध्ये वाळूच्या जोडीने कोळसा, सक्रियित कोळसा, नारळाच्या करवंट्यांचा चुरा, वाळूचे वेगवेगळ्या आकाराचे आणि जाडीचे थर वापरून निस्यंदन केलेल्या पाण्याची मात्रा वाढवून घेता येते, तसेच निस्यंदक दीर्घ काळपर्यंत सलगपणे चालवता येते.
मंदगती निस्यंदक : जेव्हा पाण्याची गढूळता (३० एकक NTU किंवा त्यापेक्षा ) कमी असेल, मोठ्या प्रमाणावर जमीन उपलब्ध असेल आणि निस्यंदक चालवायला आणि त्यांची देखभाल करायला कुशल कामगार मिळत नसतील, तेव्हा ह्या प्रकारचे निस्यंदक वापरतात. ह्यांची रचना साधी असून त्यांमध्ये साधी यंत्रसामुग्री लागते, त्यामुळे तीवरील खर्च खूप कमी असतो. तसेच निस्यंदन करण्यापूर्वी पाण्याचे किलाटन, कणसंकलन आणि निवळण न करता ते चालवता येतात. हे निस्यंदन कार्यान्वित केल्यावर काही दिवसांत त्यांतील वाळूच्या थरावर शेवाळासारखा पातळ थर उत्पन्न होतो, त्यामध्ये वेगवेगळ्या प्रकारचे जीव असतात, ते पाण्यामधील सेंद्रिय पदार्थ खाऊन पाणी स्वच्छ करतात. वाळूच्या कणांचा आकार लहान असल्यामुळे आलंबित आणि कलील पदार्थ कणांमध्ये अडकतात त्यामुळे पाणी गाळण्याची क्रिया होते आणि जवळजवळ जंतुविरहित पाणी निस्यंदकामधून बाहेर पडते, परंतु ते निर्जंतुक करण्यासाठी त्यामध्ये क्लोरीनसारखा पदार्थ मिसळावा लागतो. अशा प्रकारे बराच काळ काम करीत राहिलेल्या निस्यंदकामधील वाळूचा वरचा थर हळूहळू पाण्यामधील आलंबित व कलिल पदार्थांनी भरून जातो आणि पाण्याच्या प्रवाहाला त्यामुळे अडथळा उत्पन्न होतो. अशा वेळी वाळूचा ३ ते ५ सेंमी जाडीचा थर बाहेर काढून स्वच्छ धुऊन घेतला जातो, अशी स्वच्छ वाळू पुन्हा निस्यंदकामध्ये पसरली जाते आणि निस्यंदनाची क्रिया पुन्हा चालू केली जाते. वाळू स्वच्छ करण्याची वारंवारिता पाण्यामधील आलंबित आणि कलील पदार्थांच्या तीव्रतेवर अवलंबून असते. धुतलेली वाळू पसरून झाल्यावर निस्यंदकाच्या तळामधून पाणी सोडले जाते, त्यामुळे तो पाण्याने भरला जात असताना वाळूमध्ये हवा अडकून राहू शकत नाही आणि पाणी गाळले न जाता बाहेर पडू शकत नाही.
मंदगति निस्यंदकाचे काही तोटे पुढीलप्रमाणे :
- पाण्याचा गढूळपणा 30 युनिटपेक्षा जास्त असला तर किलाटन, कणसंकलन आणि निवळण ह्या प्रक्रिया आधी करून मग पाणी निस्यंदकावर सोडावे लागते.
- ह्या निस्यंदकांच्या चालविण्यामध्ये लवचिकता कमी असते.
- त्यांच्या बांधकामासाठी लागणारे जमिनीचे क्षेत्रफळ मोठे असते, त्यामुळे त्यांचा उपयोग छोट्या प्रकल्पांसाठी करता येतो.
- पाण्यामध्ये रंग असेल तर तो ह्या निस्यंदकांच्या मदतीने पूर्णपणे काढता येत नाही.
- पाण्यामध्ये शेवाळे असेल तर ते प्रथम काढून घेऊन नंतर निस्यंदकावर सोडणे योग्य होते.
ह्या काही तोट्यांमुळे मंदगती निस्यंदकांचा वापर कमी प्रमाणांत केला जातो, त्याऐवजी जलदगती निस्यंदकांचा वापर करणे सोइचे होते.
जलशुद्धीकरण केंद्रांमध्ये सहसा कमीतकमी दोन निस्यंदक बांधतात, त्यामुळे एकावेळी वाळू साफ करीत असताना दुसरा निस्यंदक वापरून शुद्धीकरणाची क्रिया सतत चालू ठेवता येते. प्रत्येक निस्यंदकाची क्षमता केंद्राच्या पूर्ण क्षमतेच्या ५० टक्के इतकी ठेवली जाते. शुद्ध पाण्याची गढूळता ३० युनिटपेक्षा कमी असल्यास हे निस्यंदक सलग ६ ते ८ आठवडे चालवता येतात. त्यानंतर वाळूच्या थरावर जमलेले शेवाळे पाण्याच्या प्रवाहाला विरोध करू लागते म्हणून वाळू साफ करून पुन्हा वापरावी लागते (आ.क्र. १०).
जलदगती निस्यंदक : ह्या प्रकारच्या निस्यंदकांमध्ये फक्त वाळू किंवा वाळूच्या वेगवेगळ्या आकाराचे आणि जाडीचे थर माध्यम म्हणून वापरतात; तसेच वाळूच्या जोडीला सक्रियित कार्बन किंवा नारळाच्या करवंट्यांचा चुरा अथवा गार्नेट वाळू वापरतात, त्यामुळे गाळलेल्या पाण्याची मात्रा वाढते आणि निस्यंदक अधिक काळ सलगपणे कार्य करतो. ह्या सर्व प्रकारच्या निस्यंदकांमध्ये पाण्याचा प्रवाह वरून खाली म्हणजेच गुरुत्वाकर्षणाच्या दिशेने चाललेला असतो, म्हणून त्यांना जलद गुरुत्व निस्यंदक म्हणतात. सुरुवातीच्या काळांत ह्या निस्यंदकांमधील चोंदलेली वाळू साफ करण्यासाठी यांत्रिक पद्धत वापरत असल्यामुळे त्यांना यांत्रिक निस्यंदक असे नावसुद्धा पडले होते.
निस्यंदकाचे घटक : मंदगती निस्यंदकांपेक्षा ह्या निस्यंदकांमधून मोठ्या प्रमाणावर गाळलेले पाणी मिळविता येते, त्यामुळे त्यांचा वापरही मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. ह्या निस्यंदकांचे वेगवेगळे घटक, त्यांचे आकार आणि संख्या अत्यंत काळजीपूर्वक ठरवावे लागतात. ह्या निस्यंदकांमधून बाहेर पडणारे पाणी अत्यंत स्वच्छ आणि पारदर्शक दिसते. तसेच त्यामधील जीवाणू जवळजवळ 90 टक्क्यांनी कमी झालेले असले तरी घरगुती वापरासाठी ते वितरित करण्यापूर्वी निर्जंतुक करणे आवश्यक असते.
निस्यंदकाच्या वेगवेगळ्या घटकांबद्दल थोडक्यात माहिती पुढीलप्रमाणे :
- आगम नलिका आणि नलिकीभवन (Inlet channels and piping) : निवळण टाकीमधील पाणी अधिक स्वच्छ करण्यासाठी निस्यंदकांमध्ये समप्रमाणात सोडणे.
- निस्यंदित जलसंचय आणि वाहन नलिकीभवन (Filtered water collection and conveyance piping) : निस्यंदकांमधून गाळून निघालेले पाणी एकत्र करून स्वच्छ पाण्याच्या टाकीपर्यंत नेणे.
- वालुकास्तर (Sand bed) : निस्यंदनाची क्रिया परिणामकारकपणे करणे (ज्यामुळे पाण्यातील गढूळपणा, आलंबित आणि कलिल पदार्थ, जीवाणू, शेवाळे काही प्रमाणात विषाणू आणि रंग उत्पन्न करणारे पदार्थ अलग होतील आणि स्वच्छ पाणी उत्पन्न होईल), वाळूच्या कणांमधून झिरपत असताना पाण्यावर आणि त्यातील कणांवर गुरुत्वाकर्षण, केंद्रोत्सारी बल, पृष्ठशोषण ह्यांचा परिणाम होत असतो, तेव्हा आत सोडलेले पाणी वाळूच्या पूर्ण पृष्ठभागावरून खाली झिरपू देणे.
- अश्मरीस्तर (Gravel bed) : वाळूचे थर एकूण ६० ते ९० सेंमी. जाडीचे असतात. गाळण क्रिया होत असताना आणि चोंदलेल्या वाळूला धुऊन काढत असताना हे थर एकमेकांत मिसळण्याचे प्रमाण कमीत कमी व्हावे ह्यासाठी अश्मरीस्तराचा उपयोग होतो. तसेच गाळलेले पाणी खाली यावे आणि चोंदलेली वाळू धुण्यासाठी खालून वर सोडलेले पाणी सगळीकडे समप्रमाणात पसरले जावे हा त्याचा महत्त्वाचा उपयोग आहे.
- अध:निस्सारण यंत्रणा (Underdrainage system) : निस्यंदन टाकीच्या तळाशी ठराविक आकाराचे आणि ठराविक अंतरावर भोके पाडलेले पाईपांचे जाळे पसरलेले असते. त्याचा उपयोग वरीलप्रमाणे होतो. शिवाय वाळू साफ करण्यापूर्वी तिच्या कणांमध्ये अडकलेले पदार्थ सैल करून घेण्यासाठी विशिष्ट दाबाखाली हवा ह्या जाळ्यामधून सोडली जाते ती सर्व वाळूमध्ये समप्रमाणात पसरण्याचे काम ह्या जाळ्यामुळे होते. त्यानंतर पाण्याच्या साहाय्याने वाळूमधील अडकलेले कण अलग अलग करून टाकीच्या बाहेर सोडले जातात.
- प्रतिप्रवाही जलसंचय पद्धती (Backwash water collection system) : वाळू धुण्यासाठी वापरलेले पाणी टाकीच्या नळातून अध:निस्सारण यंत्रणेमधून वर येते, त्याच्या बरोबर वाळूमधील अडकलेले पदार्थ वर येतात, हे पाणी गोळा करण्यासाठी वाळूच्या पृष्ठभागापासून काही उंचीवर विशिष्ट आकाराच्या नाल्या बसविलेल्या असतात. त्यांच्यामध्ये हे पाणी गोळा होऊन टाकीच्या बाहेर सोडले जाते.
- वात अध:क्षरण नलिकीभवन (Air Scour piping) : अध:निस्सारण यंत्रणामध्ये उल्लेख केल्याप्रमाणे चोंदलेल्या वाळूच्या कणांमधील अडकलेले पदार्थ वाळूपासून अलग करण्यासाठी विशिष्ट दाबाने हवा सोडली जाते, त्यासाठी संपीडक वापरला जातो. काही निस्यंदकांमध्ये हवेचे योग्य वितरण करण्यास अध:निस्सारण यंत्रणेप्रमाणे पाईपांचे वेगळे जाळे असते. तर काही निस्यंदकांमध्ये अध:निस्सारण यंत्रणाचा उपयोग ह्या कामासाठी सुद्धा केला जातो.
- नियंत्रण झडप आणि द्वार/फाटक (Control Valves and gates) : केंद्रामधील सर्व निस्यंदकांमध्ये सारख्या प्रमाणात पाणी वाटले जावे ह्यासाठी नियंत्रण झडपेचा उपयोग होतो. तसेच वाळू धुण्यासाठी वापरलेले पाणी निस्यंदकांच्या बाहेर त्वरित काढण्यासाठी फाटकाचा उपयोग होतो.
- Head loss gauges and rate of flow controllers – निस्यंदक शुद्धीकरण करीत असताना वाळूचा वरचा थर पाण्यामधील आलंबित पदार्थांनी हळूहळू भरला जातो, त्यामुळे पाणी झिरपण्यास विरोध होऊ लागतो. हा विरोध मोजण्यासाठी Head loss gauges (शीर्ष हानिमापक) वापरतात. त्यामुळे विशिष्ट मर्यादेपेक्षा अधिक विरोध झाल्यास निस्यंदक धुण्यासाठी घ्यावा लागतो. तसेच ह्या विरोधामुळे निस्यंदकामधून गाळून बाहेर पडणाऱ्या पाण्याची मात्रा कमी होऊ लागते, ती जवळपास सारखी रहावी ह्यासाठी Rate of flow controllers वापरतात.
समीक्षक : विनायक सूर्यवंशी
