घरगुती वापरासाठीचे पाणी नुसते स्वच्छ, गंधहीन व रंगहीन असून चालत नाही तर ते सर्व प्रकारच्या रोग उत्पन्न करणाऱ्या जीवजंतुंपासूनही मुक्त असले पाहिजे म्हणून शुद्धीकरणाच्या विविध प्रक्रियांमध्ये निर्जंतुकीकरण अत्यंत महत्त्वाचे आहे.  पाण्याचे वायुमिश्रण, निवळण, निस्यंदन ह्या प्रक्रिया निर्जंतुकीकरण अधिक प्रभावी बनवण्यास सहाय्य करतात.  म्हणून ही शुद्धीकरणाची शेवटची पायरी समजली जाते.

निर्जंतुकीकरणाचे प्रकार : निर्जंतुकीकरणाच्या अनेक प्रकारांपैकी भौतिक प्रक्रिया आणि रासायनिक प्रक्रिया असे दोन प्रकार आहेत.

भौतिक प्रक्रिया : पाणी उकळणे अथवा त्यामध्ये अतिनील (ultraviolet) किरण सोडणे किंवा स्वनातीत ध्वनीलहरींचा झोत सोडणे.

रासायनिक प्रक्रिया : पाण्यामध्ये आम्ल, अल्क अथवा surface – active agents घालणे, चांदी, तांबे ह्यासारखे जड (Heavy) धातू वापरणे, क्लोरीन, ब्रोमीन, आयोडीन, क्लोरीन डाय-ऑक्साइड, ओझोन ह्यांसारखे रासायनिक पदार्थ वापरणे इत्यादी.  ह्या यादीमधील सर्वात नेहमी वापरले जाणारे पदार्थ म्हणजे क्लोरीन, ब्रोमीन आणि आयोडीन, त्यांतही सर्वमान्य पदार्थ म्हणजे क्लोरीन.  कारण १) त्याच्या वापरातील सुलभता, २) त्याची पाण्यातील मात्रा सहज मोजता येते, ३) तो पाण्यामध्ये दीर्घकाळ टिकतो आणि ४) ब्रोमीन आणि आयोडीन ह्यांच्या तुलनेत त्याच्या वापरास खर्च कमी येतो.  वरील यादीमधले इतर पदार्थ काही विशिष्ट परिस्थितीमध्येच क्लोरीनपेक्षा सरस ठरतात.  परंतु क्लोरीनबरोबर यशस्वी स्पर्धा करू शकत नाहीत.  किंबहुना क्लोरीनला पूरक म्हणूनच त्यांचा उपयोग होतो.

क्लोरिनीकरणाचा इतिहास : पाण्यातील जीवजंतूंचा नायनाट करण्यासाठी क्लोरीन व त्याची संयुगे ह्यांचा वापर १७० हून अधिक वर्षे होत आलेला आहे.  इ.स. १८९७ मध्ये इंग्लंडच्या केंट परगण्यामध्ये विषमज्वराची साथ येऊन गेली, त्यानंतर पिण्याच्या पाण्याचे नळ निर्जंतुक करण्यासाठी क्लोरीनचा उपयोग केला गेला.  इ.स. १९०४ पासून इंग्लंडमध्ये आणि इ.स. १९०८ पासून अमेरिकेमध्ये पिण्याच्या पाण्याचे सतत निर्जंतुकीकरण (Continuous disinfection) करण्यास सुरुवात झाली.  ह्यासाठी आणि ह्याआधी सर्व कामांसाठी विरंजक चूर्ण (Bleaching powder) अथवा सोडियम हायपोक्लोराईटचा वापर करीत असत. १९१० मध्ये वायुरूप क्लोरीनवर दाब वाढवून त्याचे द्रवरूप केले गेले.  तसेच द्रवरूप क्लोरीन हाताळण्यासाठी लागणारी यंत्रसामुग्री विकसित केली गेली. तेव्हापासून आजपर्यंत द्रवरूप क्लोरीनचा वापर सर्रास केला जात आहे.

जलशुद्धीकरण केंद्रातील क्लोरिनीकरणाच्या पद्धती  : जलशुद्धीकरण केंद्रामध्ये क्लोरीनचा वापर निस्यंदनानंतर केला जातो.  कारण पाण्यामधील अशुद्ध पदार्थ निस्यंदनाआधीच्या (म्हणजे वायुमिश्रण, किलाटन, कणसंकलन आणि निवळण) प्रक्रियांनी पाण्याबाहेर काढल्यामुळे क्लोरीनचा परिणाम अधिक चांगला होतो.  तसेच कमी मात्रेमध्ये त्याचा अपेक्षित परिणाम (जंतुनाशन) घडवता येतो.

क्लोरीनची पाण्यातील प्रक्रिया पुढील तीन प्रक्रियान्वये दाखवता येते.  उदा., विरंजन (Bleaching) , ऑक्सिडीकरण (Oxidation) आणि निर्जंतुकीकरण (Disinfection)  ह्यांमधली कोणती प्रक्रिया होईल हे पाण्यातील अशुद्ध पदार्थ आणि त्यांची मात्रा ह्यावर ठरते.  जरी क्लोरीनचे मुख्य काम पिण्याचे पाणी निर्जंतुक करणे हे असले तरी त्याचा उपयोग इतर कामासाठी सुद्धा करता येतो.  उदा.,

पूर्वक्लोरिनीकरण (Prechlorination) : शुद्धीकरण केंद्रामध्ये प्रवेश होण्यापूर्वी केलेले क्लोरिनीकरण.  पाण्यामधील सहज ऑक्सिडीकरण होऊ शकणारे पदार्थ, जीवाणू, पाण्यामधील अनिष्ट रंग, वास आणि चव उत्पन्न करणारे पदार्थ, भूगर्भामधील पाण्यात असणारे लोह आणि मंगल आणि सेंद्रिय पदार्थ ह्यांची संयुगे काढण्यासाठी उपयोगी.

पश्चात क्लोरिनीकरण (Postchlorination) : शुद्धीकरण पूर्ण झाल्यावर केलेले क्लोरिनीकरण.  रोग उत्पन्न करणारे पाण्यातले जीवाणू, विषाणू मारण्यासाठी.

पुनर्क्लोरिनीकरण (Rechlorination) वितरणसंस्थेच्या पाइपाच्या जाऴ्यामधून पाणी वाहत असताना. त्यातल्या क्लोरीनची मात्रा विशिष्ट पातळीवर ठेवणे आणि पाईपांमध्ये जीवाणूंची वाढ होऊ न देणे.

विच्छेद बिंदू क्लोरिनीकरण (Breakpoint chlorination) : पाण्यामध्ये अमोनिया असल्यास तो समूळ काढून टाकण्यासाठी. वितरणाच्या विस्तृत जाळ्यामध्ये सर्वत्र क्लोरीन टिकून ठेवण्यासाठी.

अतिक्लोरिनीकरण (Superchlorination) : नैसर्गिक आपत्तींमध्ये (भूकंप, पूर वगैरे) शुद्ध पाणी पुरवण्यासाठी. ह्या पाण्याला क्लोरीनचा खूप वास येतो, पण ते पिण्यास योग्य असते.

विक्लोरिनीकरण (Dechlorination) : अतिक्लोरिनीकरण केलेल्या पाण्यामधला अतिरिक्त क्लोरीन काढून टाकण्यासाठी. ह्या कामासाठी प्रभावित कार्बन (activated carbon), सोडियम बायसल्फाईट किंवा सोडियम सल्फाईट किंवा सल्फर डाय-ऑक्साइड वायू वापरला जातो.

वितरण व्यवस्थेमधल्या टाक्या, नवे आणि दुरुस्त केलेले पाईप इ. निर्जंतुक करण्यासाठी, जलतरण तलावांमधले पाणी निर्जंतुक ठेवण्यासाठी, भूगर्भातील पाणी निर्जंतुक करण्यासाठी, धरणांत किंवा तळ्यांत साठवलेल्या पाण्यामधील शैवाल (अल्गी) नष्ट करण्यासाठी. ह्या कामी क्लोरीनबरोबर मोरचूद (कॉपर सल्फेट) वापरला जातो.

क्लोरिनीकरणामधील काही अनिष्ट बाबी : शुद्धीकरण करीत असताना प्रमाणाबाहेर क्लोरीन वापरले गेले तर त्या पाण्याला अनिष्ट चव आणि वास येतो. तसेच पाण्यामध्ये फिनॉले (Phenols) किंवा त्यांच्या संयुगाबरोबर क्लोरीनची रासायनिक प्रक्रिया होऊन शरीरास घातक ठरणारे आणि उग्र वास आणि चव असणारे पदार्थ उत्पन्न  होतात. नैसर्गिक पाण्यामध्ये असलेल्या सेंद्रिय पदार्थांमध्ये ह्यूमिक आणि / किंवा फुल्विक आम्ल असल्यास क्लोरीन पदार्थांबरोबर होणाऱ्या प्रक्रियेतून क्लोरोफॉर्मसारखे घातक उपपदार्थ (Byproducts) तयार होतात म्हणून फिनॉल्स आणि ह्यूमिक/फुल्विक आम्ल प्रथम  काढून मग क्लोरिनीकरण करणे योग्य ठरते, अथवा ओझोन, क्लोरीन डाय-ऑक्सइड, क्लोरामीन्स ह्यासारखे पदार्थ प्रथम वापरून त्यानंतर निर्जंतुकीकरणासाठी क्लोरीनचा वापर करणे योग्य ठरते.

निर्जंतुकीकरणाची उपयुक्तता ठरवणारे घटक : (अ) पाण्यातील जंतूंचे प्रमाण, त्यांचे प्रकार आणि त्यांचे पाण्यातील वितरण – ज्या पाण्यात जंतूंचे प्रमाण मोठे असते त्यामध्ये जंतूनाशकाबरोबर संयोग करणारे (आणि म्हणून त्याची कार्यक्षमता कमी करणारे) पदार्थ असतात.  तसेच काही जंतू स्वतःभोवती संरक्षक कवच (Cyst) उत्पन्न करतात, तर पुंजक्यांच्या रूपांत असणारे जंतू इतर जंतूंना संरक्षण देऊ शकतात, त्यामुळे जंतुनाशकाची मात्रा मोठ्या प्रमाणावर वाढवावी लागते.

(ब) जंतुनाशकाची पाण्यातील मात्रा, तिचे प्रकार आणि वितरण – सर्वसाधारणपणे पाण्यात मिसळणाऱ्या जंतुनाशकाची पाण्याबरोबर होणारी प्रक्रिया (उदा., क्लोरीन) जलीय अपघटन (Hydrolysis) आणि आयनीभवन (Ionization) अशा दोन टप्प्यांमध्ये होते. ह्यामधील HOCl हायपोक्लोरस अॅसिड आणि OCl हायपोक्लोरस आयन हे जंतुनाशक आहेत. त्या पाण्यामधले त्यांचे प्रमाण जितके जास्त असेल तितके ते अधिक परिणामकारक होतात.

Cl_2 + H_2O \rightleftarrows HOCl + H^+ + Cl^- जलीय अपघटन

HOCl \rightleftarrows  H^+ +OCl^- आयनीभवन

(क) पाण्यांतील अशुद्ध पदार्थांचे प्रकार व मात्रा – जंतुनाशकाची शक्ती कमी करणारे किंवा त्यांची मात्रा कमी करणारे पदार्थ म्हणजे फेरस व मँगॅनस आयन, हायड्रोजन सल्फाईड वायू, अमोनिया, नायट्राईट व सल्फाईट आयन. तसेच पाण्यातील आलंबित पदार्थ जंतूंपेक्षा आकाराने मोठे असल्यामुळे त्यांना जंतूंनाशकांपासून संरक्षण देऊ शकतात. म्हणून हे पदार्थ जंतुनाशकाचा वापर करण्याआधी पाण्यातून काढून टाकणे आवश्यक ठरते.

(ड) पाण्याचे तापमान – बहुतांश रासायनिक प्रक्रियांचा वेग पाण्याच्या तापमानाबरोबर वाढत जातो, तसेच क्लोरीनचा रेणू जंतूंच्या पेशींमध्ये शिरून मगच त्यांना मारू शकतो.  पाण्याच्या वाढत्या तापमानाबरोबर ही क्रिया अधिक वेगाने होते.

(इ) पाण्यातील अशुद्ध पदार्थ आणि जंतुनाशक ह्यांमधला संपर्क काळ (Contact Time) जेवढा मोठा तेवढा जंतुनाशकाचा प्रभाव मोठा, पाण्यामध्ये सेंद्रिय पदार्थ असले तर ते जंतुनाशकाबरोबर संयोग पावून त्याची मात्रा कमी करतात, त्यामुळे संपर्क काळ तरी वाढवावा लागतो किंवा जंतुनाशकाची मात्रा तरी वाढवावी लागते.

समीक्षक : विनायक सूर्यवंशी