ज्याप्रमाणे पाणीपुरवठा प्रकल्पाचे १) पाण्याचे साठवण, २) पाण्याचे शुद्धीकरण केंद्रापर्यंत वहन, ३) शुद्धीकरण आणि ४) वितरण हे भाग असतात, त्याचप्रमाणे सांडपाणी प्रकल्पाचे १) सांडपाण्याचे संकलन, २) शुद्धीकरण केंद्रापर्यंत वहन, ३) शुद्धीकरण आणि ४) शुद्धीकरण केलेल्या सांडपाण्याचे पर्यावरणामध्ये सोडून देणे किंवा त्याचा पुनर्वापर करणे हे भाग असतात. तसेच सांडपाणी शुद्धीकरण केंद्रामध्ये वाहून येणाऱ्या पाण्याची मात्रा आणि प्रवाहाचे प्रमाण पुरवठा केलेल्या पाण्याच्या वापरावर अवलंबून असते. घरगुती सांडपाण्याच्या बाबतीत असे दिसून येते की पुरवठा केलेल्या पाण्याच्या ७० ते ८० टक्के पाण्याचे सांडपाण्यामध्ये रूपांतर होते. त्याचबरोबर २४ तासांच्या दिवसामध्ये पाण्याचा वापर साधारणपणे सकाळी ६ ते ११ वाजेपर्यंत सर्वांत जास्त होतो. त्यानंतर संध्याकाळी ७ ते रात्री १२ वाजेपर्यंत (सकाळपेक्षा कमी प्रमाणात असला तरी) सरासरी वापरापेक्षा जास्त होतो. परिणामतः शुद्धीकरण केंद्राकडे वाहत येणाऱ्या सांडपाण्याचे प्रमाण बदलत राहते, ह्या गोष्टीचा विचार केंद्राचा आराखडा (Hydraulic design) बनवताना करावा लागतो.
सांडपाणी ह्या शब्दाचे वर्गीकरण करावयचे असेल तर पाण्याच्या वापराचे प्रकार विचारात घ्यावे लागतात. उदा., घरगुती कामासाठी वापरलेले ‘घरगुती सांडपाणी’, उद्योगांमध्ये वापरलेले ‘औद्योगिक सांडपाणी’, शेतीसाठी वापरलेले आणि शेतांच्या पृष्ठभागावरून वाहणारे व मातीतून बाहेर पडणारे पाणी इत्यादी. ह्या सर्व प्रकारच्या प्रवाहांमधील एक समान धागा म्हणजे त्यांची प्रदूषणक्षमता. पुरेसे शुद्धीकरण न करता हे प्रवाह पर्यावरणामध्ये सोडले तर त्याचा अनिष्ट परिणाम माती, हवा, पाणी ह्या नैसर्गिक स्रोतांवर होतो आणि त्यांची उपयुक्तता कमी होते, तसेच हे स्रोत वापरून केलेले औद्योगिक उत्पादनही हिणकस दर्जाचे होते. शिवाय पृथ्वीवरील जीवसृष्टीवरसुद्धा दुष्परिणाम होतो.
शुद्धीकरणाचा इतिहास : वरील प्रकारांमधील सर्वांत पुरातन प्रकार म्हणजे घरगुती सांडपाणी. ज्या काळात मानवाचे अस्तित्व शेतीवर अवलंबून होते, तेव्हा शेतीसाठी आणि घरगुती वापरासाठी पाणीपुरवठा करणे आवश्यक होते. एकदा वापरून झालेले पाणी (सांडपाणी) शेतीसाठी वापरणे ही योग्य बाब होती, तसेच असे वापरून उरलेले पाणी नदी, नाले, तळी ह्यांमध्ये सोडण्यात येत असे. घरगुती सांडपाण्यातील नायट्रोजन, फॉस्फरस आणि इतर संयुगे शेतीसाठी उपयुक्त असतात हे मानवाला माहित नव्हते. नदी, नाले, तळी इत्यादींमध्ये असलेल्या पाण्याचे प्रमाण त्यामध्ये सोडल्या जाणाऱ्या सांडपाण्याच्या अनेकपट जास्त असल्यामुळे त्याचे विरलीकरण (dilution) होत असे म्हणून हे स्रोत असे प्रदूषण सामावून घेऊ शकत असत.
वाढत्या लोकसंख्येबरोबर सांडपाणी आणि मैला (Night soil) ह्यांचे प्रमाण वाढत गेले, त्यामुळे सांडपाणी नैसर्गिक स्रोतांमध्ये आणि मैला घरांमधील खोल खड्ड्यांमध्ये साठवून ठेवण्यास सुरुवात करावी लागली. ह्या खड्ड्यामधील मातीत असणारे जीवाणू (Micro-organisms) मैल्याचे विघटन करून त्याचे खतामध्ये रूपातर करीत. हे खत शेतांमधून वापरले जात असे. ज्या लोकवस्त्यांजवळ नैसर्गिक जलस्रोत नसेल तेथे सांडपाणी आणि मैला वेगळा न करता मोठ्या खोल खड्ड्यांमधून साठवत. ह्या खड्ड्यांच्या आतून मातीची गोल कडी बसवलेली असत. ह्या प्रकारचे खड्डे महाराष्ट्रात पैठण, नाशिक, नेवासा, नेर आणि कौंडिण्यपूर येथे १९ व्या शतकापर्यंत वापरात होते.
मोठ्या शहरांमध्ये सांडपाणी आणि मैला वाहून नेण्यासाठी जमिनीखाली पाईपांचे विस्तृत जाळे बांधून काढलेले असे, त्यातील प्रवाह शहरांपासून दूर, मोठ्या खड्ड्यांमध्ये सोडत असत. तेथे जमिनीमधील जीवाणू मैल्याचे विघटन करून त्याची प्रदूषणक्षमता कमी करीत असत. अलीकडच्या काळांत गुजराथेमध्ये लोथल, ढोला वीरा आणि त्याआधी मोहें-जो-दडो आणि हडप्पा येथे केलेल्या उत्खननांमध्ये अशी व्यवस्था केलेली दिसून आली आहे.
वरीलप्रमाणे जगामध्ये इतरत्र अशीच व्यवस्था केलेली दिसून येते. सांडपाणी आणि मैला वाहून नेण्याच्या आणि त्याची विल्हेवाट लावण्याच्या इतिहासामधील काही महत्त्वाचे टप्पे पुढीलप्रमाणे :
ख्रिस्तपूर्व काळ ८०० : रोम, इटली. सांडपाणी वाहून नेण्यासाठी शहरामध्ये पाईपांचे विस्तृत जाळे.
इ. स. ४०० लंडन. विटा वापरून बांधलेली गटारे.
इ. स. ११०० स्कॉटलंडमध्ये नद्यांजवळ असलेल्या मठांमधील सांडपाणी व मैला पाण्याच्या माध्यमांतून नद्यांमध्ये सोडण्याची व्यवस्था.
इ. स. १३७० पॅरिस, फ्रान्स. बंदिस्त गटारांचे बांधकाम.
त्याकाळी नैसर्गिक स्रोतांमधील पाणी अत्यंत स्वच्छ (प्रदूषणविरहित) असल्यामुळे त्याची स्वशुद्धीकरणक्षमता मोठी होती, त्यामुळे कोणतीही शुद्धीकरण प्रक्रिया न करता सोडलेले सांडपाणी त्यामध्ये सहज सामावले जात असे. थोडक्यात त्या कालखंडामध्ये (साधारणपणे इ.स. १८५० पर्यंत आणि त्यानंतर काही काळ Dilution, the solution to pollution) विरलीकरण म्हणजेच शुद्धीकरण असा दृढ समज होता.
तसेच मैला व सांडपाणी ह्यांमुळे रोग पसरतात हेसुद्धा माहीत होते. पण त्यांना येणारी दुर्गंधी हे रोगांचे कारण अशी समजूत जनसामान्यांमध्ये होती. पॅरिसमध्ये इ. स. १७४० मध्ये दुर्गंधी घालविण्यासाठी चुन्याचा वापर प्रथम केला गेला, परंतु ह्या शुद्धीकरण प्रक्रियेचे १८४६ मध्ये एकस्व (patent) मिळाले. त्याचबरोबर पाण्याच्या गुणधर्माचा आणि त्यामधल्या वेगवेगळ्या दूषितकांचा रासायनिक आणि सूक्ष्मजैविक शास्त्रांनुसार अभ्यास केला गेला, तेव्हा पाण्यामधली दूषितके आणि जीवाणू रोग पसरवतात, दुर्गंधी नाही, हे सिद्ध झाले आणि सांडपाणी शुद्धीकरणाच्या पद्धतींचा शोध घेण्यास सुरुवात झाली.
सांडपाण्याचे शुद्धीकरण करण्याच्या इतिहासामधील काही टप्पे पुढीलप्रमाणे :
इ. स. १८५० : रासायनिक पद्धतीने शुद्धीकरणाच्या पद्धतीचे एकस्व दिले गेले. अशी ४१७ एकस्वे इ. स. १९१० पर्यंत देण्यात आली.
इ. स. १८६० : फ्रान्समध्ये पहिला पूतिकुंड (septic tank) वापरात आणला गेला. हा कुंड म्हणजे ह्यापूर्वी वापरात असलेल्या मलकुंड (cesspool) ची सुधारित आवृत्ती होती.
इ. स.१८६८ : सांडपाणी हे माती आणि तिच्या खाली भरलेल्या दगडांच्या थरांवर पसरून शुद्धीकरणाचा पहिला प्रयत्न केला गेला. शेतजमिनीवर सांडपाणी पसरले असता ते मातीमुळे गाळले जाते आणि काही अंशी शुद्ध होते ही गोष्ट लक्षात आल्यामुळे वरील प्रयोग अधिक शास्त्रशुद्ध पद्धतीने केला गेला. ह्या पद्धतीमध्ये बऱ्याच सुधारणा करून इ. स. १८९० मध्ये अमेरिकेत Lawrence Experimental station येथे पहिला ठिबक निस्यंदक (Trickling filter) बांधला गेला.
इ.स. १८९५ : पूतिकुंडाच्या आराखड्याचे एकस्व देण्यात आले.
इ.स. १९०६ : पूतिकुंडामध्ये होणाऱ्या प्रक्रियांचा सखोल अभ्यास करून जर्मनीमध्ये पहिला दुमजली पुतिकुंड (Imhoff tank; इम्हॉफ टाकी) बांधला गेला. त्यामुळे ह्या टाकीमधून बाहेर पडणारे सांडपाणी पूतिकुंडाच्या सांडपाण्यापेक्षा अधिक स्वच्छ झालेले दिसून आले. इ. स. १८४८ ते १८५४ ह्या काळामध्ये पिण्याच्या पाण्यात सांडपाणी मिसळल्यामुळे कॉलरा हा रोग पसरतो हे सिद्ध झाले. परिणामतः अशुद्ध पाण्यात असणारी दूषितके आणि सूक्ष्मजंतू ह्यांचा सखोल अभ्यास करण्यास मोठ्या प्रमाणावर चालना मिळाली.
इ. स. १९१२ : सांडपाणी शुद्ध केल्यावर त्याची प्रत (Quality) काय असावी ह्याबद्दल मानके (standards) इंग्लंडमध्ये ठरविण्यात आली ती Royal Commission Standards ह्या नावाने प्रसिद्ध करण्यात आली.
इ. स. १९१० पासून पुढे ४ वर्षे प्रयोगशाळेमध्ये प्रभावित साखा/अवमल प्रक्रियेचा (Activated Sludge Process) अभ्यास करण्यात आला. ह्या वेळेपर्यंत सांडपाण्यामध्ये वायुजीवी (Aerobic) , अवायुजीवी (Anaerobic) आणि वैकल्पिक (Facultative) अशा प्रकारचे जीवाणू असतात आणि त्या प्रत्येकाच्या शुद्धीकरणाची पद्धत वेगळी असते हे दिसून आले होते. त्यामुळे ह्या पुढच्या काळात वरील प्रकारांचा स्वतंत्र आणि एकत्रित अभ्यास करण्यावर शास्त्रज्ञांनी व अभियंत्यांनी भर दिला, त्यामागचे प्रमुख हेतू असे होते. १) शुद्धीकरणाची यंत्रणा चालविण्यास सोपी असावी. २) तिच्या बांधकामाचा आणि ती चालवण्याचा खर्च कमीतकमी असावा, ३) तिला कमीतकमी जागा लागावी आणि ४) ती भरवशाची (Reliable) असावी.
संदर्भसूची :
• Morwanchikar R. S. Indian Water Culture, Publisher Vivek Vyaspeeth Sanpada (W), New Bombay, Thane 400705.
• Patwardhan, A. D. Waste Water Treatment – Past, Present and future, Paper presented at Vigyan Bharati’s sammelan, May 11-14-2017 at Fergusson College, Pune.
समीक्षक : सुहासिनी माढेकर
