पटल जैव-अभिक्रियाकारक : (membrane bioreactor) : भौतिक पद्धतीमधील पटलांचा आणि जैविक पद्धतीमधील जीवाणूंचा एकत्रित उपयोग करून शुद्धीकरणाचा हा मार्ग शोधला गेला आहे. त्यामध्ये वायुजीवी आणि अवायुजीवी असे दोन्ही प्रकारचे जीवाणू वापरले जातात. त्यांसाठी लागणारी पटले सांडपाण्यामधील क्लोरीनला दाद न देणारी असतात. प्रारंभिक, प्राथमिक (चाळणे आणि वालुकाकुंडाचा वापर) आणि वायुजीवी शुद्धीकरण केल्यावर ह्या पद्धतीचा उपयोग करून पुनर्वापर करण्याइतके स्वच्छ पाणी मिळू शकते. ते भूगर्भातील पाण्याचे पुनर्भरण करण्यासाठी उपयोगी ठरते. औद्योगिक सांडपाण्याचे शुद्धीकरण ह्या मार्गाने केल्यास त्याचा पुनर्वापर/पुनर्चक्रीकरण करता येते. ह्या पद्धतीमधील महत्त्वाचा घटक म्हणजे पटल. ते वायुमिश्रण टाकीमध्येच बसवता येते किंवा त्या टाकीच्या बाहेर दुसर्‍या टाकीमध्ये बसवले जाते. पहिल्या प्रकारात वायुमिश्रित सांडपाणी आणि त्यातील जीवाणु पंपाच्या साहाय्याने पटलामधून खेचले जातात, त्यांमुळे त्याच्यावर जीवाणूंचा थर जमतो आणि ते वायुमिश्रण टाकीच्या बाहेर वाहून जाऊ शकत नाहीत. दुसर्‍या प्रकारात सांडपाणी आणि जीवाणू पंपाच्या साहय्याने आरपार ढकलले जातात, जीवाणू मिश्रणटाकीमध्ये पुनर्चक्रित केले जातात आणि शुद्ध झालेले सांडपाणी पटलाबाहेर पडते. (आकृती क्र. १५.१)
पटलावर जीवाणूंचा थर सतत बसल्यामुळे त्यातून हळूहळू कमी पाणी बाहेर येऊ लागते. संपीडकाच्या साहाय्याने हवेचे बुडबुडे वायुमिश्रणासाठी सोडलेले असतात. ते हा थर पटलापासून वेगळा करतात. दर १५ ते ३० मिनिटांनी पटलाची सूक्ष्म गाळण क्रिया ३० ते ४५ सेकंदांसाठी बंद ठेवून ते क्लोरीनयुक्त स्वच्छ पाण्याने धुवून घेतले जाते. ह्या क्रियेला देखभाल स्वच्छता (maintenance cleaning) म्हणतात. वरील सर्व क्रिया स्वयंचलित उपकरणाच्या साहाय्याने केल्या जातात; ह्याशिवाय दर ३ ते ६ महिन्यांनी सर्व पटले बाहेर काढून क्लोरिनच्या द्रावणामध्ये काही काळ बुडवून ठेवतात. ह्याला पुनरुज्जीवन स्वच्छता म्हणतात.
क्रमित-खंडित अभिक्रियाकारक (sequencing-batch reactor; SBR) : घरगुती आणि काही औद्योगिक सांडपाण्यांच्या शुद्धीकरणासाठी वापरता येणारी ही पद्धत आहे; हिच्यामध्ये कमी जागेत अधिक सांडपाणी, अधिक शुद्ध करण्याची क्षमता आहे. पारंपारिक संस्कारित गाळ प्रक्रियेमध्ये (conventional activated sludge process) वायुमिश्रण टाकीनंतरच्या द्वितीय निवळण टाकीचा उपयोग सांडपाण्यापासून प्रभावित गाळ वेगळा करणे आणि त्याचा काही भाग वायुमिश्रण टाकीमध्ये परत सोडणे ह्यासाठी करावा लागतो, पण क्रमित-खंडित प्रक्रियेमध्ये वायुमिश्रण टाकीचा उपयोग प्रभावित गाळ अलग करण्यासाठी सुद्धा केला जातो, त्यामुळे द्वितीय निवळण टाकी आणि तिच्यामधील गाळ वायुमिश्रण टाकीमध्ये सोडण्यासाठी लागणारी पंपाची गरज भासत नाही. तसेच प्राथमिक निवळण टाकी, तिच्यामधील गाळासाठी अवायुजीवी पद्धत ह्या दोन्ही गोष्टी टाळता येतात. कारण चाळणे आणि वालुककुंडाचा (screening and grit removal) वापर केल्यावर सांडपाणी सरळ वायुमिश्रण टाकीमध्ये घेऊन शुद्ध केले जाते. वायुमिश्रण टाकीमध्ये उत्पन्न झालेला गाळ कोणत्याही माध्यमावर वाढत नसला तरी तो त्या टाकीतच राहतो. म्हणून ही पद्धत “आधारित वृद्धी प्रक्रिया” म्हणून समजली जाते.
ह्या पद्धतीमध्ये पुढील पाच टप्पे आहेत : (१) वायुमिश्रण टाकीमध्ये सांडपाणी भरून घेणे. (२) ठराविक काळासाठी वायुमिश्रण करणे. (३) त्यानंतर वायुमिश्रण बंद करून टाकीमध्ये गाळ बसू देणे. (४) टाकीमधील निवळलेले सांडपाणी, बसलेला गाळ उधळू न देता बाहेर काढणे आणि (५) वायुमिश्रण झाल्यामुळे उत्पन्न झालेला अतिरिक्त साखा टाकीच्या तळामधून बाहेर काढणे. वायुमिश्रण चालू असताना ही कामे केली जातात. हे शुद्धीकरणाचे चक्र सतत चालू ठेवले जाते, त्यासाठी दोन वायुमिश्रण टाक्या बांधतात, कारण केंद्राकडे सांडपाण्याचा प्रवाह सतत चाललेला असतो, तेव्हा एका टाकीमध्ये (टप्पे २, ३ व ४ चालू असताना) वरील क्रिया चालू असण्याच्या काळात दुसर्‍या टाकीकडे सांडपाणी वळवले जाते (आ. क्र. १५.२).
चल–थर जैविक अभिक्रियाकारक (moving bed bioreactor; MBBR) : याला चलत थर जैविक प्रक्रिया असेही म्हणतात. प्रभावित गाळ प्रक्रिया आणि ठिबक निस्यंदक ह्यांचे फायदे MBBR मध्ये घेण्यात आले आहेत. विशिष्ट आकाराचे आणि योग्य अशा विशिष्ट गुरुत्वाचे माध्यम वायुमिश्रण टाकीमध्ये ठेवून त्याच्या पृष्ठभागावर जीवाणूंची वाढ करून घेतली जाते. शुद्धीकरण प्रक्रिया वायुजीवी असल्यामुळे टाकीमध्ये पुरेसा ऑक्सिजन (हवा) संपीडकाच्या साहाय्याने बुडबुड्यांच्या रुपांत पुरवला जातो. सांडपाण्यामधील सेंद्रिय पदार्थ विसरणामुळे (diffusion) जीवाणूंपर्यंत पोहोचतात, त्यांचा अन्न म्हणून उपयोग करून जीवाणू माध्यमावर वाढतात आणि त्याची थराची जाडी हळूहळू वाढत जाते. हवेचे मोठे बुडबुडे ह्या थरांवर घासल्यामुळे थरांची जाडी कमी होते आणि अन्नाच्या विसरणाची क्रिया सतत चालू राहते. ह्या प्रक्रियेमध्ये वापरलेले माध्यम पॉलियुरेथेन (polyurethane) किंवा पॉलिएथिलीन (polyethylene) पासून बनवितात; त्याचे विशिष्ट गुरुत्व पाण्याच्या विशिष्ट गुरुत्वापेक्षा थोडे कमी असते, त्यामुळे ते पाण्यामध्ये टाकीच्या तळाशी बसत नाही, परंतु ते टाकीमधून बाहेर जाणार्‍या पाण्याबरोबर वाहून जाऊ नये म्हणून वायुमिश्रण टाकीच्या बहिर्गम मार्गामध्ये जाळी बसवितात. ह्या प्रक्रियेमध्ये वायुमिश्रण टाकीमध्ये जीवाणूंची संख्या खूप जास्त ठेवता येते. त्यामुळे (१) ह्या टाकीचा आकार लहान ठेवता येतो, (२) शुद्धीकरण अधिक चांगले होते आणि शुद्ध झालेल्या सांडपाण्याची जैराप्रामा (जैवरासायनिक प्राणवायू मागणी) खूप कमी होते, (३) एरवीच्या प्रभावित गाळ प्रक्रियेमध्ये गाळाचा काही भाग वायुमिश्रण टाकीमध्ये पुनर्चक्रित करावा लागतो. ती क्रिया ह्या प्रक्रियेमध्ये करावी लागत नाही, त्यामुळे बांधकामाचा आणि गाळ पंपाद्वारे बाहेर काढण्याचा खर्च कमी होतो, पण दुय्यम निवळण टाकी बांधावी लागते. (आकृती क्र. १५.३).
संदर्भ :
- Arceivala, S. J.; Asolekar, S. R.; Wastewater Treatment for Pollution Control and Reuse, New Delhi, 2007.
- Tehobanoglous, G.; Burton, F. L.; David, H. Wastewater Engineering –Treatment and Reuse, 4th ed., New Delhi, 2003.
