अवायवीय पाचन के माध्यम से मानव अपशिष्ट का उपचार एक अविश्वसनीय नैतिक स्वच्छता तकनीक है। अवायवीय पाचन बायोडाइजेस्टर में होता है और ईंधन ( बायोगैस ) का उत्पादन करता है, सीवेज से जैव रासायनिक ऑक्सीजन मांग (बीओडी) को हटाता है, पोषक तत्वों (विशेष रूप से नाइट्रोजन यौगिकों) को संरक्षित करता है और सबसे महत्वपूर्ण रूप से रोगजनकों को कम करता है । मानव अपशिष्ट की अत्यधिक सांद्रता पर्यावरण को नुकसान पहुंचाती है, क्योंकि यह बीओडी, पोषक तत्वों और मानवजनित रोगों से भरा होता है। यह कई पर्यावरणीय समस्याओं का कारण बन सकता है जो पारिस्थितिकी तंत्र के पतन का कारण बन सकता है जैसे कि जल निकाय को कई जीवों के लिए निर्जन बना देना। अनुपचारित सीवेज शैवाल के खिलने, लाल ज्वार और तथाकथित मृत क्षेत्रों का कारण बनता है । मनुष्य भी अनुपचारित सीवेज (जिसे काला पानी भी कहा जाता है ) से पीड़ित हैं। मानव मल के माध्यम से फैलने वाली जलजनित बीमारी दुनिया भर में मौत का एक प्रमुख कारण है, खासकर तथाकथित विकासशील दुनिया में। अनुपचारित मानव मल से होने वाली कुछ बीमारियाँ हैं हैजा, टाइफाइड बुखार, पैराटाइफाइड बुखार, साल्मोनेला, पेचिश, गैस्ट्रोएंटेराइटिस, लेप्टोस्पायरोसिस, मेनिनजाइटिस, हेपेटाइटिस और विभिन्न परजीवी रोग।
मानव अपशिष्ट से प्राप्त होने वाली बायोगैस की मात्रा पशुधन खाद और अन्य फीडस्टॉक की तुलना में सीमित है। हमारा पेट बहुत ही कुशल है! डेविड हाउस ने अपनी उत्कृष्ट पुस्तक में कहा है कि 1000 पाउंड मानव अपशिष्ट से लगभग 0.6 घन मीटर बायोगैस (लगभग 1 से 2 व्यक्तियों के लिए पर्याप्त खाना पकाने का ईंधन) उत्पन्न होता है। लेकिन वह राशि तेजी से बढ़ती है, उदाहरण के लिए कृपया इंटरनेट का संदर्भ लें, विशेषकर रवांडा, भारत और थाईलैंड की परियोजनाएं।
अनुपचारित सीवेज, बीमारी की व्यापकता का कारण बनने के साथ-साथ, विकासशील देश मूल्यवान पोषक तत्वों का निपटान उन स्थानों पर भी कर रहे हैं जहां उर्वरक उपलब्ध नहीं हैं। बायोडाइजेस्टर अपशिष्ट को जैवउर्वरक में बदल देते हैं । विकसित देशों की सीवेज उपचार प्रणालियों में भी एक बड़ी खामी है जहां सीवेज को साफ करने और साफ करने के लिए भारी मात्रा में ऊर्जा का उपयोग किया जाता है; अवायवीय पाचन मल का उपचार करता है और ऊर्जा का उपभोग करने के बजाय उसका उत्पादन भी करता है। यह आलेख मानव अपशिष्ट उपचार के लिए विचारों पर चर्चा करता है और विभिन्न विकल्पों की रूपरेखा तैयार करता है।
अंतर्वस्तु
महत्वपूर्ण विचार
मानव अपशिष्ट के उपचार के लिए कुछ बातों पर विचार करने की आवश्यकता है। रोग संबंधी महत्वपूर्ण मुद्दे और कुछ सामान्य शारीरिक विचार हैं। नंबर 1 मुद्दा मानव अपशिष्ट को संभालना है। जो संचालक बिना किसी सावधानी के मानव अपशिष्ट को संभालते हैं वे अनिवार्य रूप से बीमार पड़ जाएंगे। अपशिष्ट प्रबंधन प्रक्रिया में संचालकों को अवश्य विचार करना चाहिए। आदर्श रूप से एक अपशिष्ट उपचार प्रणाली मनुष्यों द्वारा किसी भी प्रत्यक्ष निपटान को समाप्त कर देगी।
विशिष्ट बायोडाइजेस्टर प्रवाह बाँझ नहीं है। अवायवीय पाचन एक प्रतिस्पर्धी वातावरण बनाता है जहां रोगजनक गैर-संक्रामक सूक्ष्मजीवों से प्रतिस्पर्धा करते हैं और इसलिए आबादी के मामले में बाहर हो जाते हैं। इसका मतलब यह है कि रोगज़नक़ कम हो गए हैं, लेकिन पूरी तरह समाप्त नहीं हुए हैं। हालाँकि, थर्मोफिलिक बायोडाइजेस्टर (45-55 डिग्री सेल्सियस) के अध्ययन से परिवेश के तापमान और कम तापमान वाले बायोडाइजेस्टर की तुलना में रोगजनकों की बहुत अधिक कमी देखी गई है (रोगज़नक़ों को नियंत्रित करने में सक्षम बायोडाइजेस्टर अनुभाग देखें)। अपशिष्ट उपचार प्रणाली को प्रक्रिया के दौरान बीमारी के मुद्दे को पूर्व या बाद के उपचार के माध्यम से संबोधित करने की आवश्यकता होती है या अपशिष्ट को तदनुसार निपटाने की आवश्यकता होती है।
पहले से मौजूद प्रणाली में फिट करने के लिए बायोडाइजेस्टर को डिजाइन करने में एक आम विचार यह है कि आम तौर पर आंदोलन की सुविधा के लिए मानव मल को भारी मात्रा में पतला किया जाता है। टॉयलेट फ्लश में बड़ी मात्रा में पानी की खपत होती है (1.3 से 2.5 गैलन तक लेकिन अमेरिका में लगभग 2 गैलन तक) और उदाहरण के लिए फ्लश किए गए कचरे के उपचार के लिए 30 दिन के हाइड्रोलिक रिटेंशन टाइम (एचआरटी) के साथ एक बायोडाइजेस्टर डिजाइन करने के लिए बहुत बड़ी मात्रा में बायोडाइजेस्टर की आवश्यकता होती है। 2 गैलन प्रति फ्लश तनुकरण। हालाँकि, ऐसे बायोडाइजेस्टर डिज़ाइन हैं, जो एचआरटी को संभाल सकते हैं, या बायोडाइजेस्टर केवल कुछ घंटों के अपशिष्ट को बरकरार रख सकता है। ये डिज़ाइन अपफ्लो एनारोबिक स्लज ब्लैंकेट (यूएएसबी) जैसे कीचड़ बनाए रखने वाले रिएक्टर और यहां तक कि बेहतर प्रदर्शन करने वाले फिक्स्ड फिल्म रिएक्टर भी हैं । विचार करने योग्य अंतिम महत्वपूर्ण कारक अमोनिया विषाक्तता है क्योंकि मानव अपशिष्ट में कम सी: एन अनुपात बताया गया है । इस समस्या को गुड़ जैसे कार्बन समृद्ध फीडस्टॉक के कमजोर पड़ने और सह-पाचन के माध्यम से हल किया जा सकता है। पशु अपशिष्ट स्वाभाविक रूप से मानव अपशिष्ट की तुलना में उपचार के लिए अधिक सुरक्षित है क्योंकि इसमें कम मानव रोगजनकों को ले जाने की प्रवृत्ति होती है, हालांकि कुछ खाद से पैदा हुए रोगजनकों पर भी विचार किया जाना चाहिए।
उपचार के तरीके
गर्मी पूर्व उपचार
इस प्रक्रिया के दौरान मानव मल को बायोडाइजेस्टर में प्रवेश करने से पहले 70 डिग्री सेल्सियस तक पास्चुरीकृत किया जाएगा। ऊर्जा लागत को कम करने के लिए इसे तनुकरण से पहले करना सबसे अच्छा होगा और इसे अपशिष्ट भाप, निष्क्रिय सौर तापन, या बायोगैस या किसी अन्य ईंधन स्रोत के सीधे दहन का उपयोग करके किया जा सकता है। यह प्रक्रिया अवायवीय पाचन के लिए अधिक मानव मल उपलब्ध कराएगी और वास्तव में उत्पादित बायोगैस की मात्रा में वृद्धि की संभावना होगी। हीट प्री-ट्रीटमेंट भी एचआरटी को कम कर सकता है। अग्रिम बंध्याकरण से किसी भी रोगज़नक़ से संबंधित अपशिष्ट मुद्दों से निपटा जा सकेगा और पोषणीय (मानव उपभोग के लिए उपयुक्त) फसलों के लिए जैव उर्वरक का उत्पादन किया जा सकेगा।
प्रतिधारण के माध्यम से उपचार
सीवेज के लिए बहुत लंबे समय तक अवधारण समय में रोगजनकों को वस्तुतः नष्ट करने की क्षमता होती है। मानव मल को कितने समय तक रोके रखना चाहिए यह अलग-अलग होता है। बहुत गर्म जलवायु में आप कचरे को 60-90 दिनों तक रखना चाह सकते हैं, हालाँकि ठंडी जलवायु (20 डिग्री सेल्सियस और नीचे) में 150 या अधिक दिनों तक रखने की सिफारिश की जाती है। अवधारण समय को बायोडाइजेस्टर एचआरटी के माध्यम से या अतिरिक्त समय के लिए प्रवाह को रोककर नियंत्रित किया जा सकता है। जो विकल्प सबसे अधिक किफायती है, उस पर विचार किया जाना चाहिए, साथ ही सुरक्षा कारकों जैसे कि होल्डिंग टैंक तक पहुंच और किसी भी अन्य मुद्दे पर विचार किया जाना चाहिए जिसमें मनुष्यों और जानवरों के लिए संभावित जोखिम शामिल है।
सुरक्षा चेतावनी: रोगज़नक़ों को नष्ट करने के लिए अवधारण विधियों को अपनाने से पहले प्रयोगशाला परिणामों द्वारा पुष्टि की जानी चाहिए।
उपचार और नसबंदी के बाद
बायोडाइजेस्टर प्रवाह को द्वितीयक उपचार चरण में भी उपचारित किया जा सकता है जैसे कि अल्ट्राफिल्ट्रेशन , अल्ट्रावायलेट लाइट (यूवी) , एक उपचार वेटलैंड , कंपोस्टिंग , या एरोबिक उपचार । अल्ट्रा निस्पंदन में एक झिल्ली के माध्यम से प्रवाह को प्रवाहित करना शामिल है जो केवल घुलनशील पदार्थों को गुजरने की अनुमति देता है। फिलहाल इस तकनीक का उपयोग विकसित देशों में किए जाने की अधिक संभावना है, लेकिन मैंग्रोव और अन्य पौधों जैसी सामग्रियों का उपयोग करके उचित समाधान का उपयोग किया जा सकता है। अल्ट्राफिल्ट्रेशन संकेंद्रित अपशिष्ट जल के लिए व्यावहारिक है जिसमें अधिकांश ठोस पदार्थ बाहर निकल गए हैं। यूवी उपचार एक सामान्य जल उपचार तकनीक है, हालांकि यह केवल पतले अपशिष्टों के लिए व्यावहारिक हो सकता है जहां गंदगी कोई समस्या नहीं है। एक उपचारित आर्द्रभूमि वन्य जीवन के लिए अतिरिक्त उपचार के साथ-साथ आवास भी प्रदान करती है। अनिवार्य रूप से एक मूवमेंट ग्रेडिएंट बनाया जाता है और आर्द्रभूमि पौधों के साथ लगाया जाता है जो पोषक तत्वों और रोगज़नक़ों को हटाने की सुविधा प्रदान करते हैं। यह वह तरीका है जिससे अपशिष्ट जल, जैसे कि तूफानी अपवाह, का प्राकृतिक रूप से पर्यावरण में उपचार किया जाता है। एक खाद बनाने की प्रक्रिया को अपशिष्ट के उपचार के लिए उपयोग करने की अनुमति दी जा सकती है, हालांकि वातन की सुविधा के लिए इसे पहले सुखाया जाना चाहिए, जो कि भूमि और ऊर्जा गहन है। यह सुनिश्चित करने के लिए ध्यान रखा जाना चाहिए कि इस प्रक्रिया के दौरान कोई भी ताजा प्रवाह से निकलने वाली धूल में सांस न ले। बहिःस्राव को चमकाने के लिए एरोबिक उपचार प्रक्रिया से भी गुजरना पड़ सकता है, हालांकि यह महंगा, गहन है, और उत्पादक प्रणाली से पोषक तत्वों को हटा देता है। अन्य अपशिष्ट उपचार विकल्पों में रेत फिल्टर और स्पष्टीकरण शामिल हो सकते हैं ।
बायोडाइजेस्टर रोगजनकों को नियंत्रित करने में सक्षम हैं
जैसा कि पहले बताया गया है, कुछ बायोडाइजेस्टर प्रक्रियाएं सीवेज में पाए जाने वाले लगभग सभी रोगजनकों को नियंत्रित करने में सक्षम हैं। ये थर्मोफिलिक बायोडाइजेस्टर, चरण बायोडाइजेस्टर और चरणबद्ध बायोडाइजेस्टर हैं । थर्मोफिलिक बायोडाइजेस्टर में बायोडाइजेस्टर के भीतर का वातावरण इतना गर्म होता है कि कई रोगजनक जीवित रहने में असमर्थ होते हैं। नियमित बायोडाइजेस्टर की तुलना में पर्यावरण कहीं अधिक प्रतिस्पर्धी है। रोगज़नक़ आमतौर पर शरीर के तापमान के आसपास अनुकूलित और सबसे अधिक खुश होते हैं। सौभाग्य से अवायवीय पाचन करने में सक्षम कई जीव थर्मोफाइल, या गर्मी से प्यार करने वाले जीव हैं। हालाँकि, पहले उल्लिखित अमोनिया विषाक्तता के साथ सावधानी बरतनी चाहिए, क्योंकि थर्मोफिलिक बायोडाइजेस्टर परिवेश और कम तापमान वाले बायोडाइजेस्टर की तुलना में इस मुद्दे के प्रति कहीं अधिक संवेदनशील हैं। एक चरण बायोडाइजेस्टर उन संबंधित चरणों को अलग करता है जिनसे सामग्री को अवायवीय पाचन प्रक्रिया के दौरान गुजरना पड़ता है। कार्बनिक पदार्थ हाइड्रोलिसिस , एसिडोजेनेसिस , एसिटोजेनेसिस और मेथनोजेनेसिस से गुजरते हैं । अनिवार्य रूप से एक कंटेनर कार्बनिक पदार्थों को घुलनशील (हाइड्रोलिसिस), एसिड के उत्पादन (एसिडोजेनेसिस और एसिटोजेनेसिस) या मीथेन उत्पादन (मेथनोजेनेसिस) में बदलने की सुविधा प्रदान कर सकता है। चरण अवायवीय पाचन में चरणों को अलग करने के लिए दो या दो से अधिक कंटेनरों का उपयोग किया जाता है। यह भौतिक रूप से किया जा सकता है (हाइड्रोलाइज होने पर कार्बनिक पदार्थों को हटाना), रासायनिक रूप से (मीथेन उत्पादन को रोकना या एसिड को पीएच में बफर करना जहां मिथेनोजेनेसिस हो सकता है) या जैविक रूप से (पहले रिएक्टर को अम्लीकृत करना)। यदि किसी रिएक्टर को मीथेन उत्पादन को रोकने के लिए अम्लीकृत करने की अनुमति दी जाती है तो कम पीएच भी एक चरम वातावरण तैयार करेगा जहां कुछ रोगजनक जीवित रहने में असमर्थ होंगे। अम्लीय वातावरण के बाद उन्हें मीथेन-उत्पादक वातावरण में पेश किया जाएगा जो अतिरिक्त रूप से माइक्रोबियल प्रतिस्पर्धा के माध्यम से रोगजनकों को हटा देता है। रोगज़नक़ों को ख़त्म करने में सक्षम दो-चरण वाले बायोडाइजेस्टर में एक अम्लीय पहला टैंक हो सकता है, जिसे बाद में थर्मोफिलिक, मीथेन पैदा करने वाले दूसरे टैंक में डाला जाता है। चरणबद्ध बायोडाइजेस्टर विभिन्न चरणों (रिएक्टरों) में प्रतिस्पर्धा तंत्र को बदलकर उसी तरह से काम कर सकते हैं, हालांकि अभी भी चरणों को अलग नहीं किया गया है।
बहिःस्राव लगाना
जब अपशिष्ट जल के उपयोग पर पर्याप्त ध्यान दिया जाता है तो रोगज़नक़ों को पूरी तरह से ख़त्म करना आवश्यक नहीं है। बायोडाइजेस्टर प्रवाह जिसमें अभी भी रोगजनक शामिल हैं, को भूमिगत लीचफील्ड्स (एक स्पष्टीकरण के साथ) में लागू किया जा सकता है, गैर-खाद्य फसलों और कुछ मामलों में चारा फसलों के लिए उपयोग किया जाता है , और सीधे भूमि पर लागू किया जाता है। हालाँकि इन सभी चीज़ों के लिए सुरक्षा संबंधी विचारों की आवश्यकता होती है। मानव जोखिम की मात्रा को ध्यान में रखा जाना चाहिए। भूजल और जल निकाय संदूषण पर्यावरण में रोगजनकों से पूरी तरह से मुक्त नहीं होने वाले अपशिष्टों को छोड़ने के सभी संभावित खतरे हैं। प्रत्यक्ष भूमि आवेदन में बच्चों और वयस्कों द्वारा भूमि के उपयोग जैसे प्रत्यक्ष जोखिम को ध्यान में रखना होगा। अखाद्य फसलें एक अन्य विकल्प हैं और पोषक तत्व प्राप्त करने की अनुमति भी देती हैं। फसलों में ऊर्जा फसलें, बायोमास उत्पादन और कई अन्य शामिल हो सकते हैं। हालाँकि, मनुष्यों के संपर्क में आना फिर से एक जोखिम है जिसका हिसाब देना आवश्यक है। अपशिष्ट के निपटान का सबसे सरल और सुरक्षित तरीका इसे पहले से मौजूद सीवर प्रणाली में डालना है।
निष्कर्ष
बायोडाइजेस्टर मानव अपशिष्ट के नैतिक उपचार में रुचि रखने वाले व्यक्ति को कई प्रकार के लाभ प्रदान करते हैं। सबसे महत्वपूर्ण विचार, जिसे आवश्यक रूप से हमेशा प्रभावी ढंग से प्रबंधित नहीं किया गया है, मानव अपशिष्ट में स्वास्थ्य के लिए खतरनाक रोगजनकों का खतरा है। ये प्रणालियाँ घरेलू, सामुदायिक स्तर से लेकर बड़े औद्योगिक पैमाने के अनुप्रयोगों तक स्केलेबल हैं। सफल अनुप्रयोग दुनिया भर के साथ-साथ इतिहास में भी पाए जा सकते हैं। सबसे अच्छी बात यह है कि एनारोबिक डाइजेस्टिन अपशिष्ट को संसाधन में बदलने की पेशकश करता है।
अग्रिम पठन
- बिट्टन जी. अपशिष्ट जल सूक्ष्म जीव विज्ञान। तीसरा संस्करण.विली-लिस 2005
- वैन हेंडेल, एसी, लेटिंगा, जी. एनारोबिक सीवेज ट्रीटमेंट: गर्म जलवायु वाले क्षेत्रों के लिए एक व्यावहारिक गाइड जे व्हाइली 1994
- हाउस, डी. द कम्प्लीट बायोगैस हैंडबुक तीसरा संस्करण 2007 www.completebiogas.com
- स्पीस, औद्योगिक अपशिष्ट जल के लिए आरई एनारोबिक जैव प्रौद्योगिकी आर्क प्रेस 1996