उभरते प्रबंधन समाधान

सीवेज पाइप। फोटो © जो मिलर

अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों में सुधार और विकास के लिए नवीन प्रौद्योगिकियां और नई प्रबंधन रणनीतियां उभर रही हैं। कई उदाहरण नीचे विस्तृत हैं।

उन्नत ऑनसाइट अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों (OWTS) में पोषक तत्व निकालना

पोषक तत्वों को हटाने की क्षमता बढ़ाने के लिए सेप्टिक प्रणाली में सुधार प्रवाह डिस्चार्ज से पहले यूट्रोफिकेशन की चपेट में आने वाले क्षेत्रों में ऑनसाइट अपशिष्ट जल उपचार प्रणाली (ओडब्ल्यूटीएस) के लिए एक उभरती हुई रणनीति है। पोषक तत्वों के भार को कम करने के लिए, नई प्रौद्योगिकियां व्यापक हो रही हैं और कुछ जगहों पर इसकी आवश्यकता भी है।

सैंड फ़िल्टर सेप्टिक सिस्टम

सैंड फ़िल्टर सेप्टिक सिस्टम। स्रोत: एक नई विंडो में खुलता हैUSEPA

देखना लॉन्ग आइलैंड, न्यूयॉर्क से केस स्टडी study पुरानी सेप्टिक प्रणालियों को नाइट्रोजन कम करने वाली प्रणालियों के साथ उथले लीच क्षेत्रों के साथ बदलने के प्रयासों का वर्णन करना जो अपशिष्ट जल से लगभग 95% नाइट्रोजन को वाटरशेड में प्रवेश करने से रोक सकते हैं और भूजल एक्वीफर्स को रिचार्ज करने की अनुमति देते हैं।

संसाधन की वसूली

संसाधन पुनर्प्राप्ति का तात्पर्य मानव अपशिष्ट से पानी और ठोस पदार्थों को पकड़ना और उनका पुन: उपयोग करना है। संसाधन वसूली छोटे पैमाने के ओडब्ल्यूटीएस और बड़े, केंद्रीकृत उपचार संयंत्रों दोनों के समाधान के रूप में कर्षण प्राप्त कर रही है। संसाधन पुनर्प्राप्ति के लिए कुछ रणनीतियों में शामिल हैं:

  • मीठे पानी की रिक्लेमेशन सिंचाई और अन्य गैर-पीने योग्य उपयोगों के लिए, जो भविष्य में स्वच्छता और उपचार के लिए आवश्यक पानी को कम कर सकते हैं
  • biosolids उपयुक्त मानकों पर व्यवहार करने पर उर्वरक के रूप में मिट्टी में मिलाया जाता है (उदाहरण के लिए, एक नई विंडो में खुलता हैपाश बायोसॉलिड्स सिएटल, यूएसए जो बागानों और जंगलों में उपयोग करने के लिए एक उत्पाद बनाने के लिए पाचन के लिए रोगाणुओं और गर्मी का उपयोग करता है)
  • माइक्रोफिल्टरेशन, विपरीत परासरण, और UV (द्वारा इस्तेमाल किया ऑरेंज काउंटी जल जिले के भूजल पुनःपूर्ति प्रणाली, लॉस एंजिल्स, यूएसए में पीने के पानी के लिए)
  • बायोगैस पीढ़ी के माध्यम से अवायवीय पाचन और मीथेन पर कब्जा - अक्सर बड़े पैमाने पर अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों (WWTPs) द्वारा नियोजित किया जाता है ताकि संसाधनों को ठीक किया जा सके, बायोसॉलिड्स का इलाज किया जा सके, और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम किया जा सके

संसाधन पुनर्प्राप्ति रणनीतियों को लागू करने का एकमात्र कारण स्वच्छता की कमी नहीं है। पुरानी उपचार प्रणाली और शेष पोषक तत्व और उभरते हुए दूषित तत्व भी मानव और समुद्री स्वास्थ्य के लिए खतरनाक हैं। रेफरी इसके अलावा, सीवेज कचरे से बरामद किए गए संसाधन मूल्यवान हो सकते हैं, मीठे पानी से लेकर दुर्लभ धातु और पोषक तत्व (जैसे, फास्फोरस)। यदि अच्छी तरह से किया जाता है, तो संसाधन पुनर्प्राप्ति कचरे से मूल्य पैदा कर सकती है और पूरी तरह से बंद लूप सिस्टम में योगदान कर सकती है, जो कि इलाज के लिए आवश्यक बिजली, पानी और गर्मी ऊर्जा पैदा कर सकती है, जैसा कि जैनिकी ओमनीप्रोसेसर द्वारा उदाहरण दिया गया है (नीचे विवरण देखें)। यह तकनीक मौजूदा अपर्याप्त उपचार प्रणालियों को सुधार या बदल सकती है।

कंटेनर-आधारित और नगरपालिका-पैमाने पर नवाचारों के उदाहरण पेश करते हुए, दो संचालन नीचे और अधिक विस्तार से प्रस्तुत किए गए हैं।

SOIL हैती

स्रोत: सोइल हैती

पारिस्थितिक स्वच्छता मिट्टी हैती

अपशिष्ट जल के उपचार के लिए पारिस्थितिक प्रक्रियाओं का उपयोग करने की अवधारणा नई नहीं है, लेकिन बिना पहुंच वाले लोगों को शौचालय प्रदान करते हुए इसे सुरक्षित रूप से करने से हैती में प्रदूषण और क्षरण का समाधान प्रस्तुत किया गया है। एक नई विंडो में खुलता हैSOIL (सतत जैविक एकीकृत आजीविका) एक एनजीओ है जो कंटेनर-आधारित स्वच्छता प्रदान करता है। वे साप्ताहिक संग्रह के लिए ठोस अपशिष्ट को अलग करने के लिए मूत्र डायवर्जन शौचालय का उपयोग करते हैं और फिर कचरे को उपचार के लिए एक खाद की सुविधा में ले जाते हैं। खाद के माध्यम से, विश्व स्वास्थ्य संगठन द्वारा परिभाषित मानकों पर अपशिष्ट का उपचार किया जाता है और किसानों को उनकी उपज बढ़ाने के लिए एक तैयार उर्वरक बेचा जाता है।

जानकी बायोएनेर्जी

बिल एंड मेलिंडा गेट्स फाउंडेशन द्वारा समर्थित, ओमनी प्रोसेसर दुनिया भर के शहरों की सेवा करने वाले बड़े पैमाने पर डब्ल्यूडब्ल्यूटीपी के लिए एक संभावित प्रतिस्थापन है। यह तकनीक मानव अपशिष्ट को भाप और राख में बदल देती है, जिसका उपयोग संयंत्र के संचालन को शक्ति प्रदान करने के लिए किया जाता है। पीने योग्य पुन: उपयोग के लिए मीठे पानी को पुनः प्राप्त और उपचारित किया जाता है। हालांकि अभी भी डकार, सेनेगल में एक प्रोटोटाइप, प्रणाली मानव अपशिष्ट के घटकों को संसाधनों के रूप में मानती है और परिचालन लागत और प्राकृतिक संसाधन इनपुट को ऑफसेट करने की क्षमता का प्रदर्शन करती है। कचरे को धन में बदलने के बारे में एक वीडियो देखें।

प्रकृति आधारित समाधान

अपशिष्ट जल प्रबंधन अक्सर ग्रे बुनियादी ढांचे को ध्यान में रखता है: सीमेंट पाइप और भूमिगत भंडारण टैंक। प्राकृतिक (हरा) बुनियादी ढांचा और प्रकृति-आधारित समाधान (NBS) समुद्र में छोड़े जाने से पहले दूषित सतह और भूजल को प्रभावी ढंग से पकड़कर, अपशिष्ट जल प्रभावों के खिलाफ एक अतिरिक्त सुरक्षा प्रदान करते हैं। प्राकृतिक उपचार प्रक्रियाएं, जिसमें माइक्रोबियल गतिविधि के लिए दूषित पानी के लंबे समय तक संपर्क, पौधों का उत्थान और ऑक्सीजन शामिल है, पोषक तत्वों और रोगजनकों को हटाने के साथ-साथ अन्य हानिकारक मानव अपशिष्ट घटकों के संभावित अवशोषण को बढ़ावा देते हैं। रेफरी एनबीएस के अवसरों और लाभों को देखने के लिए नीचे दी गई छवि पर क्लिक करें।

जल प्रबंधन के लिए प्राकृतिक अवसंरचना

प्रकृति-आधारित समाधानों के लिए अवसर और लाभ। स्रोत: IUCN

वेटलैंड्स को लाभ

प्राकृतिक और निर्मित दोनों प्रकार के वेटलैंड्स, पारिस्थितिक तंत्र और जल गुणवत्ता प्रदान करते हैं। इन प्रणालियों के माध्यम से आंदोलन के साथ पानी की गुणवत्ता में सुधार किया जाता है और अन्य जल निकायों, जैसे महासागर में प्रवेश करने से पहले। स्रोत: एक नई विंडो में खुलता हैतिब्बत प्रकृति पर्यावरण संरक्षण नेटवर्क

एनबीएस प्रयासों के कई उदाहरण हैं, जिनमें शामिल हैं रिज टू रीफ्स 'पोल्यूशन रिडक्शन इन अमेरिकन समोआ पोषक तत्वों को हटाने के लिए बायोरिटेंशन और कटाव नियंत्रण के लिए बायोचार और वेटिवर घास का उपयोग करना। अन्य उदाहरणों में निर्मित आर्द्रभूमि, बायोस्वाल, सक्रिय चारकोल जमा, अल्गल टर्फ स्क्रबर, निपटान तालाब और रिपेरियन बफर जोन शामिल हैं। प्रकृति-आधारित समाधानों (एनबीएस) की आलोचना यह है कि वे पर्याप्त उपचार प्रदान नहीं कर सकते हैं और रोगजनकों को स्वयं ही हटा सकते हैं। हालांकि, अतिरिक्त उपचार और ऑक्सीजन और रोगाणुओं के साथ विस्तारित बातचीत के साथ, इस चुनौती को दूर किया जा सकता है और एनबीएस अन्य उपचार तंत्रों को बढ़ाने के लिए एक प्रभावी रणनीति पेश कर सकता है। इसकी जांच करो ग्वानिका बे, प्यूर्टो रिको से केस स्टडी जहां ग्रीन इंफ्रास्ट्रक्चर का इस्तेमाल सेप्टिक टैंक डिस्चार्ज के लिए अतिरिक्त उपचार प्रदान करने के लिए किया गया था, दूषित हटाने और खाड़ी में प्रवेश करने वाले अपशिष्ट जल की मात्रा को कम करने के लिए।

विनियमन

समुदायों, शहरों, राज्यों और राष्ट्रों के भीतर और उनके बीच नियामक विसंगतियां, अपशिष्ट जल प्रबंधन के लिए एक जटिल चुनौती पेश करती हैं। हालांकि, नियमित निगरानी और अपशिष्ट जल जनित संदूषकों के लिए थ्रेसहोल्ड की स्थापना में प्रदूषण की घटनाओं को मापने और प्रतिक्रिया और रोकथाम के प्रयासों को प्रेरित करने की क्षमता है। मौजूदा उपचार मानकों या अपशिष्ट नियमों के अधिकांश उदाहरण समशीतोष्ण क्षेत्रों से हैं, लेकिन अपशिष्ट जल-विशिष्ट नीतियों के बिना क्षेत्रों में भी, मौजूदा प्रदूषण के माप को बढ़ाने, हस्तक्षेपों को सूचित करने और भविष्य की निगरानी के पूरक के लिए रणनीतियों को अनुकूलित किया जा सकता है।

प्रबंधकों को नियामकों और उपयोगिताओं से जोड़ने के लिए क्षेत्रीय संघ प्रमुख भागीदार हैं। संगठन जैसे एक नई विंडो में खुलता हैकैरेबियन जल और अपशिष्ट जल संघ, एक नई विंडो में खुलता हैप्रशांत जल और अपशिष्ट जल संघ, और एक नई विंडो में खुलता हैप्रशांत जल और अपशिष्ट संघ उन प्रबंधकों के लिए मूल्यवान संसाधन हैं जो उन पर लागू नियामक आवश्यकताओं को नेविगेट करना चाहते हैं और डेटा, टूल और अन्य संसाधनों तक पहुंच बनाना चाहते हैं।

जल निकायों और जलीय जीवन के लिए दूषित थ्रेसहोल्ड स्थापित करने के लिए यूएस ईपीए द्वारा कई उपकरण लागू किए गए हैं। आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला थ्रेशोल्ड टूल कुल अधिकतम दैनिक भार (TMDL) है, जो किसी जल निकाय में प्रवेश करने के लिए अनुमत विशिष्ट संदूषक की मात्रा को सीमित करता है। यह अपशिष्ट जल संदूषकों के लिए विशेष रूप से प्रभावी है जो से प्राप्त होते हैं नॉनपॉइंट सोर्स। TMDLs अपने स्रोत (नों) के बजाय जल शरीर में प्रवेश करने वाले दूषित पदार्थों की मात्रा से चिंतित हैं। कुछ के एक नई विंडो में खुलता हैकई अतिरिक्त EPA उपकरण पोषक तत्वों की परतें शामिल करें ( एक नई विंडो में खुलता हैएनपीडीएटी), एक जल गुणवत्ता मॉडलिंग कार्यक्रम ( एक नई विंडो में खुलता हैततैया), और जैविक हानि के लिए एक नैदानिक ​​उपकरण ( एक नई विंडो में खुलता हैकेड्डीस).

यूएस कोरल रीफ टास्क फोर्स (USCRTF) का एक उभरता हुआ नियामक उपकरण जैविक स्थिति स्नातक (BCG) है, जो रीफ वातावरण के लिए विशिष्ट जल गुणवत्ता मानदंडों पर आधारित है। बीसीजी एक बेसलाइन की स्थापना और समय के साथ प्रदूषण और पारिस्थितिकी तंत्र के आंकड़ों को संकलित करके प्रवाल भित्ति पारिस्थितिकी प्रणालियों पर प्रदूषण के प्रभाव को समझने के लिए एक रणनीति प्रस्तुत करता है। इस उपकरण का उपयोग भविष्य के संदूषण के प्रभावों की भविष्यवाणी करने के साथ-साथ प्रभाव को इंगित कर सकता है कि लंबी अवधि के एक्सपोज़र में रीफ सिस्टम हो सकता है।

बीसीजी वैचारिक मॉडल रेखांकन तनावों, विशेष रूप से प्रदूषण के बीच प्रवाल भित्तियों की भेद्यता और प्रतिक्रिया को प्रस्तुत करता है, प्रदूषण के बीच संबंध, प्राकृतिक आवासों से विचलन और पारिस्थितिक तंत्र और जैव विविधता की अखंडता और कार्यक्षमता का प्रदर्शन करता है। स्रोत: यूएस कोरल रीफ टास्क फोर्स

ऑस्ट्रेलियन गाइडलाइंस फॉर सीवरेज सिस्टम, एफ्लुएंट मैनेजमेंट, पर्यावरणीय मानकों पर विचार करने की आवश्यकता को स्वीकार करता है। जबकि तटीय जल में छोड़े गए अपशिष्ट जल के लिए उपचार मानक स्थानीय रूप से निर्धारित किए जाते हैं, सरकार निर्वहन से पहले और बाद में पानी की गुणवत्ता की निगरानी, ​​​​रोगजनकों को कम करने के लिए माध्यमिक उपचार और कीटाणुशोधन को प्रोत्साहित करती है। खाइयों और मुहल्लों को धीमी तनुकरण के कारण संदूषण के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील माना जाता है और इसके लिए (न्यूनतम) द्वितीयक उपचार और अक्सर अतिरिक्त पोषक तत्वों को हटाने की आवश्यकता होती है। रेफरी नेशनल आउटफॉल डेटाबेस मैप ने पूरे ऑस्ट्रेलिया में डिस्चार्ज की मात्रा और परोसी गई आबादी, उपचार के प्रकार और विभिन्न प्रदूषक स्तरों पर रिपोर्ट (2019 के माध्यम से) ट्रैक की। ऑस्ट्रेलिया में अपशिष्ट जल प्रबंधन रणनीतियों को तेजी से समुद्री संरक्षण के साथ जोड़ा जा रहा है, जिसका उदाहरण  एक नई विंडो में खुलता हैक्लीयर में सीज़र एलायंस अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र उन्नयनपीडीएफ फाइल खोलता है .

प्रणाली उपयुक्तता

नीचे दिया गया चार्ट प्रवाह, विनियमों और प्राप्त करने वाले वातावरण के आधार पर सिस्टम निर्णय लेने में मार्गदर्शन करने के लिए कुछ विचार प्रस्तुत करता है। सबसे उपयुक्त स्वच्छता हस्तक्षेप का निर्धारण करने में सामाजिक, स्वास्थ्य और पर्यावरणीय मानदंडों को ध्यान में रखने वाले उपकरणों की वर्तमान में कमी है। जैसे-जैसे भविष्य के उपकरण विकसित होते हैं, उपचार की डिग्री और समुद्र की रक्षा के लिए सबसे प्रभावी तकनीकों में समुद्री व्यवसायी अंतर्दृष्टि को शामिल करना महत्वपूर्ण है।

योजनाबद्ध उपर्युक्त विवरणों पर विचार करें कि एकीकृत प्रणाली उपयुक्तता निर्णय समर्थन उपकरण में स्वास्थ्य, पारिस्थितिक तंत्र, संसाधन, प्रभावकारिता, स्वीकार्यता और स्थिरता पर विचार करना शामिल हो सकता है। स्रोत: यूएस EPA से अनुकूलित

तटीय मैसाचुसेट्स दशकों से अपशिष्ट जल प्रदूषण से जुड़ी पोषक तत्वों की लोडिंग चुनौतियों का सामना कर रहा है। जवाब में, केप कॉड आयोग ने स्वच्छता प्रौद्योगिकियों की एक इंटरैक्टिव वेबसाइट तैयार की है, एक नई विंडो में खुलता हैटेक्नोलॉजीज मैट्रिक्स। यह उपकरण विभिन्न प्रौद्योगिकियों की विशेषताओं और कमियों का विवरण देता है जो उन्हें विभिन्न संदर्भों में उपयुक्त बनाते हैं। पोषक तत्वों को हटाने पर विशेष जोर, तटीय बचाव, और बहाली समुद्री चिकित्सकों के लिए इस साइट की प्रासंगिकता प्रदर्शित करती है। इन तकनीकों के माध्यम से क्लिक करने पर उपलब्ध समाधानों के बारे में अधिक जानकारी मिलती है और जो किसी भी परिस्थिति के लिए सबसे अधिक अनुकूल हो सकते हैं।

प्रतियोगिताओं और चुनौतियां

संसाधनों की एक विस्तृत श्रृंखला की आवश्यकता है और सफलता के विभिन्न स्तरों को वितरित करने के लिए कई तरीकों से स्वच्छता प्राप्त की जा सकती है। बिल एंड मेलिंडा गेट्स फाउंडेशन ने स्वच्छता प्रौद्योगिकियों में सुधार के लिए नवाचार को प्राथमिकता दी है, और एक वार्षिक धनराशि  एक नई विंडो में खुलता हैटॉयलेट चैलेंज को फिर से शुरू करें विचारों को हल करना और पानी, बिजली और मौद्रिक आदानों को कम करने वाले मॉड्यूलर सैनिटेशन सिस्टम के विकास का समर्थन करना। एक नई विंडो में खुलता हैरेरा का 2020 समाधान खोज जल प्रदूषण को कम करने के लिए व्यवहार परिवर्तन रणनीतियों पर ध्यान केंद्रित किया। स्वास्थ्य और पर्यावरण संरक्षण की आवश्यकता के रूप में स्वच्छता में तेजी लाने से नए विचारों को प्रोत्साहन मिलता रहेगा।

इस तरह के अवसर अपशिष्ट जल प्रदूषण की अंतःविषय प्रकृति के संकेतक हैं। जबकि प्रौद्योगिकी, नियामक और प्रबंधन रणनीतियाँ आवश्यक हैं, स्थायी समाधानों के लिए सभी क्षेत्रों में सहयोग की आवश्यकता होती है। समुद्री संसाधनों की सुरक्षा के लिए इस प्रयास में समुद्री प्रबंधकों की भागीदारी आवश्यक है।

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