नदी का पानी पीने योग्य कैसे बनता है?

नल खोलें और केतली में पानी डालें - क्या आसान हो सकता है? नदी का पानी लें, उसे पीने की स्थिति में साफ करें, और फिर गंदे सीवेज को साफ पानी में बदल दें - इससे ज्यादा मुश्किल क्या हो सकता है? और अधिक महंगा है। हम यह पता लगाते हैं कि नदियों का पानी हमारे नल में कैसे जाता है और इसकी सफाई के लिए आपको कितना भुगतान करना पड़ता है।

ताजे पानी के मुख्य स्रोत

हमारे ग्रह का 71% हिस्सा पानी में समाया हुआ है। मूल रूप से, नमक का पानी, पीने के लिए बिल्कुल अनुपयुक्त। विश्व जल की कुल मात्रा में, केवल 3% ताजा है । यदि ध्रुवों पर बर्फ का 68% और भूमिगत मीठे पानी के झरनों का 30% इस मामूली मात्रा से हटा दिया जाता है, तो 0.8% पर्माफ्रॉस्ट, झीलों में 0.2%, नदियों में 0.006% और वायुमंडल में थोड़ा अधिक रहेगा। यही है, ग्रह पर आसानी से उपलब्ध ताजे पानी की मात्रा छोटी है, और जो सबसे अधिक बार होती है वह इलाज के बिना पीने के लिए उपयुक्त नहीं है। इसलिए हम इस तथ्य को एक प्रारंभिक बिंदु के रूप में लेंगे कि पीने का पानी एक महंगा और दुर्लभ संसाधन है।

रूस सतह के ताजे पानी की मात्रा का नेतृत्व करता है, इसलिए, सबसे अधिक बार, शहरी जलापूर्ति के लिए पानी बड़ी झीलों और नदियों से लिया जाता है। छोटी बस्तियों के लिए, आर्टेसियन कुओं का उपयोग किया जाता है। लेकिन यहां तक ​​कि उन क्षेत्रों में जहां अपेक्षाकृत स्वच्छ नदियां बहती हैं या कुएं खोदे जाते हैं, केंद्रीय जल आपूर्ति के लिए उपयोग करने से पहले पानी की तैयारी की आवश्यकता होती है, क्योंकि पानी में वायरस, खतरनाक बैक्टीरिया, भारी धातु और अन्य रासायनिक संदूषक हो सकते हैं। तो ग्रंथियों का पानी जिगर और हृदय प्रणाली को मारता है, अतिरिक्त फ्लोराइड दांतों और हड्डियों को खराब कर देता है, कचरा जलाने से बचा हुआ डाइऑक्सिन तंत्रिका तंत्र को नुकसान पहुंचाता है और कैंसर का कारण बनता है, बहुत मुश्किल पानी गुर्दे की पथरी को भड़काता है, और बच्चों और बच्चों के विकास को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। एनीमिया का कारण बनता है। और बैक्टीरिया और वायरस के बारे में, और इसलिए सब कुछ स्पष्ट है - रोग, एलर्जी और पाचन विकार प्रदान किए जाते हैं। हां, और उपयोग किया गया पानी भी साफ करने के लिए अच्छा होगा, और नदी में वापस नहीं बहेगा।

शहरी जल उपचार चक्र में दो चरण होते हैं: जल निकायों से पानी की निकासी और जल आपूर्ति प्रणालियों में उपयोग के लिए उपचार, और फिर जल के परिणामस्वरूप मल और पानी के निर्वहन का उपचार। यानी पानी की आपूर्ति और सीवेज।

जल आपूर्ति के लिए जल उपचार

सबसे पहले, मास्को के उदाहरण पर, हम यह पता लगाएंगे कि पानी की आपूर्ति प्रणाली में पानी कैसे जाता है। मोसवोडोकनाल वेबसाइट के अनुसार, “मॉस्को क्षेत्र की केंद्रीकृत जल आपूर्ति मुख्य रूप से सतही जल स्रोतों से की जाती है। वे मोस्कोवर्त्स्को-वुज़ुस्काया और वोल्ज़स्काया जल प्रणाली हैं, जिसमें 15 जलाशय और पानी की आपूर्ति पथ शामिल हैं - मॉस्को नदी इसकी सहायक नदियों और नहर के नाम पर मास्को। " राजधानी के जल सेवन स्टेशनों की कुल दैनिक जल हानि 11 मिलियन क्यूबिक मीटर है, जो खपत से लगभग चार गुना अधिक है।

पूरे शहर में बहने वाली मॉस्को नदी का पानी मस्कोवाइट्स पीते हैं, हालांकि यह विचार पहले डरावना है। वास्तव में, शिपिंग नदियों की सामग्री अपार्टमेंट में प्रवेश करने से पहले, पानी चार जल उपचार संयंत्रों में से एक में व्यापक उपचार से गुजरती है। नदियों से पानी के सेवन के स्थानों को बंद कर दिया जाता है और सावधानी से संरक्षित किया जाता है - ये वस्तुतः सामरिक वस्तुएं हैं।

मोटे तौर पर निस्पंदन के बाद, पानी को ओजोनाइज़ किया जाता है, सभी आकारों के जीवों का निपटान किया जाता है, और कोगुलांट्स और फ्लोकेन्ट्स के साथ मिलाया जाता है। ये अभिकर्मक शेष संदूकों को गुच्छे में "ठोक" देते हैं, जो तब बस जाते हैं। अभिकर्मकों के साथ पानी का मिश्रण दस मिनट के भीतर होता है - कम समय के साथ गुच्छे नहीं बनते हैं, लंबे समय तक मिश्रण के साथ, वे टूटने लगते हैं। अवसादन के बाद, पानी को फिर से गर्म किया जाता है और फ़िल्टर करने के लिए भेजा जाता है।


कीचड़ गुच्छे के बाद पानी की पतली चाल। स्रोत: मोसवोडोकनाल

फिल्टर रेत की दो मीटर की परत है जिसके माध्यम से पानी प्राकृतिक रूप से गुजरता है। इस तरह के फिल्टर को दिन में एक बार पीछे से साफ पानी के दबाव से साफ किया जाता है। फिर पानी को एक और टैंक में डाला जाता है, जहां यह भी अपने वजन के तहत, चारकोल की डेढ़ मीटर की परत से गुजरता है।

शुद्धि का अंतिम चरण केवल 0.01 माइक्रोन के आकार के साथ कणों को बनाए रखने में सक्षम झिल्ली हैं (यह एक टाइपो नहीं है)। हर घंटे, झिल्लियों को पानी के एक रिवर्स प्रवाह के साथ साफ किया जाता है। इस बिंदु से, पानी को पीने योग्य माना जाता है, अर्थात, स्वास्थ्य के लिए पूरी तरह से सुरक्षित है। सभी चरणों में जल विश्लेषण हर चार घंटे में किया जाता है, और एक घंटे में एक बार (उदाहरण के लिए, वसंत बाढ़) बढ़े हुए जोखिम की स्थितियों में।



झिल्ली मॉड्यूल और उनकी सामग्री। स्रोत: मोसवोडोकनाल

वैसे, वे क्लोरीन के साथ पानी को साफ नहीं करते हैं - यह, या सुरक्षित सोडियम हाइपोक्लोराइट, शहर पाइपलाइनों के माध्यम से पारित होने के दौरान पानी के संदूषण को रोकने के लिए बहुत अंत में जोड़ा जाता है। कम से कम मॉस्को में, ठंडा नल का पानी आधिकारिक तौर पर अतिरिक्त शुद्धि और उबाल के बिना पीने के लिए पूरी तरह से सुरक्षित माना जाता है।

सीवेज उपचार

नदी के पानी को पीने के पानी में बदलना आसान नहीं है, लेकिन सीवेज को स्वच्छ और पर्यावरण के अनुकूल पानी से साफ करना और भी मुश्किल है। राजधानी में चार जल उपचार संयंत्रों द्वारा सेवा की जाती है, जहां सीवर से मल बहता है। उनमें से सबसे बड़ा और सबसे आधुनिक, Kuryanovskaya, आधुनिकीकरण के बाद प्रति दिन 3.1 मिलियन क्यूबिक मीटर तक संसाधित करने में सक्षम है । यदि आवश्यक हो, तो हुबर्टसी संरचनाओं को एक और 3 मिलियन क्यूबिक मीटर, ज़ेलेनोग्रैडस्क और बुटोवस्की एक साथ प्राप्त होंगे - 220 हजार क्यूबिक मीटर। यही है, मॉस्को के अपशिष्ट जल को साफ सुरक्षित पानी में बदलने वाली उपचार सुविधाओं का पावर रिजर्व शहर की मौजूदा खपत से दोगुना है।

वे इस तरह काम करते हैं। सबसे पहले, पाइप उपचार संयंत्र के प्राप्त कक्ष में पाइपों के माध्यम से प्रवाह करते हैं - ये बड़े टैंक हैं, हाल ही में जब तक, खुले, जिसमें से लगभग एक किलोमीटर तक असहनीय गंध फैलती है। सौभाग्य से, मास्को अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों को विशेष कवर के साथ कवर किया गया था, इसलिए आस-पास के घरों के निवासी आखिरकार सीवर की गंध के बारे में भूल गए।

मलबे की एक बड़ी मात्रा के साथ असहनीय रूप से गंदे पानी को सीवर में उखाड़ दिया जाता है, जो किसी न किसी यांत्रिक सफाई से गुजरता है, जिसके दौरान आंख को दिखाई देने वाली सभी विदेशी वस्तुओं को हटा दिया जाता है। शुष्क अवशेषों को दबाया जाता है और भंडारण लैंडफिल में ले जाया जाता है।

इसके अलावा, अवसादन टैंकों में, कीचड़ का हिस्सा स्वाभाविक रूप से बस जाता है, जिसके बाद पानी, अभी भी गंदे और बदबूदार दुर्गंध, वातन के लिए भेजा जा सकता है। इस प्रक्रिया के दौरान, वातन टैंकों में (यह एक टाइपो नहीं है!), पानी को विशेष कीचड़ और बैक्टीरिया के साथ मिलाया जाता है जो अधिकांश दूषित और जीवों को "खा जाते हैं"।


गर्म, ऑक्सीजन युक्त पानी में बैक्टीरिया पानी को तेजी से साफ करते हैं। स्रोत: मोसवोडोकनाल

सक्शन पंपों द्वारा कीचड़ को धीरे-धीरे हटाया जाता है। आपने उपचार सुविधाओं की तस्वीरें देखी होंगी जहां केंद्र से किनारे तक परिपत्र पूल में एक पुल बनाया गया था। यह इलोसोस है, जो घड़ी के हाथ की तरह धीरे-धीरे घूमता है, और नीचे से गाद जमा करता है। कीचड़ पंप के संचालन के अंत तक, पानी दृश्य स्वच्छ हो जाता है, लेकिन अभी तक सुरक्षित नहीं है।


कीचड़ उपचार ट्रेलरों मलजल उपचार संयंत्रों का सबसे पहचानने योग्य हिस्सा हैं। स्रोत: मोसवोडोकनाल

आखिरी चरण में, मास्को अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में शक्तिशाली क्वार्ट्ज लैंप के साथ कीटाणुरहित किया जाता है और फिर नदी में फेंक दिया जाता है। औपचारिक रूप से, पानी की आपूर्ति के लिए प्राथमिक उपचार के लिए नदी से लिए गए पानी की तुलना में पूर्व सीवर नाली साफ है। वैसे, सीवेज पानी को क्लोरीन या ओजोनाइज़ करना असंभव है, अन्यथा गैस और रसायनों के अवशिष्ट निशान नदी में गिर जाएंगे और बैक्टीरिया के साथ सभी जीवित चीजों को नष्ट कर देंगे।


मोसवोडोकनाल की आधुनिक सफाई का एक स्पष्ट आरेख। स्रोत: मोसवोडोकनाल

अपनी जेब में पानी शुद्ध करने वाला

पीने के स्तर तक किसी भी पानी की सफाई के लिए एक पोर्टेबल उत्पाद का विचार हमेशा प्रासंगिक रहा है। प्रथम विश्व युद्ध के दौरान, सैनिकों ने रेत, बजरी और ईंट के फिल्टर बनाए, क्लोरीन वाली गोलियां और एक डीक्लोराइजिंग एजेंट व्यक्तिगत उपयोग के लिए बनाए गए थे। अब, रूसी सैन्य आरपीआई में डिक्लोरोइसोसायन्यूरिक एसिड के सोडियम नमक के साथ पानी कीटाणुरहित करने के लिए गोलियाँ का निवेश किया जा रहा है।


यह कोई पब्लिसिटी स्टंट नहीं है - LifeStraw पोर्टेबल फिल्टर वास्तव में आपको किसी भी स्रोत से पानी पीने की सुविधा देता है। खैर, या लगभग किसी भी ... स्रोत: Vestergaard

2008 में, स्विस कंपनी वेस्टरगार्ड से लाइफस्ट्रा ट्यूब फिल्टर एक वास्तविक सफलता थी, जिसके माध्यम से आप लगभग किसी भी जलाशय से, यहां तक ​​कि एक पोखर से भी पानी पी सकते हैं। LifeStraw और ठेठ कार्बन फिल्टर के बीच अंतर 0.2 माइक्रोन के छिद्रों के साथ एक ट्यूबलर झिल्ली का उपयोग होता है, जो कोयले से बेहतर बैक्टीरिया और परजीवी के साथ सामना कर सकता है। LifeStraw के शुरुआती संस्करणों ने भारी धातुओं और वायरस से रक्षा नहीं की, लेकिन अद्यतन LifeStraw Flex उन्हें फ़िल्टर करने में सक्षम था। LifeStraw के विभिन्न संस्करणों में 1800 से 4000 लीटर और $ 19.95 की लागत से एक संसाधन है।


पतली नलियों का एक गुच्छा - यह लाइफस्ट्रा झिल्ली फिल्टर प्रणाली है। मॉस्को उपचार सुविधाओं के झिल्ली फिल्टर पर बिल्कुल वैसा ही। स्रोत: YouTube

अब बिक्री पर आप फिल्टर के साथ कई पर्यटक बोतलें और ट्यूब पा सकते हैं, हालांकि, यह फिल्टर तत्व पर ध्यान देने योग्य है। यदि विवरण में केवल कोयले का उल्लेख किया गया है, तो आपको पोखर और खड़े जलाशयों से पानी एकत्र करने का जोखिम नहीं उठाना चाहिए - अपने आप को पानी के नल के लिए सीमित करें। कोयला पानी को खराब करता है, भारी धातुओं और क्लोरीन को हटाता है, लेकिन वायरस और बैक्टीरिया को पार करता है।

जल शोधन में कितना खर्च होता है?

लाखों टन कचरे को पानी में बदलने का वैज्ञानिक और तकनीकी जादू बहुत अच्छा लगता है, लेकिन इस तरह की जटिल प्रक्रिया में कितना खर्च होता है? मॉस्को के खुले बजट में , संग्रह, अपशिष्ट और अपशिष्ट जल उपचार के निपटान के लिए एक वर्ष में लगभग 900 मिलियन रूबल आवंटित किए गए थे, और यह केवल मौजूदा बुनियादी ढांचे का रखरखाव है। और नई संरचनाओं को अपडेट करने और बनाने की लागत अरबों हो सकती है।

यह इस तथ्य के बावजूद है कि कुशल उपयोग और अर्थव्यवस्था के उपायों ने मॉस्को में भी पानी की बर्बादी को कम करना संभव बना दिया है, हालांकि राजधानी की आबादी 20 वर्षों में एक तिहाई बढ़ गई है। उसी मोसवोडोकनाल के अनुसार, 2018 में, मस्कोवियों ने लगभग 3 मिलियन क्यूबिक मीटर पानी खर्च किया। अगर 1995 में शहर के प्रत्येक निवासी ने 450 लीटर प्रतिदिन सीवर में डाला, तो अब लगभग 202 लीटर।

महत्वपूर्ण तथ्य यह है कि जल उपचार के लिए पानी की आपूर्ति पर बहुत पैसा खर्च किया जाता है। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में, यह खपत की गई सभी बिजली का 4% है ।

क्या यह सस्ता है?

यदि जल आपूर्ति कंपनियों के पास हाथ में ऊर्जा के सस्ते और पर्यावरण के अनुकूल (दुर्लभ संयोजन) नहीं है, तो आपको वही करना होगा जो आपके पास है, अर्थात स्थानीय ऊर्जा कंपनियों का उपयोग करें और उन्हें स्थापित टैरिफ पर भुगतान करें। भविष्य में कुछ बचत स्टेशन के उपकरणों के उन्नयन से हो सकती है, लेकिन इसके लिए गंभीर निवेश की आवश्यकता है। केवल एक ही तरीका है: उपचार की गुणवत्ता से समझौता किए बिना ऊर्जा की खपत की दक्षता में वृद्धि करना।

जापान के लिए, जल उपचार की ऊर्जा लागत भी एक समस्या बन गई है - यह देश की बिजली का 0.7% लेता है, और द्वीप पर बिजली रूसी की तुलना में बहुत अधिक महंगा है। तोशिबा इन्फ्रास्ट्रक्चर सिस्टम्स एंड सॉल्यूशन कॉर्पोरेशन में जल और पर्यावरण प्रणालियों के मुख्य विशेषज्ञ युकिओ हिरोका ने दिन भर पानी के प्रवाह के लिए गतिशील रूप से वायु प्रवाह बदलने के विचार का प्रस्ताव रखा । बैक्टीरियल जीवन के लिए आवश्यक वातन, उपचार सुविधाओं की विद्युत शक्ति का 60% तक खाता है, हालांकि, अपशिष्टों का प्रवाह दिन के समय के आधार पर भिन्न होता है - सुबह और शाम के घंटों में अधिक होते हैं, रात में लगभग कोई नई नालियां नहीं होती हैं, पहले से ही शुद्ध पानी का अधिक वातन कुछ भी उत्पादन नहीं करेगा। इसलिए, एक ही शक्ति पर निरंतर वातन के बजाय, आप जल शोधन की प्रभावशीलता को बनाए रखते हुए, वायु आपूर्ति को बदल सकते हैं।


तोशिबा ऐड-ऑन वातन प्रणाली। स्रोत: तोशिबा

पानी की गुणवत्ता निर्धारित करने के लिए, एनएच 4-एन मार्कर का उपयोग किया जाता है, जिसकी मात्रा आगे के उपचार के लिए प्रवाह की तत्परता को इंगित करती है। इस तथ्य के आधार पर, तोशिबा ने एक सेंसर बनाया है जो एनएच 4-एन की एकाग्रता और पानी में घुलित ऑक्सीजन की मात्रा की जांच करता है। विशेष सॉफ्टवेयर सेंसर रीडिंग पढ़ता है और, यदि आवश्यक हो, तो "वाल्व को कसता है", संवेदनहीन अतिरिक्त वातन को रोकना।

तोशिबा के विकास में हवा का प्रवाह 10.3% कम हो गया, जिसने इसे दो साल से थोड़ा अधिक समय के लिए पुन: उपयोग करने की अनुमति दी और बाद में वायु पंपों द्वारा बिजली की खपत को कम करके जल उपचार की लागत को कम किया। तोशिबा समाधान को उपचार सुविधाओं के पुन: उपकरण की आवश्यकता नहीं है - यह केवल एक सेंसर, कंप्यूटर और सॉफ्टवेयर है, लेकिन यदि समाधान राष्ट्रीय पैमाने पर लागू किया जाता है, उदाहरण के लिए, रूस में, जल उपचार में बचत अरबों रूबल की राशि होगी।