IIT गुवाहाटी ने भूजल से 99% आर्सेनिक हटाने की सस्ती तकनीक विकसित की

Guwahati, गुवाहाटी : भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान गुवाहाटी के शोधकर्ताओं ने एक नई प्रणाली विकसित की है जो कम लागत पर दूषित पानी से 99% आर्सेनिक को प्रभावी ढंग से हटा सकती है। इलेक्ट्रोकोएगुलेशन प्रणाली ने कुछ ही मिनटों में प्रदूषकों को हटाने की क्षमता प्रदर्शित की है, जिससे यह उन क्षेत्रों में उपयोग के लिए उपयुक्त है जहां जटिल जल उपचार अवसंरचना तक सीमित पहुंच है।

तीव्र औद्योगीकरण और शहरी विकास के कारण, भूजल पर वैश्विक निर्भरता में काफी वृद्धि हुई है। कई क्षेत्रों में, भूजल में प्राकृतिक चट्टान संरचनाओं या खनन और कृषि जैसी मानवीय गतिविधियों से निकलने वाला आर्सेनिक मौजूद है।

एक प्रेस विज्ञप्ति में, आईआईटी गुवाहाटी ने कहा कि लंबे समय तक इसके संपर्क में रहने से अंगों को नुकसान और कैंसर सहित गंभीर स्वास्थ्य समस्याएं हो सकती हैं।

प्रेस विज्ञप्ति में कहा गया है, "वैश्विक स्तर पर लगभग 14 करोड़ लोग असुरक्षित आर्सेनिक स्तर के संपर्क में हैं, जिनमें भारत, बांग्लादेश और दक्षिण अमेरिका के कुछ हिस्से सबसे अधिक प्रभावित हैं। इस समस्या से निपटने के लिए कई पारंपरिक विधियां विकसित की गई हैं, और हालांकि कुछ सफल रही हैं, लेकिन अनियंत्रित वातावरण में इन्हें लागू करना मुश्किल है। अधिकांश विधियों में रसायनों का उपयोग, लंबे समय तक उपचार और परिष्कृत उपकरणों की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, इन विधियों को स्थल पर ही करना पड़ता है और इनसे अतिरिक्त गाद उत्पन्न होने की संभावना रहती है, जिससे निपटान में लगने वाला समय और ऊर्जा लागत बढ़ जाती है।"

इसमें यह भी कहा गया है कि इलेक्ट्रोकोएगुलेशन एक अलग दृष्टिकोण प्रदान करता है। बाहरी रसायनों को जोड़ने के बजाय, यह पानी में डूबे इलेक्ट्रोड से धातु आयनों को मुक्त करने के लिए विद्युत प्रवाह का उपयोग करता है।

प्रेस विज्ञप्ति में कहा गया है, "ये आयन आर्सेनिक और अन्य प्रदूषकों से जुड़ जाते हैं, जिससे वे आपस में गुच्छे बनाकर जम जाते हैं और अवसादन या प्लवन के माध्यम से पानी से अलग हो जाते हैं। यह प्रक्रिया अपेक्षाकृत सरल है और रसायनों के उपयोग की आवश्यकता को कम करती है। पारंपरिक इलेक्ट्रोकोएगुलेशन प्रणालियों में स्थिर इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है, जो प्रक्रिया को धीमा कर सकते हैं और समय के साथ इलेक्ट्रोड की सतह पर जमाव पैदा कर सकते हैं, जिससे दक्षता कम हो जाती है। प्रणाली की कई ज्ञात कमियों को दूर करने के लिए, आईआईटी गुवाहाटी की टीम ने रसायन अभियांत्रिकी विभाग के प्रोफेसर मिहिर पुरकैत के मार्गदर्शन में, घूर्णनशील एनोड और स्थिर कैथोड वाली एक इलेक्ट्रोकोएगुलेशन प्रणाली तैयार की है।"

आईआईटी गुवाहाटी के केमिकल इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर मिहिर के. पुरकैत ने आर्सेनिक प्रदूषण को कम करने के लिए इस तकनीक के उपयोग पर बोलते हुए कहा, " घूर्णनशील इलेक्ट्रोड प्रणाली के साथ इलेक्ट्रोकोएगुलेशन , आर्सेनिक-दूषित पानी के लिए एक कारगर समाधान प्रदान करता है। इस प्रक्रिया में, एक नियंत्रित विद्युत प्रवाह एक बलि चढ़ाने वाले लोहे के इलेक्ट्रोड को घोलता है, जबकि इसका घूर्णन मिश्रण और द्रव्यमान स्थानांतरण को बढ़ाता है, जिससे लोहे के कोएगुलेंट पदार्थों का एक समान उत्पादन होता है जो पानी में मौजूद आर्सेनिक को प्रभावी ढंग से बांध लेते हैं।"

साथ ही, इस प्रक्रिया के दौरान बनने वाले महीन गैस के बुलबुले आर्सेनिक युक्त कणों से चिपक जाते हैं और उन्हें आसानी से अलग करने के लिए सतह पर उठा देते हैं।

प्रोफेसर पुरकैत के अनुसार, घूर्णनशील लोहे के इलेक्ट्रोड का उपयोग कम परिचालन लागत को बनाए रखते हुए निष्कासन दक्षता में उल्लेखनीय सुधार करता है, जिससे यह तकनीक अनुकूलित परिस्थितियों में आर्सेनिक को हटाने के लिए उपयुक्त हो जाती है।

कृत्रिम जल और वास्तविक भूजल नमूनों का उपयोग करके किए गए प्रयोगशाला परीक्षणों से पता चला कि यह प्रणाली लगभग 0.36 यूनिट बिजली का उपयोग करके 1 घन मीटर दूषित जल का उपचार कर सकती है। मौजूदा बिजली दरों के अनुसार, उपचार लागत लगभग 8-9 रुपये प्रति 1,000 लीटर आती है। अनुकूलतम परिस्थितियों में, आर्सेनिक की सांद्रता दो से तीन मिनट के भीतर विश्व स्वास्थ्य संगठन के 10 माइक्रोग्राम प्रति लीटर के दिशानिर्देश से काफी नीचे आ गई।

घूर्णनशील एनोड प्रणाली ने पारंपरिक इलेक्ट्रोकोएगुलेशन सेटअप की तुलना में काफी कम गाद उत्पन्न की, साथ ही तेजी से जमने और आसान संचालन की सुविधा भी प्रदान की।

ईसी तकनीक पारंपरिक झिल्ली और सोखने वाली प्रणालियों का एक लागत प्रभावी विकल्प है, विशेष रूप से आर्सेनिक को हटाने के लिए।

एक छोटे सामुदायिक स्तर के संयंत्र (10-50 किलोलीटर प्रति दिन) के लिए, एक ईसी प्रणाली की लागत आमतौर पर 8-15 लाख रुपये होती है, जबकि एक पारंपरिक प्रणाली की लागत 12-20 लाख रुपये के बीच होती है।

मध्यम स्तर की क्षमता (100-500 किलोलीटर प्रति दिन) पर, ईसी प्रणाली की लागत 30-80 लाख रुपये होती है, जबकि आरओ-आधारित प्रणालियों की लागत अक्सर 1-2 करोड़ रुपये से अधिक होती है।

संचालन की दृष्टि से, ईसी प्रणाली में महंगी झिल्लियों या बार-बार रासायनिक खुराक की आवश्यकता नहीं होती है, और रखरखाव मुख्य रूप से इलेक्ट्रोड बदलने तक ही सीमित है। इसके विपरीत, झिल्ली प्रणालियों में झिल्ली के दूषित होने, बदलने और ऊर्जा-गहन संचालन के कारण परिचालन लागत बहुत अधिक होती है।

विकसित तकनीक विशेष रूप से ग्रामीण और अर्ध-शहरी क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है, जहां किफायती होना, मजबूती और संचालन में आसानी महत्वपूर्ण हैं।

इस अध्ययन के निष्कर्ष प्रतिष्ठित 'सेपरेशन एंड प्यूरिफिकेशन टेक्नोलॉजी जर्नल' में प्रोफेसर मिहिर कुमार पुरकैत और उनके शोधार्थी मुकेश भारती द्वारा सह-लिखित एक शोध पत्र में प्रकाशित हुए हैं। अगले चरण में, टीम विकसित प्रणाली का वास्तविक परिस्थितियों में परीक्षण करने और फ्लोराइड और आयरन जैसे कई प्रदूषकों से युक्त भूजल में इसके दीर्घकालिक प्रदर्शन का मूल