अपशिष्ट जल प्रदूषण और ऊर्जा की कमी दो महत्वपूर्ण चुनौतियाँ हैं जो शहरों और ग्रामीण समुदायों को समान रूप से प्रभावित कर रही हैं। पारंपरिक अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र ऊर्जा-गहन और महंगे हैं, जिससे वे कई क्षेत्रों में दुर्गम हो जाते हैं। लेकिन क्या होगा अगर अपशिष्ट जल को शुद्ध करते समय बिजली पैदा करने के लिए इस्तेमाल किया जा सके? दिसंबर 2024 में जर्नल ऑफ़ एनवायरनमेंटल मैनेजमेंट में प्रकाशित एक व्यापक जांच ने माइक्रोबियल ईंधन कोशिकाओं के साथ निर्मित आर्द्रभूमि के विकास की प्रवृत्ति और विकास की स्थिति को दर्शाया। संरचित और असंरचित डेटा का उपयोग करके 85 पेटेंट और 247 शोध लेखों की जांच के बाद अध्ययन संकलित किया गया था।
मॉर्गन स्टेट यूनिवर्सिटी, यूनाइटेड स्टेट्स के सिविल इंजीनियरिंग विभाग के शोधकर्ताओं ने अपशिष्ट जल उपचार के लिए खेल-बदलने वाले दृष्टिकोण पर चर्चा की, जो एक पर्यावरणीय चुनौती को स्वच्छ ऊर्जा और स्थिरता के अवसर में बदल देता है।
प्रकृति का बिजली संयंत्र
इस शोधपत्र में निर्मित आर्द्रभूमि को एक इंजीनियर पारिस्थितिकी तंत्र के रूप में चर्चा की गई है, जो प्राकृतिक आर्द्रभूमि की नकल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो अपशिष्ट जल से दूषित पदार्थों को फ़िल्टर करने के लिए जलीय पौधों और सूक्ष्मजीवों का उपयोग करता है। इस प्रणाली में एक माइक्रोबियल ईंधन सेल को शामिल करके, प्रौद्योगिकी ने स्वच्छ ऊर्जा उत्पन्न करते हुए अपशिष्ट जल उपचार को बढ़ाया।
इस प्रक्रिया को आर्द्रभूमि में बहने वाले अपशिष्ट जल के रूप में वर्णित किया गया है, जहाँ पौधे और सूक्ष्मजीव कार्बनिक प्रदूषकों को विघटित करने के लिए सहयोग करते हैं। सतह के नीचे, माइक्रोबियल ईंधन कोशिकाओं में विशेष बैक्टीरिया कार्बनिक पदार्थ का उपभोग करते हैं, एक जैव रासायनिक प्रतिक्रिया शुरू करते हैं जो इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन करती है। इन इलेक्ट्रॉनों को एक इलेक्ट्रोड सिस्टम के माध्यम से कैप्चर और स्थानांतरित किया जाता है, जिससे बिजली की एक छोटी लेकिन उपयोग करने योग्य मात्रा उत्पन्न होती है।
दोहरे लाभ
यह अभिनव दृष्टिकोण दोहरे लाभ सुनिश्चित करता है – कुशल जल शोधन और नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन, जो शहरी, ग्रामीण और औद्योगिक अनुप्रयोगों में अपशिष्ट जल उपचार के लिए माइक्रोबियल ईंधन कोशिकाओं के साथ निर्मित आर्द्रभूमि को एक टिकाऊ, लागत प्रभावी समाधान बनाता है। प्राकृतिक प्रक्रियाओं की नकल करके, यह बंद-लूप प्रणाली पर्यावरण संरक्षण और ऊर्जा पुनर्प्राप्ति के लिए एक शक्तिशाली उपकरण का प्रतिनिधित्व करती है।
इसके अलावा, समीक्षा में यह भी बताया गया कि यह तकनीक सिर्फ़ एक वैज्ञानिक प्रयोग से कहीं ज़्यादा है – इसमें पानी की कमी और ऊर्जा की पहुँच से जूझ रहे समुदायों के लिए व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं। भारत, चीन और अफ़्रीका में इस तकनीक के लिए कई पायलट प्रोजेक्ट का परीक्षण गाँवों, शहरी इलाकों और औद्योगिक अपशिष्ट जल स्थलों पर किया गया है। इस तकनीक ने आशाजनक परिणाम दिए, सिंचाई, मत्स्य पालन और सुरक्षित निर्वहन के लिए स्वच्छ पानी उपलब्ध कराया। इसके अतिरिक्त, इसने स्ट्रीट लाइट, छोटे उपकरणों और सामुदायिक स्थानों को बिजली देने के लिए बिजली पैदा की।
यह तकनीक पारंपरिक अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों के लिए एक लागत प्रभावी विकल्प भी प्रदान करती है। तमिलनाडु में, ऐसी ही एक प्रणाली स्थानीय किसानों को अपशिष्ट जल के उपचार में मदद कर रही है, साथ ही रात के समय सिंचाई पंपों को भी बिजली दे रही है, जो स्थायी जल प्रबंधन और विकेन्द्रीकृत ऊर्जा उत्पादन के लिए इसकी क्षमता को प्रदर्शित करती है।
स्थायी, हरित भविष्य का रास्ता
समीक्षा ने विकेन्द्रीकृत, स्थायी जल प्रबंधन के लिए एक परिवर्तनकारी समाधान के रूप में निर्मित आर्द्रभूमि युग्मित माइक्रोबियल ईंधन कोशिकाओं के महत्व को रेखांकित किया। हालाँकि, बिजली उत्पादन को अनुकूलित करने, नीति और वित्त पोषण के माध्यम से अपनाने को बढ़ाने और सिस्टम रखरखाव पर समुदायों को शिक्षित करने जैसी चुनौतियों का समाधान किया जाना चाहिए।
“ग्लोबल साउथ में – जहां कई देश अपर्याप्त स्वच्छता, जल प्रदूषण और ऊर्जा की कमी से संबंधित चुनौतियों का सामना कर रहे हैं – निर्मित वेटलैंड-माइक्रोबियल ईंधन सेल, जैव-विद्युत की छोटी मात्रा का उत्पादन करते हुए टिकाऊ, विकेन्द्रीकृत अपशिष्ट जल उपचार प्रदान करने का एक अनूठा अवसर प्रस्तुत करते हैं,” संयुक्त राज्य अमेरिका के मॉर्गन स्टेट यूनिवर्सिटी में पीएचडी शोधकर्ता और प्रकाशन के प्रमुख लेखक निकोलस क्रिस्टोस मिवोर्नुन्यूई ने कहा।
विशेषज्ञ ने कहा कि ग्लोबल साउथ के कई हिस्से, खास तौर पर उप-सहारा अफ्रीका, दक्षिण एशिया और लैटिन अमेरिका में, खराब स्वच्छता बुनियादी ढांचे की समस्या है। “पारंपरिक अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र महंगे, ऊर्जा-गहन और अक्सर ग्रामीण और उपनगरीय क्षेत्रों में अनुपलब्ध होते हैं।” उन्होंने कहा कि निर्मित आर्द्रभूमि और माइक्रोबियल ईंधन कोशिकाओं का एकीकरण पारंपरिक अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों के लिए कम लागत, कम ऊर्जा और पर्यावरण के अनुकूल विकल्प प्रदान करके संसाधन-सीमित सेटिंग्स की जरूरतों के अनुरूप है। जलवायु परिवर्तन और संसाधनों की कमी के बढ़ने के साथ, ऐसे प्रकृति-आधारित समाधान स्वच्छ भविष्य की उम्मीद जगाते हैं। सूक्ष्मजीवों और पौधों का उपयोग करके इन प्रौद्योगिकियों के व्यापक कार्यान्वयन से पानी को शुद्ध किया जा सकता है, नवीकरणीय ऊर्जा उत्पन्न की जा सकती है और पारिस्थितिकी तंत्र को बहाल किया जा सकता है जो अपशिष्ट जल प्रबंधन और नवाचार को फिर से परिभाषित कर सकते हैं। Source: DowntoEarth