Công nghệ xử lý chất thải của người bằng nước biển

Một giải pháp mới với hệ thống nước xối cầu chưng cất từ nước biển theo công nghệ sục ozon sẽ giải quyết được tình trạng ô nhiễm chất thải vệ sinh của người trên các vùng đảo hiếm nước ngọt. Đó là hệ thống xử lý chất thải của người bằng nước biển của TS. Nguyễn Văn Dán và cộng sự (Trường ĐH Bách khoa TP.HCM). Hệ thống này đang được lắp đặt chuyển giao, phục vụ cuộc sống sinh hoạt trên đảo Trường Sa.

Đây là một công nghệ mới với ưu điểm vượt trội là có thể sử dụng nước biển để xử lý chất thải nhà vệ sinh đạt tiêu chuẩn môi trường. Theo TS. Dán, hiện nay vấn đề xử lý chất thải của người trên thế giới nói chung vẫn theo phương pháp vi sinh. Tại Việt Nam, các phương pháp được sử dụng thường là xử lý bằng nước ngọt, phương pháp khô, hố xí hai ngăn… Tuy nhiên các phương pháp này tồn tại một số hạn chế do chưa phù hợp với điều kiện trên đảo (đảo khan hiếm nước ngọt; khan hiếm tro để che phủ nên khi gió biển thổi vào kéo theo mùi hôi làm ô nhiễm đảo; thời gian phân hủy chất thải trong điều kiện không khí biển là rất dài…). Trong khi nhà vệ sinh và hệ thống xử lý chất thải của người bằng nước biển với hệ thống chưng cất nước ngọt từ nước biển kết hợp nước mưa và nước tái sử dụng giúp chủ động được nguồn nước xối cầu nên rất phù hợp với điều kiện trên đảo.
Hệ thống xử lý chất thải của người bằng nước biển là sản phẩm của đề tài “Nghiên cứu công nghệ và thử nghiệm hệ thống xử lý chất thải của người bằng nước biển phục vụ cuộc sống sinh hoạt trên đảo” do TS. Nguyễn Văn Dán và cộng sự thuộc Trường ĐH Bách khoa TP.HCM thực hiện. Đề tài đã hoàn thành giai đoạn nghiên cứu thiết kế và xây dựng thử nghiệm hệ thống xử lý chất thải vệ sinh của một tiểu đội (12 người) hải quân trên đảo Trường Sa lớn, hệ thống xử lý và quy trình xử lý chất thải của người trên đất liền vào tháng 10/2008. Việc xây dựng lắp đặt chuyển giao hệ thống đang được TS. Dán và cộng sự triển khai cho quy mô toàn đảo.
Theo đó, nhà vệ sinh và hệ thống xử lý có cấu tạo gồm: nhà vệ sinh, bể phốt, bể chứa nước thải, bể lắng, bể sục ozon, bể lọc, bể chứa nước, bể chứa nước xối cầu, module chưng cất nước ngọt từ nước biển, thùng chứa nước biển, hố chứa bùn. Nguyên lý hoạt động như sau: nước xối chất thải theo bồn cầu đi xuống bể phốt sẽ được vi khuẩn lactobacillus phân hủy. Thời gian lưu từ 15-30 ngày. Bể phốt gồm hai ngăn thiết kế theo nguyên tắc bình thông nhau. Chất thải phân hủy trước, sau thời gian lưu sẽ ra bể chứa nước thải trước, chất phân hủy sau thì ra sau. Nước thải chứa trong bể chứa tiếp tục được phân hủy kỵ khí trong 7 ngày sau đó được bơm lên bồn lắng. Nước thải sau khi lắng trong sẽ được tháo sang bể sục ozon + quang xúc tác, phần cặn được tháo ra ngoài và chôn lấp. Nước sau khi xử lý hết mùi hôi và đạt chỉ tiêu coliform sẽ được bơm lại lên bồn chứa nước xối cầu. Công nghệ xử lý bằng nước ngọt chưng cất từ nước biển kết hợp nước mưa và nước tái sử dụng cho phép duy trì nguồn nước xối cầu nhà vệ sinh một cách linh hoạt theo mùa. Mùa khô sẽ là nước sau xử lý tái sử dụng đạt tiêu chuẩn về mùi và tiệt trùng coliform (chiếm 70%) + nước cất từ nước nước biển bằng thiết bị năng lượng mặt trời (chiếm 30%). Mùa mưa thì ưu tiên sử dụng nước mưa và bổ sung nước chưng cất, nước tái sử dụng.
Thiết bị chưng cất nước ngọt từ nước biển bằng năng lượng mặt trời có năng suất chưng cất từ 3-5 lít/ngày vào mùa khô và 1-2 lít/ngày vào mùa mưa. Thiết bị bao gồm một hộp kính kín, bên trong chứa chất hấp thụ năng lượng mặt trời trên cơ sở vật liệu nano do nhóm đề tài nghiên cứu chế tạo. Nước biển được đưa vào trong hộp kính, bị bốc hơi và ngưng tụ tại mặt dưới tấm kính rồi chảy xuống một máng gom nước sau đó chảy xuống thùng chứa. Nước cất được là nước ngọt vì thành phần muối trong nước biển không bị bốc hơi, giống như cách phơi nước biển để lấy muối. Thực nghiệm về khả năng phân hủy của vi sinh vật kỵ khí trong nước ngọt chưng cất từ nước biển cho thấy, nước ngọt chưng cất từ nước biển và nước ngọt (nước máy) đều là môi trường phát triển tốt cho các vi sinh vật. Do đó, nước ngọt chưng cất từ nước biển hoàn toàn có thể sử dụng cho việc xối cầu nhà vệ sinh.
TS. Dán cho biết, hiện nhóm tác giả đang tiến hành xây dựng lắp đặt 10 nhà vệ sinh trên đảo Trường Sa Đông với tổng kinh phí khoảng 3,2 tỷ đồng. Một nhà vệ sinh hoàn chỉnh được xây dựng trên diện tích mặt bằng 3,6m x 2,9m (10,5m2), chiều cao 3,6m với 2 ngăn vệ sinh và 1 ngăn chứa máy phát ozon, 2 bồn cầu, 2 vòi rửa. Hệ thống chưng cất nước ngọt từ nước biển gồm 6 module (1,134m2/1 module) với diện tích mặt kính là  6,8m2 được bố trí trực tiếp trên nóc nhà vệ sinh. Hệ thống thu gom nước mưa được bố trí xối theo mái kính dốc chảy xuống máng và theo ống dẫn xuống bể chứa nước được làm bằng composite. Hệ thống xử lý gồm: bể phốt bằng composite kích thước 1600 x 1200 x 1200mm; bể chứa nước thải bằng composite kích thước 800 x H1000mm; bể lắng bằng composite kích thước 800 x H1300mm; bể sục ozon bằng composite kích thước 800 x H1000mm; bể lọc bằng composite kích thước 800 x H1300mm; bể chứa nước bằng composite kích thước 1200 x 1700 x 1300mm; bể chứa nước xối cầu bằng composite kích thước 1700 x 400 x 1000mm; thùng chứa nước biển 100L bằng nhựa; hố chứa bùn bằng gạch xây… Việc vận hành hệ thống xử lý được tiến hành đơn giản qua từng bước cụ thể. Nước sau khi được xử lý trong và không còn mùi hôi, quy trình xử lý chất thải đạt các tiêu chuẩn môi trường. Chi phí xử lý là 18.000đ/m3 nước xử lý.