Nhà vệ sinh không dùng nước- đặc điểm và triển vọng ứng dụng

Nhà vệ sinh không dùng nước đã được sử dụng từ rất lâu trên nhiều khu vực trên thế giới và Việt Nam. Trước quá trình đô thị hóa và chuyển dịch cơ cấu từ nông nghiệp sang công nghiệp mà mô hình nhà vệ sinh cũng thay đổi theo. Ở các khu đô thị đông dân cư và các khu vực dân cư thuộc đồng bằng nơi có nguồn nước ngọt dồi dào các nhà vệ sinh chủ yếu theo mô hình tự hoại.

Tuy nhiên, trước tình hình nước ngọt ngày càng khan hiếm ở các vùng như Châu Phi, sa mạc hay các vùng núi cao thì mô hình nhà vệ sinh không dùng nước đang dần được quay lại sử dụng một cách phổ biến hơn. Một số nước có nền công nghiệp tiên tiến như Nhật Bản vẫn sử dụng nhà vệ sinh không dùng nước trong các khu công viên để tiết kiệm nguồn nước ngọt cũng như tận dụng được nguồn hữu cơ từ nhà tiêu dùng làm phân bón cho cây trong công viên. Hiện nay, vẫn có nhiều  nghiên cứu chế tạo nhà vệ sinh không dùng nước hoặc ít dùng nước để áp dụng cho các vùng dân cư thiếu nước như nhà vệ sinh do quỹ Bill Gates tài trợ, hay nhà vệ sinh khô do Natures Head chế tạo vẫn được bán một cách rộng rãi trên thế giới.

Tại Việt Nam, những vùng núi cao và khu vực hải đảo luôn khó khăn và thiếu về nước ngọt, đất canh tác có độ dốc cao dễ bị xối mòn làm cho đất trở nên bạc màu. Những địa phương này là nơi thích hợp để triển khai mô hình nhà vệ sinh không dùng nước, vừa tiết kiệm được nguồn nước ngọt vừa tận dụng nguồn thải làm phân hữu cơ tăng độ phì nhiêu cho đất.

Bio-toilet tại vườn thú Tomazoo, Tokyo, Nhật Bản và nhà vệ sinh không dùng nước tại Hàn Quốc

Nguyên lý chung của nhà vệ sinh không dùng nước rất đơn giản: chất thải người được chứa trong một bồn đã bổ sung sẵn chất độn và vi sinh vật có hoạt tính khử mùi. Khi chất thải đầy bồn chứa được chuyển ra ngoài và ủ thêm một thời gian và sau đó sử dụng như một nguồn phân hữu cơ. Qua nghiên cứu nhóm các nhà khoa học của Phân viện Công nghệ sinh học/TTNĐ Việt-Nga đã phân lập và tuyển chọn được 101 lượt chủng xạ khuẩn. Các chủng xạ khuẩn có khả năng sinh enzym ngoại bào (Cellulase, Protease, Amylase, Lipase), trong đó có 55 chủng sinh hơn hai loại enzym. Các enzym trên tham gia vào quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ để tạo thành phân hữu cơ bón cho cây trồng. Trong các chủng xạ khuẩn phân lập đã tuyển chọn được chủng xạ khuẩn XM6 có khả năng 4 loại enzym ngoại bào vừa có khả năng kháng một số chủng vi sinh vật gây bệnh như Rhizoctonia solani và Fusarium oxysporum, qua so sánh cho thấy chủng XM6 gần gũi nhất với loài Streptomyces thermocarboxydus.

Mối quan hệ phát sinh loài dựa trên phân tích trình tự 16S rDNA chủng xạ khuẩn XM6 với các chủng có họ hàng gần trên Genbank bằng phương pháp ML

Qua khảo sát các vùng đồi núi thuộc tỉnh Hà Giang là một địa phương có thuộc miền núi, dân cư sống ở các vùng núi cao rất thiếu về nước phù hợp để triển khai thí điểm mô hình nhà vệ sinh không dùng nước chế tạo theo kiểu hiện đại. Trên cơ sở các tính toán về số liệu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm và khảo sát, nhóm nghiêm cứu đã triển khai lắp đặt thử nghiệm 01 nhà vệ sinh không dùng nước tại đồn biên phòng Xín Cái thuộc huyện Mèo Vạc, Tỉnh Hà Giang.

Nhà vệ sinh không dùng nước đặt tại Đồn Biên phòng Xín Cái - Hà Giang

Nhà vệ sinh đảm bảo cho 10-15 người sử dụng/ngày. Nước tiểu được thu gom, pha loãng và tưới cho cây trồng. Nước rửa tay được tận dụng làm nước rửa bề mặt bồn cầu. Nước rửa sau đó được thu gom riêng vào 1 thùng chứa, tận dụng làm nước tưới cây. Tất cả các hoạt động của nhà vệ sinh được thực hiện tự động. Sau 3 tháng (khi thùng chứa chất thải đầy), thùng chứa chất thải được đưa ra thay thế bằng thùng mới. Chất thải được ủ tiếp tục theo quy trình ủ trong 3 tháng tiếp. Hỗn hợp chất thải sau ủ được đem sử dụng cho nông nghiệp.

Kết quả bước đầu theo dõi và đánh giá sau 6 tháng hoạt động cho thấy, các thiết bị hoạt động ổn định, không gây mùi hôi trong quá trình sử dụng tại đơn vị.

Bài và ảnh: Ths. Ngô Cao Cường/PV-CNSH