ThienNhien.Net – “… Một ngày nào đó có thể chúng ta sẽ nhìn nhận thói quen xả bồn vệ sinh bằng nước sạch như hiện nay là một sự lãng phí. Nước sạch và nước thải là hai trong những thách thức lớn nhất mà thế giới đang phải đối mặt hiện nay…”
Chúng ta có thể tái chế rác thải hộ gia đình, mua thực phẩm được trồng tại địa phương, dùng các bóng đèn chiếu sáng tiêu tốn ít năng lượng, cố gắng không sử dụng ô tô nếu như không cần thiết và thậm chí dùng nước tắm để tưới vườn. Tuy nhiên, vẫn còn một mối nguy hại đối với môi trường tồn tại trong mỗi hộ gia đình. Đó chính là khu nhà vệ sinh, một yếu tố đang góp phần phá hoại hành tinh chúng ta.
Vấn đề không hoàn toàn nằm ở những viên gạch để xây bồn cầu hay nguồn nước bạn dùng mà chủ yếu ở chính nước tiểu thải ra. Và chính việc xả nước bồn cầu không một chút đắn đo của bạn đã làm mất đi một lượng lớn các chất dinh dưỡng quý giá cho cây xanh.
Thoạt nhìn, nước tiểu dường như vô hại đối với môi trường. Câu hỏi đặt ra là: liệu việc xả một dòng nước thải mà phần lớn là nước, với một lượng nhỏ protein và muối có thể gây hại gì cho môi trường. Thật đáng ngạc nhiên khi câu trả lời là: có rất nhiều mối nguy hại.
Vấn đề ở chỗ nước tiểu lại là nguồn cung cấp phần lớn một số chất dinh dưỡng hoá học, những chất phải được lọc trong các nhà máy xử lí nước thải nếu muốn chúng không gây hại cho các hệ sinh thái. Mặc dù chỉ chiếm 1% lượng nước thải nhưng nước tiểu lại chứa tới 80% lượng khí Nitơ và 45% tổng lượng Phốtphát. Khi nước tiểu được thải vào bồn cầu, các chất hoá học này sẽ bị hoà tan cùng một lượng lớn nước khiến cho quá trình lọc chúng tại các nhà máy xử lí nước thải trở nên không hiệu quả một cách không cần thiết.
Nếu bạn đang sử dụng hệ thống bồn cầu truyền thống của phương Tây thì bạn không thể giải quyết được vấn đề này ngay bây giờ. Nhưng đối với những người đang sống hoặc làm việc tại một trong các toà nhà ở châu Âu thì có thể tìm thấy một thiết bị có lợi cho sinh thái và sẽ trở nên không thể thiếu trong tương lai: một loại bồn vệ sinh tách được nước tiểu. Những thiết bị này sẽ tách nước tiểu ra khỏi dòng nước thải chính, cho phép các chất dinh dưỡng trong đó được tái chế mà không bị xử lí như nước thải. Các thiết bị này có thể sẽ giải quyết được các vấn đề về môi trường liên quan đến nước tiểu và thậm chí đưa các nhà máy xử lí nước thải trở thành những nơi chuyên sản xuất năng lượng sạch và xanh.
Vậy thì các hệ thống nước thải theo tiêu chuẩn thông thường xử lí nước tiểu như thế nào? Nước tiểu , hay còn được gọi là “nước vàng” theo ngôn ngữ kinh doanh, được đưa vào hệ thống nước thải cùng với chất thải rắn (nước đen), và “nước xám” được thải ra từ các bồn tắm và bồn rửa của hộ gia đình, và đôi khi cả nước mưa. Cuối cùng, tại nhà máy xử lí nó sẽ được làm sạch và thải ra sông.
Bước đầu tiên là lọc nước thải để loại bỏ các vật thể lớn như bao cao su, băng vệ sinh, và cả những vật ít gặp như xác cá vàng hay răng giả. Những chất còn lại sẽ chảy vào các bể làm lắng, ở đây những chất rắn sẽ lắng xuống đáy bể tạo thành một lớp bùn rắn. Lớp bùn này sẽ được tách riêng và chứa trong các bể hiếm khí, sau đó được làm ấm lên từ từ trong khoảng 2 tuần. Tại đây vi khuẩn sẽ phân huỷ bùn và sinh ra khí mêtan có thể dùng để sản xuất điện. Sản phẩm cuối cùng là một chất rắn trơ sẽ được đốt hoặc chôn ở bãi chôn lấp rác thải.
Trong khi đó, phần chất lỏng phía trên của nước thải sẽ chảy vào một bể thông hơi được xử lí bằng ôxy. Tại đây các vi khuẩn sẽ tiêu hoá các chất hữu cơ giàu dinh dưỡng. Chúng sinh sôi rất nhanh và chuyển hoá các chất dinh dưỡng thành sinh khối. Lượng sinh khối này cuối cùng sẽ chìm xuống đáy bể làm lắng giống như bùn.Trong khi đó, lượng chất lỏng giữ lại cho khâu xử lý cuối cùng loại bỏ những chất hữu cơ và phốt pho còn lại.
Toàn bộ quá trình trên tỏ ra rất hiệu quả trong việc chuyển hoá các loại nước thải (nước vàng, đen và xám) ít nhiều thành nước sạch. Tuy nhiên, các quá trình bơm, khuấy trộn, thông hơi và xử lí nhiệt sử dụng rất nhiều năng lượng – khoảng 11,5 w/người. Tuy đó chỉ là một lượng rất nhỏ trong tổng số năng lượng mỗi cá nhân tiêu thụ hàng ngày nhưng nếu tính theo số dân thì con số sẽ rất lớn. Ở nước Anh, với số dân khoảng 65 triệu người, sẽ phải tiêu thụ 65.000 giga jun một ngày để xử lí nước thải, tương đương với ¼ sản lượng của nhà máy nhiệt điện lớn nhất nước. Do vậy, đối với một thế giới mà hiệu suất năng lượng ngày càng trở nên quan trọng, việc xử lí nước thải không thể bỏ qua.
Theo ông Jac Wilsenach, một kĩ sư dân sự và chuyên gia trong xử lí tách nước tiểu, quá trình xử lí như trên không hề mang lại hiệu quả. Ông Wilsenach đã dành 6 năm tại trường đại học kĩ thuật Delft, Hà Lan để nghiên cứu về những khó khăn trong hệ thống nước thải. Theo tính toán của ông, với những phương pháp như hiện nay, nói theo nghĩa đen là chúng ta đang xả năng lượng qua bồn cầu, hay đang lãng phí năng lượng.
Trong một bài báo đã xuất bản của mình, ông Wilsenach đã tính toán rằng, nếu có thể tách riêng chỉ một nửa lượng nước tiểu thải ra, các vi khuẩn trong bể thông hơi có thể tiêu hoá hầu hết lượng nitơ và phốtphat (theo tờ Journal of Environmental Engineering, số 132, trang 331). Do đó, bước lọc tiêu tốn nhiều năng lượng sẽ trở nên hoàn toàn không cần thiết.
Việc tách để xử lí riêng nước tiểu còn mang lại một lợi ích lớn hơn. Lượng nitơ và phốtphat ban đầu thấp giúp các vi sinh vật trong các bể phốt làm việc hiệc quả hơn rất nhiều, giảm thời gian từ 30 ngày xuống còn 1 ngày, do đó giảm được nhu cầu năng lượng dùng cho các bể phốt. Bên cạnh đó, chất bùn rắn cuối cùng cũng giàu chất hữu cơ hơn và sinh ra lượng mêtan nhiều gấp 3 lần. Ông Wilsenach cho biết, trên thực tế nếu phân tách được từ 50% đến 60% nước tiểu, các nhà máy chuyên tiêu thụ năng lượng sẽ trở thành các nhà máy chuyên sản xuất năng lượng với công suất khoảng 2,5w/người.
Tuy nhiên, một vấn đề đặt ra là làm thế nào để tách nước tiểu ra khỏi nước thải ngay từ ban đầu. Để giải quyết được vấn đề, bạn cần phải lắp đặt một loại bốn vệ sinh đặc biệt (bồn vệ sinh tách được nước tiểu), và NoMix là một trong những hãng dẫn đầu trong lĩnh vực này.
Nếu chỉ nhìn qua thì bồn vệ sinh NoMix rất giống các loại bồn vệ sinh thông thường. Nhưng quan sát kĩ phía trong lòng bồn, chúng ta sẽ thấy 2 ống thải: một ống nhỏ phía trước và một ống lớn hơn phía sau. Ống phía trước sẽ hứng nước tiểu và dẫn về một bể chứa (đôi khi sẽ có thêm các tia nước nhỏ). Ống phía sau có chức năng như một đường ống xả tiêu chuẩn.
Việc duy nhất mà chúng ta cần lưu ý, theo lời ông Bjastur Swart từ nhà máy kĩ thuật Grontmij, Drachten, Hà Lan, là: loại bồn vệ sinh này được thiết kế sao cho khi một người nam hoặc nữ ngồi vào thì sẽ thu được hầu hết lượng nước tiểu. Do đó trong tương lai thì nam giới sẽ ngồi để đi tiểu.
Mặc dù việc phân tách nước tiểu trên quy mô nhỏ đã được thực hiện nhiều thế kỉ qua (nước tiểu đã được sử dụng trong các ngành công nghiệp như nhuộm, rèn), hiện nay nó vẫn chưa trở thành một nhu cầu lớn. Các thí nghiệm hiện đại đã bắt đầu ở Thuỵ Điển vào năm 1994 với việc thành lập 2 làng sinh thái: Unđershojden ở Stockholm và Bjorsbyn ở phía bắc, nơi các hộ gia đình được lắp đặt bồn vệ sinh phân tách nước tiểu. Tại đó, nước tiểu được giữ lại và được những người nông dân sử dụng để bón cây.
Các làng khác cũng đã làm theo và giờ đây Thuỵ Điển trở thành trung tâm xử lí phân tách nước tiểu ở phương tây với hơn 3000 bồn vệ sinh NoMix được sử dụng. Đan Mạch cũng đã tiến hành các dự án xử lí phân tách nước tiểu, trong đó cóa một dự án đặt tại hợp tác xã nông nghiệp Svanholm gods gần Skibby, nơi trồng rau hữu cơ lớn nhất Đan Mạch. Trong tất cả các dự án trên, nước tiểu sau khi đã xử lí xong được phun trực tiếp trên các cánh đồng, và sẽ mang lại hiệu quả tốt nếu có một số người góp chung. Mặc dù lượng nước tiểu được xử lí không nhiều nhưng cũng đủ đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng ở đây.
Theo ông Wilsenach, hiện đang công tác tại Viện Nghiên cứu quốc gia Nam Phi CSIR tại Stellenbosch, việc tái chế nước tiểu trực tiếp sẽ không khả thi tại các thành phố mặc dù thành phố lại là nơi tập trung lượng rác thải lớn nhất.
Vậy chúng ta phải xử lí nước tiêu như thế nào? Giải pháp đề ra là: tái chế nước tiểu một cách gián tiếp, hay nói cách khác, chiết xuất các chất dinh dưỡng và chuyển hoá thành phân bón. Tại Hà Lan, Grontmij chở nước tiểu thu được tới một nhà máy xử lí đặc biệt. Tại đây, phôtphat được làm kết tủa giống như một khoáng chất có tên là “struvite” (magie amoni phốtphat). Đây là một loại phân bón rất hiệu quả và có thể giúp làm giảm nhu cầu khai thác phốtphat. Điều này rất có ích vì hiện nay đá chứa phốtphat đang bị nhiễm độc kim loại nặng, bên cạnh đó, việc khai thác và tinh lọc quặng phốtphat tạo ra rất nhiều rác thải cũng như tiêu tốn nhiều năng lượng. Theo một vài ước tính, các mỏ quặng phốtphat trên thế giới sẽ cạn kiệt trong 100 năm tới trong khi chúng ta đang lãng phí hàng tấn phốtphat có trong nước tiểu.
Nguồn năng lượng xanh
Những chất dinh dưỡng trong nước tiểu có thể chuyển hoá thành phân bón. Novaqautis, một cơ sở của Viện Khoa học và Công nghệ về nước của Thụy Điển đặt tại ngoại ô Zurich, đang tiến hành tách thử nghiệm nitơ và kali thành dạng có thể phun trực tiếp vào cây trồng. Khi nước tiểu đã được xử lí sạch, nó sẽ được thải trực tiếp ra sông.
Về cơ bản, những phương pháp này đã tách được các chất dinh dưỡng trực tiếp từ nước tiểu và tiêu tốn ít thời gian hơn nhiều so với việc xử lí chúng ở dạng hoà tan trong nước thải nói chung. Việc chuyên trở nước tiểu tuy phát sinh thêm chi phí nhưng theo ông Wilsenach chi phí đó là rất nhỏ so vớí những gì thu được.
Dùng NoMix hơn thế, còn tiết kiệm nước. Theo nghiên cứu do EAWAG (Viện Khoa học và Công nghệ nước của Liên Bang Thụy Sĩ) thực hiện, thiết bị này giảm lượng nước sử dụng tới 80%, tiết kiệm khoảng 25% nhu cầu sử dụng nước trong mỗi gia đình. Điều lưu ý là hiện chúng ta vẫn dùng nước sạch, thứ nước mà chúng ta có thể dùng cho ăn uống để sử dụng trong nhà vệ sinh.
Grontmij và Novaquatis đã tiến hành xây dựng 2 nhà máy thí điểm ở Hà Lan và Thuỵ Sĩ, và rất nhiều nơi khác cũng đang thực hiện như các thư viện công cộng ở Listal, Thuỵ Điển. Người dân Thuỵ Điển thậm chí còn có thể mua loại bồn vệ sinh NoMix và bể chứa nếu họ muốn. Tuy nhiên hệ thống nước thải vẫn chưa đáp ứng được và nước tiểu vẫn bị chảy vào nước thải như thông thường. Việc phân tách nước tiểu cũng đang bắt đầu ở Áo và Đức.
Trong một số cuộc điều tra, người dân cho biết họ rất vui được sử dụng bồn vệ sinh loại này, và có thể mua rau được bón phân từ nước tiểu đã được xử lí. Thậm chí còn có một cách giải quyết cho vấn đề dường như đang là trở ngại lớn nhất đối với việc chấp nhận bồn vệ sinh NoMix một cách rộng rãi. Ông Swart cho biết: “Nếu nam giới không thích ngồi, họ có thể đi tiểu một cách bình thường, và nước tiểu sẽ được đưa vào lỗ phía trước trong bồn cầu”.
Theo ông Jacop Tompins, Giám đốc của Waterwise, một nhóm với chiến lược sử dụng nước hiệu quả có trụ sở tại Luân Đôn, “Một ngày nào đó có thể chúng ta sẽ nhìn nhận thói quen xả bồn vệ sinh bằng nước sạch như hiện nay là một sự lãng phí. Nước sạch và nước thải là hai trong những thách thức lớn nhất mà thế giới đang phải đối mặt hiện nay. Bất cứ biện pháp nào giúp giải quyết vấn đề xử lí nước thải hiệu suất thấp hiện nay đều thực sự rất quan trọng”.
Tất nhiên chúng ta cần có thời gian và tiền bạc để chuyển đổi hệ thống nước thải hiện nay. Nhưng thậm chí, nếu việc phân tách nước tiểu không tiến hành sớm ở nơi bạn sống, đó không phải là lí do để chúng ta không tiến hành công việc này. Hành động này sẽ mang lại lợi ích lâu dài cho mai sau.
