Đánh giá kết quả vận hành hệ tách nước sự cố trong nhà vệ sinh bio-toilet

ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VẬN HÀNH HỆ TÁCH NƯỚC
SỰ CỐ TRONG NHÀ VỆ SINH BIO-TOILET
Trịnh Văn Tuyên (1)
Nguyễn Thu Hà

TÓM TẮT
Bio-toilet là nhà vệ sinh không dùng nước, chính vì vậy không xả nước thải ra môi trường như các nhà
vệ sinh thông thường khác. Cơ chế phân hủy chất thải của con người (phân và nước tiểu) là do các vi sinh vật
bám dính trên các giá thể sinh học [1]. Dưới những điều kiện thích hợp như độ ẩm, nhiệt độ, mật độ vi sinh...
được tạo ra trong thùng phản ứng (Biotank), vi sinh vật sẽ phân hủy chất thải thành hơi nước, khí CO2 và được
thoát ra ngoài theo ống thông hơi.
Bài báo này trình bày kết quả vận hành thực nghiệm hệ tách nước sự cố trong thiết bị bio-toilet. Thời gian
thực nghiệm 3 tháng (3 đợt), lượng nước bổ sung vào Bio-tank 15-30 l/h (giả định có sự cố do đổ vào Biotank
thùng nước, hoặc có 60-80 người đi tiểu trong 1 giờ). Kết quả đo 1 lần/tuần. Nước thải sự cố thoát ra từ thùng
chứa chất thải có các thông số sau: pH= 6,8-7,5; BOD5 =162 - 170mg/l; TSS = 340 - 350mg/l; NH4+ từ 45 – 75
mg/l; Coliform: 360 – 460 MPN/100ml. Nước thải sự cố sau khi cho qua hệ hấp phụ nước sự cố để xử lý thì có
các thông số sau: pH: 6,35 - 6,72; BOD5: 47,4 - 48,8mg/l; TSS: 78,4 - 79,8mg/l; NH4+ từ 7,7 - 8,2mg/l; Coliform
348 - 356MPN/100ml. Nước thải sự cố sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT, đủ tiêu chuẩn để thải ra môi
trường.
Từ khóa: Nhà vệ sinh bio-toilet, hệ xử lý nước thải sự cố.

1. Mở đầu
Trên thế giới, toilet khô không chỉ được dùng phổ
biến ở các nước đang phát triển thiếu nước sinh hoạt
như Tajikistan, Pakistan, Ấn Độ, Bangladesh... mà
cũng được dùng ở các nước phát triển tại những nơi xa
nguồn nước như tại các trang trại, công viên quốc gia
hay các khu du lịch rộng lớn như Phần Lan, Scotland,
Nhật Bản[1].
Công nghệ Bio-toilet khô có nhiều ưu điểm như
thân thiện với môi trường, kinh tế và hợp vệ sinh, tiết

kiệm nguồn nước, chiếm ít khoảng không gian, xây
dựng đơn giản, vận hành dễ dàng nên rất thích hợp
với những vùng xa xôi, biệt lập và xa nguồn nước.
Tuy nhiên, do thói quen sinh hoạt và một số tác động
ngoại cảnh đã dẫn đến hiện tượng đọng nước trong
thùng chứa chất thải. Nhà vệ sinh Bio-toilet sử dụng
chế phẩm vi sinh Bio-Sagi của Viện Công nghệ Môi
trường [2,3] để phân hủy chất thải, đồng thời được
nghiên cứu, chế tạo phù hợp với thói quen sinh hoạt,
cơ sở vật chất, hạ tầng kỹ thuật của Việt Nam, và hệ xử
lý nước sự cố của nhà vệ sinh Bio-toilet là một trong

những thiết bị đi kèm để khắc phục sự cố đọng nước,
giúp thiết bị hoạt động tốt hơn trong điều kiện Việt
Nam.
2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là nước thải từ thùng chứa
chất thải có ô nhiễm chất hữu cơ và chất dinh dưỡng
từ nước tiểu, phân con người. Nước thải thoát ra từ
thùng chứa chất thải có thành phần: pH 6,8 – 7,5;
BOD5 162 – 170 mg/l; TSS 340 - 350 mg/l; NH4+ 45 –
75 mg/l; Coliform 360 - 460 MPN/100ml.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Mô hình thực nghiệm
Nước sự cố chảy ra từ Bio-toilet được cho chảy qua
hệ xử lý nước thải sự cố (Hình 1). Qua lần lượt các
lớp vật liệu lọc và vật liệu hấp phụ: Sỏi nhẹ keramzit,
cát thạch anh, than cácbon hóa [2] và cuối cùng là
silicagel.

Thực nghiệm được tiến hành trong 3 tháng (chia
làm 3 đợt). Nước sự cố được tạo ra bằng cách cấp

Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

1

60

Chuyên đề số III, tháng 11 năm 2016


KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ

nước vào Biotank với lưu lượng 15-30 l/h. Mỗi mẻ thí
nghiệm cấp nước trong 4 giờ, mỗi giờ cấp 15l nước.
Một tuần làm thí nghiệm một lần, lẫy mẫu phân tích
các chỉ tiêu nêu tại mục 2.1.

▲Hình 2. Chỉ số nước thải sau xử lý đợt 1

▲Hình 1. Sơ đồ thực nghiệm hệ hấp phụ nước thải sự cố

2.2.2. Nguyên vật liệu
Hệ xử lý nước thải sự cố dạng hình trụ tròn, có 4
ngăn chứa vật liệu lọc và vật liệu hấp phụ.
2.2.3. Phương pháp phân tích
- pH: Sử dụng máy đo pH cầm tay AD 110 để đo
pH của nước thải.

- BOD5: Xác định theo TCVN 6001-1:2008
- Tổng chất rắn lơ lửng: Xác định theo TCVN
6625:2000
- Amoni (tính theo N): Xác định theo TCVN
5988:1995
- Tổng Coliforms: Xác định theo TCVN 6187-1 :
1996.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Lượng nước thải thoát ra từ hệ xử lý nước thải
sự cố
Nước thải sự cố được lấy và đo được như sau:
Bảng 2 cho thấy, quá trình hấp thụ và bốc hơi nước
của Biotank có thể đạt được từ 10-16 l/h. Việc đảo trộn
và hoạt động của vi sinh vật làm bốc hơi đáng kể lượng
nước trong thùng phản ứng.
3.2. Kết quả phân tích nước thải sau xử lý của hệ
xử lý nước thải sự cố
Sau 3 đợt tiến hành thí nghiệm, lấy mẫu và phân
tích cho kết quả như sau:
- Các vật liệu lọc và vật liệu hấp phụ làm thay đổi
pH của nước thải sự cố không nhiều sau xử lý. Chính
vì vậy, độ pH của nước thải sau xử lý trong 4 tuần dao
động khoảng 6,35 - 6,72 nằm trong mức giới hạn cho
phép của QCVN 14:2008/BTNMT (cột B) quy chuẩn
kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt.

- Chỉ số BOD5 của nước thải sự cố sau xử lý giảm
khoảng 3 lần, còn 47,4 - 48,8mg/l. Các vi sinh vật hiếu
khí có trong hỗn hợp chất thải chảy vào hệ xử lý nước
thải sự cố và bám dính trên các vật liệu lọc, qua quá

trình lưu sẽ giúp phân hủy các chất hữu cơ trong nước
thải, làm giảm chỉ số BOD5.

▲Hình 3. Chỉ số nước thải sau xử lý đợt 2

- Khi nước thải sự cố chảy qua lần lượt các vật liệu
lọc thì các chất cặn bã sẽ được vật liệu lọc giữ lại, làm
chỉ số TSS của nước thải sự cố giảm khoảng 4,3 lần.
Chỉ số này dao động từ 78,4 - 79,8mg/l; nằm dưới mức
giới hạn cho phép của QCVN 14:2008/BTNMT (cột
B) quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt.
- Hàm lượng amoni NH4+ trong nước thải sự cố
khoảng 37mg/l. Sau khi qua hệ hấp phụ nước thải dư
thì amoni được than cacbon hóa hấp phụ khá nhiều
cho nên chỉ số này giảm chỉ còn khoảng 7,7 - 8,2 mg/l,
đạt QCVN 14:2008/BTNMT (cột B) quy chuẩn kỹ
thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt.

▲Hình 4. Chỉ số nước thải sau xử lý đợt 3
Chuyên đề số III, tháng 11 năm 2016

61


- Khi chất thải được xử lý trong bể phản ứng thì
chỉ số Coliform đã giảm nhiều. Chính vì vậy mà chỉ
tiêu coliform trong nước thải sự cố vào khoảng 410
MPN/100ml. Đi qua hệ hấp phụ nước thải sự cố thì
chỉ sổ này giảm một chút, dao động trong khoảng 348
- 356 MPN/100ml. Tuy nhiên vẫn đạt QCVN 14:2008/

BTNMT (cột B) quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước
thải sinh hoạt.
Như vậy, qua một loạt các chỉ tiêu phân tích như trên,
nhóm nghiên cứu thấy rằng các chỉ tiêu đều nằm dưới
ngưỡng cho phép của QCVN 14:2008/BTNMT (cột B).
Nước thải sự cố của hệ thiết bị Bio-toilet sau khi cho qua
hệ hấp phụ nước thải sự cố thì đạt tiêu chuẩn và được
phép thải ra môi trường.
4. Kết luận
Công nghệ bio – toilet không sử dụng nước mang
lại những hiệu quả về môi trường và kinh tế. Tuy nhiên,
trong quá trình sử dụng bio-toilet một trong những sự

cố ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của Bio-toilet là
sự cố nhiều nước trong thùng chứa chất thải. Lượng
nước sự cố không nhiều, khoảng 5-14 lít/h (giả định
tình huống xấu nhất) nhưng nếu không giải quyết sẽ
ảnh hưởng rất lớn đến môi trường xung quanh. Tuy
nhiên lượng nước thải này đã được đưa qua hệ xử lý
nước thải sự cố. Nước thải sau hệ xử lý nước thải sự cố
có thành phần như sau:
- pH: 6,35 - 6,72
- BOD5: 47,4 - 48,8
- TSS: 78,4 - 79,8
- Amoni NH4+: 7,7 - 8,2
- Coliform: 348 - 356
Nước thải sau khi qua hệ hấp phụ đã đạt QCVN
14:2008/BTNMT (cột B) quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về
nước thải sinh hoạt, được phép xả thải ra môi trường■

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trịnh Văn Tuyên, Nguyễn Thu Hà, Hoàng Lương, Tăng
Thị Chính - Nghiên cứu xây dựng mô hình Bio-Toilet sử
dụng than cacbon hóa nhằm cải thiện môi trường nước ở
Việt Nam, Tạp chí Khoa học và công nghệ, 50(2B), 2012, tr.
134-142.
2. Tăng Thị Chính, Đặng Đình Kim, Phan Thị Tuyết Minh, Lê
Thanh Xuân - Nghiên cứu sản xuất và ứng dụng một số chế
phẩm vi sinh vật để xử lý chất thải hữu cơ, TC Khoa họcĐHQGHN, KHTN&CN, XXII, No3B PT (2006) 38-44.

3. Tăng Thị Chính, Hoàng Thị Dung, Đào Thị Minh Hạnh Ứng dụng các chủng xạ khuẩn ưa nhiệt - chịu axit để xử
lý bã thải dứa, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 46, 6A
(2008) 258-263.
4. Trịnh Văn Tuyên, Tô Thị Hải Yến, Shuji Yosizawa Nghiên cứu công nghệ cacbon hóa để xử lý chất thải đô
thị ở Việt Nam, Hội nghị khoa học kỷ niệm 35 năm Viện
Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2010, tr. 72-78.

ASSESSMENT RESULTS OF THE INCIDENT SEWAGE TREATMENT
SYSTEM IN BIO-TOILET

Trịnh Văn Tuyên, Nguyễn Thu Hà
Institute of Environmental Technology, Vietnam Academy of Science and Technology

ABSTRACT
Bio-toilet is a toilet which does not use water; therefore, it does not discharge wastewater into the
environment as other common toilets. The decomposition of human waste (feces and urine) is carried out
by miorganisms adhered into the biological reactor. In appropriate conditions such as moisture, temperature,
microorganism concentration, etc.. created in the biotank, microorganism will decompose waste into water
vapur, CO2 which emit through air chimneys.
This paper presents the results of experimental operation of incident sewage treatment system in bio-toilets.

Experimental period was three month (three times); the amount of water added to the bio-tank was 15-30l /h
(assuming there is a problem of water poured into the Biotank, or with 60-80 people urinating in one hour). The
results were measured once a week. Incident wastewater discharged had following parameters: pH between 6.8
and 7.5; BOD5 from 162 to 170mg/l; TSS from 340 to 350mg/l; NH4+ from 45 to 75 mg/l; Coliform from 360
to 460 MPN/100ml. Incident wastewater which then flowed through incident adsorption system had following
parameters: pH between 6.35 tand 6.72; BOD5 between 47.4 and 48.8mg/l; TSS from 78.4 to 79.8mg/l; NH4+
from 7.7 to 8.2mg/l; Coliform from 348 to 356MPN/100ml. Treated incident wastewater achieved the QCVN
14:2008/BTNMT, meeting the requirements for release to the environment.
Keywords: bio-toilet, incident sewage treatment system.

62

Chuyên đề số III, tháng 11 năm 2016