Email us: sales@bestplantvn.com HỆ THỐNG PHÂN PHỐI

Kỹ thuật

KỸ THUẬT JOHKASOU

1. Công nghệ xử lý

Hệ thống xử lý nước thải của Bestplant Việt Nam vận hành phương thức màng lọc vi khuẩn kị khí và màng lọc sinh học. Tầng lọc sinh vật được cấu tạo từ nhiều quả cầu xốp,được coi như là vật liệu lọc. Khi đưa đưa nước đầy vào phía bên trong, vật liệu lọc sẽ nổi lên đến tấm ngăn, hình thành nên tầng lọc nổi.

Do đó, phương pháp lọc sinh học và vật lý được kết hợp cùng một lúc. Do đó, một lượng lớn nước thải có thể được xử lý trong một thời gian ngắn để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải

1. Công nghệ rửa ngược

Vào khoảng thời gian được đặt sẵn, bơm rửa ngược sẽ được kích hoạt, bơm và nén khí vào trong ống rửa. Khi đạt đến một áp suất nhất định sẽ được xả ra không khí. Nước trong bể lọc vi sinh hảo khí sẽ đột ngột chảy vào buồng bơm làm cho vật liệu lọc và bên trong bể lọc vi sinh được làm sạch. Đồng thời bên trong ống rửa sẽ phát sinh hiện tượng siphon chênh lệch áp suất đẩy ngược bùn về bể yếm khí thứ nhất.

Lịch sử phát triển của kỹ thuật JOHKASOU

1. Giai đoạn ban đầu của Johkasou

Trong thời kỳ Meiji (1868 – 1912), các hệ thống cống rãnh hiện đại đã được xây dựng theo công nghệ của châu Âu. Tuy nhiên, chỉ có nước mưa và nước xám được đổ xuống cống còn nước đen và phân người thì không được phép. Các hệ thống cống rãnh ở Nhật Bản chỉ được sử dụng để tháo nước mưa và nước xám cho đến khi nhà máy xử lý nước đầu tiên ra đời vào năm 1922.

Theo bộ luật về vệ sinh ra đời năm 1900, phân người đã bị cấm dội ra các con mương, cống rãnh và các nơi chứa nước công cộng. Thay vào đó phân người phải được xử lý bằng một loại bể do nhà nước phê duyệt. Loại bể này là sự kết hợp của một bể tự hoại và một bộ lọc nước nhỏ giọt. Loại bể lọc xử lý này là tiền thân của hệ thống Johkasou ngày nay.

Năm 1944, tiêu chuẩn về vệ sinh tòa nhà đã được ban hành và thuật ngữ “Johkasou” xuất hiện lần đầu trong bộ tiêu chuẩn này. Năm 1950, quốc luật về tiêu chuẩn tòa nhà đã được ban hành trong đó bao gồm tiêu chuẩn về xây dựng thùng xử lý nước cống. Năm 1954, luật về việc đổ rác thải và vệ sinh công cộng được ban hành. Thùng xử lý nước cống được đổi tên thành Night soil Johkasou và nghị định về việc thông báo lắp đặt và các tiêu chuẩn về bảo dưỡng Johkasou Night Soil đã được ban hành.

2. Sự phát triển của Johkasou

Trong suốt thời kỳ tăng trưởng kinh tế từ giữa những năm 1950 tới nửa đầu những năm 1970, con người tìm kiếm cuộc sống thịnh vượng hơn và nhu cầu về toilet dội nước tăng nhanh. Năm 1960, Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản (JIS) quy định công suất của Johkasou được ban hành. Tiêu chuẩn này bao gồm một chuỗi các công thức ước tính công suất của Johkasou cho các tòa nhà với những mục đích sử dụng khác nhau. Năm 1969, khi tiêu chuẩn xây dựng Johkasou được ban hành, dân số sử dụng các hệ thống Johkasou gần bằng số đang sử dụng các hệ thống cống rãnh. Tình trạng này tiếp diến đến năm 1983. Đến thời gian này, Johkasou trở thành biện pháp hữu hiệu đối với các toilet dội nước với tư cách như là một hệ thống cống rãnh.

Trong những năm 1970, Masayasu Kusumoto (người sáng lập Jeces), Takane Kitao (giáo sư danh dự  của trường đại học kỹ thuật Toyohashi) và các nhà nghiên cứu khác đã phát triển loại gappei-shori Johkasou quy mô nhỏ. Sau đó nó đã được các nhà sản xuất biến thành một mặt hàng thương mại. Năm 1980, tiêu chuẩn xây dựng Johkasou được sửa đổi và tiêu chuẩn xây dựng gappei-shori Johkasou được bổ xung thêm vào. Tháng 3 năm 1988, tiêu chuẩn xây dựng gappei-shori Johkasou được đưa vào các hộ gia đình. Kể từ đó nó đã trở thành hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho các hộ gia đình riêng lẻ và cả các khu chung cư.

3. Mở rộng phạm vi sử dụng theo luật Johkasou.

Trong thời kỳ tăng trưởng nhanh của nền kinh tế những năm 1960, sự ô nhiễm nguồn nước trên khắp đất nước đã gây ra những vấn đề xã hội nghiêm trọng ở Nhật Bản. Người ta đã phát hiện ra rằng nước thải thải ra từ các nhà máy và các cơ sở thương mại đã gây ra vấn đề trên. Trong những năm 1980, các chất ô nhiễm từ nguồn nước thải sinh hoạt tiếp tục tăng nhanh và trở thành một vấn nạn lớn hơn gây ra hiện tượng thừa dinh dưỡng trong các nguồn nước đặc biệt là các nguồn nước đóng như là các hồ, vịnh. Mặc dù có rất nhiều điều lệ về ô nhiễm nước do nước thải, nhưng xem ra không  cải thiện được tình hình do sự trì hoãn trong việc xây dựng hệ thống cống rãnh và lắp đặt các gappei-shori Johkasou. Hơn nữa, các hệ thống vốn có lại không được bảo dưỡng đầy đủ càng góp phần gây nên ô nhiễm các nguồn nước công cộng.

Trong tình hình như vậy, năm 1983, chính quyền đã thiết lập một cơ cấu luật pháp nhằm điều chỉnh toàn bộ quá trình: sản xuất, lắp đặt và quản lý các hệ thống Johkasou theo luật pháp. Luật này được gọi là luật Johkasou. Luật Johkasou còn nhằm quy định lại trách nhiệm và nghĩa vụ của người có liên quan trong công việc kinh doanh Johkasou và thiết lập một hệ thống cấp bằng cho các kỹ thuật viên về Johkasou. Cùng với bộ luật này, các chứng chỉ quốc gia về Johkasou như “Công nhân lắp đặt Johkasou” và “Người vận hành Johkasou” đã được phê chuẩn. Năm 1985, khi luật Johkasou được thi hành, bộ Y tế và Phúc lợi bắt đầu công việc khuyến khích lắp đặt Johkasou thông qua việc thành lập một văn phòng có tên là “Phòng các vấn đề về Johkasou” năm 1987. Dưới sự lãnh đạo của chính phủ, một chương trình tài trợ cấp quốc gia cho các cá nhân bắt đầu được thực hiện từ năm 1987 và một chương trình tài trợ cấp quốc gia khác cho các chính quyền tự trị thành phố bắt đầu được thực hiện từ năm 1994 với mục đích nhằm khuyến khích việc lắp đặt các hệ thống gappei-shori Johkasou. Một chương trình tài trợ cấp quốc gia khởi đầu với 100 triệu yên năm 1987 đã tăng lên 25,7 tỷ yên năm 2004. Năm 2005, hệ thống tài trợ quốc gia được tăng cường một phần nhờ có các chương trình tài trợ thông qua phân bổ thuế, bên cạnh đó chi tiêu quốc gia cho việc lắp đặt Johkasou cũng được tăng lên. Hỗ trợ tài chính của chính phủ đã giúp cho chính quyền tự trị thành phố và các cá nhân lắp đặt Johkasou giảm nhẹ được gánh nặng tài chính.

Năm 2000, luật Johka-sou được sửa đổi và tandoku-shori Johkasou bị xóa tên trong luật này. Luật sửa đổi yêu cầu các Johkasou mới được lắp đặt thuộc loại gappei-shori Johkasou. Cùng với việc tổ chức lại chính quyền trung ương năm 2001, các công việc về Johkasou và quản lý rác thải được chuyển từ bộ Y tế và Phúc lợi sang bộ Môi trường với yêu cầu mới là các hệ thống Johkasou không chỉ đóng vai trò trong việc xử lý nước thải sinh hoạt mà còn góp phần nâng cao chất lượng môi trường nước, tái tuần hoàn nước và nước thải cấp quốc gia.

JOHKASOU TẠI NHẬT BẢN

Xí bệt lần đầu tiên xuất hiện ở Nhật năm 1911 và trở nên phổ biến vào giữa thế kỷ 20. Ðồng thời trong thời gian này, Nhật trở thành một nước công nghiệp phát triển và thu hút một lượng lớn nhân lực từ vùng nông thôn ra thành thị. Nhu cầu về sử dụng phân chuồng cho sản xuất nông nghiệp ngày càng giảm do sử dụng phân hóa học. Từ đó vấn đề vệ sinh môi trường ngày càng nổi cộm tại các khu vực dân cư đông đúc đã dẫn tới sự ra đời của “Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại nguồn”, theo tiếng Nhật gọi là Johkasou (đọc là giô-ca-su, viết tắt là JKS) có nghĩa là “bể lọc”. Hai phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt tại nguồn (sử dụng JKS) và xử lý nước thải tập trung đang được ứng dụng song hành tại Nhật. Hiện nay 70% dân Nhật có hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt tập trung, 23% (tức 28 triệu người) sử dụng hệ thống JKS, còn lại 7% dùng bể phốt.

JKS đầu tiên có cấu tạo đơn giản và chủ yếu xử lý nước thải đen (phân và nước thải từ nhà vệ sinh), theo đó chỉ khoảng 60% BOD được xử lý. Do gia tăng dân số và các vấn đề vệ sinh môi trường ngày càng tăng, JKS cải tiến đã ra đời và được quy định áp dụng từ năm 2001. JKS cải tiến cho phép xử lý đồng thời cả nước thải đen và nước thải xám (nước thải từ nhà bếp, nhà tắm, máy giặt).

JKS chủ yếu được áp dụng cho những điều kiện sau: (1) nơi không có hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt; và (2) các khu vực mật độ dân số cao sử dụng hệ thống xử lý nước thải tại nguồn để tái sử dụng lại nước thải (cho xí bệt, tưới cây cảnh/trong vườn, nước trang trí).

JKS được phân loại theo mức độ xử lý nước thải khác nhau. JKS qui mô nhỏ được thiết kế cho một gia đình từ 5-10 người, qui mô vừa cho 11-50 người và qui mô lớn cho 51-5000 người.

Nước thải sinh hoạt từ nhà vệ sinh, nhà tắm, nhà bếp và máy giặt chảy vào hệ thống JKS. Chỉ số BOD, Nitơ, Phốtpho trong nước thải phụ thuộc vào chất lượng cuộc sống và tính chất của cơ sở thải ra. Thông thường nước thải sinh hoạt có chỉ số BOD 200mg/l, Nitơ 50mg/l, và Phốtpho 5mg/l. Tùy tính chất và loại JKS mà nước thải xử lý có có chỉ số BOD nhỏ hơn 20, 10, 5 (mg/l); Nitơ nhỏ hơn 20, 15, 10 (mg/l); Phốtpho nhỏ hơn 1 (mg/l).

CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG JOHKASOU

Nước thải sinh hoạt từ nhà vệ sinh, nhà tắm, nhà bếp và máy giặt chảy vào hệ thống JKS. Chỉ số BOD, Nitơ, Phốtpho trong nước thải phụ thuộc vào chất lượng cuộc sống và tính chất của cơ sở thải ra. Thông thường nước thải sinh hoạt có chỉ số BOD 200mg/l, Nitơ 50mg/l, và Phốtpho 5mg/l. Tùy tính chất và loại JKS mà nước thải xử lý có chỉ số BOD nhỏ hơn 20, 10, 5 (mg/l); Nitơ nhỏ hơn 20, 15, 10 (mg/l); Phốtpho nhỏ hơn 1 (mg/l).

Cấu tạo và chức năng hoạt động: JKS cải tiến gồm có 5 ngăn (bể) chính:

*   Ngăn thứ nhất (bể lọc kỵ khí): Tiếp nhận nguồn nước thải, sàng lọc các vật liệu rắn, kích thước lớn (giấy vệ sinh, tóc,...), đất, cát có trong nước thải;
*   Ngăn thứ hai (bể lọc kỵ khí): loại trừ các chất rắn lơ lửng bằng quá trình vật lý và sinh học.
*   Ngăn thứ ba (bể lọc màng sinh học): loại trừ BOD, loại trừ Nitơ, Phốtpho bằng phương pháp màng sinh học.
*   Ngăn thứ tư: Bể trữ nước đã xử lý
*   Ngăn thứ  năm (bể khử trùng): diệt một số vi khuẩn bằng Clo khô, thải nước xử lý ra ngoài.

Chất lượng xử lý nước thải được quyết định ở ngăn thứ ba phụ thuộc vào chất liệu màng sinh học được sử dụng. Chất lượng màng sinh học càng cao thì hiệu quả xử lý và giá thành JKS càng cao. Kỹ thuật màng lọc cao cho phép xử lý gần như triệt để các thành phần nước thải như BOD 2,3mg/l, N 8mg/l, tổng chất rắn lơ lửng TSS < 5mg/l, tổng khuẩn Ecoli < 100 tế bào/l. Tuy nhiên việc sử dụng màng sinh học dễ dẫn đến tắc màng lọc và hệ thống này cần phải súc rửa 3 tháng một lần. Trong trường hợp này nước thải có thể được tái sử dụng.

Hệ thống JKS cải tiến cần phải được cung cấp điện năng liên tục cho quá trình vận hành. Ðiện năng giúp vận hành bơm khí, ổn định dòng chảy, và duy trì tuần hoàn hệ thống nước thải. Ðiện năng tiêu thụ cho một hệ thống JKS cho một gia đình 5- 10 người vào khoảng 350 đến 500kW/năm phụ thuộc vào loại JKS.

Bã lắng đọng (bùn lắng) trong hệ thống JKS cần phải được hút (ít nhất 1 lần trong 1 năm) và xử lý. Trung bình một hộ gia đình (5-10 người, nước tiêu thụ 250 lít/người/ngày), tổng lượng bã trong 1 năm vào khoảng 58,8 kg (trọng lượng khô). Xe tải chuyên dụng (trọng tải 2-4 tấn) được sử dụng cho việc hút bã (ảnh dưới). Bã lắng đọc sau khi được hút vào xe rồi được chuyên chở tới trạm xử lý bã lắng đọng. Sản phẩm sau quá trình xử lý là chất rắn sinh học được sử dùng làm khí sinh học, vật liệu composit, sản suất phân bón hoặc xi măng.