Kutumia Minyoo Kupunguza Uchafuzi wa Maji Machafu huko Hawai'i
yet
Maui na O'ahu
Tiger Worms. Picha © Eli T. CC BY 4.0
Changamoto
Cesspools ni mashimo katika ardhi ambayo maji taka ghafi na maji machafu huwekwa. Huweka maji machafu ndani kabisa ya ardhi ambapo mara nyingi hugusana na maji ya chini ya ardhi, na kusababisha uchafuzi wa maji ya ardhini na kuathiri afya ya binadamu na ubora wa maji ya kunywa, miili ya maji, na miamba ya matumbawe. Kwa bahati mbaya, mashimo ya maji machafu ndiyo njia inayotumika sana ya ukusanyaji wa maji machafu na maji taka nchini Hawai'i. Wakati serikali ilipiga marufuku ujenzi wa mabwawa mapya mnamo 2016, mabwawa 88,000 yamesalia Hawai'i, na karibu nusu (43,000) kati ya hizi ni tishio kwa rasilimali za maji na ubora wa maji katika visiwa na vyanzo vyake vya maji (Idara ya Afya ya Hawaii) Kulingana na Idara ya Afya ya Hawai'i (DOH), kuna mabwawa 6,700 yaliyo ndani ya futi 200 za mkondo wa kudumu na takriban 31,000 ziko ndani ya vyanzo vya maji vya kudumu kwenye visiwa vya Hawai'i, Kaua'i, Maui, na Moloka. 'i. Cesspools katika jimbo hutoa takriban galoni milioni 53 za maji taka ambayo hayajatibiwa ardhini kila siku. Maji machafu yanaweza kuwa na aina mbalimbali za uchafuzi wa mazingira, ikiwa ni pamoja na mashapo, virutubishi, dawa za kuulia wadudu, madini ya kufuatilia, hidrokaboni, dawa na microplastics, ambayo inaweza kuwa na athari kubwa kwa afya ya wakazi na wageni wa Hawaii, na pia. athari kwenye miamba ya matumbawe na mifumo ikolojia ya miamba. Vichafuzi hivi vinaweza kupunguza ustahimilivu wa miamba ya matumbawe kwa mabadiliko ya hali ya hewa na kuifanya iwe nyeti zaidi kwa ongezeko la joto la bahari na asidi.Mpango wa Umoja wa Mataifa wa Mazingira) Mnamo 2017, bunge la Hawai'i lilipitisha Sheria ya 125, ambayo inahitaji uingizwaji wa cesspools zote katika jimbo ifikapo 2050. Suluhisho la msingi la kuchukua nafasi ya cesspools ni kuongeza tank ya kawaida ya septic na uwanja wa mifereji ya maji kwenye mfumo; hii kwa kawaida hugharimu kati ya $20,000 na $40,000—suluhisho la gharama kubwa ambalo halipatikani kwa wakazi wengi wa Hawaii.
Hatua zilizochukuliwa
The Taasisi ya Teknolojia ya Kubadilisha (ITT) na Suluhu za Mazingira za TBF wanaleta teknolojia ya Tiger Biofilter (TBF) kwa Hawaii. Teknolojia ya TBF hutumia mseto wa minyoo ya ardhini, bakteria, na nyenzo asilia za kuchuja kutibu maji machafu, na hivyo kuondoa asilimia 99 ya vimelea vya magonjwa ya kinyesi ili kuunda maji yanayoweza kutumika tena na yasiyoweza kunyweka. Vichungi vya kibayolojia hutumia aina mahususi ya mnyoo wa kutengeneza mboji wanaoitwa tiger worms ambao hustawi katika udongo wenye unyevunyevu, mimea inayooza, samadi, na uchafu wa kinyesi; wanatumia kwa ufanisi vimelea vya magonjwa na kubadilisha taka kuwa gesi na mboji. Utaratibu huu wa kuchuja maji taka kwa kutumia biomedia iliyo na minyoo inaitwa vermifiltration. TBF inatanguliza "uingizaji hewa wa kupita kiasi" kwa maji machafu, ambayo hubadilisha taka kuwa gesi na mboji safi, yenye rutuba na isiyo na harufu. Maji yoyote ya ziada huchuja kupitia mfumo wa TBF na kuingia kwenye bwawa lililopo kama maji machafu yaliyotibiwa. Bei inayolengwa ya Tiger Biofilter huko Hawai'i ni takriban $5,000 (pamoja na gharama ya usakinishaji) kwa kila mfumo, ambayo ni karibu asilimia 12.5 hadi 25 ya gharama ya tanki la kawaida la maji taka.
Teknolojia ya TBF nchini Hawai'i inategemea teknolojia ya kuchuja maji ambayo imefaulu nchini India. Suluhu za Mazingira za TBF inasakinisha mifumo mbalimbali ya kuchuja maji nchini India, ikiwa ni pamoja na vyoo vya nje kwa ajili ya kaya za mashambani, mifumo ya wastani ya majengo ya ghorofa, vifaa vya kutengeneza mboji kwa tope la maji taka, na mitambo mikubwa ya kutibu maji taka ya manispaa. The “Choo cha Tiger,” inayojulikana sana katika maeneo ya mashambani India, kimsingi ni choo cha mboji iliyowekwa kama sehemu ya nyumba ya nje. Kufikia 2023, Choo cha Tiger kimetekelezwa sana nchini India na serikali ya India inakiorodhesha kama chaguo lililoidhinishwa kwa usafi wa mazingira wa kaya na vile vile matibabu makubwa ya maji taka na matope. Hadi sasa, TBF imeweka zaidi ya Vyoo 4,000 vya Tiger nchini India. Pia wameweka mitambo zaidi ya 20 ya kutibu maji machafu yenye uwezo wa kuanzia lita 1,000 kwa siku hadi lita milioni 1 kwa siku. Zaidi ya hayo, TBF iliweka vitengo kadhaa vya kati vya matibabu ya maji taka na vichujio vya uchafu nchini Rwanda, Afrika Mashariki.
Mfumo wa TBF wa kiwango cha kaya (lita 1,000/siku) nchini India. Picha © Ajeet Oak
Mnamo Machi 2020, ITT ilisakinisha mfumo wa kwanza wa kuchuja maji katika jimbo la Hawai'i kwenye Maui kama mfumo wa kutibu maji machafu ya choo cha kaya. Katika usakinishaji huu wa majaribio, mabomba kutoka kwa vyoo viwili vya nyumbani yalielekezwa kwenye tanki la vermifilter. Tangi ya vichungi ina minyoo ya tiger kwenye safu ya biomedia, pamoja na changarawe kwa mifereji ya maji kupita kiasi. Baada ya maji machafu kupita kwenye tanki hili na taka ngumu kumeng'enywa na minyoo ya tiger, vimiminika hutiririka kwenye kitanda cha mmea, ambacho huchuja zaidi maji, na maji yaliyotibiwa kisha hutiririka ndani ya shimo lililopo.
Tangi ya matibabu ya Tiger Biofilter ya Msingi (kushoto). Baada ya kupita kwenye tanki la msingi, maji hutiririka hadi kwenye kichujio cha kitanda cha mmea (kulia) kwa matibabu ya pili kabla ya kutiririka kwenye cesspool iliyopo. Picha © ITT
ITT iliweka mradi wa ziada wa majaribio huko Kula, Maui, ambao unatibu maji ya kijivu ya kaya na maji taka ghafi. Maji ya kijivu ya pamoja na maji taka ya choo ni kiasi cha juu kuliko mfumo wa maji taka tu; kwa hivyo, mfumo huu wa matibabu una tanki ya ziada ya kukusanya ambayo hushikilia maji machafu kabla ya kusukumwa kwenye kichungi. Maji machafu hutiririka ndani ya kichungi polepole ili kuzuia kuzidisha mfumo kwa kioevu kingi. Mara tu maji taka yanapopitia kwenye kichungi, hutiririka kupitia vitanda vya ziada vya mimea kwa ajili ya kuchujwa, kama inavyoonyeshwa hapa chini.
Ufungaji wa majaribio ya pili huko Kula, Maui, ambayo hushughulikia maji yote ya kaya (maji ya choo na maji ya kijivu). Picha © ITT
Kichujio cha tatu cha ITT kilisakinishwa Makawao, Maui, Februari 2022, ambacho kinatibu maji ya kijivu pekee kutoka kwa kaya. Kwa miezi 11 ya kwanza ya operesheni, ilifanya kazi kwa majaribio bila minyoo, kwa kutumia vitanda vya changarawe vilivyopandwa tu. Tiger minyoo kisha kuletwa Januari 2023, na matokeo ya awali kupendekeza matumizi ya minyoo kuboresha ufanisi wa matibabu.
Kichujio cha maji ya kijivu huko Makawao, Maui. Picha © ITT
Imefanikiwaje?
Mitambo ya majaribio ya kaya huko Maui imefanya kazi kwa mafanikio kwa zaidi ya miaka mitatu. Takriban kila wiki, wafanyikazi kutoka Chuo Kikuu cha Hawai'i Maui College wamechukua sampuli za maji baada ya kupitia mfumo wa kuchuja. Wafanyikazi huchambua sampuli katika maabara ya chuo kikuu na kulinganisha matokeo na viwango vya Wakfu wa Kitaifa wa Usafi wa Mazingira (NSF) kwa mifumo ya kusafisha maji taka kwenye tovuti. Kufikia 2023, mfumo wa pamoja wa kuchuja maji machafu huko Kula (hapo juu) unakidhi vigezo vya utendakazi vilivyobainishwa na NSF 40 na viwango vya 245 vya kutibu maji taka kwenye tovuti. NSF 40 na 245 ni viwango vinavyotambulika na kukubalika zaidi vya mifumo ya matibabu ya maji machafu ya makazi kwenye tovuti (2023).
Ili kupata idhini ya serikali ya Hawai'i kwa ajili ya utekelezaji mkubwa wa mifumo hii, majaribio lazima yafanyike O'ahu chini ya usimamizi wa Chuo Kikuu cha Hawai'i huko Manoa kufuatia miongozo kutoka kwa DOH ya Hawai'i. ITT imeweka kichujio kilichoundwa kutibu galoni 400 kwa siku za maji taka yaliyochanganywa katika tovuti ya majaribio iliyoidhinishwa katika Kiwanda cha Kusafisha Maji Taka cha Wahiawa huko O'ahu. Mfumo huu unafanya kazi vizuri, lakini ubora wa maji machafu kwa sasa uko nje ya kiwango kinachokubalika cha uidhinishaji sawa wa NSF wa Hawai'i. Huenda hii ni kwa sababu maji machafu kwenye kiwanda cha kusafisha maji taka yamesukumwa na kusafirishwa kwa kiasi kikubwa, na mango ya kikaboni yamegawanywa katika chembe ndogo ambazo hutiririka kupitia kichungi bila kuchakatwa. Vichungi vya vichungi vilivyowekwa kwenye mizani ya kaya havikabilini na tatizo hili, kwani taka ngumu ni kamilifu na huchujwa kwenye kichungio na kuliwa na minyoo. ITT inafanya kazi kwa karibu na maafisa wa majaribio ili kujadili chaguo tofauti za majaribio ambazo zinaweza kutoa matokeo ya kweli zaidi ambayo yanawakilisha kesi ya kawaida ya matumizi ya makazi.
Masomo kujifunza na mapendekezo
- Wasiliana mapema na wadhibiti wa serikali ili kuelewa mchakato wa kuidhinisha kibali. Kuelewa mazingira ya udhibiti na mahitaji ya idhini ni muhimu kwa utekelezaji mkubwa wa teknolojia mpya. Idara ya Hawai'i DOH na mashirika mengine ya serikali ya Hawaii yanaelewa kuwa uchafuzi wa mazingira kutoka kwenye vifusi ni tatizo kubwa, lililoenea katika jimbo na wanatafuta suluhu mbadala. Hata hivyo, mazingira ya udhibiti ni magumu na kuna watoa maamuzi kadhaa, ambayo yanaweza kufanya mchakato wa kuidhinisha utatanishi kwa wale ambao hawajaifahamu. Kufanya miunganisho na waasiliani wakuu katika wakala wa kufanya maamuzi kunaweza kusaidia sana katika kutekeleza teknolojia mpya.
- Tekeleza miradi ya majaribio inapowezekana. Utekelezaji mpana wa teknolojia ya TBF nchini India na majaribio yaliyofaulu ya mifumo kadhaa tofauti ya uchafuzi wa maji nchini Hawai'i yameonyesha teknolojia hii ni nzuri katika kutibu maji machafu na kupunguza uchafuzi wa maji machafu, ikiwa itatekelezwa kwa kiwango sahihi.
Muhtasari wa kifedha
MacKenzie Scott
Viongozi wa viongozi
Taasisi ya Teknolojia ya Kubadilisha
Washirika
Chuo Kikuu cha Hawai'i Maui College
Chuo Kikuu cha Hawai'i huko Manoa
rasilimali
Teknolojia ya Kubadilisha Vichungi vya Tiger
Video: Mpango wa matibabu wa maji taka wa TBF wenye ujazo wa lita milioni 1 kwa siku
