Đại học Cranfield, Anh quốc đã chế tạo thành công một chiếc bồn cầu với một loạt các ưu điểm như giá rẻ, dễ bảo trì và đáp ứng được yếu tố "xanh" khi không cần sử dụng nước và có thể chuyển đổi chất thải của con người thành điện và nước sạch. Chiếc bồn cầu có tên gọi Nano Membrane Toilet (tạm dịch: bồn cầu màng nano) và sẽ được thử nghiệm trong năm nay, nơi triển khai đầu tiên dự kiến là Ghana - một quốc gia ở Tây Phi. Giải pháp bồn cầu độc đáo này sẽ có thể giúp đỡ 2,3 tỉ người trên thế giới phải sống dưới tình trạng không có bồn cầu an toàn, hợp vệ sinh.
Nano Membrane Toilet có thiết kế giống như một chiếc bồn cầu thông thường nhưng ẩn chứa bên trong là cả một hệ thống máy móc độc đáo. Nó cũng có một phần chậu chứa chất thải nhưng thay vì hoạt động theo nguyên tắc ống siphon chữ U truyền thống, phần chậu xí này sở hữu một cơ chế xoay lật giống cửa trập. Khi đậy nắp bồn cầu, chậu xí lật úp xuống dưới trút toàn bộ chất thải vào một buồng lắng ngăn mùi hôi thoát ra ngoài. Một phần lưỡi cào cũng sẽ làm sạch lòng chậu trước khi xoay ngược trở lại chuẩn bị cho lần sử dụng tiếp theo. Chất thải sau đó được lọc thông qua một lớp màng nano đặc biệt giúp phân tách phân tử nước bốc hơi từ phần còn lại của chất thải, từ đó ngăn ngừa mầm bệnh cũng như các vật rắn khác trôi theo dòng nước.
Bồn cầu này có tên gọi Nano Membrane Toilet.
Hơi nước tiếp tục được truyền qua một buồng lọc khác có chứa các hạt hút nước được phủ nano khiến cho hơi nước ngưng tụ lại và rơi xuống một khu vực thu thập bên dưới. Thứ nước này đủ sạch để giặt giũ và tưới cho cây trồng.
Các chất thải rắn và mầm bệnh được đưa đến một buồng thứ 2 bằng vít trôn ốc Archimedes. Thành phần này của thiết kế vẫn đang trong giai đoạn hoàn thiện nhưng ý đồ đối với chất thải rắn là sau khi thu thập sẽ được chuyển đến nhà máy để đốt thành tro và năng lượng. Năng lượng sẽ vận hành quy trình lọc màng nano và phần còn lại đủ để sạc điện thoại hay các thiết bị cỡ nhỏ khác.
Sản phẩm thải ra từ toàn bộ quy trình trên là tro từ việc đốt chất thải rắn. Nó khá giàu dinh dưỡng và không chứa tác nhân gây bệnh, từ đó có thể dùng để bón cây. Theo nhóm phát triển, chiếc bồn cầu này có thể đáp ứng nhu cầu chất thải của 1 gia đình 10 người.
Cấu trúc của Nano Membrane Toilet.
Chiếc bồn cầu Nano Membrane Toilet được gây quỹ một phần từ quỹ Bill & Melinda Gates Foundation theo cuộc thi "Tái phát minh nhà vệ sinh" (Reinvent the Toilet Challenge) và sản phẩm cũng đã đạt được giải thưởng CleanEquity Monaco 2015. Theo kế hoạch, bồn cầu màng nano của đại học Cranfield sẽ được thử nghiệm ngay trong năm nay, Ghana có thể là nơi được chọn.
Hiện tại, có hơn 650 triệu người trên thế giới không được tiếp cận với nguồn nước sạch và hơn 2,3 tỉ người không được dùng bồn cầu riêng và đủ an toàn đối với sức khỏe. Các nhà nghiên cứu trên thế giới hiện đang tìm cách giải quyết vấn đề này nhưng các giải pháp công nghệ cao chẳng hạn như bổ sung các tấm pin quang điện vào nhà xí, bồn cầu vẫn quá đắt đỏ để sử dụng thực tiễn.
Các chất thải rắn và mầm bệnh được đưa đến một buồng thứ 2 bằng vít trôn ốc Archimedes.
Ngoài ra, các vấn đề xã hội cũng đóng vai trò không nhỏ. Nếu hạ tầng nhà vệ sinh, bồn cầu, bệ xí... bị hư hỏng, người ta có khuynh hướng đi ra ngoài và "tè bậy" thay vì sử dụng nhà vệ sinh hôi thối trong nhà. Điều này khiến phụ nữ đối mặt với nguy cơ bị cưỡng hiếp cao hơn cũng như gây ô nhiễm môi trường sống.
Bồn cầu màng nano được xem là một giải pháp sạch, không gây mùi và rất hứa hẹn. Nó có thể phát huy lợi ích tại những nơi thiếu hệ thống cống rãnh, nguồn điện và nước. Kế hoạch sử dụng bồn cầu là cho các hộ gia đình thuê dùng thông qua một tổ chức địa phương nhằm dàn trải chi phí. Đây cũng là một yêu cầu trong khuôn khổ cuộc thi Tái phát minh nhà vệ sinh, theo đó chi phí sử dụng bồn cầu không được vượt quá 5 cent/người/ngày.
Bồn cầu màng nano được xem là một giải pháp sạch, không gây mùi và rất hứa hẹn.
Nếu tất cả đều diễn ra theo kế hoạch, bồn cầu màng nano của đại học Cranfield còn có thể mở rộng sử dụng trong quân đội, các khu xây dựng, trên thuyền và các sự kiện ngoài trời. Dưới đây là video mô tả hoạt động của bồn cầu Nano Membrane Toilet với những ý tưởng ban đầu được đại học Cranfield thực hiện vào năm 2014.