Bagaimana Palsu, Kotoran Buatan Lab Bisa Meningkatkan Sanitasi

Di seluruh dunia, hampir tiga miliar orang tidak memiliki kemewahan toilet yang memerah. Sebaliknya mereka bergantung pada sistem sanitasi statis, seperti jamban lubang untuk menangani limbah mereka. Karena ini tidak sering terhubung ke saluran pembuangan, mereka membutuhkan pengosongan dan pembuangan manual.

Pemahaman yang buruk tentang risiko yang terlibat berarti bahwa lumpur yang tidak diolah sering dibuang ke ladang dan sungai terdekat. Dampak dari ini bisa sangat menghancurkan. Kuman yang ditemukan dalam lumpur tinja menyebabkan penyakit seperti diare yang mengakibatkan kematian lebih dari 750.000 anak balita setiap tahun.

Namun diperkirakan bahwa setiap dolar yang diinvestasikan dalam sanitasi yang lebih baik menghasilkan hingga US $ 5, 50 dalam manfaat sosial dan ekonomi. Ini datang melalui peningkatan produktivitas, pengurangan biaya perawatan kesehatan dan pencegahan penyakit dan kematian dini.

Bagian penting dari peningkatan sanitasi terletak pada penelitian dan pengembangan cara-cara yang lebih sederhana, lebih efisien untuk mengolah lumpur di tempat-tempat di mana pembuangan air limbah dan pengolahan air limbah terpusat tidak tersedia.

Penelitian saya adalah bagian dari kemitraan dengan perusahaan teknik Buro Happold (BH) yang diminta oleh WaterAid Bangladesh untuk menemukan teknologi pengolahan lumpur yang efektif, praktis dan terjangkau.

Setelah mempertimbangkan opsi yang mencakup biogas dan aditif lubang - produk yang digunakan untuk mencoba dan mengurangi volume lumpur - perusahaan memilih tempat pengeringan yang tidak ditanami. Mereka sederhana dalam desain dan memanfaatkan jumlah sinar matahari yang masuk akal di Bangladesh.

Drying bed mengeringkan lumpur melalui proses penguapan dan drainase. Karena kehilangan air, suhu di dalam lumpur naik, membunuh beberapa kuman yang dikandungnya. Setelah dikeringkan hingga konsistensi yang cocok untuk dihilangkan, lumpur dikomposkan untuk memungkinkan penggunaan yang aman di bidang pertanian sebagai kondisioner tanah.

Penelitian saya bertujuan untuk lebih memahami proses pengeringan lumpur di lapisan ini untuk memperkirakan waktu yang diperlukan sebelum aman untuk dihilangkan, mencegah lumpur yang tidak diolah dikosongkan ke lingkungan.

Pabrik kotoran

Untuk melakukan ini, penting untuk membuat lumpur di laboratorium, yang mereplikasi sifat kimia dan fisik dari barang nyata sedekat mungkin. Dengan melakukan itu kita dapat melakukan pengujian pengeringan yang aman dan dapat direproduksi untuk memastikan bagaimana lumpur nyata akan mengering di iklim tropis.

Selain penuh dengan kuman, lumpur tinja sangat bervariasi dalam hal komposisi kimia dan fisiknya. Satu studi yang menyelidiki "keluaran" sekelompok pria sehat berusia sama dengan diet terkontrol selama tiga minggu menemukan perbedaan nyata dalam komposisi kimia kotoran mereka. Variasi semacam itu semakin diperkuat antara berbagai negara, iklim dan diet.

Komponen kimia utama kotoran adalah lemak, karbohidrat (serat), bahan nitrogen, mineral (terutama kalium, kalsium dan fosfor) dan mikroorganisme. Pada tahun 2006 para ilmuwan mengembangkan simulant untuk kotoran manusia untuk menguji desain sistem pengumpulan limbah untuk kendaraan eksplorasi kru untuk NASA.

Menggunakan komposisi kimia yang dikenal, para peneliti NASA mengembangkan "resep" yang terdiri dari selulosa untuk mewakili karbohidrat, ragi untuk mikroorganisme, minyak kacang tanah untuk lemak dan karbohidrat, ditambah kalium klorida, kalsium fosfat dan air.

Sayangnya lumpur yang dikeringkan di bedengan pengeringan di Bangladesh sedikit berbeda dengan kotoran segar, karena telah menghabiskan waktu di lubang atau septic tank. Ini berarti bahwa komponen yang mudah terdegradasi dalam kotoran segar (karbohidrat, protein dan gula) dipecah, meninggalkan komponen yang lebih stabil. Resep NASA untuk kotoran baru perlu diubah agar percobaan kami memperhitungkan perubahan dan untuk lebih mewakili karakteristik lumpur tinja nyata.

Sebagai bagian dari Reinvent the Toilet Challenge dari Yayasan Bill dan Melinda Gates pada tahun 2014, Kelompok Riset Polusi di Afrika Selatan mengubah resep NASA. Mereka termasuk suplemen diet kulit psyllium dan pasta miso untuk serat, menghilangkan kalium klorida, menambahkan polietilen glikol untuk membantu retensi air, ragi aktif untuk mewakili bakteri dan mengubah selulosa menjadi serat kapas dan jaringan parut.

Kami lebih lanjut mengubah resep ini untuk mengganti serat kapas dengan rami karena lebih mudah tersedia. Ragi aktif diganti dengan ragi bir karena lebih mudah untuk membeli dalam jumlah besar.

Sekarang kami memiliki simulan yang cocok untuk lumpur tinja, kami dapat melakukan tes pada pengeringan bedengan untuk lebih memprediksi perilaku pengeringan lumpur dalam iklim tropis. Hal ini dapat menyebabkan penggunaan tempat tidur tersebut dalam skala yang jauh lebih besar, yang berarti bahwa bukannya dibiarkan tidak diobati, kotoran memiliki tempat yang lebih baik.

Naomi Deering, Peneliti Pascasarjana Sanitasi, University of Bath