Nước đang bị lạm dụng.
Và bất kỳ ai từng làm việc trong lĩnh vực này, từ giám đốc nhà máy sản xuất, nhà điều hành cảng, chủ khách sạn trên đảo cho đến khách hàng tại các thành phố lớn, đều nhận ra một thực tế đáng lo ngại: nhiều chiến lược quản lý nước được xây dựng dựa trên lượng mưa của ngày hôm qua, mực nước ngầm của ngày hôm qua và giá điện của ngày hôm qua, trong khi đường cong rủi ro thực tế đang thay đổi nhanh hơn cả chu kỳ ngân sách.
Vậy điều gì sẽ xảy ra khi những giả định cũ không còn đúng nữa?
Cuộc thảo luận về tài nguyên nước trên toàn cầu thường được “làm mềm” thành những thuật ngữ quan hệ công chúng: sức mạnh, tính bền vững, nhận thức, bảo tồn. Tôi không ưa cách tiếp cận đó. Nó che giấu vấn đề cốt lõi. Tình trạng thiếu nước không chỉ đơn thuần là “mọi người cần nhiều nước hơn”. Đó là sự va chạm giữa sự gia tăng dân số, nhu cầu nông nghiệp, các con sông bị ô nhiễm, mực nước ngầm suy giảm, biến động môi trường, cùng với hệ thống hạ tầng vốn đã được xây dựng thiếu thốn ngay cả khi tình hình khí hậu còn ổn định.
Báo cáo Phát triển Nguồn nước Thế giới năm 2024 của UNESCO xem nước là một vấn đề liên quan đến sự thịnh vượng và an ninh, chứ không chỉ đơn thuần là một vấn đề sinh thái – và đây chính là sự chuyển hướng mà các chuyên gia cần đặc biệt chú ý. Áp lực về nước hiện nay đang là mối đe dọa đối với việc làm, an ninh lương thực, giao thông vận tải và sản xuất.
Các con số thống kê công khai đã đủ đáng lo ngại rồi. Theo các báo cáo mới nhất của Liên Hợp Quốc, hàng tỷ người vẫn chưa có nước uống an toàn hoặc điều kiện vệ sinh cơ bản, và vấn đề không chỉ đơn thuần là việc khoan thêm nhiều giếng nước. Vấn đề còn nằm ở khâu xử lý, phân phối, độ tin cậy, giá cả và quản lý.
Đây mới là vấn đề phức tạp hơn: tình hình nguồn nước ngọt đang trở nên khó dự đoán hơn, ngay cả ở những khu vực vốn được coi là an toàn về nguồn nước. Một quý thì lũ lụt. Quý tiếp theo thì hạn hán. Sau đó là hệ thống thoát nước bị ô nhiễm. Rồi ban quản lý năng lượng lại thắc mắc tại sao chi phí đầu tư (CAPEX) lại đột ngột tăng vọt.
Tôi đã thực sự chứng kiến nhiều người mua lặp đi lặp lại cùng một sai lầm. Họ cứ chờ đến khi chất lượng nước sinh hoạt xuống cấp rồi mới vội vàng mua thiết bị khẩn cấp, như thể hệ thống thẩm thấu ngược chỉ là đồ nội thất văn phòng vậy. Nhưng thực tế không phải vậy. Một hệ thống khử muối nước biển được thiết kế phù hợp phụ thuộc vào các yếu tố như hàm lượng chất rắn hòa tan (TDS) và chỉ số SDI của nước cấp, nhiệt độ, hóa chất tiền xử lý, loại màng lọc, tỷ lệ thu hồi, quy định xả nước mặn, chất lượng nguồn điện, kỹ năng của người vận hành và việc quản lý phụ tùng thay thế.
Nếu bỏ qua những thông tin đó, hệ thống sẽ trừ điểm của bạn.
Các nguồn nước trên thế giới phân bố không đồng đều. Canada, Brazil, Nga và một số quốc gia Đông Nam Á sở hữu lượng nước ngọt dồi dào. Trong khi đó, khu vực Vùng Vịnh, Bắc Phi, các quốc gia đảo và một số khu công nghiệp ven biển lại không có. Tuy nhiên, tình trạng thiếu hụt không chỉ do vị trí địa lý. Nó còn phụ thuộc vào thời điểm và chất lượng.
Một con sông có thể tồn tại nhưng vẫn không thể sử dụng được.
Đó là lý do tại sao quản lý nước đã thực sự chuyển từ “tìm kiếm nguồn nước” sang “bảo vệ nguồn nước đáng tin cậy”. Một mỏ khai thác có thể cần xử lý nước ngầm lợ. Một hòn đảo du lịch có thể cần hệ thống thẩm thấu ngược nước mặn quy mô nhỏ. Một thành phố ven biển có thể cần hệ thống khử mặn quy mô đô thị. Một con tàu có thể cần hệ thống sản xuất nước ngọt trên tàu. Mỗi vấn đề về nước lại đòi hỏi một giải pháp kỹ thuật riêng biệt.
Đối với các cá nhân làm việc tại nước ngoài hoặc làm việc trên biển, một máy lọc nước biển không phải là một tiện ích xa xỉ; đó là một hệ thống sinh tồn khi nguồn nước dự trữ trở nên đắt đỏ, khan hiếm hoặc không đáng tin cậy. Đối với các nhà máy sản xuất ven biển, khách sạn và cộng đồng, một hệ thống khử muối nước biển trên đất liền thường là một vở kịch dài hơi và mang tính nghiêm túc hơn.
Tôi xin nói thẳng: khử mặn không phải là phép màu. Quá trình này tiêu tốn nhiều năng lượng, đòi hỏi bảo trì kỹ lưỡng và rất dễ bị thổi phồng về mặt chính trị.
Tuy nhiên, xét về mặt lý thuyết, điều đó là hợp lý.
Hệ thống khử mặn nước biển là giải pháp hợp lý khi nguồn nước thay thế không ổn định, có hàm lượng muối cao, bị chi phối bởi các yếu tố chính trị, bị khai thác quá mức hoặc chi phí vận chuyển quá cao. Điều này thường áp dụng cho các hòn đảo, tàu thuyền, cảng biển, khu nghỉ dưỡng ven biển, giàn khoan ngoài khơi, các thành phố trong khu vực Vịnh, các trại tạm trú trong tình huống khẩn cấp và các khu công nghiệp ven biển.
Ả Rập Xê Út cho thấy quy mô của cuộc đặt cược này. Công suất khử mặn của khu vực công và tư nhân dự kiến sẽ đạt khoảng 11,5 triệu mét khối mỗi ngày vào năm 2024, và các tài liệu chính thức quan trọng mô tả SWCC là một trong những nhà sản xuất nước khử mặn lớn nhất thế giới.
Những dự án quy mô nhỏ cũng rất quan trọng. Một khu nghỉ dưỡng ven biển không cần phải là một dự án quy mô lớn trên toàn quốc. Có thể nó chỉ cần một Nhà máy khử muối nước biển công suất 20 tấn/ngày – 200 tấn/ngày với quy trình tiền xử lý ổn định, hệ thống xả tự động và các lớp màng RO có thể bảo trì. Một khu dân cư hoặc khu công nghiệp có thể sẽ cân nhắc lựa chọn một Hệ thống khử muối nước biển công suất 2.000 tấn/ngày trong đó sự dư thừa, thu hồi năng lượng và ứng dụng hóa chất trở thành những yếu tố chính đẩy chi phí tăng cao.
| Vấn đề về nước | Loại hệ thống phù hợp nhất | Phiên bản sử dụng thông thường | Cảnh báo từ chuyên gia |
|---|---|---|---|
| Nước mặn có độ mặn cao | Khử muối nước biển bằng công nghệ thẩm thấu ngược (RO) | Các hòn đảo, tàu thuyền, thị trấn ven biển, khách sạn | Sự cố trong quá trình tiền xử lý làm hỏng các lớp màng nhanh hơn so với dự kiến của người mua |
| Nước ngầm mặn | Hệ thống lọc nước mặn bằng công nghệ RO | Các trang trại, nhà máy ở nội địa, các cộng đồng nông thôn | Chỉ số TDS thấp không có nghĩa là “nước đơn giản”; hàm lượng sắt, độ cứng và các chất hữu cơ vẫn rất quan trọng |
| Nhu cầu từ xa hoặc ngắn hạn | Hệ thống lọc nước RO dạng container | Các trại xây dựng, nguồn cung cấp khẩn cấp, cảng | Trước khi mua, hãy kiểm tra hệ thống làm mát, hệ thống thông gió, nguồn điện dự phòng và khả năng tiếp cận phụ tùng thay thế |
| Nhu cầu nội địa rất lớn | Nhà máy lọc nước biển bằng công nghệ thẩm thấu ngược (RO) đa dòng | Các thành phố, các khu công nghiệp | Chữa lành bằng năng lượng và việc chuẩn bị cho thời gian ngừng hoạt động quyết định đến khía cạnh kinh tế |
| Nước trong tàu | Máy lọc nước biển | Du thuyền tư nhân, tàu chở hàng, giàn khoan ngoài khơi | Bố cục gọn gàng chỉ hiệu quả nếu việc bảo trì và tiếp cận không quá khó khăn |
Nước lợ cần được quan tâm nhiều hơn nữa. Nhiều khách hàng vội vàng chuyển sang hệ thống RO nước mặn vì cho rằng nó có vẻ mạnh mẽ hơn, tuy nhiên một hệ thống được thiết kế đúng cách hệ thống khử mặn nước lợ chi phí vận hành có thể sẽ thấp hơn nếu nguồn cấp dữ liệu cho phép.
Còn đối với những công việc mà công trường có thời gian hoạt động ngắn, nằm ở vùng hẻo lánh hoặc phức tạp về mặt chính trị, thì giải pháp khử muối bằng công nghệ container có thể giảm bớt những rào cản trong quá trình thiết lập. Không phải lúc nào cũng vậy. Nhưng thường thì điều này đủ để đưa nó vào danh sách các lựa chọn hàng đầu.
Tác động của môi trường đối với nguồn nước thường được mô tả thông qua các hiện tượng hạn hán và lũ lụt. Điều đó là đúng nhưng chưa đủ.
Sự biến đổi nhiệt độ làm thay đổi quá trình tỏa nhiệt. Bão làm gia tăng độ đục của nước. Hạn hán làm tăng nồng độ muối, nitrat, PFAS và các chất ô nhiễm công nghiệp. Lũ lụt gây quá tải cho hệ thống xử lý nước thải. Sự tan chảy của băng hà làm thay đổi lưu thông khí hậu theo mùa. Nông nghiệp đòi hỏi lượng nước tưới nhiều hơn, đặc biệt khi các hồ chứa đang trong tình trạng căng thẳng.
Thấy cái bẫy chưa?
Một nhà máy xử lý nước chỉ được thiết kế để đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng cao nhất cho nước cấp thông thường là chưa đủ để đối phó với thực trạng mà chúng ta đang phải đối mặt. Các chuyên gia nên yêu cầu dữ liệu về những tháng có điều kiện khắc nghiệt nhất, chứ không phải các giá trị trung bình hàng năm. Họ cần yêu cầu thông tin về các chỉ số TDS, nồng độ boron, chỉ số SDI, các đợt tăng đột biến độ đục, nguy cơ dầu mỡ, tải lượng vi sinh vật, cũng như các biến động nhiệt độ theo mùa.
Đây chính là nơi mà các thiết bị không chỉ đơn thuần là thiết bị. Bộ lọc hộp mực, bơm ứng dụng, chất chống kết tủa, hệ thống CIP, đồng hồ đo áp suất, máy đo ORP, máy đo độ dẫn điện và các lớp màng dự phòng là những yếu tố thầm lặng giúp nhà máy vận hành trơn tru. Nếu tiết kiệm chi phí ở đây, bạn sẽ phải trả giá bằng thời gian ngừng hoạt động sau này. Hãy truy cập Phụ kiện hệ thống RO trước khi vội vàng cho rằng việc lắp đặt hệ thống màng lọc đã là toàn bộ công việc.
Các vấn đề liên quan đến bảo tồn. Tuy nhiên, chỉ riêng việc bảo tồn chắc chắn sẽ không thể giải quyết được nhu cầu nước sinh hoạt, vấn đề phát triển các thành phố ven biển hay tình trạng phụ thuộc vào nguồn nước ngọt trên các hòn đảo.
Các kỹ thuật giám sát tài nguyên nước hiệu quả nhất được triển khai theo từng bước: giảm thiểu rò rỉ, lắp đặt đồng hồ đo nước một cách rộng rãi, tái sử dụng nước thải khi pháp luật cho phép, phân loại nước công nghiệp theo các cấp độ khác nhau, thu gom nước mưa khi cần thiết, bảo vệ các tầng chứa nước, định giá nước một cách hợp lý, và chỉ triển khai các dự án khử muối khi tính toán chi phí-hiệu quả trong toàn bộ vòng đời dự án cho thấy khả thi.
Tôi thích những kế hoạch thực tế. Chúng vẫn đứng vững trước sự thật.
Đối với các hộ gia đình và doanh nghiệp nhỏ đang băn khoăn về cách tiết kiệm nước, giải pháp bắt đầu từ việc phát hiện rò rỉ, sử dụng thiết bị tiết kiệm nước, lập kế hoạch tưới tiêu hợp lý, tái sử dụng nước thải sinh hoạt (nếu được pháp luật cho phép) và thay đổi thói quen sử dụng. Đối với các nhà máy sản xuất, giải pháp bao gồm: hệ thống điều hòa không khí tuần hoàn khép kín, thu hồi nước ngưng tụ, tái sử dụng nước thải, giảm thiểu lượng nước muối thải ra và giám sát theo thời gian thực.
Đừng nhầm lẫn giữa các khẩu hiệu với kỹ thuật.
Tình hình nguồn nước toàn cầu là vấn đề mang tính toàn cầu liên quan đến khả năng tiếp cận nước ngọt, tình trạng khan hiếm nước, chất lượng nước, sự bất ổn trong nguồn cung do biến đổi khí hậu gây ra, cũng như năng lực cơ sở hạ tầng – yếu tố quyết định liệu các hộ gia đình, trang trại, thành phố và ngành công nghiệp có thể tiếp cận được nguồn nước đáng tin cậy và đủ tiêu chuẩn sử dụng hay không. Tình hình này bao gồm các con sông, tầng chứa nước ngầm, sông băng, bể chứa nước, nhà máy khử muối, hệ thống tái sử dụng nước, cũng như những thiếu sót trong quản lý.
Về mặt thực tiễn, tình hình đang trở nên tốn kém hơn và mang tính chính trị nhiều hơn. Một số khu vực có nguồn nước nhưng thiếu các giải pháp xử lý. Các khu vực khác thì có cơ sở hạ tầng nhưng nguồn nước ngày càng cạn kiệt. Các khu vực ven biển có thể có nước mặn, nhưng để biến nó thành nguồn nước sinh hoạt, họ cần điện, màng lọc, xử lý sơ bộ và hệ thống giám sát chất lượng nước mặn.
Hệ thống khử muối nước biển giúp giải quyết tình trạng khan hiếm nước bằng cách biến nước biển mặn thành nước ngọt có thể sử dụng thông qua các giai đoạn tiền xử lý, màng thẩm thấu ngược áp suất cao, hậu xử lý và xả nước muối cô đặc một cách có kiểm soát. Hệ thống này đặc biệt hữu ích ở những nơi mà các nguồn nước ngọt truyền thống không ổn định, bị khai thác quá mức, bị ô nhiễm, bị hạn chế về mặt chính trị hoặc chi phí vận chuyển quá cao.
Các điều kiện sử dụng lý tưởng nhất là các hòn đảo, tàu thuyền, hệ thống ngoài khơi, khách sạn ven biển, cơ sở cảng biển, cũng như các khu công nghiệp hoặc đô thị gần biển. Các điều kiện sử dụng kém thuận lợi nhất là những nơi có nguồn nước ngọt rẻ hơn, sạch hơn hoặc có tiềm năng tái sử dụng cao nhưng chưa được khai thác.
Quá trình khử muối có thể là một giải pháp cấp nước bền vững khi được vận hành hiệu quả, được thiết kế phù hợp với thành phần hóa học của nguồn nước cấp tại khu vực, kết hợp với việc quản lý nước muối một cách có trách nhiệm, và được áp dụng ở những nơi mà các phương án tiêu thụ ít năng lượng hơn không thể đáp ứng nhu cầu. Tuy nhiên, quá trình này sẽ trở nên lãng phí nếu người sử dụng bỏ qua các khía cạnh như thu hồi năng lượng, xử lý sơ bộ, vệ sinh màng lọc, thiết kế hệ thống tiêu thụ, và chi phí vận hành lâu dài.
Cuộc tranh luận về tính bền vững cần phải dựa trên sự thật. Công nghệ thẩm thấu ngược thực tế đã phát triển mạnh mẽ, song các quy luật vật lý vẫn đặt ra những thách thức nhất định. Quá trình loại bỏ muối đòi hỏi áp suất, hóa chất, màng lọc, nhân viên vận hành có chuyên môn và công tác bảo trì. Những hệ thống chất lượng cao sẽ thẳng thắn thừa nhận những thách thức đó thay vì che giấu chúng đằng sau những lời quảng cáo hoa mỹ.
Quá trình khử mặn nước biển xử lý nước biển có độ mặn cao, trong khi quá trình khử mặn nước lợ xử lý nước ngầm có độ mặn thấp hơn, các nguồn nước chịu ảnh hưởng của sông hoặc nước lợ nội địa. Các hệ thống xử lý nước biển thường đòi hỏi áp suất cao hơn, khả năng kiểm soát sự suy giảm chất lượng nước mạnh mẽ hơn, yêu cầu xử lý sơ bộ nhiều hơn và tiêu thụ điện năng cao hơn so với các hệ thống xử lý nước lợ, do nồng độ muối cao hơn đáng kể.
Sự khác biệt đó ảnh hưởng đến mọi khía cạnh: việc lựa chọn máy bơm, kiểu màng lọc, hiệu suất thu hồi, liều lượng chất chống kết tủa, vật liệu khung, công suất tiêu thụ và quy trình bảo trì. Việc chọn sai nhóm không phải là một sai lầm nhỏ. Điều này có thể phá hỏng tính kinh tế của dự án ngay cả trước khi nhà máy đi vào hoạt động.
Các phương pháp quản lý nguồn nước hiệu quả nhất là sự kết hợp giữa việc giảm nhu cầu sử dụng, kiểm soát rò rỉ, tái sử dụng nước thải, bảo vệ tầng chứa nước, theo dõi dựa trên dữ liệu, các giải pháp phù hợp với mục đích sử dụng và khử mặn ở những khu vực mà nguồn nước địa phương không thể đảm bảo nguồn cung ổn định. Mục tiêu không phải là tìm ra một giải pháp tối ưu duy nhất, mà là xây dựng một hệ thống đa tầng có khả năng duy trì hoạt động liên tục trong các đợt hạn hán, sự cố ô nhiễm và những thời điểm nhu cầu tăng đột biến.
Đối với các chuyên gia, bước đầu tiên là đánh giá cân bằng nước thực tế. Sau đó, cần xác định nguồn nước nào cần được xử lý đạt tiêu chuẩn nước uống và nguồn nào không. Việc áp dụng cùng một tiêu chuẩn cho mọi lít nước thường là cách thiết kế thiếu chu đáo và gây lãng phí tiền bạc.
Tình hình nguồn nước quốc tế hiện nay đang buộc các bên mua phải lựa chọn giữa việc từ chối hoặc chấp nhận thỏa thuận khung.
Tôi hiểu bên nào sẽ thắng.
Một chiến lược quản lý nước toàn diện phải bắt đầu từ việc đánh giá nguồn nước, mô phỏng nhu cầu, phương pháp tiền xử lý, tính toán chi phí vòng đời và dự phòng. Sau đó mới tiến hành lựa chọn quy mô hệ thống. Không được làm ngược lại. Dù bạn cần một thiết bị xử lý nước quy mô nhỏ, một nhà máy RO ven biển quy mô trung bình, một hệ thống xử lý nước ngầm lợ, hay một gói cung cấp khẩn cấp dạng container, bước khôn ngoan nhất là xác định kịch bản vận hành tồi tệ nhất có thể xảy ra.
Để xác định quy mô dự án, lựa chọn thiết bị hoặc nhận báo giá dựa trên điều kiện thực tế của nguồn nước cấp, hãy bắt đầu bằng việc xem xét các giải pháp khử muối nước biển và hệ thống RO, đồng thời trao đổi với đội ngũ kỹ thuật trước khi tình trạng thiếu nước trở thành một vấn đề cấp bách cần giải quyết.
Kysearo là một công ty sản xuất thiết bị xử lý nước hàng đầu có trụ sở tại Trung Quốc, chuyên thiết kế và sản xuất các hệ thống xử lý nước hiệu suất cao.
Với hơn 20 năm kinh nghiệm trong ngành, chúng tôi luôn nỗ lực cải thiện chất lượng các nguồn nước khác nhau, bao gồm nước biển, nước giếng, nước giếng khoan, nước máy và nước ngầm, v.v.
Sản phẩm
Công ty
Liên hệ
