Tái sử dụng nước thải

1. Tổng quan về tái sử dụng nước thải

1.1 Tái sử dụng nước thải là gì?

Tái sử dụng nước thải là việc sử dụng máy móc và thiết bị để xử lý nước thải. Nước sau quá trình xử lý đạt các tiêu chuẩn về nước sạch và được sử dụng vào các mục đích khác nhau.

Việc tái dùng nước giúp xử lý và sử dụng các nguồn nước hiệu quả hơn. Từ đó tạo ra lợi ích kinh tế vô cùng to lớn cho các doanh nghiệp và nâng cao sức khỏe cộng đồng.

Quá trình xử lý nước thải để sử dụng lại là cách khai thác nước hiệu quả. Đưa nước đã được khai thác đi vào một vòng tuần hoàn khép kín, không tạo ra nước thải gây ô nhiễm, hủy hoại môi trường và hệ sinh thái.

1.2 Hiểu về xử lý nước thải và sử dụng chúng đúng cách sau quá trình xử lý

Tái sử dụng nước và nước thải là việc sử dụng lại nguồn nước đã qua sử dụng. Tùy thuộc từng mục đích sử dụng và để đạt được chất lượng nước mong muốn mà nước tái sử dụng được xử lý bằng các quy trình công nghệ khác nhau.

Do đó, khi nhắc đến việc tái sử dụng nước thải không có nghĩa là nước sạch sau quá trình xử lý phải là nước tinh khiết. Chất lượng nước sau quá trình xử lý để tái sử dụng sẽ phụ thuộc vào mục đích cụ thể của từng nhà máy.

Nước thải sau xử lý có thể được sử dụng cho việc:

• Tưới cây, duy trì mảng xanh.
• Sử dụng cho hệ thống nhà vệ sinh công cộng, vệ sinh xe công nghiệp.
• Rửa đường, giảm nhiệt đường nhựa vào mùa nóng.
• Phòng cháy chữa cháy.
• Tái sử dụng trong các ngành sản xuất (làm mát tháp giải nhiệt, sử dụng lại trong quy trình sản xuất, …).

1.3 Thực trạng và tính khả thi trong việc tái sử dụng nước thải ở Việt Nam

1.3.1 Thực trạng tài nguyên nước tại Việt Nam

Việt Nam là quốc gia nằm trong khu vực nhiệt đới ẩm gió mùa nên có lượng mưa lớn quanh năm, khoảng 1500 đến 2000 mm (nguồn Luật Hoàng Phi).

Đặc điểm địa hình nhiều song ngòi, kênh rạch, có đồng bằng phù sa, đường ven biển dài giúp lượng nước ngọt ở nước ta luôn đầy đủ. Nhưng không có nghĩa chúng ta sẽ không rơi vào tình trạng thiếu nước sạch để sử dụng.

Tình trạng thiếu nước sẽ báo động bởi nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan như là:

• Việc khai thác nước cho sản xuất không được quy hoạch rõ ràng.
• Dân số và kinh tế ngày càng phát triển, nhu cầu sử dụng nước ngày càng cao.
• Hệ thống song ngòi ở nước ta là hạ nguồn, dễ dàng thiếu nước nếu các quốc gia ở thượng nguồn tăng cường khai thác nước.
• Biến đổi khí hậu làm cho tình trạng lũ lụt, sạt lở ngày càng gia tăng.
• Nước biển dâng, xâm nhập mặn.

Trước thực trạng nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng, trong khi nước ngọt đang ngày một suy thoái và cạn kiệt. Chúng ta sẽ sớm đối diện với thực trạng thiếu nước sạch nếu chúng ta không hành động.

1.3.2 Đánh giá tiềm năng tái sử dụng nước thải tại Việt Nam

Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngọt đồi dào, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các khu công nghiệp và các nhà máy sản xuất. Sản sinh ra lượng nước thải rất lớn mỗi ngày. Từ đó vấn đề tái sử dụng nước tại đây là rất tiềm năng.

Bên cạnh đó, nước thải tại hầu hết các nhà máy đang được xử lý sơ bộ và đưa vào khu xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp. Doanh nghiệp phải chi một khoản chi phí định kỳ cho việc xả thải vào khu xử lý tập trung.

Hơn thế, đã có không ít những doanh nghiệp rất quan tâm đến nền kinh tế tuần hoàn. Chủ động lắp đặt và nâng cấp các hệ thống xử lý nước thải của nhà máy. Nâng chất lượng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn sử dụng cho việc vệ sinh xe chở hàng, làm mát đường nhựa, ….

Chủ trương của nhà nước đều đang thúc đẩy nền kinh tế xanh. Phát triển kinh tế bền vững với bảo vệ môi trường. Do đó việc tái sinh nước thải luôn được quan tâm và khuyến khích.

Tất cả đều chỉ rõ, Việt Nam là một thị trường rất tiềm năng trong phát triển hệ thống xử lý nước thải với chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn nước sạch để sử dụng.

2. Khó khăn để đạt được yêu cầu đối với chất lượng nước thải cho việc tái sử dụng

Đối với vấn về tái sử dụng nước thải, chất lượng nước thải sau xử lý cần loại bỏ hoàn toàn các thành phần độc hại, nguy hại, vi khuẩn, virus, …. Thường phải đạt các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sạch.

Trong đó, đối với việc sử dụng nước trong các ngành công nghiệp sản xuất. Các nhà máy sẽ đưa ra từng yêu cầu cụ thể đối với chỉ số chất lượng nước. Việc này đảm bảo rằng nước được tái sử dụng cho phép đạt tiêu chuẩn tuần hoàn về toàn bộ hoặc một phần của quy trình sản xuất.

Sau đây, chúng tôi sẽ giới thiệu đến bạn đọc một số công nghệ tái sử dụng nước thải mang lại nhiều hiệu quả cho doanh nghiệp.

3. Top các công nghệ tái sử dụng nước thải phổ biến hiện nay

3.1 Công nghệ màng thẩm thấu ngược RO

Đứng đầu trong Top công nghệ tái sử dụng nước thải phổ biến hiện nay đó là công nghệ màng thấm thấu ngược RO.

Công nghệ màng được ra đời từ những năm 50 của thế kỷ trước. Nhưng không thể chối bỏ được phát minh tuyệt vời của nhà khoa học Oragin. Màng RO mỗi ngày đều được cải tiến và nâng cấp để khắc phục những nhược điểm trong quá trình vận hành.

Cơ chế lọc vật lý chỉ cho phép phân tử nước đi qua màng. Dưới tác động của áp lực cao và hệ thống tẩy rửa tự động. Đến nay, công nghệ màng RO vẫn đang là công nghệ xử lý nước phổ biến và tốt nhất.

Việc sử dụng và kết hợp công nghệ thẩm thấu ngược RO vào quy trình xử lý nước thải mang lại chất lượng nước đạt tiêu chuẩn tái sử dụng cao. Tăng khả năng thu hồi nước và giảm chi phí hóa chất vận hành.

Chúng tôi đã và đang hợp tác công nghệ với các hãng sản xuất màng RO hàng đầu thế giới, như là:

–    Màng RO ROCHEM, Đức.

–    Hãng màng R.O DUPONT Filmtec (tên cũ  RO DOW Filmtec), Mỹ.

–    Màng RO Unisol, WTA Đức.

–    Màng RO Toray.

Cùng chung cơ chế lọc vật lý như màng RO còn có các loại màng lọc khác như màng vi lọc (MF), màng siêu lọc (UF), màng nano (NF). Chúng chủ yếu được sử dụng phối hợp cùng với màng RO để nâng cao hiệu quả xử lý nước. MF, UF, NF khác nhau ở kích thước lỗ màng và khả năng loại bỏ vật chất.

3.2 Vi lọc (MF)

Vi lọc (MF) là quá trình loại bỏ vật lý các chất rắn lơ lửng khỏi nước, qua màng. Vi lọc thường được sử dụng cùng với các quá trình phân tách khác như siêu lọc UF và thẩm thấu ngược RO.

Các bộ lọc được sử dụng trong vi lọc có kích thước lỗ lọc khoảng 0,1 – 10micron. Vi khuẩn và chất rắn lơ lửng là yếu tố chủ yếu có thể được loại bỏ thông qua vi lọc.

Ứng dụng điển hình cho hệ thống vi lọc (MF) là:

• Tiền xử lý cho một quá trình xử lý nước khác.
• Có thể dùng để xử lý nước thải.
• Ứng dụng để tách dầu và nước.
• Khử khuẩn đồ uống và dược phẩm mà không làm mất hương vị.
• Chế biến các sản phẩm từ sữa trong khi vẫn giữ hàm lượng protein.

3.3 Siêu lọc (UF)

Siêu lọc (UF) ngăn chặn vi-rút, đòi hỏi áp lực cao hơn một chút để đạt được điều này. Bộ lọc siêu lọc có kích thước lỗ khoảng 0,01 micron (hoặc nhỏ hơn).

Màng UF được sử dụng trong các quy trình sau:

• Xử lý nước tinh khiết.
• Xử lý nước thải, tái sử dụng nước thải.
• Loại bỏ mầm bệnh từ sữa.
• Làm sạch nước ép trái cây.

3.4 Công nghệ màng lọc nano (NF)

• Màng lọc nano thường loại bỏ 30% – 50% các ion đơn trị như clorua hoặc natri. Và loại bỏ 90 – 95% các ion độ cứng Canxi, Magie.
• Thiết kế và hoạt động của các bộ lọc được sử dụng trong NF rất giống với màng lọc thẩm thấu ngược, với một số khác biệt. Những màng này không phải là màng cứng như màng RO và áp lực nước cấp thấp hơn. Bộ lọc lọc nano có kích thước lỗ khoảng 0,001 micron.
• Màng nano còn được gọi là màng lọc ‘làm mềm vì nó thường được sử dụng để lọc nước với tổng lượng chất rắn hòa tan thấp, để loại bỏ chất hữu cơ và làm mềm nước.

NF có thể được sử dụng trong các quy trình: Xử lý nước tinh khiết; Tiền xử lý trước cho RO; Nước sản xuất dược phẩm, dệt may, làm bánh, sữa, ….

3.5 Màng sinh học MBR

Bên cạnh các công nghệ màng còn có màng sinh học MBR. Là hệ thống xử lý vi sinh của nước thải bằng công nghệ lọc màng. Đây là công nghệ xử lý nước thải được sử dụng rộng rãi cho nước thải đô thị và công nghiệp trong các dự án lớn trên khắp Việt Nam và thế giới.

Màng MBR là một công nghệ nâng cấp của quá trình xử lý hoạt tính truyền thống (CAS). Trong đó, module màng MBR được nhúng vào bể Aerotank hoặc đặt vào bể riêng.

Ưu điểm khi sử dụng màng MBR

• Quá trình phân tách chất bẩn và vi sinh vật hoàn toàn bằng màng MBR nên không cần bể lắng thứ cấp và bể khử trùng, đồng thời tiết kiệm 50% diện tích bể sinh học.
• Hệ thống xử lý dùng màng MBR vận hành dễ dàng và được thiết lập tự động. Thông lượng nước sạch hút ra qua bơm hút được kiểm soát bởi đồng hồ đo lưu lượng.
• Chu kỳ hút/rửa hoàn toàn tự động nhờ van điện tự động đóng ngắt. không cần phải đo chỉ số SVI hàng ngày (đây là chỉ số rất quan trọng đối với quá trình thông thường) giúp tiết kiệm được nhân công vận hành.

Công nghệ màng RO có khả năng xử lý nước cao nhất. Có thể đưa độ khoáng TDS về khoảng 300 – 500 ppm. Tuy nhiên, khi mục đích sử dụng yêu cầu chất lượng nước là siêu tinh khiết có TDS < 5ppm. Chúng ta cần có sự góp sức của một số công nghệ khác như: Thiết bị bay hơi; Công nghệ trao đổi ion – exchange; …

3.6 Thiết bị bay hơi (Evaporators)

Thiết bị bay hơi có tên tiếng anh là Evaporators. Là thiết bị sử dụng nhiên liệu đốt để đun sôi dung dịch tạo thành hơi nước và thu được nước tinh khiết. Nhiệt lượng sinh ra trong quá trình xử lý có thể được phục vụ cho nhu cầu về nhiệt ở nhiều lĩnh vực khác nhau.

Thiết bị bay hơi cho phép phân tách chất thải lỏng thành nước sạch tinh khiết và chất rắn. Nên sau quá trình xử lý nước bằng thiết bị bay hơi sẽ không còn nước thải để xử lý tiếp.

Ưu điểm của công nghệ là cho chất lượng nước sau xử lý siêu sạch, gần với nước cất.

Tuy nhiên, nhược điểm đó là chi phí đầu tư thiết bị bay hơi khá cao. Chủ yếu thiết bị bay hơi được các đơn vị sản xuất ứng dụng vào quy trình Zero liquid discharge – ZLD (không xả thải chất lỏng).

3.7 Công nghệ trao đổi ion – ion exchange

Trao đổi ion DI (Deionication) là một quá trình sử dụng hạt nhựa để xử lý nước. Dựa trên nguyên tắc ion khác cực thì hút nhau, sử dụng hạt nhựa có chứa các ion đưa vào nước thải cần xử lý. Khi đó, các ion tạp chất có trong nước sẽ được thay thế bởi các ion có trong hạt nhựa.

3.7.1 Các ion phổ biến trong nước thô

Cations	Anions
Calcium (Ca2+)	Chloride (Cl-)
Magnesium (Mg2+)	Bicarbonate (HCO3-)
Sodium (Na+)	Nitrate (NO3-)
Potassium (K+)	Carbonate (CO32-)
Iron (Fe2+)	Sulfate (SO42-)

Quá trình tinh lọc ion trong nước sẽ làm cho nước có chất lượng rất cao. Có hai loại thiết bị khử ion trong nước phổ biến đó là two-bed hoặc mixed-bed.

3.7.2 Ưu điểm của công nghệ trao đổi ion – ion exchange

• Hạt nhựa trao đổi Ion làm mềm nước có thể tái sinh, hiệu quả làm mềm cao.
• Thiết bị làm mềm nước dễ dàng sử dụng, vận hành tự động.
• Chi phí thấp, hiệu quả kinh tế cao do tái sinh được hạt nhựa trao đổi ion.

4. Hệ thống tái sử dụng nước thải

Mỗi loại công nghệ và nhà cung cấp dịch vụ đều có điểm mạnh riêng. Việc lựa chọn ra công nghệ xử lý nước thải và nhà cung cấp uy tín để đạt được nguyện vọng sẽ rất khó khăn. Vì thực tế sẽ luôn sai số so với lý thuyết.

Hiểu được những khó khăn mà khách hàng và chủ đầu tư đang gặp phải. Chúng tôi đã dành nhiều năm để nghiên cứu, đánh giá thực nghiệm các công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng. Đã và đang đưa ra những giải pháp hiệu quả cho từng dự án tại Việt Nam.

Hợp tác đa dạng với các hãng cung cấp màng RO. Cho phép TVTS dễ dàng thích nghi với các hệ thống xử lý nước thải hiện hữu của các nhà máy. Am hiểu về kỹ thuật và tính năng của các dòng sản phẩm. Chúng tôi dễ dàng nâng cấp, thay thế, bảo dưỡng hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy của bạn.

Mỗi hệ thống xử lý nước thải được TVTS nghiên cứu và thiết kế rất cẩn thận. Chúng tôi dùng hệ thống mini (Pilot) để chạy thử nghiệm nước thải tại nhà máy. Từ đó, đưa ra những phân tích và đánh giá cụ thể nhất. Lên phương án thiết kế và thi công lắp đặt phù hợp với mỗi nhà máy sản xuất.

Các chi tiết và bộ phận lớn nhỏ trong hệ thống tái sử dụng nước thải luôn được TVTS chú trọng. Đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật về: an toàn điện, phòng cháy chữa cháy, chống ăn mòn vật liệu, an toàn vệ sinh môi trường, ….

4.1 Mục đích và ứng dụng của hệ thống tái sử dụng nước thải

Hiện nay, quy trình công nghệ tái sử dụng nước thải tại TVTS mang lại rất nhiều thành công tại các nhà máy mà chúng tôi đã thực hiện. Đáp ứng được các yêu cầu tuần hoàn nước cho một số ngành sản xuất như:

4.1.1 Tái sử dụng nước thải trong công nghiệp

Ngành nhiệt điện	Thông thường không có tái sử dụng.
Dệt nhuộm	Đạt chuẩn cho các quy trình trong sản xuất: nấu, giặt, tẩy trắng, làm bóng, nhuộm in, ….
Sản xuất giấy	Quá trình nấu, rửa sau nấu, rửa thiết bị, rửa sàn ….
Xi mạ	Phục vụ sản xuất, tẩy rửa bề mặt kim loại.
Điện tử	Rửa linh kiện điện tử, rửa các thành phần chất bán dẩn trong sản xuất, làm sạch hoặc đông khắc, quá trình oxi hoá bề mặt silicon, chuẩn bị mạ, ….
Bia, thực phẩm, nước giải khát	Nấu, đường hoá, ủ nha, lên men, vệ sinh, ….
Dược Phẩm	Đạt chuẩn cho các quy trình trong sản xuất: Lò hơi, nồi hấp triệt trùng thuốc tiêm – nhỏ mắt, súc rửa chai lọ, máy móc, ….

4.1.2 Tái sử dụng nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt sau khi qua các quá trình xử lý nước có thể được sử dụng để duy trì mảng xanh, phòng cháy chữa cháy, vệ sinh đường bộ, giải trí, ….

4.1.3 Tái sử dụng nước thải khác

Nước thải nguy hại (nước thải được thải ra từ các quá trình sản xuất tạo ra chất thải nguy hại, rửa vết hàn, sản xuất bo mạch điện tử, …)	Hoạt động dân sự.
Nước rỉ rác (nước thải được thu gom từ các bãi chôn lấp chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, …)	Hoạt động dân sự.
Và các nhóm nước thải khó xử lý có chỉ số TDS lên đến 100.000 ppm	Hoạt động dân sự.

4.2 Quy trình công nghệ tái sử dụng nước thải tại một dự án mà TVTS thực hiện

Chúng tôi đề cập quy trình tái sử dụng nước ngưng của thiết bị bay hơi cà phê trong nhà máy sản xuất cà phê sấy lạnh tại Việt Nam.

Nước thải sau khi được xử lý yêu cầu đạt tiêu chuẩn QCVN 01- 1: 2018 BYT.

 

 

4.3 Chi phí đầu tư và vận hành hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn tái sử dụng

Hệ thống tái sử dụng nước thải có giá từ 9,000,000 vnđ/m3 nước sạch. Giá sẽ tỉ lệ thuận với mức độ phức tạp của nước thải cần xử lý và chất lượng nước đầu ra.

Tại TVTS, chúng tôi lắp đặt hệ thống xử lý nước với các thiết bị tiên tiến, hiện đại, tuổi thọ cao. Thiết bị được nhập khẩu từ các nhà sản xuất hàng đầu trên thế giới từ các quốc gia như Mỹ, Đức, Ý, Anh, Pháp, Nhật Bản, ….

Khi được yêu cầu cho mỗi dự án xử lý nước thải, TVTS sẽ cùng khách hàng lên Capex và Opex, cũng như đánh giá hiệu quả trong đầu tư hệ thống. Chúng tôi thấy rằng, khi công suất nước xử lý càng lớn thì hiệu quả đầu tư hệ thống về lâu dài càng cao.

5. Ý nghĩa của việc tái sử dụng nguồn nước thải?

Trong kinh tế, tái sử dụng nước giúp tiết kiệm được chi phí sử dụng nước thủy cục, chi phí đầu tư hệ thống xử lý nước cấp đầu vào cho quy trình sản xuất và chi phí xử lý nước thải.

Một hệ thống xử lý nước đạt tiêu chuẩn tái sử dụng và quay về đầu vào của quy trình sản xuất còn tiết kiệm được chi phí xử lý nước, diện tích lắp đặt bồn bể và chi phí xả thải vào khu xử lý tập trung thuộc các cụm khu công nghiệp, khu chế xuất.

Nhìn chung các giá trị mà việc tái sử dụng nước và nước thải mang lại:

• Tiết kiệm chi phí vận hành sản xuất, đầu tư hiệu quả.
• Xây dựng sản phẩm với thương hiệu thân thiện môi trường.
• Bảo vệ nguồn nước sạch và hệ sinh thái nước, môi trường.
• Giảm thiểu tình trạng phát triển khai thác các nguồn nước mới.
• Thúc đẩy phát triển kinh tế tuần hoàn, năng lượng sạch.

6. Các quy định – tiêu chuẩn cho việc tái sử dụng nguồn nước thải

Trong Nghị định 80/2014/NĐ-CP, Điều 24 quy định việc tái sử dụng nước thải phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam (TCVN) và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam (QCVN). Được phép sử dụng nước tái chế vào các mục đích khác nhau nhưng không ảnh hưởng đến sức khỏe con người và đảm bảo an toàn vệ sinh môi trường.

Một số TCVN, QCVN được tham khảo theo mục đích sử dụng nước tái chế:

Mục đích	Quy chuẩn – tiêu chuẩn chất lượng nước
Tưới cây	Cột B1, QCVN 08-MT:2015/BTNMT.
Nước dùng cho nhà vệ sinh	QCVN 01-01:2018/BTNMT.
Vệ sinh xe công nghiệp, rửa đường	QCVN 40:2011/BTNMT.
Làm mát tháp giải nhiệt nhà xưởng	QCVN 01-01:2018/BTNMT.
Hệ thống phòng cháy chữa cháy	Tùy thuộc vào hệ thống PCCC của nhà máy, thông thường đường dẫn ống nước của hệ thống PCCC sẽ được đặt ở hồ sinh học nơi chứa nước sạch sau hệ thống xử lý.

Bên cạnh đó, Dự thảo mới về quản lý tài nguyên nước năm 2023 có quy định mới trong tuần hoàn và tái sử dụng nước thải. Nêu rõ:

• Dự thảo Luật bổ sung tại Điều 58: quy định về tuần hoàn và tái sử dụng nước thải ở 3 mức độ:
  • Khuyến khích áp dụng.
  • Có lộ trình áp dụng và bắt buộc áp dụng.
  • Phù hợp với điều kiện phát triển kinh tế-xã hội trong từng thời kỳ.
• Điều 58, 69 và 60: bổ sung chính sách ưu đãi, khuyến khích sử dụng nước tuần hoàn, tái sử dụng nước thải tại.

(Nguồn: Báo nhân dân)

7. Một số nội dung khác liên quan đến vấn đề tái sử dụng nước thải tại Việt Nam

Thủ tục xin cấp phép tái sử dụng nước thải	Liên hệ hotline
Mẫu nhật ký vận hành hệ thống tái sử dụng nước thải	Tải xuống
Tìm kiếm sách xử lý, tái sử dụng nước thải	Xem
Bản vẽ P&ID của dự án xử lý nước thải cà phê	Liên hệ hotline