Giảm phát thải nhờ tái sử dụng nước thải và bùn hoạt tính

Không chỉ dừng lại ở mục tiêu xử lý ô nhiễm, ngành nước hiện đang hướng tới mô hình phát triển mới: tái sử dụng hoàn toàn nước thải và tận dụng bùn hoạt tính để thu hồi năng lượng và giúp giảm phát thải khí nhà kính, đặc biệt là khí mê-tan.

Từ xử lý ô nhiễm đến giảm phát thải khí nhà kính

Nước thải đô thị và công nghiệp nếu không được xử lý đúng cách sẽ trở thành nguồn phát sinh khí nhà kính đáng kể, đặc biệt là khí mê-tan (CH₄). Bởi chất hữu cơ trong nước thải và bùn thải nếu phân hủy trong điều kiện yếm khí thiếu oxy sẽ tạo ra lượng lớn khí mê-tan phát tán vào khí quyển.

Khí mê-tan được đánh giá là một trong những tác nhân thúc đẩy biến đổi khí hậu nhanh hơn do có khả năng gây nóng gấp 28 lần khí CO₂ trong chu kỳ 100 năm. Theo Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP), việc cắt giảm nhanh phát thải mê-tan có thể giúp làm chậm đáng kể tốc độ gia tăng nhiệt độ toàn cầu trong vài thập kỷ tới.

Nước nếu không được xử lý đúng cách sẽ trở thành nguồn phát sinh khí nhà kính đáng kể. Ảnh minh họa: Quốc Dũng – TTXVN

Tại Việt Nam, cùng với quá trình đô thị hóa nhanh, lượng nước thải sinh hoạt và công nghiệp phát sinh ngày càng lớn. Tuy nhiên, nhiều hệ thống xử lý nước thải hiện nay vẫn chủ yếu tập trung vào mục tiêu giảm ô nhiễm môi trường mà chưa tận dụng hiệu quả nguồn tài nguyên có thể thu hồi từ quá trình xử lý.

Trong bối cảnh đó, xu hướng tái sử dụng nước thải và xử lý bùn hoạt tính theo hướng thu hồi năng lượng đang được xem là giải pháp quan trọng giúp giảm phát thải khí nhà kính và phát triển ngành nước theo hướng bền vững hơn.

Theo các chuyên gia, thay vì xả bỏ hoàn toàn sau xử lý, nước thải sau khi xử lý đạt chuẩn được tái sử dụng cho các mục đích không cần tiêu chuẩn nước uống như: tưới cây cảnh quan, làm mát hệ thống, rửa đường và vệ sinh nhà xưởng.

Điều này không chỉ giúp giảm áp lực lên tài nguyên nước mà còn giảm năng lượng cần thiết cho việc khai thác và xử lý nước sạch mới. Song song với đó, bùn hoạt tính - sản phẩm phát sinh trong quá trình xử lý nước thải cũng đang được nhìn nhận như nguồn nguyên liệu có giá trị.

Thông qua công nghệ phân hủy yếm khí kiểm soát, bùn thải có thể dùng làm phân bón hữu cơ cho nông nghiệp/lâm nghiệp hoặc làm vật liệu xây dựng (như gạch không nung), hoặc tận dụng nguồn dinh dưỡng từ bùn để nuôi vi tảo.

Nhiều nghiên cứu quốc tế cho thấy các nhà máy xử lý nước thải hiện đại hoàn toàn có khả năng tự cung cấp phần lớn nhu cầu năng lượng thông qua việc thu hồi khí sinh học từ bùn thải. Một số nhà máy tại châu Âu thậm chí còn sản xuất lượng điện dư thừa để cung cấp ngược trở lại lưới điện.

Hướng đi khả quan cho ngành nước phát thải thấp

Những năm gần đây, ngành xử lý nước (bao gồm cấp nước và xử lý nước thải) đang đứng trước yêu cầu chuyển đổi mạnh mẽ trong bối cảnh nhiều quốc gia cam kết phát thải ròng bằng “0” vào giữa thế kỷ.

Tại Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc (COP26), Việt Nam cũng đã cam kết vào năm 2023 giảm ít nhất 30% lượng phát thải khí mê-tan so với năm 2020.

Trong lộ trình đó, lĩnh vực xử lý nước và chất thải được đánh giá có nhiều tiềm năng cắt giảm phát thải nhờ khả năng thu hồi khí sinh học và tái sử dụng tài nguyên. Hiện nay, nhiều quốc gia đã chuyển dần từ mô hình “xử lý và thải bỏ” sang mô hình “thu hồi và tái tạo tài nguyên” trong ngành nước. Thay vì tiêu tốn lượng lớn điện năng cho quá trình xử lý, các nhà máy hiện đại được thiết kế theo hướng tối ưu năng lượng, tận dụng khí sinh học từ bùn thải để vận hành hệ thống.

Bên cạnh lợi ích về môi trường, việc tái sử dụng nước thải còn mang ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh nguồn nước sạch ngày càng chịu áp lực từ biến đổi khí hậu và gia tăng dân số. Nhiều quốc gia châu Á đang đối mặt nguy cơ thiếu hụt nguồn nước nghiêm trọng trong tương lai nếu không nâng cao hiệu quả sử dụng và tái chế nước thải.

Vì vậy, mô hình kinh tế tuần hoàn trong ngành nước đang trở thành xu hướng được nhiều nước thúc đẩy và Việt Nam cũng không thể đứng ngoài cuộc. Bằng chứng là một số dự án xử lý nước thải theo hướng tái sử dụng và thu hồi năng lượng đã bắt đầu được triển khai tại các đô thị lớn. 

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng diễn biến phức tạp, việc chuyển đổi ngành nước theo hướng phát thải thấp không chỉ là yêu cầu môi trường mà còn là cơ hội để xây dựng hệ thống hạ tầng đô thị hiện đại và bền vững hơn.

Với khả năng kết hợp giữa xử lý nước, thu hồi năng lượng và giảm phát thải mê-tan, mô hình tái sử dụng nước thải và bùn hoạt tính được kỳ vọng sẽ trở thành một phần quan trọng trong lộ trình phát triển kinh tế xanh của Việt Nam trong những năm tới.