Tóm tắt

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang diễn ra ở quy mô toàn cầu do các hoạt động của con người làm phát thải quá mức khí nhà kính vào bầu khí quyển. BĐKH đã và đang tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường. BĐKH đang và sẽ làm thay đổi toàn diện, sâu sắc quá trình phát triển và an ninh như lương thực, nước, năng lượng v.v. Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) cũng sẽ bị ảnh hưởng rất lớn do BĐKH, vào mùa khô, khi nước từ thượng nguồn về thấp, nước mặn xâm nhập sâu vào nội đồng gây khó khăn cho sinh hoạt và sản xuất, như đã xảy ra vào mùa khô năm 2016. Thêm vào đó, mực nước biển có thể dâng cao dẫn đến nguy cơ phần lớn ĐBSCL sẽ bị ngập lụt và nhiễm mặn.

Hiện nay một số tỉnh ở ĐBSCL rất khó khăn trong việc cung cấp nước sạch cho người dân vào mùa khô, vì nước mặt bị nhiễm mặn. Một số giếng vì khai thác đã lâu năm, biên nước lợ (có hàm lượng Clorua > 250 mg/l) ở tầng sâu và ven biển đã kéo vào giếng, làm cho chất lượng nước ngày càng giảm, không đạt được tiêu chuẩn nước ăn uống của Bộ Y Tế. Điển hình Giếng tầng sâu tại khu vực Phú Lợi, TP Sóc Trăng của Công ty TNHH Một TV Cấp Nước Sóc Trăng (Soctrangwaco), có hàm lượng Clorua lớn hơn 250 mg/l. Do đó Soctrangwaco đã quyết định cải thiện chất lượng nước, tại Xí nghiệp cấp nước Phú Lợi (Phú Lợi) bằng phương pháp Thẩm thấu ngược cải tiến (công nghệ RO Optiflux), thông thường thì hệ thống RO cho hiệu quả nước sạch đầu ra rất thấp (50/50). Có nghĩa khi bơm vào hệ thống 100 m3/giờ, thì chỉ thu được 50 m3/giờ. Phần còn lại phải xả bỏ. Ngoài ra áp lực đầu vào sẽ rất lớn (khoảng 12 bar). Do đó tiêu hao năng lượng sử dụng cũng rất lớn, làm tăng chi phí vận hành. Nếu áp dụng công nghệ Optiflux thì hiệu quả sẽ khoảng 80% (80/20), áp lực đầu vào thấp và tiêu hao năng lượng cũng sẽ thấp hơn. Hệ thống cũng áp dụng chất chống cáo cặn (anti scalant), để màng lọc ít bị nghẽn và tuổi thọ có thể tăng lên gấp đôi so với hệ thống RO truyền thống.

Công ty CP TV-TK-XD Hoàn Mỹ Việt Nam (PERNAM) đã cùng các chuyên gia đến từ Hà Lan đã thiết kế và đưa vào hoạt động thành công công nghệ RO Optiflux, với công suất 160 m3/giờ, tại Xí nghiệp cấp nước Phú Lợi, Phường 2, Tp. Sóc Trăng, Tỉnh Sóc Trăng. Hệ thống RO cải tiến xử lý nước lợ này hiện nay có thể nói hiện đại và lớn nhất trong nghành nước của Việt Nam.

Hiện trạng

Hiện nay, tại Phú Lợi có 3 giếng tầng sâu ở độ sâu 450-480 mét: G7, G10 và G17. Tổng công suất của 3 giếng này là 160 m3/giờ. Mực nước tĩnh ở tầng sâu nằm khoảng 8m-9m dưới mặt đất. Độ hạ mực nước (Mực nước động – Mực nước tĩnh) trung bình khi giếng tầng sâu hoạt động là 9m-12m tuỳ theo công suất của giếng. Nước ở tầng sâu có chất lượng tương đối tốt, hàm lượng sắt (Fe) và mangan (Mn) thấp (xem bảng 1). Nhưng có nhiệt độ cao (T=39 oC) vì tầng chứa nước nằm ở độ sâu 480m.

Bảng 1. Chất lượng nước thô các giếng tầng sâu tại Phú Lợi

(Chất lượng nước được xét nghiệm ngày 13/07/2017 do Công ty TNHH MTV Cấp nước Sóc Trăng cung cấp)

Theo bảng 1 thì nguồn nước ngầm ở tầng sâu bị nhiễm mặn vượt tiêu chuẩn 01:2009/BYT (Clorua >250 mg/l). Do đó việc xử lý nước ngầm bằng công nghệ RO (Reverse Osmosis) là cần thiết.

Công nghệ xử lý mặn RO Optiflux:

Công ty cấp nước Vitens (Hà Lan) sở hữu công nghệ RO cải tiến và đã áp dụng cho nhiều nhà máy xử lý nước sạch ở Hà Lan (NMN Engelse Werk, Vechter Weerd,…). Công nghệ RO cải tiến cho hiệu suất nước sạch đầu ra khá cao (80%). Có nghĩa là nếu lưu lượng đầu vào là 100 m3/giờ, thì nước thải (concentrate) ra chỉ có 20 m3/giờ, còn đầu ra nước sạch (permeat) là 80 m3/giờ. Trong khi đó công nghệ RO truyền thống chỉ cho hiệu suất đầu ra 50% . Ngoài ra điện năng sử dụng cho hệ thống cũng sẽ thấp hơn các hệ thống RO hiện có trên thị thường xử lý nước.

Nguyên lý sơ đồ công nghệ RO Optiflux lắp đặt tại Phú Lợi như trong hình 1.

Hình 1. Sơ đồ công nghệ của hệ thống RO Optiflux Phú Lợi

Hệ thống RO Phú Lợi

Hệ thống RO Phú Lợi được thi công xây dựng bởi PERNAM cùng với sự hỗ trợ từ các Chuyên gia Hà Lan. Hệ thống sử dụng công nghệ RO cải tiến từ công nghệ RO của Công ty Vitens, Hà Lan, được đưa vào vận hành chính thức ngày 13 tháng 07 năm 2017.

Hệ thống RO Phú Lợi gồm 2 Mô đun (xem hình 2), mỗi Mô đun có công suất 80 m3/h. Trong mỗi Mô đun gồm 2 bước: Bước 1 (trap1) và bước 2 (trap1) , bước 2 sẽ tiếp tục xử lý phần nước thải của bước 1, thiết kế như vậy giúp tăng cao hiệu suất nước sạch đầu ra, giảm lượng nước thải.

Hơn nữa do tính toán chọn thiết bị và thi công tốt nên áp lực đầu vào thấp (khoảng 7,50 – 7,80 bar) giúp giảm lượng điện năng tiêu thụ.

Hình 2. Sơ đồ công nghệ và hệ thống Scada RO Phú Lợi

Hệ thống được vận hành hoàn toàn tự động, được điều khiển, giám sát qua hệ thống Scada (xem hình 2).

Hình 3. Hệ thống xử lý mặn RO tại Phú Lợi, TP Sóc Trăng

Kết quả

Các chỉ tiêu theo dõi đều đạt QCVN 01:2009/BYT, đặc biệt độ mặn ≤ 50 mg/l (xem bảng 2).

Bảng 2. Chất lượng nước đầu vào và đầu ra hệ thống RO Phú Lợi

(Chất lượng nước được xét nghiệm ngày 13/07/2017 do Công ty TNHH MTV Cấp nước Sóc Trăng cung cấp)

Chi phí vận hành

Giá trị đầu tư hệ thống RO Phú Lợi: 11,073,000,000 VND.

Công suất nước thô đầu vào hệ thống: 3840 m3/ngày.

Công suất nước sạch đầu ra hệ thống: 3000 m3/ngày.

Chi phí vận hành hệ thống tính trên 1 m3 nước sạch là 2,431 VNĐ.

Chi phí vận hành hệ thống tính trên 1 ngày là 7,306,896VNĐ. (Chi tiết xem bảng 3).

Bảng 3. Tính toán chi phí vận hành hệ thống RO Phú Lợi

Kết luận

Công nghệ RO cải tiến (Optiflux) rất hiệu quả. Chất lượng nước sau xử lý ổn định và đạt theo yêu cầu QC 01/2009 BYT. Việc vận hành không quá phức tạp, tự động hoá hoàn toàn, chi phí quản lý vận hành thấp. Đặc biệt ít bảo trì, bảo dưỡng mà chi phí đầu tư thấp. Do áp dụng chất chống cáo cặn (anti scalant) tuổi thọ của màng lọc sẽ lâu gấp đôi so với các hệ thống RO truyền thống.

Đặng Văn Ngọ – Ong Hải Phước

Công ty TNHH MTV Cấp Nước Sóc Trăng (SOCTRANGWACO)

Ngô Xuân Trường – Trương Minh Hiền – Nguyễn Hữu Duy

Công ty CP Tư vấn - Thiết kế - Xây dựng Hoàn Mỹ Việt Nam (PERNAM)