Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt Để Làm Nước Uống

Đứng trước tình trạng khan hiếm nguồn nước ở các tiểu bang miền Tây Hoa Ký, nhất là California, vài chính quyền địa phương đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau để cung ứng sự thiếu hụt nguồn nước cho cư dân trong vùng. Hai phương pháp hiện đang được ứng dụng hiện nay là: biến nước biển thành nước “ngọt” như ở thành phố Long Beach đang thử nghiệm; hoặc xử lý nước sinh hoạt gia đình (nước đã được dùng cho vệ sinh cá nhân, tiểu tiện, và nấu nướng, giặt gịa v.v…). Phương pháp thứ hai hiện đang được nhiều nơi chiếu cố.

Nếu chúng ta thường đi trên xa lộ 5 sẽ thường thấy bảng cắm ở hai bên xa lộ rằng:” Nơi đây được tưới bằng nước tái tạo (reclaimed). Xin đừng uống”. Ở nhiều thành phố tân lập cách đây vài mươi năm ở miền Nam Cali cũng có những bảng như trên trên hai bên đường phố và các khu nhà cất sau nầy.

Nhưng ngày hôm nay, đứng trước nạn khan hiếm nước vì hạn hán, các mạch nước ngầm không đủ cung ứng cho nhu cầu của dân chúng; cũng như dân miền cực Nam của Cali sẽ không được chuyển tải nguồn nước từ sông Colorado nữa. Từ đây, nước “tái tạo” sẽ không còn sử dụng cho việc tưới hai bên đường và các ông viên. Nước đã thực sự xử lý để cung cấp vào nguồn nước ngầm hiện đang thiếu hụt.

Một sự thật là kể từ hơn hai năm nay, người dân vùng Orange đã “nếm mùi” nước tái tạo nầy trộn lẫn với nguồn nước ngầm hiện có. Ở nhiều tiểu bang khác, việc sử dụng nguồn nước nầy đã có từ lâu. Như ở Virginia, nước tái hồi, sau khi xử lý đã được bơm vào Occoquan Reservoir,hồ chứa lớn nhất tiểu bang. Tại Los Angeles, nước tái tạo đã được bơm vào hồ Montebello Forebay, để từ đó, qua hiện tượng thấm sâu (percolation), nước sẽ đi vào nguồn nước ngầm. Sau đó, nước ngầm sẽ được bơm lên, xử lý và chuyển vào hệ thống nước gia cư….

Việc sử dụng nguồn nước thải sinh hoạt ở Orange County

Tại Orange County, hiện có cơ sở Water Factory 21 xử lý nước thải sinh hoạt gia đình để rồi được bơm vào hệ thồng ống dẫn nước dưới áp suất để ngăn chặn sự xâm nhập của nước biển vào nguồn nước ngầm. Đứng trước nhu cầu nước sinh hoạt cho trên 2,3 triệu cư dân, và đứng trước tình trạng khan hiếm nguồn nước, Bộ Y tế Cali phối hợp với Cơ quan Kiểm soát phẩm chất Nước Santa Ana đã đồng ý xây dựng một cơ sở lớn nhất Hoa Kỳ có tên Cty Tinh chế Nước Tân tiến (Advanced Water Purification Facility) có khả năng xử lý 70 triệu gallon nước thải sinh hoạt hàng ngày, có thể đáp ứng được 10% nhu cầu nước của dân chúng mỗi ngày.

Nước thải sinh hoạt sẽ được chuyển qua nhiều giai đoạn tinh lọc để giảm thiểu nồng độ một số hợp chất hữu cơ, các nguồn bịnh tật, cũng như các hoá chất , dược phẩm có trong nước thải sinh hoạt gia đình. Sau cùng, nước đã được xử lý sẽ sạch tương đương so với tiêu chuẩn của nước uống (drinking water).

Các giai đoạn tinh lọc bao gồm nhiều phương pháp cơ học, vật lý và hoá học khác nhau:

- Trước hết tất cả những cành cây hay các phế thải nổi trên mặt nước sẽ được gạn lọc;

- Tiếp theo, phần cát, sỏi hay cácchất rắn chìm dưới đáy sẽ được tách rời;

- Sau đó là giai đoạn tinh lọc I, ferric chloride (FeCl₃) và chất kết dính polymer được thêm vào để tất cả hợp chất có thể kết tủa được sẽ chìm xuống đáy;

- Nước được chuyển qua một bồn chứa được bơm không khí từ dưới đáy, và bùn hoạt tính cũng được cho vào bồn. Đây là giai đoạn II nhằm mục đích tách rời và phân liệt các hợp chất hữu cơ cùng phân người. Ở giai đoạn nầy, nước thanh lọc có tên là “nước xử lý giai đoạn II”.

Hiện tại, phần lớn nước xử lý ở giai đoạn nầy được bơm thẳng vào đại dương.

Tiếp theo, các giai đoạn xử lý tiếp tục sẽ biến nước thành “hữu dụng” như để tưới tiêu cây cối dọc hai bên xa lộ hay các công viên thành phố bằng cách cho thêm sodium hypochlorite để khử trùng nước. Hoá chất sau nầy kết hợp vói ammonia có trong nước cho ra chloramines, và hoá chất nầy giữ nhiệm vụ như chất sát trùng nước và kiêm luôn tác nhân chống sự kết tủa chung quanh các màng lọc.

Nước xử lý sẽ được chuyển qua hệ thống vi-lọc (micro-filtration) có đường kính cho mỗi khẩu (pore) là 0,2 um (0,2 phần triệu của mét) để tách rời các chất rắn lơ lững (total suspended solid-TSS) và một số vi khuẩn. Tuy nhiên, siêu vi khuẩn (virus) vẫn xuyên qua được màng lọc nầy.

Sau giai đoạn trên, nước sẽ được chuyển qua các hệ thống lọc dựa trên nguyên tắc thẩm thấu ngược (reverse osmosis) để nhằm loại bỏ các hoá chất hoà tan trong nước (total dissolved solid-TDS) như các loại muối khoáng. Ở giai đoạn nầy, tất cả các hợp chất có khối lượng phân tử trên 150 đều bị ngăn chận lại. Với phương pháp nầy, các hệ thống lọc sẽ được làm sạch sau mỗi sáu tháng điều hành bằng sút caustic.

Sau cùng, nước được xử lý bằng hydrogen peroxide (H₂O₂) để tách rời các hoá chất có khối lượng phân tử nhẹ, và nước được chuyển qua phòng xử lý bằng tia cực tím (UV).

Nước xử lý ở giai đoạn sau cùng nầy sẽ được bơm vào các giếng có áp suất cao để ngăn chặn sự xâm nhập của nước biển vào nguồn nước ngầm. Phân nửa phần nước còn lại sẽ được di chuyển đến các hổ dự trử, để qua hiện tượng thấm sâu (percolation), nước sẽ trộn lẫn với nguồn nước ngầm dưới mặt đất. Vì vậy, nước “xử lý” cũng sẽ qua một màng lọc thiên nhiên, đó là lớp đất đá có chứa một số vi khuẩn có khả năng tách rời hay phân đoạn một số hợp chất hữu cơ còn tồn đọng trong nước.

Tất cả những giai đoạn xử lý từ nước thải sinh hoạt cho đến khi nước thấm sâu vào mạch nước ngầm cần một thời gian khoảng 6 tháng. Và chương trình nầy sẽ đi vào vận hành trong vòng 10 năm nữa.

Mặc dù dự án nầy đang trong vòng xây dựng, tuy nhiên cư dân Orange từ năm 2007, đã bắt đầu sử dụng nước “toilet-to-tap” qua một dự án 487 triệu Mỹ kim bắt đầu từ tháng 5, 2004.

Từ những thông tin trên đây, chúng ta nhận thấy rằng dù có phủ nhận thế nào đi nữa, hiện tại chúng ta đang dùng một phần nước “toilet-to-tap” trong sinh hoạt hàng ngày. Vấn đề được đặt ra là làm thế nào mỗi người trong chúng ta ý thức được vấn đề khan hiếm nguồn nước tại Hoa Kỳ cũng như trên thế giới, để tự chế và sử dụng nguồn nước hợp lý cho nhu cầu đới sống hàng ngày. Mọi phí phạm qua những hành động vô ý thức như để vòi nước tiếp tục chảy trong khi đánh răng, tưới sân cỏ để nước chảy tràn lan ra đường v.v… sẽ làm tình trạng khan hiếm ngày càng trầm trọng hơn và tất cả chúng ta sẽ phải dùng nước “toilet-to-tap” nhiều hơn.

Mai Thanh Truyết

West Covina, 3/2008