Giải pháp nước sạch – năng lượng xanh cho các cộng đồng nông thôn Việt Nam

8:30 AM

Hệ thống cấp nước uống tinh khiết trực tiếp tích hợp năng lượng mặt trời (NLMT) là một trong những sáng kiến về giải pháp nước sạch – năng lượng xanh cho các cộng đồng nông thôn Việt Nam được Trung tâm Phát triển Sáng tạo Xanh (GreenID) giới thiệu và triển khai lần đầu tiên tại xã Nam Cường, huyện Tiền Hải, tỉnh Thái Bình từ năm 2012. Sau một thời gian triển khai, mô hình kết hợp này cho thấy những lợi ích thiết thực cho người dân vùng nông thôn trong việc tiếp cận nguồn nước sạch với chi phí hợp lý và sử dụng nguồn năng lượng thân thiện với môi trường. Cho đến nay, mô hình cấp nước uống tinh khiết này đã được triển khai nhân rộng ở một số địa phương khu vực phía Bắc bao gồm: xã Bắc Hải, huyện Tiền Hải, tỉnh Thái Bình; xã Hải Chính và xã Hải Hà, huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định và đang được thực hiện tại xã Tư Mại, huyện Yên Dũng tỉnh Bắc Giang .
Bài viết này sẽ tập trung miêu tả cấu tạo mô hình, nguyên lý hoạt động và lợi ích mà hệ thống này mang lại.

I.   Tổng quan

Nước sạch luôn là mối quan tâm hàng đầu của mọi người dân Việt Nam, đặc biệt tại các khu vực  nông thôn, nơi mà nguồn nước đang ngày càng trở nên khó khăn do sự suy giảm của mực nước ngầm cũng như tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngày càng trở nên trầm trọng do các hoạt động của con người. Việc lạm dụng các hóa chất bảo vệ thực vật trong nông nghiệp xả thải từ hoạt động công nghiệp, chăn nuôi không qua xử lý và khai thác nguồn nước ngầm chưa hợp lý của con người cũng như tác động của biến đổi khí hậu chính là các nguyên nhân trực tiếp khiến nguồn nước sạch ngày càng trở nên khan hiếm. Tại các khu vực nông thôn ở Việt Nam, nguồn nước sử dụng chủ yếu trong sinh hoạt và ăn uốngvẫn là nước mặt từ giếng khơi, giếng khoan, nước mưavà nước ngầm. Tỷ lệ sử dụng nguồn nước máy ở vùng nông thôn còn thấp. . Việc sử dụng các nguồn nước không đảm bảo này chính là nguyên nhân gây ra các bệnh về mắt, các bệnh về đường ruột cũng như các bệnh về da liễu khác…Nhiều nghiên cứu cũng như kết quả thực tiễn đã chỉ ra rằng, sử dụng nguồn nước ô nhiễm tiềm ẩn nhiều nguy cơ gây ra các bệnh ung thư. Vì vậy, nhu cầu về nước sạch ngày càng trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Bên cạnh đó, việc sử dụng nguồn năng lượng tại địa phương như than, gs củi, rơm rạ để đun nước vừa ảnh hưởng tới sức khỏe vừa góp phần gây ô nhiễm không khí.
Hiện nay, nhiều giải pháp về cung cấp nước sạch cho người dân đã được triển khai mang lại lợi ích thiết thực cho cộng đồng. Tuy nhiên, các chương trình dự án trên tập trung chủ yếu ở các khu vực thành thị, và vùng có điều kiện kinh tế phát triển. Còn đối với người dân ở các cộng đồng nông thôn, đặc biệt là các cộng đồng nghèo, dễ bị tổn thương thì việc tiếp cận nguồn nước sạch vẫn là một mối quan tâm lớn. Trong bối cảnh đó, mô hình cấp nước uống trực tiếp công nghệ RO tích hợp sử dụng pin năng lượng mặt trời do GreenID triển khai không những giải quyết được nhu cầu nước sạch cho các cộng đồng nông thôn mà còn sử dụng nguồn năng lượng xanh, góp phần bảo vệ môi trường. Đặc biệt, mô hình mang lại cơ hội được tiếp cận nguồn nước sạch với chi phí phù hợp cho người nghèo và nhóm dễ bị tổn thương trong xã hội.

II.  Cấu tạo mô hình và nguyên lý hoạt động 

Cấu tạo mô hình gồm hệ thống một dàn pin năng lượng mặt trời nối với hệ thống điện lưới và hệ thống lọc nước RO gồm 4 máy.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống pin mặt trời: hệ thống pin mặt trời tạo ra dòng điện một chiều (DC power), dòng điện được dẫn tới bộ đổi nguồn điện (Inverter).Inverter này được nối vào hệ thống điện lưới. Một công tơ được lắp với Inverter này để đo lượng điện sản sinh ra từ hệ thống pin mặt trời. Dòng điện mặt trời được nối vào hệ thống điện nội bộ, cung cấp điện cho hệ thống RO. Khi hệ thống RO không hoạt động, lượng điện sản sinh ra sẽ cung cấp cho các mục đích sử dụng khác.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống lọc nước uống tinh khiết sử dụng công nghệ lọc ngược RO:
Hệ thống bao gồm 4 máy. Nước nguồn từ trạm cấp nước sinh hoạt được dẫn qua cột lọc thô để loại bỏ các tạp chất và cặn bẩn, sau đó chuyển tiếp qua các cột lọc thô khác gồm: Cột cát thạch anh, cột than hoạt tính, cột cation và cột anion. Cột lọc cát loại bỏ chất rắn lơ lửng, sắt và một phần Asen trong nước. Than hoạt tính khử các chất bẩn, COD, các chất hữu cơ hòa tan, một phần kim loại nặng, khử mùi và lượng dư khí Clo. Cột cation có chức năng chủ yếu làm mềm nước, tức là hấp thụ Ca 2+ và Mg 2+. Cột Anion có chức năng khử mặn nên tùy điều kiện từng vùng sẽ quyết định có cần hay không. Sau đó nước được lọc thô 1 lần nữa rồi chuyển qua cột lọc RO, công nghệ thẩm thấu ngược, tại đây nước sẽ được làm sạch tinh khiết và có thể sử dụng để uống và sinh hoạt. Ngoài ra, để đảm bảo nguồn nước được tinh khiết cần có thêm bộ đèn UV diệt khuẩn và máy khử ozon chống tái nhiễm khuẩn trong trường hợp nước bị lưu lại trong bồn mà chưa sử dụng hết.

Mô hình lọc nước RO sử dụng tấm pin năng lượng mặt trời tại xã Tư Mại, huyện Yên Dũng, tỉnh Bắc Giang

III.  Lợi ích

Từ thực tiễn triển khai, mô hình cấp nước RO sử dụng pin năng lượng mặt trời đã chứng minh đem lại một số lợi ích cụ thể như sau:
-  Cung cấp nước uống tinh khiết trực tiếp cho cộng đồng với chi phí phù hợp với hầu hết người dân ở các vùng nông thôn Việt Nam, góp phần nâng cao chất lượng sống của người dân.
-  Mô hình trình diễn về năng lượng bền vững góp phần nâng cao nhận thức cộng đồng về sử dụng nguồn năng lượng tái tạo tại địa phương
-  Tận dụng được nguồn năng lượng sạch, sẵn có tại địa phương, góp phần tiết kiệm chi phí tiêu thụ điện
-  Là giải pháp ứng phó trong bối cảnh biến đổi khí hậu, có khả năng cung cấp nguồn nước ngay cả khi mất điện lưới hoặc thiên tai
-  Thân thiện với môi trường, giảm phát thải khí nhà kính.
- Chi phí đầu tư của hệ thống không quá lớn khoảng 400-500 triệu đồng tùy thuộc quy mô và công suất hệ thống hoàn toàn có thể là lựa chọn phù hợp cho các cộng đồng ở nông thôn Việt Nam để giải quyết nhu cầu uống nước sạch cho người dân.
 
IV.  Kết luận

Hệ thống cấp nước RO sử dụng năng lượng mặt trời với những lợi ích thiết thực được nêu trên trong tương lai sẽ có thể nhân rộng tới nhiều địa phương tại Việt Nam, đặc biệt là những vùng có tiềm năng về năng lượng mặt trời lớn nhưng lại đang thiếu nguồn nước sạch, những vùng thường xuyên chịu ảnh hưởng của thiên tai.