Nước và năng lượng có mối quan hệ sâu sắc. Tại Mỹ, việc cung cấp nước và xử lý nước thải chiếm đến 35% ngân sách dành cho năng lượng tại một thành phố. Cụ thể hơn, điện chiếm 25-40% ngân sách dành cho việc xử lý nước thải và 80% chi phí sản xuất và phân phối nước uống.

Đối với người dân, quá trình vận hành 24 giờ mỗi ngày và 7 ngày một tuần của máy bơm, động cơ và các thiết bị khác cũng chiếm một tỉ lệ lớn hoá đơn tiền điện của họ. Vì vậy, rất nhiều cộng đồng dân cư đang rất quan tâm đến việc tìm kiếm những công cụ, quá trình và công nghệ để có thể giảm thiểu điện năng tiêu thụ trong lĩnh vực này.

Một nhà máy xử lý nước thải điển hình tiêu thụ khoảng 1-4 Wh/gallon nước đã được xử lý với 50% điện năng dành cho máy thổi khí. Tuy những con số này không quá lớn song chúng ta vẫn có thể tiết kiệm được một chi phí đáng kể nếu xét trong dài hạn.

Vì vậy, để giúp cải thiện hiệu quả năng lượng, nhiều đô thị đang tìm kiếm một sự kết hợp giữa  các công nghệ truyền thống đơn giản và các công nghệ mới sáng tạo. Dưới đây là một số phương pháp khá hiệu quả:

* Các cơ sở xử lý nước thải với nồi nấu áp lực kỵ khí có thể sử dụng khí sinh học được tạo ra từ nồi để phát nhiệt và, trong nhiều trường hợp, là cả điện. Ví dụ, mỗi triệu gallon nước thải được đưa vào nồi kỵ khí có thể tạo ra một lượng khí sinh học với tiềm năng phát 26 kWh điện và 2,4 triệu btu nhiệt năng mỗi ngày trong một hệ thống CHP. Trong một thời gian dài, công nghệ kỵ khí này chỉ được áp dụng tại các nhà máy lớn vì nhiều hạn chế về thời gian, tính phức tạp, hiệu quả và chi phí. Tuy nhiên, với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, giờ đây, ngay cả các hộ gia đình cũng có thể dễ dàng ứng dụng công nghệ này.

* Hệ thống thông khí trong một nhà máy xử lý nước thải thường chiếm khoảng 50% tiêu thụ năng lượng của toàn hệ thống. Song bằng cách lắp đặt hệ thống điều khiển, máy thổi hiệu quả năng lượng và công nghệ khuếch tán hiệu quả năng lượng, các cơ sở này có thể tăng cường chất lượng nước thải, đồng thời giảm thiểu chi phí năng lượng.

* Một vài công nghệ mới đã được chứng minh rằng có hiệu quả năng lượng cao hơn so với màng phản ứng sinh học (MBR). Trước đây, MBR rất hấp dẫn đối với cộng đồng vì khả năng cung cấp một số lợi thế hoạt động và kinh tế so với các nhà máy xử lý nước thải thông thường. Bằng cách kết hợp công nghệ màng, hệ thống MBR cho phép bỏ qua bể lắng thứ cấp và xử lí lần ba, tạo ra hiệu suất cao hơn và giảm thiểu phát thải khí nhà kính. Tuy nhiên, mức tiêu thụ năng lượng của MBR lại là một hạn chế của công nghệ này. Gần đây, nhiều nghiên cứu cải tiến đã cho ra đời loại màng MBR tiêu thụ năng lượng ít hơn, nhờ vậy tăng cường khả năng mở rộng phạm vi ứng dụng của công nghệ này.

* Một tuỳ chọn cũng khá phổ biến khác là lắp đặt các tua-bin gió, pin mặt trời và một số công nghệ năng lượng tái tạo khác để phát điện tại chỗ.

* Ngoài ra, cũng còn một số cách khác giúp giảm thiểu chi phí năng lượng như:

- Sử dụng xả trọng lực và ống xi-phông tại những nơi phù hợp;

- Sửa chữa những chỗ gây rò rỉ trong hệ thống phân phối;

-  Quản lý hệ thống sử dụng phần mềm hay “big data”;

- Lắp đặt máy bơm và động cơ hiệu quả năng lượng;

- Tái chế và sử dụng nước được xử lý cho nước rửa và các mục đích khác;

- Nâng cao hiệu quả của thiết bị sục khí và kỵ khí;

Trong 10 năm qua, nhiều cộng đồng dân cư đã có được những hiểu biết sâu sắc, đầy đủ hơn về chi phí nước và tác động của việc cung cấp nước đến chi phí năng lượng trong cộng đồng. Với công nghệ hiện nay, nếu mọi người đều có một cách tiếp cận đúng, các cộng đồng có thể phát triển các chiến lược để nâng cao hiệu quả năng lượng tại các cơ sở cung cấp nước và xử lý nước thải, từ đó đem lại lợi nhuận tốt hơn cho người dân.

Anh Tuấn (Theo Used to Useful)