Sử dụng và xử lý nước cấp ở Mỹ

Theo số liệu thống kê của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ* đưa ra vào năm 2014, ước tính tổng lượng nước sinh hoạt của người dân Mỹ năm 2010 là 355 tỷ gallon**/ngày [1]. Tổng dân số Mỹ sử dụng nước cấp tập trung (công cộng) tăng từ 62% (năm 1950) lên 86% (năm 2005). Chỉ trong năm 2010, tổng số lượng người dân Mỹ sử dụng nước cấp tập trung ước tính khoảng 268 triệu, chiếm 87% tổng dân số [1]. Ở Mỹ, nguồn nước cấp từ mạng lưới cấp nước tập trung được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như cho công viên, hồ bơi, chữa cháy, xử lý nước và chất thải, tuy nhiên phần lớn được sử dụng cho các ngành công nghiệp và sinh hoạt (27,4 tỷ gallon/ngày vào năm 2010). Chỉ khoảng 11% dân số Mỹ sử dụng nguồn nước cấp riêng [1].

Ở cấp liên bang, Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ (Environmental Protection Agency - EPA) - tổ chức có trách nhiệm giám sát và ban hành các điều luật liên quan đến chất lượng nước tiêu dùng và sinh hoạt của người dân Mỹ theo Luật Nước ăn uống an toàn. Đây là một trong những Luật Môi Trường hiệu quả nhất, được ban hành nhằm đảm bảo duy trì và bảo vệ nguồn nước nhằm cung cấp nước sạch cho nhu cầu sinh hoạt của người dân Mỹ. Hiện 89,3% nhà máy xử lý nước tại Mỹ được giám sát theo các đạo luật của cả Liên bang và Tiểu bang với 90 tiêu chuẩn an toàn do Cục Bảo vệ Môi trường ban hành [2]. Có hơn 151,000 cơ sở và nhà máy xử lý nước tập trung tại Mỹ thuộc sở hữu công và được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ chia thành 3 loại [5]:

• Hệ thống nước cộng đồng (Community Water System – CWS): Hệ thống nước công cộng cung cấp nước quanh năm cho cùng khu dân cư.
• Hệ thống nước phi cộng đồng không chuyển giao (Non-Transient Non-Community Water System – NTNCWS): Hệ thống nước công cộng thường cung cấp nước cho ít nhất 25% cùng khu dân cư ít nhất 6 tháng/năm ví dụ cho trường học, nhà máy, văn phòng, bệnh viện những nơi có hệ thống cấp nước riêng.
• Hệ thống nước phi cộng đồng chuyển giao (Transient Non-Community Water System –TNCWS): Hệ thống nước công cộng cung cấp nước cho một khu vực cụ thể như nhà ga, nơi cắm trại những nơi không có người ở cố định lâu dài.

Theo báo cáo của Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ 66% dân số Mỹ sử dụng nước cấp có nguồn gốc từ nước bề mặt, và 34% còn lại sử dụng nước có nguồn gốc từ nước dưới đất [4]. Do ở nhiều thành phố lớn ở Mỹ như New York, Boston và San Francisco có các hồ nước sạch (tinh khiết) nên không cần có nhà máy xử lý nước cấp vì quá trình làm sạch nước đã được diễn ra một cách hoàn toàn tự nhiên [5]. Để đảm bảo luôn bảo vệ và cung cấp nguồn nước sạch, các  nguyên tắc nghiêm ngặt trong quy trình xử lý nước luôn được tuân thủ ở Mỹ.

Quá trình xử lý nước phổ biến nhất áp dụng tại Mỹ gồm 5 bước để loại bỏ các thành phần hóa học và vi sinh vật đảm bảo an toàn tuyệt đối cho sức khỏe con người. Bước quan trọng đầu tiên là song/lưới chắn rác. Trước khi được đưa vào các nhà máy, nước lấy từ giếng, sông, hồ sẽ được đưa qua song/lưới chắn để loại bỏ những mảnh vụn lớn hoặc chất gây ô nhiễm như lá cây, que gỗ…Tiếp theo, sử dụng nhôm sun phát và một số hợp chất hóa học khác để thực hiện quá trình keo tụ và tủa bông. Bước xử lý này sẽ loại bỏ các thành phần/hạt cặn nhỏ lơ lửng, khó lắng khi tạo bông kết cụm hình thành bông cặn lớn và lắng xuống. Quá trình này được diễn ra trong vòng 2-4 tiếng sẽ giúp loại bỏ các thành phần chất rắn ra khỏi nước. Để giảm tải xử lý cho quá trình lọc, nước sẽ được đưa qua bể lắng để tách một phần các chất rắn. Đây là bước quan trọng tiếp theo trong quy trình xử lý nước ở Mỹ, ở đây vận tốc nước được giảm xuống để các bông cặn lơ lửng trong nước có thể lắng xuống đáy bể chứa và sau đó được tách ra. Bước cuối cùng để loại bỏ tất cả các tạp chất, chất rắn, vi khuẩn, hay những chất hóa học còn lại trong nước, nước sẽ được cho qua một hệ thống lọc truyền thống gồm các lớp sỏi, cát và than anthracite. Ở nhiều nhà máy xử lý nước cấp tập trung nước sẽ được xử lý tăng cường bằng các phương pháp lọc màng và khử trùng trước khi đến bể chứa nước sạch và phân phối sử dụng [6].

Ngân sách dành để giải quyết các vấn đề liên quan đến nước và xử lý nước thải chiếm đến 35% ngân sách năng lượng của một đô thị ở Mỹ do vậy Mỹ được xem là một trong các quốc gia tiên tiến có hệ thống cung cấp nước sạch nghiêm ngặt, chặt chẽ và an toàn nhất trên thế giới.

Tài liệu tham khảo

(1)  USGS (2014). Estimated Use of Water in the United States County-Level Data for 2010.

(2)  Royte, Elizabeth (2008). Bottlemania: How Water Went on Sale and Why We Bought It. New York: Bloomsbury USA.

(3)  EPA (2017). Information about Public Water Systems.  Drinking Water Requirements for States and Public Water Systems.

(4)  EPA (2009). Report “Water on Tap: What You Need to Know”.

(5)  Committee to Review the New York City Watershed Management Strategy, National Research Council (2000). Watershed Management for Potable Water Supply: Assessing the New York City Strategy. The National Academies Press

(6)  EPA (2011). Drinking Water Treatment Plant Residuals Management Technical Report Summary of Residuals Generation, Treatment, and Disposal at Large Community Water Systems.