Chu trình Nước đô thị

Nguồn cung cấp nước uống, xả và xử lý nước thải, và hệ thống nước ngầm và nước mặt tương tác với nhau như thế nào?

Vòng tuần hoàn nước đô thị bao gồm các công nghệ cần thiết để lấy, xử lý và phân phối nước uống cũng như thu gom, xử lý và xả nước thải. Để sản xuất nước uống, nước được khai thác từ lòng đất, được gọi là nước ngầm, hoặc từ sông hoặc hồ, nước trên bề mặt. Nguồn nước này không thể uống được và phải được xử lý.

Nhà máy xử lý bao gồm các quá trình khác nhau tùy thuộc vào chất lượng của nguồn và các yêu cầu đối với nước uống. Sau đó, nước được vận chuyển đến thành phố và phân phối qua mạng lưới đường ống cho các hộ gia đình, các tòa nhà thương mại, các cơ sở công cộng và các ngành công nghiệp nhỏ.

Sau khi sử dụng, nước được thu gom vào hệ thống cống rãnh và đưa đến nhà máy xử lý nước thải, nơi chất lượng nước được cải thiện để xả vào nguồn nước tiếp nhận. Sau đó, những vùng nước bề mặt này có thể được sử dụng như một nguồn để sản xuất nước uống.

water cycle

Động lực chính để phát triển Chu trình nước đô thị là gì?

Dịch vụ vệ sinh tập trung phát hiện ra nguồn gốc của nó sau khi dịch tả bùng phát ở London vào năm 1849 khi John Snow phát hiện ra rằng có mối quan hệ rõ ràng giữa bệnh tả và việc sử dụng giếng nước bị ô nhiễm. Ông đã chứng minh lý thuyết của mình bằng cách tháo tay cầm máy bơm khỏi giếng dẫn đến việc giảm đáng kể sự lây lan của bệnh dịch tả. Một ví dụ khác về lợi ích của việc cung cấp nước uống tập trung là số người chết vì Sốt thương hàn ở Hà Lan. Con số này giảm mạnh với số lượng người dân được kết nối với hệ thống cấp nước sạch tập trung ngày càng tăng.

Vào những năm 70, hầu như tất cả mọi người đều được kết nối với nhau và không còn phát hiện ra bệnh bùng phát nữa. Mối đe dọa mới duy nhất là sự xuất hiện của vi khuẩn Legionella trong các thiết bị lắp đặt nước ấm. Điều này đặc biệt nguy hiểm đối với Hà Lan, vì ở đây, clo không được sử dụng để khử trùng an toàn trong quá trình phân phối. Các thiết kế và quy trình làm sạch đặc biệt đã được phát triển để giảm thiểu nguy cơ tái nhiễm bẩn trong mạng lưới phân phối.

Tầm quan trọng của việc cung cấp nước và vệ sinh thích hợp được thể hiện qua lời của cựu Tổng thư ký Liên hợp quốc Kofi Annan: "Không có biện pháp nào giúp giảm thiểu bệnh tật và cứu sống ở các nước đang phát triển hơn là mang lại nước an toàn và điều kiện vệ sinh đầy đủ cho tất cả mọi người". Tất cả chúng ta có đủ nước uống không? Trong khi ở những nước như Hà Lan, vấn đề nước ít nhiều đã được giải quyết, thì trên toàn thế giới vẫn có một ngọn núi để leo lên.

Ở nhiều nước trên thế giới, khan hiếm nước đang là một vấn đề nan giải. Điều này có thể là do các nguyên nhân vật lý, chẳng hạn như lượng mưa giảm, làm đầy lại các tầng chứa nước ngầm và các con sông; hoặc do các yếu tố kinh tế, nghĩa là không có khả năng tài chính để xây dựng và duy trì hệ thống cấp nước đầy đủ. Tình trạng khan hiếm nước dẫn đến căng thẳng về nước, nghĩa là nhu cầu về nước sạch an toàn cao hơn so với nguồn nước có đủ công suất.

Căng thẳng về nước có thể dẫn đến việc cung cấp không đủ, gây ra nhu cầu nước không được đáp ứng hoặc khai thác quá mức, dẫn đến cạn kiệt nguồn nước ngầm và nước mặt. Trong khi đó, nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng. Với sự gia tăng dân số, đô thị hóa và công nghiệp hóa, càng phải cung cấp nhiều nước hơn cho các thành phố. Những nhu cầu ngày càng tăng và những thay đổi về nhân khẩu học cũng đang tác động đến hệ thống thoát nước và ô nhiễm môi trường đô thị. Nhu cầu nước ngày càng tăng đòi hỏi công suất lớn hơn từ các nguồn nước. Các nguồn nước này hầu hết không được tìm thấy ở các vùng lân cận của các thành phố.

Khan hiếm nước không chỉ là vấn đề số lượng mà còn là vấn đề chất lượng. Khi các nguồn quá ô nhiễm để trở thành một nguồn đáng tin cậy, thì nguồn nước sẵn có đang bị căng thẳng. Do đó, những nỗ lực chính được thực hiện để cải thiện chất lượng nước mặt. Trước đây, trọng tâm chính là loại bỏ chất hữu cơ khỏi nước thải, nhưng gần đây, loại bỏ chất dinh dưỡng tiên tiến hơn được áp dụng để tránh hiện tượng phú dưỡng của các vùng nước tiếp nhận. Trong tương lai sẽ nhấn mạnh vào việc loại bỏ các hợp chất gây rối loạn nội tiết như thuốc trừ sâu và dược phẩm để tránh tích tụ các chất hữu cơ khó phân hủy trong môi trường.

Với những nỗ lực ngày càng tăng trong việc xử lý nước thải, nước thải đầu ra của nhà máy xử lý nước thải đôi khi có chất lượng tốt hơn so với các nguồn nước tiếp nhận. Trong những trường hợp này, câu hỏi đặt ra là liệu nước thải đầu ra có phải là nguồn cung cấp nước uống và nước công nghiệp tốt hơn một số vùng nước mặt hay không.