HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TUẦN HOÀN KÍN
Hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn kín là mô hình tiên tiến trong quản lý nước công nghiệp, giúp doanh nghiệp không xả thải ra môi trường, tái sử dụng toàn bộ lượng nước đã xử lý nhờ công nghệ MBR, RO, ZLD. Đây là giải pháp lý tưởng để đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường ngày càng nghiêm ngặt.
Hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn kín (Closed-Loop hoặc ZLD – Zero Liquid Discharge) là công nghệ xử lý nước tiên tiến trong đó nước thải sau xử lý không được xả ra môi trường mà được thu hồi, tái sử dụng toàn bộ trong quy trình sản xuất hoặc các mục đích nội bộ khác.
Hệ thống này tích hợp nhiều công nghệ hiện đại như MBR, lọc RO, thiết bị bay hơi, thiết bị kết tinh, giúp đảm bảo lượng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn tái sử dụng nội bộ theo QCVN/WHO/EPA.
Việc triển khai hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn kín đặc biệt phù hợp với các ngành công nghiệp có lượng xả thải cao, yêu cầu khắt khe về nước cấp như: điện tử, dược phẩm, dệt nhuộm, chế biến thực phẩm, hóa chất…
Trong bối cảnh tiêu chuẩn môi trường ngày càng nghiêm ngặt, các doanh nghiệp bắt buộc phải đầu tư vào giải pháp không xả thải, đảm bảo an toàn môi trường và nâng cao chỉ số ESG.
Việc áp dụng mô hình tuần hoàn nước còn giúp tiết kiệm chi phí cấp nước, giảm phụ thuộc vào nguồn nước mặt, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và tránh rủi ro pháp lý khi xảy ra sự cố ô nhiễm.
Tại Việt Nam, các khu công nghiệp tại miền Nam và miền Bắc đã bắt đầu áp dụng mô hình xử lý nước tái dùng, với tỷ lệ thu hồi đạt 80–95%, đặc biệt trong các nhà máy điện tử, chế biến gỗ, giặt tẩy công nghiệp và xi mạ.
2.1 Cấu trúc tổng thể của hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn kín
Một hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn kín bao gồm các cụm thiết bị chính sau:
Cụm tiền xử lý:
Gồm song chắn rác, bể tách dầu, bể điều hòa, lắng sơ cấp. Giúp loại bỏ rác thô, cặn lơ lửng, dầu mỡ.
Cụm sinh học MBR (Membrane Bio-Reactor):
Kết hợp bể hiếu khí và màng lọc vi sinh để loại bỏ BOD, COD, N, P và vi khuẩn. Hiệu suất xử lý BOD lên đến 99%, giúp đầu ra đạt tiêu chuẩn cấp nước thô tái sử dụng.
Cụm lọc tinh RO (Reverse Osmosis):
Tách muối, kim loại nặng, ion cứng, vi khuẩn và vi rút. Nước sau RO có độ dẫn điện <20 µS/cm, phù hợp dùng lại trong công nghiệp.
Cụm bay hơi – kết tinh (ZLD):
Phần nước thải cô đặc còn lại được chuyển vào thiết bị bay hơi và kết tinh để thu hồi muối khô và hơi nước ngưng tụ (reuse 100%).
Bể chứa nước tái sử dụng:
Nước sau xử lý được chứa tại bể tái dùng và được bơm ngược vào hệ thống sản xuất.
Hệ SCADA – PLC điều khiển trung tâm:
Toàn bộ quy trình hoạt động được điều khiển tự động, giám sát online và kết nối cảnh báo sớm.
2.2 Nguyên lý hoạt động tuần hoàn và không xả thải
Toàn bộ nước thải từ các công đoạn sản xuất sẽ được gom về cụm xử lý. Sau khi đi qua bể điều hòa, nước được xử lý sinh học bằng MBR để loại bỏ các chất hữu cơ.
Tiếp theo, nước thải sinh học được bơm qua màng RO để loại bỏ các tạp chất hòa tan. Nước thẩm thấu qua (permeate) được bơm vào bể nước tái dùng.
Phần nước cô đặc từ RO sẽ được xử lý tiếp bằng hệ thống bay hơi và kết tinh muối, đảm bảo không còn nước thải dạng lỏng.
Hệ thống hoạt động theo nguyên lý tuần hoàn nước khép kín, không xả ra môi trường, tuân thủ hoàn toàn chuẩn ZLD.
3.1 Thông số vận hành điển hình
| Hạng mục kỹ thuật | Giá trị tiêu biểu |
| Lưu lượng xử lý | 30 – 500 m³/ngày |
| BOD/COD đầu vào | BOD 300–1.500 mg/L, COD 600–3.000 mg/L |
| Hiệu suất xử lý BOD | > 98% (sau MBR) |
| TDS nước đầu vào RO | < 10.000 ppm |
| TDS nước sau RO | < 20 ppm |
| Tỉ lệ thu hồi RO | 75 – 85% |
| Tỉ lệ tái sử dụng nước | 85 – 95% |
| Nhiệt độ vận hành | 15 – 45°C |
| pH nước tái sử dụng | 6.5 – 7.5 |
| Độ dẫn điện nước sau xử lý | < 30 µS/cm |
| Mức đầu tư ước tính | 18 – 45 triệu VNĐ/m³/ngày |
| Tuổi thọ hệ thống | 15 – 25 năm |
3.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn
Hệ thống phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế như:
MBR module: theo tiêu chuẩn NSF/ANSI 350 và ISO 10678.
Màng lọc RO: tiêu chuẩn ASTM D4194, áp lực vận hành 10–16 bar, reject recovery 75–85%.
Bơm và thiết bị áp lực: tiêu chuẩn CE/UL, khả năng chịu hóa chất (316L, PVC-C, PP).
Thiết bị bay hơi: tuân theo ASME Section VIII cho thiết bị chịu áp lực.
Hệ thống điều khiển: chuẩn kết nối Modbus RTU, giao thức OPC-UA, giám sát bằng SCADA theo ISA-95.
3.3 Thương hiệu thiết bị theo phân khúc
Phân khúc cao cấp – Veolia (Pháp):
Cung cấp hệ thống ZLD toàn diện, công nghệ HPD® Evaporation and Crystallization, tích hợp PLC Siemens và SCADA Wonderware. Đã triển khai tại các nhà máy dược và bán dẫn ở châu Âu.
Phân khúc trung cấp – Toray Membrane (Nhật Bản):
Màng MBR và RO công suất trung bình, hiệu suất ổn định, giá hợp lý. Được ưa chuộng tại Đông Nam Á, đặc biệt trong ngành điện tử và chế biến thực phẩm.
Phân khúc phổ thông – Suez Water (Trung Quốc):
Thiết bị ZLD lắp ráp OEM, hiệu quả 85%, phù hợp cho các dự án có chi phí đầu tư hạn chế, ứng dụng tại các khu công nghiệp phía Bắc và miền Trung Việt Nam.
4.1 Lợi ích vận hành, tài chính và môi trường
Hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn kín mang lại những lợi ích vượt trội, cả về kinh tế, kỹ thuật và môi trường. Đây là một giải pháp bền vững trong bối cảnh giá nước tăng, luật môi trường siết chặt và xu hướng sản xuất xanh toàn cầu.
Không xả thải – tuân thủ pháp lý tuyệt đối
Với công nghệ ZLD, toàn bộ nước thải sau xử lý đều được thu hồi và không xả ra môi trường. Điều này giúp doanh nghiệp không còn lo vi phạm quy định môi trường, tránh rủi ro bị phạt, đình chỉ hoạt động hay mất giấy phép xả thải.
Tiết kiệm chi phí nước cấp 40–90%
Nhờ quá trình xử lý nước tái dùng, hệ thống có thể cung cấp nguồn nước sạch với chi phí thấp hơn nước cấp bên ngoài. Tỷ lệ tái sử dụng đạt 85–95%, giúp giảm mạnh hóa đơn tiền nước hàng tháng và nâng cao hiệu quả tài chính.
Tối ưu không gian – tích hợp mô-đun linh hoạt
Các cụm xử lý như MBR, RO, thiết bị bay hơi có thể tích hợp theo dạng mô-đun container hoặc skid. Điều này giúp tiết kiệm diện tích xây dựng, dễ dàng lắp đặt tại nhà máy có mặt bằng hạn chế.
Chất lượng nước tái sử dụng cao – đảm bảo an toàn sản xuất
Nước sau xử lý đạt các chỉ tiêu nghiêm ngặt: độ dẫn điện <30 µS/cm, không chứa vi khuẩn, kim loại nặng hay hóa chất độc hại. Có thể dùng cho làm mát, rửa thiết bị, rửa khuôn, cấp nước sản xuất, xả xí tiểu…
Tăng điểm ESG – nâng cao năng lực cạnh tranh
Việc đầu tư hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn kín giúp doanh nghiệp đáp ứng tiêu chuẩn ESG (Môi trường – Xã hội – Quản trị), là điểm cộng lớn khi làm việc với các tập đoàn quốc tế, tham gia đấu thầu và mở rộng thị trường xuất khẩu.
Giảm phát thải – bảo vệ tài nguyên nước
Với tỷ lệ tuần hoàn lên đến 95%, doanh nghiệp giảm lượng nước khai thác từ nguồn tự nhiên và giảm phát thải ra hệ thống nước công cộng. Điều này góp phần bảo vệ tài nguyên nước, hạn chế ô nhiễm và tăng uy tín thương hiệu.
Chi phí vận hành thấp – tuổi thọ hệ thống cao
Hệ thống hoạt động hoàn toàn tự động, tiêu hao năng lượng thấp, bảo trì định kỳ đơn giản. Tuổi thọ các thiết bị chính như MBR, bơm áp RO, thiết bị bay hơi lên tới 15–25 năm. Chi phí O&M chỉ chiếm 3–5%/năm so với chi phí đầu tư ban đầu.
4.2 Ứng dụng thực tế trong các ngành công nghiệp
Ngành dệt nhuộm – giặt tẩy
Đây là ngành tiêu thụ nước và thải ra lượng lớn hóa chất khó phân hủy. Ứng dụng hệ thống tuần hoàn nước giúp giảm 80–90% lượng nước cấp, đáp ứng tiêu chuẩn xả thải 0 mg/L và duy trì chất lượng xử lý ổn định.
Ngành điện tử – linh kiện bán dẫn
Đòi hỏi nước siêu sạch để rửa bản mạch và phòng sạch. Hệ thống MBR + RO + EDI trong mô hình không xả thải cho phép tái sử dụng nước cấp đạt độ dẫn điện <1 µS/cm – phù hợp tiêu chuẩn IEC 61340.
Ngành thực phẩm – đồ uống
Tái sử dụng nước để vệ sinh thiết bị, làm mát máy, giảm chi phí nước cấp. Quy trình xử lý khép kín đảm bảo nước đầu ra đạt chuẩn vi sinh, không ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm, được giám sát bằng hệ thống SCADA.
Ngành dược phẩm – mỹ phẩm
Yêu cầu xử lý nước chứa kháng sinh, cồn, dung môi hữu cơ. Hệ thống xử lý kết hợp ozone + MBR + RO + bay hơi giúp phá hủy hoàn toàn các hợp chất hữu cơ độc hại, đảm bảo không gây ô nhiễm vi mô ra môi trường.
Ngành xi mạ – cơ khí chính xác
Xử lý nước chứa kim loại nặng (Cr, Ni, Cu, Zn), axit mạnh. Ứng dụng ZLD giúp thu hồi kim loại quý và tái sử dụng nước rửa bề mặt chi tiết. Nước sau RO đạt pH ổn định 6.8–7.2, TDS < 30 ppm.
Các khu công nghiệp – cụm nhà máy sản xuất
Áp dụng mô hình trạm xử lý nước thải tuần hoàn dùng chung cho nhiều nhà máy. Tỷ lệ thu hồi nước đạt 85–90%, có thể cung cấp lại cho hệ thống điều hòa trung tâm, phòng cháy chữa cháy hoặc vệ sinh công cộng.
Trung tâm logistics – kho lạnh
Sử dụng nước tuần hoàn trong hệ thống làm mát dàn ngưng, dàn bay hơi. Giúp giảm tiêu thụ nước cấp tới 70%, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định quanh năm, đặc biệt tại các trung tâm miền Trung và Tây Nam Bộ.
Các khu vực khan hiếm nước
Tại những vùng hạn hán, nguồn nước bị mặn hóa hoặc thiếu nước mặt nghiêm trọng, hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn kín là giải pháp sống còn để đảm bảo sản xuất liên tục. Đặc biệt phù hợp các tỉnh duyên hải miền Trung và Tây Nguyên.
5.1 Năng lực thiết kế – thi công trọn gói đạt chuẩn ZLD
ETEK là đơn vị tiên phong tại Việt Nam cung cấp giải pháp hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn kín theo mô hình EPC toàn diện: khảo sát – thiết kế – thi công – vận hành – bảo trì.
Chúng tôi cam kết thiết kế hệ thống đảm bảo chuẩn ZLD, tái sử dụng >90% lượng nước, không xả ra môi trường và vận hành ổn định >15 năm. Thiết kế phù hợp tiêu chuẩn CE, ASME, ISO 14001, IEC 61511, đáp ứng cả yêu cầu kỹ thuật trong nước và quốc tế.
5.2 Hệ thống công nghệ linh hoạt – tối ưu cho từng ngành
Tùy đặc điểm nước thải, ETEK lựa chọn và tích hợp các công nghệ tiên tiến: MBR, A/O, RO, UF, NF, Bay hơi đa cấp, Thiết bị kết tinh, Ozone, UV, Lọc than hoạt tính, đảm bảo xử lý triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm.
Cấu hình mô-đun linh hoạt theo mô hình skid container giúp triển khai nhanh, tiết kiệm mặt bằng và thuận tiện bảo trì – nâng cấp. Giải pháp phù hợp cho từ nhà máy mới xây đến retrofit hệ thống cũ.
5.3 Thiết bị chất lượng cao – xuất xứ rõ ràng
Toàn bộ thiết bị trong hệ thống được nhập khẩu từ các thương hiệu hàng đầu thế giới:
- Màng MBR từ Kubota, Toray, Suez
- Màng RO từ DOW Filmtec, Hydranautics
- Bơm áp từ Grundfos, Ebara, Wilo
- Thiết bị bay hơi từ Veolia, GEA
- Hệ SCADA từ Siemens, Schneider, Wonderware
Tất cả thiết bị đều có CO/CQ, chứng nhận CE/UL/TUV/ATEX, bảo hành chính hãng từ 12–24 tháng.
5.4 Hệ thống điều khiển thông minh – giám sát toàn diện
ETEK tích hợp hệ thống SCADA – HMI – PLC điều khiển tự động toàn bộ quá trình: từ thu gom, xử lý sinh học, lọc RO đến cô đặc – kết tinh.
Giao diện điều khiển đa ngôn ngữ, trực quan. Có thể giám sát từ xa qua điện thoại, gửi cảnh báo qua SMS/email theo thời gian thực. Hệ thống phân tích dữ liệu, đưa ra báo cáo chỉ số vận hành (TDS, COD, áp lực, lưu lượng…) theo giờ/ngày/tháng.
5.5 Kinh nghiệm triển khai đa lĩnh vực – mở rộng ra thị trường quốc tế
ETEK đã triển khai thành công hơn 300 dự án xử lý nước tuần hoàn trên toàn quốc, từ 30 m³/ngày đến >1.000 m³/ngày. Một số dự án tiêu biểu gồm:
- Nhà máy điện tử tại Bắc Ninh (RO + UF + MBR, Q=350 m³/ngày)
- Nhà máy nhuộm tại Long An (ZLD + bay hơi, Q=800 m³/ngày)
- KCN tại Hải Dương (trạm xử lý chung + tái dùng, Q=1.200 m³/ngày)
Ngoài ra, ETEK đang mở rộng hệ thống cho khách hàng tại các khu vực Đông Nam Á, Trung Đông và châu Phi, nơi yêu cầu hệ thống tuần hoàn nước đạt tiêu chuẩn quốc tế (TDS <20 ppm, không phát thải, lưu lượng ổn định).
5.6 Dịch vụ hậu mãi 24/7 – bảo trì trọn đời hệ thống
ETEK xây dựng đội ngũ kỹ thuật O&M chuyên nghiệp, hỗ trợ khách hàng trong suốt vòng đời hệ thống. Dịch vụ bao gồm:
- Kiểm tra định kỳ 3–6 tháng/lần
- Vệ sinh màng lọc, hiệu chuẩn thiết bị đo
- Phân tích mẫu nước tại phòng thí nghiệm
- Phát hiện sự cố sớm qua hệ thống giám sát
- Phản hồi trong vòng 8–24 giờ và có sẵn phụ tùng thay thế
Chúng tôi cam kết tỷ lệ vận hành ổn định >95%, thời gian downtime trung bình <2%, giúp doanh nghiệp duy trì hoạt động liên tục.
5.7 Tối ưu chi phí đầu tư – hỗ trợ tiếp cận vốn xanh
ETEK tư vấn lựa chọn cấu hình phù hợp nhất, giúp tiết kiệm 15–20% chi phí đầu tư so với cấu hình truyền thống. Đồng thời, hỗ trợ doanh nghiệp tiếp cận các nguồn vốn tài chính xanh, quỹ hỗ trợ môi trường như: GCF, JICA, IFC, ADB…
Các dự án do ETEK thực hiện thường có thời gian hoàn vốn 4–6 năm nhờ tiết kiệm chi phí nước cấp, giảm hóa chất xử lý và tránh phạt vi phạm xả thải.
THƯƠNG HIỆU CUNG CẤP HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC TUẦN HOÀN KÍN THEO PHÂN KHÚC
Phân khúc cao cấp – Veolia Water Technologies (Pháp)
Chuyên cung cấp hệ thống ZLD – zero liquid discharge cho các ngành có yêu cầu xử lý nghiêm ngặt. Công nghệ HPD®, thiết bị bay hơi đa cấp, tích hợp SCADA tiên tiến. Triển khai tại các nhà máy điện, hóa dầu, bán dẫn.
Phân khúc trung cấp – Toray Membrane (Nhật Bản)
Màng RO, UF và MBR cho hệ thống xử lý nước công nghiệp, độ bền cao, giá hợp lý. Dễ tích hợp vào hệ thống có sẵn. Phù hợp nhà máy thực phẩm, điện tử, dệt may. Được dùng phổ biến tại Đông Nam Á.
Phân khúc phổ thông – Suez Environmental (Trung Quốc)
Cung cấp trọn bộ thiết bị ZLD cấu hình tiêu chuẩn, chi phí đầu tư thấp. Phù hợp dự án retrofit hoặc nhà máy sản xuất quy mô vừa. Có sẵn thiết bị trong nước, thời gian thi công nhanh.
Bài viết liên quan: