Thu hồi tài nguyên từ nước thải: Công nghệ, tính khả thi và vai trò trong nền kinh tế tuần hoàn
Thứ ba, 23/06/2026
Đổi mới công nghệ nhằm sử dụng hiệu quả tài nguyên, giảm phát thải và gia tăng giá trị từ chất thải được xem là động lực quan trọng để thúc đẩy phát triển bền vững.
Việt Nam đang thúc đẩy tăng trưởng xanh và hiện thực hóa cam kết phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050 thông qua việc chuyển đổi từ mô hình kinh tế tuyến tính sang kinh tế tuần hoàn. Trong đó, đổi mới công nghệ nhằm sử dụng hiệu quả tài nguyên, giảm phát thải và gia tăng giá trị từ nước thải được xem là động lực quan trọng để thúc đẩy phát triển bền vững.
Một trong những lĩnh vực đang chứng kiến sự thay đổi mạnh mẽ về tư duy là quản lý nước thải. Thay vì chỉ tập trung xử lý ô nhiễm và xả thải an toàn ra môi trường, nhiều quốc gia trên thế giới đã chuyển sang mô hình thu hồi tài nguyên từ nước thải, biến các nhà máy xử lý nước thải thành cơ sở sản xuất năng lượng, vật liệu và các sản phẩm có giá trị gia tăng.
Theo Chương trình Đánh giá Tài nguyên nước thế giới của Liên hợp quốc (WWAP), mỗi năm thế giới phát sinh khoảng 380 tỷ m³ nước thải đô thị, song chưa đến 56% được thu gom và xử lý đúng quy chuẩn. Trong khi đó, giá trị tài nguyên có thể thu hồi từ nguồn nước thải này ước tính lên tới 106 tỷ USD mỗi năm.
Nước thải đô thị bao gồm các thành phần chính như nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất, nước thải thấm qua và nước thải tự nhiên
Các chuyên gia cho rằng, mô hình nhà máy xử lý nước thải truyền thống (WWTP) vốn tiêu tốn nhiều năng lượng và hóa chất đang bộc lộ nhiều hạn chế khi nhu cầu về tài nguyên ngày càng gia tăng. Xu hướng mới trên thế giới là phát triển mô hình cơ sở thu hồi tài nguyên nước (Water Resource Recovery Facility - WRRF), trong đó nước thải được xem là nguồn tài nguyên thứ cấp giàu tiềm năng, có thể khai thác để thu hồi năng lượng, dinh dưỡng, nước tái sử dụng và nhiều vật liệu giá trị cao.
Theo TS. Phan Như Nguyệt, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, việc thu hồi tài nguyên từ nước thải không chỉ góp phần giảm áp lực lên môi trường mà còn mở ra cơ hội phát triển các ngành công nghiệp mới theo hướng tuần hoàn. “Thay vì xem nước thải là gánh nặng cần xử lý, xu hướng mới coi đây là nguồn tài nguyên có giá trị cần được thu hồi một cách thông minh và hiệu quả”, TS. Phan Như Nguyệt nhấn mạnh.
Các nghiên cứu cho thấy, nước thải có thể trở thành nguồn cung quan trọng cho nhiều loại tài nguyên phục vụ sản xuất và tiêu dùng bền vững.
Các nghiên cứu cho thấy, nước thải có thể trở thành nguồn cung quan trọng cho nhiều loại tài nguyên phục vụ sản xuất và tiêu dùng bền vững.
Trong lĩnh vực năng lượng, quá trình phân hủy kỵ khí bùn thải có thể tạo ra khí sinh học (biogas) với hàm lượng methane từ 55-70%, giúp các nhà máy xử lý nước thải tự cung cấp từ 30-40% nhu cầu năng lượng và giảm đáng kể chi phí vận hành. Một số mô hình tiên tiến thậm chí đã đạt trạng thái tự cân bằng năng lượng.
Bên cạnh đó, các hợp chất dinh dưỡng như nitơ và phốt pho trong nước thải có thể được thu hồi để sản xuất phân bón nhả chậm thông qua công nghệ kết tinh struvite. Riêng tại TP. Hồ Chí Minh, với lưu lượng xả thải khoảng 1,2 triệu m³/ngày, tiềm năng thu hồi ước tính đạt 4.800 kg phốt pho và từ 24.000 đến 72.000 kg nitơ mỗi ngày. Nước sau xử lý cũng có thể được tái sử dụng cho tưới tiêu, sản xuất công nghiệp, thậm chí bổ sung nguồn nước sinh hoạt thông qua các công nghệ màng lọc tiên tiến.
Ngoài ra, nhiều vật liệu mới có giá trị kinh tế cao như nhựa sinh học PHA, than sinh học, polymer tương tự alginate hay polysaccharide sulfat hóa đang được nghiên cứu và phát triển từ nguồn bùn thải.
Theo các nghiên cứu quốc tế, tổng giá trị tài nguyên có thể thu hồi từ mỗi mét khối nước thải đô thị dao động từ 0,5 đến 2 USD, bao gồm năng lượng, dinh dưỡng và vật liệu.
Theo các nghiên cứu quốc tế, tổng giá trị tài nguyên có thể thu hồi từ mỗi mét khối nước thải đô thị dao động từ 0,5 đến 2 USD, bao gồm năng lượng, dinh dưỡng và vật liệu.
Trạm xử lý nước thải Khu đô thị Việt Hưng (Hà Nội). Ảnh: Hữu Chánh
Cơ hội cho Việt Nam trong hành trình chuyển đổi xanh
Sự phát triển của công nghệ sinh học, công nghệ màng và chuyển đổi số đang tạo động lực mạnh mẽ cho quá trình thu hồi tài nguyên từ nước thải. Các công nghệ như bể phản ứng sinh học màng (MBR), bể phản ứng màng kỵ khí (AnMBR), công nghệ giá thể sinh học di động (MBBR), cùng với các giải pháp trí tuệ nhân tạo (AI) và mô hình số hóa (Digital Twin) giúp tối ưu hóa vận hành, tiết kiệm từ 15-25% năng lượng và nâng cao hiệu quả thu hồi tài nguyên.
Nhiều quốc gia đã đạt được những kết quả tích cực. Tại Hà Lan, nhà máy xử lý nước thải Amersfoort/Utrecht có thể tự cung cấp 103% nhu cầu năng lượng và tạo doanh thu khoảng 5 triệu euro mỗi năm từ việc thu hồi biogas, struvite và cellulose; Singapore hiện đáp ứng khoảng 40% nhu cầu nước thông qua chương trình NEWater, trong khi Bỉ và Nhật Bản đang đẩy mạnh thu hồi nhựa sinh học, hydro xanh và kim loại quý từ bùn thải.
Việt Nam đang đứng trước nhiều áp lực về suy giảm tài nguyên nước, gia tăng chất thải và yêu cầu thực hiện các cam kết quốc tế về giảm phát thải. Theo các chuyên gia, đây cũng là cơ hội để đẩy mạnh đầu tư vào các mô hình thu hồi tài nguyên từ nước thải, hướng tới phát triển công nghiệp môi trường và kinh tế tuần hoàn.
Tuy nhiên, để hiện thực hóa tiềm năng này, cần tiếp tục hoàn thiện hành lang pháp lý cho các sản phẩm thu hồi như nước tái sử dụng, phân bón tái chế và vật liệu sinh học; đồng thời xây dựng cơ chế ưu đãi tài chính, thúc đẩy hợp tác công - tư và tăng cường nghiên cứu, chuyển giao công nghệ.
Đặc biệt, việc tích hợp các công nghệ sinh học, hóa học và kỹ thuật số trong cùng một hệ thống sẽ là chìa khóa để nâng cao hiệu quả kinh tế, giảm chi phí vận hành và tối đa hóa giá trị tài nguyên.