Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong xử lý nước: Xu hướng và thực tiễn tại Đồng Nai

Trong bối cảnh công nghiệp hóa và đô thị hóa nhanh chóng, việc quản lý và xử lý nước thải trở thành thách thức lớn đối với các đô thị và khu công nghiệp. Để đảm bảo vừa đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, vừa bảo vệ môi trường bền vững, nhiều giải pháp công nghệ cao đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng, trong đó nổi bật là Trí tuệ Nhân tạo (AI).

Trên thế giới, nhiều quốc gia đã triển khai AI trong lĩnh vực quản lý tài nguyên nước, giúp dự đoán nhu cầu sử dụng, phát hiện sớm sự cố và tối ưu hóa quy trình xử lý nước thải. Tại Việt Nam, xu hướng này cũng đang được quan tâm và bước đầu được triển khai tại một số địa phương.

Xu hướng ứng dụng AI trong xử lý nước

- Giám sát và dự đoán: Các hệ thống AI kết nối với cảm biến IoT có khả năng thu thập dữ liệu (pH, COD, BOD, độ đục…) theo thời gian thực. Thuật toán AI phân tích và dự đoán xu hướng, từ đó đề xuất những biện pháp điều chỉnh kịp thời.

Hệ thống AI giám sát nước thải với cảm biến IoT, biểu đồ dữ liệu thời gian thực. Nguồn: Tạp chí khoa học hàng hải.

- Tiết kiệm chi phí và năng lượng: AI giúp tối ưu hóa lượng hóa chất, năng lượng cần sử dụng trong quá trình xử lý. Nhiều nghiên cứu cho thấy việc kết hợp AI với mô hình số hóa (digital twin) tại các nhà máy xử lý nước có thể tiết kiệm 20-30% chi phí vận hành so với phương pháp truyền thống.

- Tự động hóa quy trình: Thông qua lập trình và phân tích dữ liệu, AI có thể tự động điều chỉnh liều lượng hóa chất như PAC, Polymer, HCl, NaOH… giúp giảm thiểu nguy cơ con người can thiệp sai, hạn chế lỗi vận hành.

Theo một báo cáo của International Water Association (IWA), ứng dụng AI trong quản lý tài nguyên nước đang trở thành xu hướng toàn cầu, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng.

Lựa chọn công nghệ và hóa chất trong xử lý nước

Song song với AI, việc chọn đúng công nghệ và hóa chất là chìa khóa để đạt hiệu quả tối ưu trong xử lý nước:

- Công nghệ kết hợp lý-hóa-sinh: Các phương pháp truyền thống như lắng, keo tụ, lọc sinh học kết hợp với công nghệ cảm biến và AI.

- Hóa chất phù hợp:

- HCl, NaOH: Điều chỉnh pH nhanh và ổn định, đặc biệt trong các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp. Nếu bạn đang tìm kiếm nguồn cung cấp chất lượng, hãy tham khảo tại mua HCL.

- PAC, Polymer: Tăng hiệu quả keo tụ, lắng cặn.

- Chlorine, Ozone: Khử trùng, diệt khuẩn, đảm bảo an toàn trước khi xả thải.

Công nghệ và hóa chất cần được tính toán và phối hợp đúng liều lượng, thời điểm để tránh lãng phí và đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt quy chuẩn môi trường. Việc lựa chọn đúng loại hóa chất đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất xử lý, bạn có thể tìm hiểu thêm về hóa chất xử lý nước.

Ứng dụng thực tế tại Đồng Nai

Đồng Nai là một trong những địa phương đi đầu trong phát triển công nghiệp tại Việt Nam. Tỉnh hiện có 32 khu công nghiệp đang hoạt động, với hàng trăm nghìn mét khối nước thải phát sinh mỗi ngày. Để bảo vệ môi trường, tỉnh đã đẩy mạnh giám sát và xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung.

- Hợp tác xã Tân Quyết Thắng: Đơn vị này đã áp dụng các công nghệ mới trong xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt, cung cấp giải pháp cho Khu công nghiệp Loteco Long Bình và Công ty CP Sữa Joycare.

- Hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn trong chăn nuôi: Tại một trang trại chăn nuôi vịt ở xã Quang Trung (huyện Thống Nhất), phương pháp tuần hoàn giúp loại bỏ hầu hết chất ô nhiễm và có thể tái sử dụng nước. Giải pháp này đã giảm đáng kể chi phí nguồn nước và hạn chế xả thải ra môi trường.

- Hệ thống thu gom, xử lý nước thải tập trung: Theo lộ trình tỉnh Đồng Nai, đến hết năm 2024, tất cả các khu công nghiệp sẽ có hệ thống thu gom, xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn. Điều này góp phần nâng cao uy tín, thu hút đầu tư và đảm bảo phát triển bền vững.

Thách thức và giải pháp

- Chi phí đầu tư: Hệ thống AI đòi hỏi đầu tư ban đầu cao, từ thiết bị cảm biến IoT đến nền tảng phân tích dữ liệu. Giải pháp: Nhà nước có thể hỗ trợ tài chính hoặc thúc đẩy mô hình PPP (hợp tác công tư) để giảm gánh nặng chi phí.

- Thiếu nhân lực kỹ thuật: Việc vận hành hệ thống AI cần đội ngũ am hiểu cả công nghệ thông tin và kỹ thuật môi trường. Giải pháp: Đào tạo chuyên sâu và hợp tác với các trường đại học, trung tâm nghiên cứu.

- Bảo mật dữ liệu: AI hoạt động dựa trên dữ liệu lớn, đòi hỏi hệ thống bảo mật mạnh mẽ. Giải pháp: Ứng dụng công nghệ mã hóa, blockchain để bảo vệ dữ liệu.

Xu hướng quốc tế trong ứng dụng AI

- Dự án LIFE PRISTINE tại châu Âu: Ứng dụng AI và công nghệ lọc nano để loại bỏ các chất ô nhiễm mới nổi trong nước thải.

- Giám sát chất lượng nước theo thời gian thực tại Anh: Các cảm biến thông minh lắp đặt tại các khu vực tự nhiên để giám sát mức độ ô nhiễm.

- PUB (Singapore): Quản lý nước bằng AI giúp tiết kiệm 15-25% năng lượng và giảm thiểu thất thoát nước.

Trí tuệ Nhân tạo (AI) không chỉ là xu hướng toàn cầu mà còn là giải pháp thiết thực giúp nâng cao hiệu quả, tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường trong xử lý nước thải. Tại Đồng Nai, việc kết hợp AI với công nghệ lý-hóa-sinh hiện đại đang mở ra hướng đi mới, góp phần tạo dựng môi trường đầu tư hấp dẫn, bền vững.

Để đẩy nhanh quá trình này, các doanh nghiệp nên chủ động tìm hiểu, thử nghiệm giải pháp AI, đồng thời phối hợp với cơ quan quản lý, tổ chức khoa học công nghệ. Sự hỗ trợ về tài chính và đào tạo nguồn nhân lực sẽ là yếu tố then chốt đưa Đồng Nai bắt nhịp với xu thế xử lý nước thông minh.