Bước vào thế kỷ thứ XXI và thiên niên kỷ mới, chúng ta hãy nhìn lại lịch sử phát triển ngành cấp thoát nước (CTN) trong mấy nghìn năm qua và thử đoán xem trong tương lai ngành nước sẽ phát triển như thế nào?

Việc dự đoán sự tiến triển của ngành nước trong 50 năm, 100 năm hoặc lâu hơn trong tương lai xin nhường lại cho khả năng nhìn xa thấy rộng và trí tưởng tượng phong phú của các bạn, còn dưới đây xin giới thiệu những mốc phát triển chính của kỹ thuật CTN trong 3,5 thiên niên kỷ đã qua được Tạp chí Water World và Water & Wastewater lnternational (USA) tổng hợp lại và đăng trong Tập san có tên WORLD of WATER 2000 và cũng đã được phản ánh trong một số tài liệu, tạp chí chuyên ngành khác trên thế giới.

* Năm 3500 tr.CN : Hệ thống cống thoát nước mưa bằng gạch được xây dựng trên các đường phố của Đế chế Mesopotamian (3500 – 2500 tr.CN) (1). Vào thời đó một số ngôi nhà đã nối với hệ thống thoát nước mưa để dẫn nước bẩn đi xa. Tại Babilon, khu vệ sinh trong các ngôi nhà lớn được nối với hầm đứng (đường kính 18 inch) bố trí thành dãy cùng với các ống bằng đất sét có chừa lỗ để chứa phân, nước thải.

* 300 tr.CN : Người Ai Cập, Babilon và Hy Lạp dùng ống chì và ống đồng để dẫn nước, ngoài ống gỗ và ống sành.

– Công trình nhân tạo lấy nước giếng xuất hiện. Người Ai Cập cổ biết làm ra công cụ đơn giản để đưa nước từ giếng lên. Người Babilon có phương pháp nâng nước lên độ cao khá lớn bằng các phương tiện khác nhau như ròng rọc, guồng nước.

– Tại Pakistan ống thoát nước bằng đất nung được nối từ nhà tắm tầng 2 xuống cống thoát đường phố.

* 200 tr.CN : Người Ấn độ lọc nước qua than củi và chứa vào thùng đựng bằng đồng đỏ để giữ cho nước sạch.

* 1700 tr.CN : Bệ xí giội nước (Flushing device) cổ xưa nhất được coi là xuất hiện vào thời kỳ này. Đó là bệ xí có bể chứa nước đặt trên mái phục vụ vua chúa tại Cung điện hoàng gia Minos tại Knossos, Crete (2).

* 800 tr.CN : Hệ thống cấp nước cho ăn uống, tưới đường, cho nhà tắm và vệ sinh công cộng được xây dựng tại La Mã. Điển hình là công trình dẫn nước vào thành phố bằng kênh tự chảy, trong thành phố nước được đưa đến các bể tập trung, từ đó theo đường ống đến các lâu đài của các nhà quyền quý và đến bể chứa công cộng cho người dân sử dụng.

* 450 tr.CN : Hyppocrates trong tác phẩm về vệ sinh công cộng đã khuyến cáo nước cần được đun sôi và lọc trước khi dùng.

* 300 tr.CN : Người Hy Lạp giải quyết vấn đề thoát nước bằng những cách khác nhau. Tại A-Ten, nước thải nhà vệ sinh công cộng cho thoát xuống cống chung và cùng với nước mưa dẫn đến bể tập trung ngoài thành phố. Thời bấy giờ họ cũng đã biết dẫn nước thải (bằng cống gạch) đến cánh đồng nông nghiệp để tưới cây trồng và sử dụng dòng nước thải để giội rửa cống theo định kỳ.

* Năm 100 sau CN : Hệ thống thoát nước được xây dựng tại Rome

* 1370 : Cống thoát ngầm lần đầu tiên được xây dựng tại Paris.

* 1583 : Nhà vệ sinh công cộng được xây dựng tại Paris.

* 1596 : Kiểu bệ xí đầu tiên bị quên lãng hơn 3000 năm mãi cho đến lúc này Jorn Harrington đã làm ra 2 chiếc toilet, một để tặng Nữ hoàng Elizabeth (mẹ ông), và một cho bản thân tại Kelston (Anh).

* 1600 : Sử dụng phèn nhôm (alum) để xử lý nước đục được các nhà truyền giáo Tây Ban Nha phố biến tại Trung Quốc.

* 1647 : Giải pháp kiểm soát Ô nhiễm được ban bố tại Massachusetts.

* 1799 : Hệ thống cấp nước cho khu dân cư lần đầu tiên được xây dựng tại Philadelphia, Mỹ.

* 1810 : Hệ thống bể lọc đầu tiên cấp nước cho toàn thành phố được xây dựng tại Paisey, Scotland.

* 1820 : Cống thoát nước hình chữ nhật được thay đổi thiết kế thành hình ô-van để ngăn ngừa lắng cặn.

* 1827 : Bể lọc chậm bằng cát do Robert Thom thiết kế được đưa vào sử dụng tại Grennock, Scotland.

* 1832 : Các thành phố Richmond và Virginia của Mỹ lần đầu tiên xây dựng hệ thống lọc nước.

* 1835 : Henry de Fonvielle sáng chế ra bể lọc kín được rửa bằng dòng nước ngược có áp

 – Lần đầu tiên việc dùng Clo để khử trùng được bác sỹ Robley Dunglinson công bố trong tạp chí “Human Health” tại Philadelphia, Mỹ

* 1841 : Sáng chế về làm mềm nước bằng vôi được công bố

* 1843 : Thành phố Hamburg, Đức xây dựng hệ thống thoát nước chung đầu tiên

* 1854 : Bác sĩ John Snow tìm thấy nguyên nhân lan truyền bệnh dịch tả do hệ thống cấp nước cộng đồng bi ô nhiễm

* 1872 : Hệ thống lọc chậm bằng cát đầu tiên được xây dựng tại Puoghkeepsite, New York (Mỹ), là một phần của hệ thống cấp nước của thành phố

* 1873 : C.J Fox tiến hành thí nghiệm chứng minh Ozone tiêu diệt được vi khuẩn trong chất lỏng có chứa chất hữu cơ

* 1880 : Bơm thoát nước được sản xuất, dẫn đến việc xuất hiện lồng chắn rác (1884), bể lắng cát (1904) và song chắn để tách các vật rắn trong nước thải

* 1882 : Những thí nghiệm đầu tiên về làm thoáng nước thải sau lắng được tiến hành

* 1885 : Quá trình đông tụ (Coagulation) lần đầu tiên được sử dụng cho hệ thống cấp nước công cộng ở Mỹ, do Công ty New Jersey Water khơi xướng.

– Thomas Twyford làm ra loại toilet một cục có xiphông đầu tiên, toàn bộ bằng sứ, tạo nên cuộc cải cách thực sự về buôn bán thiết bị WC (water closet)

* 1886 : Việc nghiên cứu xử lý nước thải được bắt đầu tại Mỹ với việc thành lập Trạm thí nghiệm Lawrence, Massachusetts

* 1887 : Bể lọc cát hoạt động gián đoạn dùng để xử lý nước thải được xây dựng tại Medford Massachusetts

* 1888 : Sáng chế đầu trên của Mỹ về Clo hoá nước uống được cấp bằng

* 1890 : Lần đầu tiên việc sử dụng lớp đệm tiếp xúc (contact beds) để xử lý nước thải được triển khai ở Anh

* 1893 : Ozone được sử dụng như một chất khử trùng trong xử lý nước tại Anh

* 1896 : William M.Jewell dùng khí Clo pha vào nước sau xử lý tại trạm lọc thí nghiệm Kentucky

– Trận dịch thương hàn tại vùng biển Adriatic được dập tắt nhờ sử dụng Clorua vôi

* 1901 : Bể lọc nhỏ giọt được xây dựng tại Madison, Wisconsin

– Làm mềm nước bằng vôi và Sôđa đã được áp dụng tại Winnipeg, Manitoba

* 1902 : Trạm Clo hoá nước cố định được đưa vào sử dụng tại Bỉ với việc cho clorua vôi và pecloric sắt vào nước.

* 1903 : Nhà máy làm mềm nước đầu tiên của Mỹ được đưa vào hoạt động tại Oberlin, Ohio

* 1906 : Clo hoá nước thải rắn bắt đầu được áp dụng

* 1908 : Clo hoá nước uống trên quy mô lớn lần đầu tiên được thực hiện ở Mỹ, tại bể chứa boonton nhà máy nước thành phố Jersey City, bang New Jersey

* 1912 : Phân hủy bùn không dùng nhiệt bằng công trình riêng biệt bắt đầu được sử dụng trên quy mô lớn tại Baltimore,  Maryland.

– Dùng Clo lỏng để khử trùng toàn bộ nước xử lý lần đầu tiên được áp dụng cho trạm lọc nước sạch Niagara Falls, Phía Tây New York

* 1913 : Wallace & Tiernan sản xuất ra thiết bị khử trùng bằng Clo hơi đầu tiên

– Các thí nghiệm về quá trình bùn hoạt tính được tiến hành trong phòng thí nghiệm tại Anh

– Chỉ tiêu BOD được đề xuất sử dụng để đánh giá mức độ nhiễm bẩn của nước thải

* 1914 : Dùng Clo lỏng để khử trùng nước thải ở quy mô nhà máy được áp dụng tại Altoona, Pensylvania

* 1916 : Máy thu gom và vận chuyển rác bằng quay cơ khí được áp dụng tại trạm xử lý nước thải do J .V.N DOr. thiết kế

– Một trạm xử lý bùn hoạt tính được đưa vào vận hành tại San Marcos, bang Texaz

– Bức xạ tia cực tím lần đầu tiên được sử dụng ở Mỹ để khử trùng nước cấp cho thành phố tại Kentucky

* 1917 : Trạm xử lý bùn hoạt tính với quy mô hoàn chỉnh đầu tiên được khánh thành tại Houston, bang Texas

* 1920 : Hệ thống làm thoáng bề mặt được sử dụng lần đầu tiên tại Sheffield, Anh

* 1924 : Nước Đức lần đầu tiên xây dựng nhà máy xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính có quy mô hoàn chỉnh

* 1925 : Mỹ thiết lập tiêu chuẩn mới về xử lý nước ăn uống, đề ra giới hạn 1 coliform trong 100ml

* 1928 : Darwin Townsend & James Brower sáng chế ra bể lắng lấy tên là “Tom-Bro Clarifier”

* 1931 : Bể cô đặc bùn hoạt tính được đưa vào sử dụng lần đầu tiên tại Phoenix, Arizona

* 1935 : Không khí nén được đưa vào ống dẫn nước có áp để oxy hoá và loại bỏ sắt bằng bể lọc

– Lọc chân không được áp dụng để tách nước khỏi bùn cặn tại nhà máy xử lý Springfield Ohio

* 1936 : Keo tụ nước thải (Focculation) không dùng hoá chất được thực hiện trên quy mô nhà máy tại Cedar Rapids, Lowa

* 1942 : Mỹ nâng cấp tiêu chuẩn nước ăn uống ban hành từ 1925, yêu cầu lấy mẫu để phân tích vi sinh và quy định nồng độ cho phép tối đa của Chì, Flo, Asen và Selen trong nước

* 1945 : Chương trình Flo hóa nước tại Grand Rapids, Michigan lần đầu tiên thử nghiệm Flo hoá nước cấp cho thành phố

* 1948 : Luật liên bang về kiểm soát Ô nhiễm sông, suối được ban hành tại Mỹ

– Waltsce & Tiernan đề xuất máy phân tích Clo bằng điện

* 1950 : F J .Zimmermann đề ra quy trình oxy hóa khí ẩm (Wet air oxidation process) để phân hủy nước thải

* 1955 : Dàn quay phân phối nước kiểu trọng lực cho bể lọc nhỏ giọt được triển khai xây dựng

* 1962 : Qui trình mới khử sắt và man-gan nước ăn uống theo 3 giai đoạn được đề xuất

* 1964 : Hệ thống kiểm tra tư động hàm lượng oxy hoà tan ra đời

* 1969 : Bể lắng đợt 2 được thay thế bằng màng lọc tại một trạm xử lý nước thải ở Mỹ

* 1970 : Quá trình khử nitơ bằng sử dụng Methanol và Carbon trong nước thải được đề xuất

– Phân huỷ hiếu khí cặn lắng bằng nhiệt được đề xuất

* 1972 : Mỹ ban hành Luật “Clean Water” (nước sạch)

* 1974 : Mỹ ban hành Đạo luật “The Save Drinking Water” (nước uống an toàn)

* 1975 : Thí nghiệm 1ắng cặn dùng que khuấy được triển khai đối với nước thải, dẫn đến việc ra đời chỉ tiêu SSVI (Stirred Spesific Volume lndex).

* 1976 : Dây xích phi kim loại dùng cho bể lắng chữ nhật xuất hiện trên thị trường, sản phẩm này do Jorn Quick, Russ Uttke và Wiegand sáng chế ra

* 1980 : Bể phản ứng hoạt động theo mẻ liên tục được quan tâm nghiên cứu

* 1986 : Hệ thống vi lọc đầu tiêu được xây dựng tại Keystone, Colorado, Bắc Mỹ

* 1988 : Giải pháp đông tụ tạo bông cặn bằng cách cho thêm bột cát mịn vào nước được triển khai áp dụng

* 1990 : Phương pháp loại bỏ chất dinh dưỡng bằng sinh học được chấp nhận và áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới

* 1991 : Quy định của Tổ chức Châu Âu 91/271/EEC về xử lý nước thải được ban hành

* 1996 : Mỹ ban hành đạo luật “The Save Dringking Water” bổ sung

* 1998 : Điều khoản không xả cặn nước thải vào nguồn nước mặt được bổ sung vào Quy định của Tổ chức Châu Âu 91/271/EEC.

Tổ chức Châu Âu ban hành Quy định mới về nước uống kể từ 25/12/1998. Quy định này cập nhật thêm tiêu chuẩn chất lượng nước vì sự an toàn của khách hàng

So với toàn bộ quá trình phát triển thì thế kỷ 20 con người có nhiều thành tựu và nhiều phát minh khoa học nhất, số lượng tri thức được sáng tạo ra trong một thế kỷ có thể so sánh với lượng tri thức mà con người tích luỹ được trong suốt quá trình tồn tại hàng trăm nghìn năm trước đó, nhưng cũng trong thế kỷ này con người dù không hữu ý cũng đã phạm những sai lầm nghiêm trọng về mặt bảo vệ môi trường, đã làm ô nhiễm nguồn nước trên phạm vi toàn cầu, sự ô nhiễm đó vẫn đang diễn ra gay gắt và hậu quả của nó đang là một thách thức lớn đối với thế giới hiện đại.

Tuy nhiên con người đã biết chắt lọc từ nguôn nước tự nhiên, kể cả nước biển ra loại nước thích hợp cho mình, biết pha vào nước những hoá chất cần thiết để bảo vệ sức khoẻ, biết xây dựng những công trình cấp nước to lớn và sáng tạo ra những công nghệ hiện đại, những công trình cơ giới hoá và tự động hoá cao…thì trong tương lai chắc chắn cũng sẽ đủ trí thông minh và biết tìm ra các phương pháp hữu hiệu để chống ô nhiễm, bảo vệ môi trường sinh thái, sử dụng hợp lý và bảo tồn nguồn tài nguyên nước toàn cầu.