How Singapore is using technology to solve its water shortage

Singapore uses about 430 million gallons of water every day — a number it expects could double in the next four decades. That kind of consumption is piling pressure on the Asian city state to address growing concerns about global water scarcity. So it's building new technology to prepare itself for a future where obtaining clean water will be even more difficult.

"Singapore truly has become a global water hub," said Shane Snyder, executive director of the Nanyang Environment & Water Research Institute at Singapore's Nanyang Technological University. "But as it stands, it imports approximately 40% of its water today. And with climate change, that water has become far less dependable." Rapid urbanization and rising global temperatures are making access to natural water sources increasingly hard to come by. Today, a quarter of the world lives in areas  of high water stress. Experts say we're consuming natural resources faster than the earth can replenish them.

Singapore, meanwhile, is home to more than five million people and is covered in fountains, reservoirs and other water features — including the world's tallest indoor waterfall, a 130-foot Rain Vortex that pumps 10,000 gallons of water per minute. But it has no natural water sources of its own, instead relying heavily on recycled water and imports from its neighbors. Singapore is home to the world's tallest indoor waterfall, which pumps 10,000 gallons of water per minute.

Snyder's research facility is one of several places developing solutions for Singapore's water dependency. The hope is to create projects that could be used across the city. "What we have become used to as reliable water, may quickly change — so we have to be prepared, we have to be thinking about the infrastructure in advance," Snyder said. "There's a big drive to become water independent — to control our own future — and that is largely dependent on the technologies we're developing."

One development: a small, black sponge called carbon fiber aerogel that the university says can clean waste water on a mass scale. The sponge absorbs 190 times its weight in waste, contaminants and microplastics. The material is being further developed for commercial use by Singapore-based startup EcoWorth technology. CEO Andre Stoltz said the company will first enter Singapore's waste water market before eventually developing this material for use on a global scale. "We believe it's potential impact is very big," Stoltz said, adding that the product allows the company "to convert waste products to something of worth."

EcoWorth Tech says carbon-fiber aerogel can remove 190 times its weight in waste, contaminants and microplastics. Another company, WateRoam, is already taking innovation from Singapore to the rest of the region. Founded in 2014, WateRoam says it has developed a lightweight, portable filtration device that they say has already provided clean drinking water to more than 75,000 people across Southeast Asia. WateRoam CEO David Pong said one of the most innovative aspects of the product is its simplicity.

"We're going with a no-frills approach because we're looking at water as a basic problem and a basic commodity ... and as a result, we needs basic technology to solve this problem," Pong said. "We want people who are laymen — not specialists or engineers — to be able to pick up this product and intuitively know how to use it."

The water filtration device is no bigger than a bicycle pump, yet it can provide clean water to villages of 100 people for up to two years, according to the company. WateRoam's filtration device is designed to be as simple as possible. "We've been very blessed to have access to clean drinking water," Pong said. "It's a privilege that we should be able to bring forth to the rest of the region, and advocate that clean water is an essential aspect for life on earth."

Xử lý tình trạng khan hiếm nước bằng công nghệ ở Singapore

Mỗi ngày,  Singapore tiêu thụ khoảng 430 triệu gallon nước (hơn 1,6 tỉ lít). Con số này được dự đoán sẽ tăng gấp đôi trong bốn thập kỉ tới. Lượng tiêu thụ lớn đã gây áp lực lên chính quyền thành phố trong việc giải quyết mối lo ngại ngày càng lớn về tình trạng khan hiếm nước toàn cầu. Chính vì thế, họ đã và đang xây dựng công nghệ mới để chuẩn bị cho tương lai khi mà nước sạch ngày càng khan hiếm.

“ Anh Shane Snyder, giám đốc điều hành tại Viện Nghiên cứu Nước và Môi trường Nanyang -  Đại học Công nghệ Nanyang cho biết: “Singapore thực sự đã trở thành trung tâm nước của thế giới”. “Nhưng với tình hình hiện tại, Singapore phải nhập khẩu đến 40% lượng nước đang sử dụng. Với tình hình khí hậu thay đổi, lượng nước nhập khẩu dường như là chưa đủ.” Quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng và tình trạng tăng nhiệt độ toàn cầu đã khiến nguồn nước ngày càng khan hiếm. Ngày nay, một phần tư số người trên thế giới đang sống ở những khu vực khan hiếm nước. Các chuyên gia cho rằng chúng ta đang sử dụng tài nguyên thiên nhiên với tốc độ nhanh hơn tốc độ trái đất cung cấp.

Trong khi đó, Singapore, ngôi nhà của hơn năm triệu dân và được bao phủ bởi các đài phun nước, hồ chứa và các đặc điểm thủy văn khác - bao gồm thác nước trong nhà cao nhất thế giới, thác Rain Vortex có thể bơm 10.000 gallon nước mỗi phút (hơn 37.000 lít nước). Tuy nhiên Singapore không có nguồn nước tự nhiên. Thay vào đó, Singapore phụ thuộc nhiều vào nước tái chế và nước nhập khẩu từ các quốc gia láng giềng. Singapore là quê hương của thác nước trong nhà cao nhất thế giới với khả năng bơm 10.000 gallon nước mỗi phút.

Cơ sở nghiên cứu của Snyder là một trong nhiều nơi phát triển các giải pháp cho tình trạng nước ở Singapore với hy vọng tạo ra các tự án có thể được sử dụng trong thành phố. Anh Snyder cho rằng “Nguồn nước chất lượng như những gì chúng ta đã biết có thể nhanh chóng thay đổi – vì vậy chúng ta cần chuẩn bị, phải suy nghĩ về cơ hở hạ tầng trước tiên. Mục tiêu lớn để không còn phụ thuộc tài nguyên nước đó chính là để kiểm soát tương lai của chính chúng ta – điều đó phụ thuộc phần lớn vào công nghệ mà ta đang cần phát triển”

Một phát triển mới: một miếng bọt biển nhỏ, màu đen với tên gọi aerogel sợi cacbon với tác dụng làm sạch nước thải trên quy mô lớn. Miếng bọt biển hấp thụ chất thải, chất ô nhiễm và vi nhựa lên đến 190 lần trọng lượng của bản thân.Chất liệu này đang được tiếp tục phát triển để sử dụng cho mục đích thương mại của công ty start-up có trụ sở tại Singapore tên là EcoWorth Technology. Anh Andre Stoltz, giám đốc điều hành cho biết công ty trước tiên sẽ tham gia vào thị trường nước thải của Singapore trước khi phát triển vật liệu này và sử dụng trên quy mô toàn cầu. Anh Stoltz phát biểu “Chúng tôi tin rằng vật liệu này có tiềm năng lớn”, ngoài ra anh cho rằng sản phẩm có thể giúp công ty “biến chất thải trở nên có giá trị hơn.”

Công ty EcoWorth Tech cho hay aerogel sợi carbon có thể hút chất thải, chất ô nhiễm và vi nhựa lên đến 190 lần trọng lượng của nó. Trong khi đó, công ty WateRoam đã đem phát minh của mình từ Singapore đến với thế giới. Công ty được thành lập từ năm 2014 và cho biết họ đã phát triển một thiết bị lọc nước cầm tay có trọng lượng nhẹ. Sản phẩm này được cho biết đã cung cấp nước uống sạch cho hơn 75.000 người ở khắp khu vực Đông Nam Á. Anh David Pong, giám đốc điều hành của WateRoam cho rằng một trong những tính sang tạo nhất của sản phẩm là sự đơn giản khi sử dụng.

Anh Pong phát biểu “Chúng tôi tiếp cận vấn đề một cách đơn giản không rườm rà vì nước là vấn đề và là hàng hóa cơ bản nên ta cần công nghệ cơ bản để giải quyết vấn đề này. Chúng tôi muốn những người bình thường, không phải chuyên gia hay kỹ sư, cũng có thể chọn và dễ dàng biết cách sử dụng sản phẩm này.”

Công ty cho biết thiết bị lọc nước này có kích cỡ ngang một chiếc bơm xe đạp, có thể cung cấp nước sạch cho 100 người trong khoảng thời gian lên tới hai năm. Thiết bị lọc nước của công ty WateRoam với thiết kế vô cùng đơn giản. Anh Pong cho rằng “chúng ta đã rất may mắn khi được tiếp cận với nguồn nước sạch. Đây là một đặc quyền mà chúng ta có thể mang đến cho thế giới, ủng hộ quan điểm rằng nước sạch là một phần thiết yếu cho sự sống trên trái đất.”