Nghiên cứu thu hồi nước mưa để tái sử dụng bằng mái che tiết kiệm nước mưa X.O
NGHIÊN CỨU THU HỒI NƯỚC MƯA ĐỂ TÁI SỬ DỤNG
BẰNG MÁI CHE TIẾT KIỆM NƯỚC MƯA X.O
Lê Trần Lan Anh, Nguyễn Hoàng Thiên Ân, Huỳnh Tấn Lộc,
Đào Thị Tường Vy, Tô Thiên Phúc
Viện Công nghệ Việt - Nhật, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh
GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
TÓM TẮT
Nước có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống. Tuy nhiên, khi xã hội càng phát triển thì kéo theo ô
nhiễm môi trường nghiêm trọng. Người dân càng ngày càng khan hiếm nguồn nước sạch để sử
dụng. Hiện nay trên thế giới có 2,5 tỷ người đang thiếu nước sạch. Thế nhưng có một nguồn nước
sạch mà con người đang lãng quên. Đó chính là nước mưa. Nước mưa là nguồn nước tương đối
sạch, chỉ nhiễm một lượng nhỏ bụi, các khí ô nhiễm trong khí quyển.
Từ đó, nghiên cứu đã ra đời. Nghiên cứu thu hồi nước mưa bằng mái che X.O được thực hiện với
mục tiêu thu nước mưa, kết hợp thiết bị thu mưa với mái che của nhà ở. Mái che thu được nước
mưa, tiết kiệm diện tích, có thể tận dụng nước mưa làm nước cấp cho sinh hoạt, giảm ngập lụt cho
thànhphố.
Từ khóa: Nước mưa, mái che, ô nhiễm nước,…
1 MỤC TIÊU
– Giảm thiểu sự khai thác đào mạch nước ngầm gây ảnh hưởng cơ sở hạ tầng của thànhphố.
– Tiết kiệm được nguồn nước sạch cho mọi người trên thế giới.
– Tận dụng được nguồn nước mưa, cải thiện tình trạng ô nhiễm môi trường.
2 NỘI DUNG
2.1 Khảo sát thực trạng vấn đề
Hình 1: Biểu đồ lượng mưa ở Tp. HồChí Minh
Hình 2: Quá trình hình thành hơi nước và mây
815
Ở Hình 1 Theo tài liệu quan trắc nhiều năm của trạm Tân Sơn Nhất, lượng mưa cao, bình quân/năm
1.949 mm. Năm cao nhất 2.718 mm (1908) và năm nhỏ nhất 1.392 mm (1958). Số ngày mưa trung
bình/năm là 159 ngày. Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào các tháng mùa mưa từ
tháng 5 đến tháng 11; trong đó hai tháng 6 và 9 thường có lượng mưa cao nhất.
Hình 2 mô tả quá trình khi mưa rơi xuống đã kéo theo rất nhiều tạp chất bẩn có lẫn trong không khí
nên trongnước mưa chưa rất nhiều bụi bẩn, chất rắn hòa tan,… Nước mưa có thể chứa thành phần
chất độc hại như axit sunfuaric, axit nitric, oxit chì… Hơn nữa, nước mưa thường được hứng từ mái
nhà là nơi chứa rất nhiều chất bẩn, vi khuẩn có hại, hay dùng các tấm tôn proximang để hứng
nước - trong đó có chất amiang gây ung thư.
2.2 Khảo sát nhu cầu giải quyết vấn đề
Hình 3: Biểu đồ khảo sát người dân TP. HCM về tình trạng nước mưa nhiễm bẩn
Ở Hình 3, cho ta thấy được việc người dân tại thành phố Hồ Chí Minh rất mong muốn giải quyết tình
trạng nước mưa nhiễm bẩn. Sau khi khảo sát 50 người thì có khoảng 35 người mong muốn giải
quyết, còn lại 15 người không muốn, nguyên nhân phần lớn là họ không muốn tốn thêm chi phí và
một nguyên nhân khác là thói quen của họ.
2.3 Khảo sát các giải pháp hiện có
2.3.1 Giải pháp “Thu gom và sử dụng nước mưa”
Nhà sản xuất giải pháp “Leggett Brown”.
Ưu điểm:
Dùng bơm trực tiếp là nước được cấp đến trực tiếp bằng máy bơm nên áp lực là lý tưởng cho các
thiết bị dùng nước như vòi tưới cây, máy giặt, và không cần phải có két nước mưa trên mái.
816
Nhược điểm:
Nếu bơm không hoạt động (hỏng hóc hoặc mất điện) thì không cấp được nước đến các thiết bị dùng
nước. Khi đó bệ xí phải dội nước thủ công, máy giặt không hoạt động được.
Hình 4: Giải pháp” thu gom và sử dụng nước mưa”.
2.3.2 Giải pháp “Thu gom, xử lý nước mưa và bổ sung nhân tạo nước dướiđất”
Nhà sản xuất giải pháp: Sinh viên trường ĐH Bách khoa TP.Hồ Chí Minh.
Ưu điểm:
– Tiết kiệm chi phí nước sinh hoạt, thời gian sử dụng sản phẩm dài, các lõi lọc thông dụng, dễ kiếm.
– Hệ thống tiện lợi, dễ sử dụng, đã cho ra mẫu nước đạt tiêu chuẩn tốt.
Nhược điểm:
– Tình trạng gây ngập lụt do lượng lớn nước mưa đổ trực tiếp ra đường, tăng lượng nước thải vào
hệ thống xử lý.
Hình 5: Hệ thống hứng và lọc nước mưatự động
Xác định nguyên nhân cụ thể gây ra vấn đề lãng phí nước mưa:
Sau khi tìm ra các nguyên nhân gây ra tình trạng lãng phí nước mưa chúng tôi đã chọn nguyên
nhân “Nước mưa bị nhiễm bẩn”. Chúng tôi đã tiến hành đưa ra giải pháp để giải quyết vấn đề này.
817
Hình 6: Biểu đồ xương cá xác định nguyên nhân gây ra vấn đề
Chỉ sổ mục tiêu và điều kiện ràng buộc:
Bảng 1: Chỉ số mục tiêu của vấn đề cụ thể
Chỉ số 1
Giới hạn nồng độ pH
Chỉ số 2
Chỉ số 3
Hàm lượng khóang chất
Tên chỉ số
Chỉ số vi khuẩn E. Coli
(TDS)
Phương
pháp đo
lường
Phương pháp đo bằng máy Đo bằng máy đo chỉ số TDS
đo pH
Phương pháp xác định ion
bằng điện cực có màng chọn
lọc Phương pháp sắc ký ion
Giá trị hiện
tại
Dao động trong khoảng 4
đến 8 tập trung vào khoảng
5.2 đến 6.4 độ pH
Dưới 50 mg/l
Khoảng 10/100 ml
Giá trị mong
muốn
Đạt nồng độ PH vào
Tăng hàm lượng
Còn 0 vi khuẩn/100 ml
khoảng từ 6 đến 8 độ pH
khóang chất lên khoảng từ
50 - 150 mg/l
Bảng 2: Điều kiện ràng buộc
Đơn vị
Điều kiện ràng buộc
Thời điểm thu nước mưa
Khi trận mưa đã kéo dài được khoảng 20 phút
Bể lọc chậm: Có tốc độ lọc 0,140,5 m/h
Bể lọc nhanh: Có tốc độ lọc 5 - 15 m/h
Bể lọc cao tốc: Có tốc độ lọc 36 ÷- 100 m/h
Tốc độ lọc
Chi phí
Từ 1 triệu đến dưới 4 triệu
Ít nhất khoảng 25 cm, nhỏ hơn
Dưới 3 Kw/tháng
Kích thước
Điện năng tiêu thụ
818
2.4 Giải pháp đề xuất cá nhân
Bảng 5: Các giải pháp đề xuất
Tên giải pháp
Ưu điểm
Nhược điểm
Mái nhà hứng nước mưa bằng tre:
– Thiết kế đơn giản, thân – Phải vệ sinh mái nhà nhiều
thiện với môi trường. lần.
– Nguyên liệu rẻ tiền, dễ – Nhà ở phải có không gian
kiếm.
đặt bể chứa.
– Chỉ dùng được ở thôn quê
hay những nơi ít bụi bẩn.
Hệ thống thu gom và lọc nước mưa có hình – Máy có thể tự động lọc – Cần vị trí để chứa nước để
nhân vật hoạt hình
sạch và thu được nước
ngay lập tức.
lọc.
– Dễ xảy ra hỏng hóc máy
– Chi phí thấp, sử dụng
được lâu dài.
móc.
– Lượng nước mưa lọc được
chỉ chiếm một phần nhỏ.
Mái che lọc nước mưa X.O
– Giá thành rẻ, dễ dàng
lắp đặt nhà dân và
chung cư, dễ sử dụng,
dễ thiết kếsản xuất.
– Khó lắp đặt với nhà đã xây
dựng lâu năm hoặc với
cấu trúc nhà nhỏ.
– Có thể chỉnh sửa nhiều
kiểu dáng máy để phù
hợp với kiến trúc nhà.
2.5 Giải pháp cuối cùng
Hình 7: Mô hình giải pháp cuối cùng “Mái che tiết kiệm nước X.O”
Kết cấu hệ thống: Kích thước máy lọc 1 - 1,2 m. Kích thước mái hứng nước mưa 50% sân thượng.
Bình chứa 1,40,44 m, chứa 500 lít nước sau một trận mưa.
Cơ chế hoạt động: Khi có mưa mái che sẽ làm nhiệm vụ là hứng lượng nước mưa đó, nước mưa
sẽ được chảy xuống bồn chứa nước và chảy xuống bộ phận lọc. Nước mưa được lọc thành nước
819
sạch và chảy theo đường ống nước sinh hoạt, khi sử dụng bồn chứa sơn đen hấp thụ nhiệt mùa
khô sẽ tạo nước ấm để tắm về đêm. Để đáp ứng mục tiêu giảm Coliform trong nước ta cần sử dụng
bóng đèn UV được bao bọc bởi một ống thủy tinh thạch anh để tiêu diệt vi khuẩn và đảm bảo nguồn
nước không sử dụng hóa chất để xử lý nước nhiễm Coliform.
Cơ chế lọc nước: Nước được lọc qua máy lọc Nano Geyser. Trang bị bộ lọc sâu theo cách sử
dụng khối vật chất dày đặc và xốp, nước đi qua buộc phải thông qua các khối hạt làm bẫy đó,
ngoài ra bộ lọc sâu còn có yếu tố kim loại carbon giúp loại bỏ một số hóa chất kim loại nặng hay
mùi hôi, tạo ra nước lọc tinh khiết bảo vệ sức khỏe con người.
Điểm mạnh: Tận dụng được nguồn nước mưa. Khi mùa khô có thể có tận dụng bồn chứa thành
bồn tạonước nóng. Tận dụng được cả mưa 20 phút đầu để tưới cây và rửa chân. Có mái che vừa
che mát tạo sân chơi khu sân thượng và hứng nước mưa. Dễ dàng sử dụng gần gũi với người dân.
Tạo sự tin tưởng hơn do nước tự mình lắp đặt lọc biết rõ quy trình và nguồn gốc nước sử dụng. Giúp
giảm thiểu tình trạng ngập nước ở thành phố.
Điểm yếu: Chi phí lắp đặt không ổn định. Lắp đặt được tùy thuộc kiểu nhà, không có sự linh hoạt cao
lắm. Tốc độ lọc nước vẫn ở mức độ chưa cao.
3 KẾT LUẬN
Việc thực hiện giải pháp Mái che tiết kiệm nước mưa X.O với mong muốn bảo vệ và tiết kiệm nguồn
nước trong tình trạng thiếu nước sạch hiện nay. Với trình độ sinh viên năm 2 còn hạn chế nên hy
vọng khi đã hiểu hơn về quy trình thực hiện dự án, và tiếp tục học tốt kiến thức chuyên ngành, sẽ
giúp chúng tôi sẽ có thể tiếp tục hiện thực hóa ý tưởng này ở tương lai.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]
Văn Hữu Tập (2016). “Kỹ thuật thu gom nước mưa đơn giản mà hiệu quả cao”,
[2]
[3]
PGS. TS. Nguyễn Việt Anh, ThS. Đào Anh Dũng, ThS. Bùi Thị Thủy, ThS. Eva Huebner (2016).
thu- gom-va-su-dung-nuoc-mua.html, xem 24/4/2020.
820
6 trang
18220
Free
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu thu hồi nước mưa để tái sử dụng bằng mái che tiết kiệm nước mưa X.O", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- nghien_cuu_thu_hoi_nuoc_mua_de_tai_su_dung_bang_mai_che_tiet.pdf
