815 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, Trườ[.]
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 Cơng nghệ TP Hồ Chí Minh GVHD: ThS Vũ Hải Yến TĨM TẮT Nước có vai trò quan trọng sống Tuy nhiên, xã hội phát triển kéo theo nhiễm môi trường nghiêm trọng Người dân ngày khan nguồn nước để sử dụng Hiện giới có 2,5 tỷ người thiếu nước Thế có nguồn nước mà người lãng qn Đó nước mưa Nước mưa nguồn nước tương đối sạch, nhiễm lượng nhỏ bụi, khí nhiễm khí Từ đó, nghiên cứu đời Nghiên cứu thu hồi nước mưa mái che X.O thực với mục tiêu thu nước mưa, kết hợp thiết bị thu mưa với mái che nhà Mái che thu nước mưa, tiết kiệm diện tích, tận dụng nước mưa làm nước cấp cho sinh hoạt, giảm ngập lụt cho thành phố Từ khóa: Nước mưa, mái che, ô nhiễm nước,… MỤC TIÊU – Giảm thiểu khai thác đào mạch nước ngầm gây ảnh hưởng sở hạ tầng thành phố – Tiết kiệm nguồn nước cho người giới – Tận dụng nguồn nước mưa, cải thiện tình trạng nhiễm mơi trường NỘI DUNG 2.1 Khảo sát thực trạng vấn đề Hình 1: Biểu đồ lượng mưa Tp Hồ Chí Minh Hình 2: Q trình hình thành nước mây 815 Ở Hình Theo tài liệu quan trắc nhiều năm trạm Tân Sơn Nhất, lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm Năm cao 2.718 mm (1908) năm nhỏ 1.392 mm (1958) Số ngày mưa trung bình/năm 159 ngày Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào tháng mùa mưa từ tháng đến tháng 11; hai tháng thường có lượng mưa cao Hình mơ tả q trình mưa rơi xuống kéo theo nhiều tạp chất bẩn có lẫn khơng khí nên nước mưa chưa nhiều bụi bẩn, chất rắn hòa tan,… Nước mưa chứa thành phần chất độc hại axit sunfuaric, axit nitric, oxit chì… Hơn nữa, nước mưa thường hứng từ mái nhà nơi chứa nhiều chất bẩn, vi khuẩn có hại, hay dùng tơn proximang để hứng nước - có chất amiang gây ung thư 2.2 Khảo sát nhu cầu giải vấn đề Hình 3: Biểu đồ khảo sát người dân TP HCM tình trạng nước mưa nhiễm bẩn Ở Hình 3, cho ta thấy việc người dân thành phố Hồ Chí Minh mong muốn giải tình trạng nước mưa nhiễm bẩn Sau khảo sát 50 người có khoảng 35 người mong muốn giải quyết, cịn lại 15 người khơng muốn, ngun nhân phần lớn họ không muốn tốn thêm chi phí ngun nhân khác thói quen họ 2.3 Khảo sát giải pháp có 2.3.1 Giải pháp “Thu gom sử dụng nước mưa” Nhà sản xuất giải pháp “Leggett Brown” Ưu điểm: Dùng bơm trực tiếp nước cấp đến trực tiếp máy bơm nên áp lực lý tưởng cho thiết bị dùng nước vòi tưới cây, máy giặt, khơng cần phải có két nước mưa mái 816 Nhược điểm: Nếu bơm khơng hoạt động (hỏng hóc điện) khơng cấp nước đến thiết bị dùng nước Khi bệ xí phải dội nước thủ cơng, máy giặt khơng hoạt động Hình 4: Giải pháp” thu gom sử dụng nước mưa” 2.3.2 Giải pháp “Thu gom, xử lý nước mưa bổ sung nhân tạo nước đất” 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, lõi lọc thông dụng, dễ kiếm – Hệ thống tiện lợi, dễ sử dụng, cho mẫu nước đạt tiêu chuẩn tốt Nhược điểm: – Tình trạng gây ngập lụt lượng lớn nước mưa đổ trực tiếp đường, tăng lượng nước thải vào hệ thống xử lý Hình 5: Hệ thống hứng lọc nước mưa tự động Xác định nguyên nhân cụ thể gây vấn đề lãng phí nước mưa: Sau tìm ngun nhân gây tình trạng lãng phí nước mưa chọn nguyên nhân “Nước mưa bị nhiễm bẩn” Chúng tiến hành đưa giải pháp để giải vấn đề 817 Hình 6: Biểu đồ xương cá xác định nguyên nhân gây vấn đề Chỉ sổ mục tiêu điều kiện ràng buộc: Bảng 1: Chỉ số mục tiêu vấn đề cụ thể Chỉ số Chỉ số Chỉ số Tên số Giới hạn nồng độ pH Hàm lượng khóang chất (TDS) Chỉ số vi khuẩn E Coli Phương pháp đo lường Phương pháp đo máy đo pH Đo máy đo số TDS Phương pháp xác định ion điện cực có màng chọn lọc Phương pháp sắc ký ion Giá trị Dao động khoảng đến 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 khoảng từ đến độ pH Tăng hàm lượng Còn vi khuẩn/100 ml khóang chất lên khoảng từ 50 - 150 mg/l Bảng 2: Điều kiện ràng buộc Điều kiện ràng buộc Đơn vị Thời điểm thu nước mưa Khi trận mưa kéo dài khoảng 20 phút Bể lọc chậm: Có tốc độ lọc 0,140,5 m/h Tốc độ lọc Bể lọc nhanh: Có tốc độ lọc -÷ 15 m/h Bể lọc cao tốc: Có tốc độ lọc 36 ÷- 100 m/h Chi phí Từ triệu đến triệu Kích thước Ít khoảng 25 cm, nhỏ Điện tiêu thụ Dưới Kw/tháng 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 tre: – Thiết kế đơn giản, thân – Phải vệ sinh mái nhà nhiều thiện với môi trường – Nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm lần – Nhà phải có khơng gian đặt bể chứa – Chỉ dùng thôn quê hay nơi bụi bẩn Hệ thống thu gom lọc nước mưa có hình nhân vật hoạt hình – Máy tự động lọc thu nước – Chi phí thấp, sử dụng lâu dài – Cần vị trí để chứa nước để lọc – Dễ xảy hỏng hóc máy móc – Lượng nước mưa lọc chiếm phần nhỏ Mái che lọc nước mưa X.O – Giá thành rẻ, dễ dàng lắp đặt nhà dân chung cư, dễ sử dụng, dễ thiết kế sản xuất – Khó lắp đặt với nhà xây dựng lâu năm 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 Hình 7: Mơ hình giải pháp cuối “Mái che tiết kiệm nước X.O” Kết cấu hệ thống: Kích thước máy lọc - 1,2 m Kích thước mái hứng nước mưa 50% sân thượng Bình chứa 1,4×0,44 m, chứa 500 lít nước sau trận mưa Cơ chế hoạt động: Khi có mưa mái che làm nhiệm vụ hứng lượng nước mưa đó, nước mưa chảy xuống bồn chứa nước chảy xuống phận lọc Nước mưa lọc thành nước 819 chảy theo đường ống nước sinh hoạt, sử dụng bồn chứa sơn đen hấp thụ nhiệt mùa khô tạo nước ấm để tắm đêm Để đáp ứng mục tiêu giảm Coliform nước ta cần sử dụng bóng đèn UV bao bọc ống thủy tinh thạch anh để tiêu diệt vi khuẩn đảm bảo nguồn nước khơng sử dụng hóa chất để xử lý nước nhiễm Coliform Cơ chế lọc nước: Nước lọc qua máy lọc Nano Geyser Trang bị lọc sâu theo cách sử dụng khối vật chất dày đặc xốp, nước qua buộc phải thông qua khối hạt làm bẫy đó, ngồi lọc sâu cịn có yếu tố kim loại carbon giúp loại bỏ số hóa chất kim loại nặng hay mùi hôi, tạo nước lọc tinh khiết bảo vệ sức khỏe người Điểm mạnh: Tận dụng nguồn nước mưa Khi mùa khô có tận dụng bồn chứa thành bồn tạonước nóng Tận dụng mưa 20 phút đầu để tưới rửa chân Có mái che vừa che mát tạo sân chơi khu sân thượng hứng nước mưa Dễ dàng sử dụng gần gũi với người dân Tạo tin tưởng nước tự lắp đặt lọc biết rõ quy trình nguồn gốc nước sử dụng Giúp giảm thiểu tình trạng ngập nước thành phố Điểm yếu: Chi phí lắp đặt khơng ổn định Lắp đặt tùy thuộc kiểu nhà, khơng có linh hoạt cao Tốc độ lọc nước mức độ chưa cao KẾT LUẬN Việc thực giải pháp Mái che tiết kiệm nước mưa X.O với mong muốn bảo vệ tiết kiệm nguồn nước tình trạng thiếu nước Với trình độ sinh viên năm hạn chế nên hy vọng hiểu quy trình thực dự án, tiếp tục học tốt kiến thức chuyên ngành, giúp chúng tơi tiếp tục thực hóa ý tưởng tương lai TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Văn Hữu Tập (2016) “Kỹ thuật thu gom nước mưa đơn giản mà hiệu cao”, http://moitruongviet.edu.vn/huong-dan-ky-thuat-thu-gom-nuoc-mua/, xem 21/4/2020 [2] “Hệ thống hứng lọc nước mưa đơn giản cho gia đình”, https://ews.com.vn/he-thonghung-va-loc- nuoc-mua-don-gian-cho-cac-ho-gia-dinh/, xem 23/4/2020 [3] PGS TS Nguyễn Việt Anh, ThS Đào Anh Dũng, ThS Bùi Thị Thủy, ThS Eva Huebner (2016) “Hướng dẫn thu gom sử dụng nước mưa”, http://vwsa.org.vn/vn/article/1003/huong-danthu- gom-va-su-dung-nuoc-mua.html, xem 24/4/2020 820 ... động: Khi có mưa mái che làm nhiệm vụ hứng lượng nước mưa đó, nước mưa chảy xuống bồn chứa nước chảy xuống phận lọc Nước mưa lọc thành nước 819 chảy theo đường ống nước sinh hoạt, sử dụng bồn chứa... t? ?o nước ấm để tắm đêm Để đáp ứng mục tiêu giảm Coliform nước ta cần sử dụng bóng đèn UV bao bọc ống thủy tinh thạch anh để tiêu diệt vi khuẩn đảm b? ?o nguồn nước khơng sử dụng hóa chất để x? ??... THAM KH? ?O [1] Văn Hữu Tập (2016) “Kỹ thu? ??t thu gom nước mưa đơn giản mà hiệu cao”, http://moitruongviet.edu.vn/huong-dan-ky-thuat -thu- gom-nuoc-mua/, xem 21/4/2020 [2] “Hệ thống hứng lọc nước mưa