mô hình lọc nước cải tiến sử dụng ánh sáng mặt trời

I Thông tin hoạt động Tên ý tưởng : “MƠ HÌNH LỌC NƯỚC CẢI TIẾN SỬ DỤNG ÁNH SÁNG MẶT TRỜI” Thời gian thực : Năm 2014 Địa điểm thực : Các hộ gia đình thiếu nước khu vực Đồng sông Cửu Long ( ĐBSCL) Mô tả ý tưởng dự án : Mô tả thực trạng : Ở vùng nông thôn tình trạng thiếu nước diễn biến ngày phức tạp, đặc biệt hộ dân thuộc tỉnh khu vực Đồng sông Cửu Long Chúng người đất nước đào tạo chun ngành Khoa học Mơi trường nghĩa vụ, đóng góp lực, hiểu biết, cơng sức cho quê hương, cho cộng đồng việc làm thiết thực Hiện tượng ô nhiễm nguồn nước sông, suối, ao hồ,…ngày nghiêm trọng thực trở thành vấn đề nan giải Nguyên nhân chủ yếu hoạt động nông nghiệp chăn nuôi, trồng trọt sinh hoạt,… với nguồn ô nhiểm từ tự nhiên nước mưa chảy tràn bề mặt mang theo vật chất (hữu cơ, phù sa,…) Hơn hết vùng có lượng mưa lớn nước ta bà phải sống chung với nước lũ Ở vùng sông nước bà chủ yếu người lao động có thu nhập trung thấp Vậy để có nước để phục vụ cho nhu cầu sử dụng với khoản chi phí thấp Vì chúng tơi đưa ý tưởng thiết kế mơ hình lọc nước vừa đáp ứng nhu cầu bà lại vừa tiết kiệm chi phí phù hợp với điều kiện bà (giá khoảng 500.000 ngàn đồng trở xuống) sử dụng năm lại vừa đảm bảo tiêu chuẩn nước cho sinh hoạt ăn uống Các giải pháp mà địa phương thực dể khắc phục thực trạng mơi truờng bị xâm hại : Đồng Sông Cửu Long vùng đất vốn tiếng sông lớn (S Tiền S Hậu) với mạng lưới sơng ngòi chịt ảnh hưởng yếu tố tự nhiên – biến đổi khí hậu hoạt động người nguồn nước ngày bị ảnh hưởng Người dân nơi chủ yếu sử dụng nước sông suối nước ngầm sau để lắng sử dụng Phương pháp thực tốn thời gian chất lượng nước chắn không đảm bảo nhiễm phèn, nhiễm mặn, kim loại nặng, thuốc chất bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu,…gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe lâu dài, đặc biệt hàm lượng Coliform có nước Dó tình trạng dịch bệnh – tiêu chảy dễ bị bùng phát!!! Nguồn nước xem đường lan truyền hầu hết dịch bệnh lây lan qua đường ăn uống sinh hoạt giải pháp hữu dụng Sáng kiến hay giải pháp nhằm khắc phục tình hình: Mơ hình lọc nước hoàn toàn đáp ứng yêu cầu nói trên, thích hợp để ứng dụng khu vực Đồng Sông Cửu Long đáp ứng tiêu chuẩn nước sử dụng sinh hoạt vừa tiết kiệm chi phí cho bà Ngồi mơ hình lọc mở rộng triển khai tỉnh thành khác Miền Trung… Kế hoạch thực : Mục tiêu (kết mong muốn đạt ): Mơ hình lọc nước đáp ứng nhu cầu nước cần thiết cho bà sử dụng nước sông , suối … Với mong muốn tạo thiết bị lọc nước đơn giản giá thành thấp, dễ dàng sử dụng đảm bảo chất lượng sử dụng Góp phần tạo nên sống thật có ý nghĩa, đảm bảo sức khỏe cho bà nghèo nông thôn,… Mô tả chi tiết sáng kiến, giải pháp : Mơ hình lọc nước phương pháp sử dụng khả hấp phụ loại vật liệu lọc (cát thạch anh, sỏi, đá xanh, than hoạt tính, xơ dừa,…) khác nhằm tách hạt cặn chất bẩn, vi sinh vật lại nước sau lắng Đây trình làm nước - khử màu nước mang lại hiệu cao Để giữ cho cát khỏi theo nước vào ống thu nước, lớp cát người ta đỡ lớp cuội, sỏi đá dăm nhỏ Những loại vật liệu thực quen thuộc, gần gũi với đem lại lợi ích thật bất ngờ Ở mơ hình chúng tơi đặc biệt quan tâm đến mẫu nước mặt khu vực đồng sông Cửu Long tính tiện dụng, khả thi mơ người dân Nhóm chúng tơi tận dụng đặc tính loại vật liệu thiết kế mơ hình Ngồi ra, chúng tơi sử dụng nguồn lượng ánh sáng mặt trời (Phương pháp SODIS) với cường độ ánh sáng thời gian thích hợp để khử trùng lượng Coliform lại sau q trình lọc áp lực Và điều lưu ý phương pháp thực đạt hồn tồn nước khơng chứa chất hữu cơ, cặn lơ lửng HÌNH : CẤU TẠO TỔNG QT CỦA MƠ HÌNH LỌC NƯỚC CẢI TIẾN SỬ DỤNG ÁNH SÁNG MẶT TRỜI Mơ hình lọc áp lực cấu tạo gồm phận chính:  Bộ phận chứa nước chưa lọc (có nắp đậy), ống dẫn vòi sen tạo nước phun mưa  Bộ phận chứa lớp vật liệu lọc (đá xanh, sỏi, than hoạt tính, cát thạch anh, xơ dừa)  Bộ phận khử trùng tia sáng mặt trời - SODIS Sử dụng chai nhựa (chai Coca – cola, chai nước khoáng, ) để chứa nước sau lọc bể áp lực Chúng nhận thấy mô hình lọc mang tính thực tiện dụng cho hộ gia đình vùng đồng sơng Cửu Long HÌNH : BỘ PHẬN CHỨA NƯỚC CHƯA LỌC VÀ TẠO MƯA Chức : Bộ phận chứa nước đầu vào có chức chứa nước lắng cặn, đồng thời tạo áp lực từ cao để tạo nước mưa thơng qua vòi sen nhựa, phân bố nước bề mặt phân lọc phía THUYẾT MINH : Thơng số kỹ thuật bình :  Thùng nhựa (polymer) : cao khoảng 70cm  Cách mặt đất khoảng 100cm giá đỡ, làm gỗ (tận dụng dòng chảy thay máy bơm, tiết kiệm nguồn lượng)  Phía nắp đậy tránh bụi bẩn từ mơi trường bên ngồi  Tại đây, bình chứa nước đồng thời bể lắng cặn lớn, cặn lơ lửng Phía gần đáy bình (cách đáy bình khoảng – 8cm) ống dẫn nước van khóa, vòi sen  Vòi sen thiết kế tạo phân bố dòng chảy dạng phun mưa, phân bố dòng chảy đồng thời tạo điều kiện cho mẫu nước tiếp xúc với O khơng khí tối ưu HÌNH : CẤU TRÚC BỘ PHẬN LỌC Bộ phận lọc nước: Có khả chứa bình lọc khoảng 20 – 30 l nước Các lớp vật liệu lọc:  Phía phận lọc lớp vật liệu kim loại dạng lưới chống rỉ (kích thước mắt lưới đủ để nước chảy qua phân bố bề mặt bình lọc tăng khả tạo dòng nước dạng mưa) Lớp vật liệu lưới nhựa cotton lớp vật liệu kích thước nhỏ cho nước qua giữ lớp vật liệu lọc – Lớp vật liệu tăng tuổi thọ vật liệu lọc tháo lắp dễ dàng để thay vật liệu lọc sau thời gian sử dụng định  Kích thước vật liệu theo chiều tăng dần từ xuống đáy  Với hệ số tỉ lệ tối ưu sau: Sỏi lớn : sỏi nhỏ : cát : than hoạt tính : xơ dừa = : : : : Cấu trúc chi tiết: Lưới lọc hợp kim inox :  Gồm lớp: tăng khả tiếp xúc với O khơng khí, giảm lưu lượng dòng chảy từ bể chứa tạo nước dạng phun mưa tránh tượng xói vào lớp vật liệu lọc  Kích thướt miếng lưới lọc tạo mưa 17×17 cm chiều cao trụ hàn với lưới khoảng 70 cm Ngoài chức miếng lưới lọc tạo mưa tăng thêm khả tiếp xúc oxi khơng khí nước đầu vào , nhằm tăng khả kết tủa lắng tụ kim loại nặng nước, đặc biệt Fe  Mặt khác, lưới có vai trò song chắn rác giữ mảnh vụn hữu lại  Bộ phận thiết kế độc đáo thuận tiện dễ dàng tháo lắp làm (vệ sinh) Xơ dừa khô (đã qua xử lí) Chức năng: giá thể mơi trường sống cho vi sinh vật có ích xử lý nước , tiêu diệt vi sinh vật gây hại khác có nước Ngồi ra, chúng có tác dụng giữ lại hợp chất kết tủa kim loại nặng (kết hợp với oxi khơng khí) bề mặt Fe2+ + H2O → Fe(OH)3 ↓ + H+ • Đây phương pháp vi sinh nên việc tuyển chọn vi sinh vật có ích tiến hành sau nghiền nhỏ vật liệu cấy vào vật liệu trước cho vào bình lọc • Tại lớp vật liệu lọc vi sinh vật có lợi tiếp xúc với nước thải tiêu thụ chất (chất hữu cơ, dinh dưỡng, loại khoáng chất) để làm nước  Chúng tạo thành lớp màng sinh học gồm vi sinh vật kỵ khí (bên ngồi) hiếu khí (bên trong) vi sinh vật tùy nghi  Theo thời gian hợp chất kết tủa bám dính vào sơ dừa Fe(OH) ↓ Fe3+ góp phần xử lý Asen nước • Lớp vật liệu sau thời gian sử dụng làm thay lớp màng vi sinh vật phát triển ngày dày bị bong tróc ảnh hưởng hiệu suất q trình lọc với kết tủa kim loại nặng  Đây ý tưởng đột phá, tận dụng vật liệu sẵn có từ thiên nhiên như, sợi xơ dừa khô qua xử lý,… làm vật liệu lọc thân thiện với môi trường Cát trắng mịn • Qua lớp cát cùng, nước loại bỏ cặn kích thước nhỏ ( bụi bẩn, sinh vật,…)  Làm nước, ổn định pH  Ngồi ra, có khả hấp thụ Mn ,sắt Than hoạt tính: • Nước thấm qua lớp than hoạt tính Lớp than hoạt tính có tác dụng hấp phụ chất độc hại (các hợp chất chứa vòng benzen, ), xử lí màu, mùi, chất rắn lơ lửng, vi sinh vật gây hại Sỏi nhỏ: • Giá đỡ cho lớp vật liệu phía trên, ổn định pH đồng thới giá thể cho vi sinh vật bám dính để phát triển tạo độ thơng thống Sỏi lớn (đá xanh đá cuội): lớp vật liệu có kích thước lớn nhất, chịu lực lớn nhất, ổn định pH tạo khoảng trống để nước  Cuối bình chứa nước đầu nối với ống dẫn từ bình lọc Nước đem khử trùng phương pháp SODIS  Lưu ý: loại vật liệu cần làm Sau đó, vận hành mơ hình ổn định nước máy khoảng thời gian xác định, lưu lượng nước phù hợp trước vận hành mơ hình mẫu nước HÌNH : KHỬ TRÙNG - DÀN PHƠI SODIS THUYẾT MINH : Hiện nhóm chúng tơi q trình hoàn thành sản phẩm, làm xong dản phơi SODIS ( hình )  Dàn phơi SODIS, làm mái tơn trắng có khả hấp thụ phản xạ ánh sáng mặt trời tăng hiệu xử lí với chiều rộng 80cm, chiều dài 120cm, chiều cao 50cm Thích hợp cho người lớn trẻ em mang chai nước sau lọc để phơi mà không bị vướn, tránh nguy hiểm leo lên mái nhà !  Dàn phơi thiết kế phơi từ 10 – 15 chai Coca 1.5 lit khoảng thời gian phơi nắng tối ưu khoảng 6h (trời đủ nắng) Nước sau qua lớp vật liệu lọc đảm bảo tiêu vi sinh vật coliform chưa an tồn cần khử trùng phương pháp thích hợp SODIS phương pháp đáp ứng yêu cầu trên, SODIS tạo nên khác biệt với phương pháp đun sôi truyền thống vừa tốn thời gian nguồn nhiên liệu mà đem lại hiệu cao Đây giải pháp vừa tiết kiệm lại vừa thân thiện với môi trường Các kết nghiên cứu phòng thí nghiệm thử nghiệm thực tế cho thấy sau phơi ánh sáng mặt trời, chai nước phơi theo phương pháp SODIS có khả tiêu diệt 99% mầm bệnh nước vi khuẩn, virus 95% mầm bệnh động vật đơn bào ký sinh trùng Với kết khả quan này, phương pháp SODIS Tổ chức Y tế giới thức khuyến cáo sử dụng giải pháp xử lý nước bổ sung thay cho đun sôi => Hiện làm thêm mơ hình nhỏ chai Coca để đánh giá chất lượng loại vật liệu lọc kiểm tra thơng số đầu nhằm tìm loại vật liệu lọc tối ưu để ứng dụng vào mơ hình lớn – 50 lít Với mong muốn tạp sản phẩm chất lượng, tức nước sau lọc áp dụng nguyên lý lọc mơ hình uống đầu tư nhiều chất xám, vật liệu đam mê vào đónhưng với tầm sinh viên có nhiều vấn đề khó khăn tài chúng tơi mong muốn xét duyệt học bổng Tiếp sức ước mơ để có thêm kinh phí động lực cho đề tài xớm ứng dụng phục vụ cho bà thiếu nước đồng sông Cửu Long Theo kế hoạch khoảng cuối tháng 9/2014 mơ hình lọc nước quy mơ hộ gia đình thành phầm nhận nguồn hở trợ kịp thời mơ hình hồn thành xớm ! - Những thay đổi hoạt động tạo (đối với đối tượng hưởng lợi thân người thực hiện) Như trình bày ý tưởng hồn toàn đáp ứng nhu cầu nước cho người dân khu vực thiếu nước sạch, chi phí thấp đảm bảo chất lượng nước sinh hoạt khả thi để ứng dụng, đặc biệt khu vực đồng sông Cửu Long, tương lai ứng dụng mơ hình nơi đâu nước thiếu nước nước bị ô nhiễm tỉnh Ninh Thuận tỉnh thích hợp với mơ hình ánh nắng mặt trời mạnh tỉnh thiếu nước q khơ cằn Đối với thân chúng tơi việc ứng dụng rộng rãi mơ hình nguồn hạnh phúc chúng tơi cống hiến sức trẻ cho Quê hương thể trẻ thục lùi mà lên, mang khát vọng xây dựng Tổ quốc Các dự án ý tưởng mà lên kế hoạch thực tương lai : Hiện ý tưởng đáp ứng nhu cầu lĩnh vực : • Năng lượng • Nước • Xử lý chất thải rắn nông nghiệp – bùn thải thủy sản • Lọc khơng khí … Mơ hình khử nước mặn thành nước sử dụng ánh sáng mặt trời Mơ hình cải tạo bùn thải từ ao ni thủy sản thành phân cón hữu vi sinh kết hợp nôi trùn quế Chai mặt trời cải tiến + “Chai mặt trăng” Ba lô lọc nước di động sử dụng vật liệu nano TiO2 để diệt khuẩn Bếp lượng mặt trời Khẩu trang hoạt tính cải tiến …  ... tồn nước khơng chứa chất hữu cơ, cặn lơ lửng HÌNH : CẤU TẠO TỔNG QT CỦA MƠ HÌNH LỌC NƯỚC CẢI TIẾN SỬ DỤNG ÁNH SÁNG MẶT TRỜI Mơ hình lọc áp lực cấu tạo gồm phận chính:  Bộ phận chứa nước chưa lọc. .. lĩnh vực : • Năng lượng • Nước • Xử lý chất thải rắn nông nghiệp – bùn thải thủy sản • Lọc khơng khí … Mơ hình khử nước mặn thành nước sử dụng ánh sáng mặt trời Mơ hình cải tạo bùn thải từ ao ni... kết hợp nôi trùn quế Chai mặt trời cải tiến + “Chai mặt trăng” Ba lô lọc nước di động sử dụng vật liệu nano TiO2 để diệt khuẩn Bếp lượng mặt trời Khẩu trang hoạt tính cải tiến …