Hiện nay, chủ yếu công việc vớt rác thải trên kênh, rạch ở các đô thị được thực hiện bằng phương pháp thủ công, sử dụng các dụng cụ cầm tay như vợt, móc... để vớt các loại rác nổi lên bờ hoặc lên thuyền. Các loại thuyền dùng để vớt rác hiện nay chủ yếu là các thuyền, ghe thơ sơ hoặc có gắn động cơ thủy. Cơng việc vớt rác trên sơng chủ yếu sử dụng sức người, khơng có nhiều thiết bị hỗ trợ. Bên cạnh đó, nhiều địa phương cịn sử dụng ghe, thuyền, ca nô kết hợp với một số thiết bị bán thủ công như lắp trên thuyền một khung vớt, khi thuyền chạy rác và lục bình sẽ chạy vào khung đó, người cơng nhân kéo khung lên và chuyển rác và lục bình lên thuyền. Một số mơ hình sử dụng loại băng tải nhỏ để vớt rác và lục bình lắp trực tiếp lên thuyền. Tại các tỉnh đồng bằng Sơng Cửu Long, Tây Ninh và Bình Dương, rác thải, cỏ dại trên nhiều kênh, rạch, sông đã che phủ trên 30% diện tích mặt nước nên đã gây nhiều hệ lụy cho cuộc sống và sản xuất của người dân. Hàng năm, vào mùa khơ, các cấp chính quyền tại các tỉnh này đều kêu gọi tìm giải pháp đẩy lùi sự phát triển cũng như thực hiện trục vớt và xử lý rác thải để tạo thuận lợi cho giao thơng đường thủy.
Hình 3.13. Trục vớt lục bình ở Tây Ninh [16]
Hệ thống vớt, thu gom chất thải rắn (rác) bao gồm 5 thiết bị: một sà lan lớn với khoang chứa rác khoảng 250 tấn, có cần cẩu gắp; một tàu thu gom rác tự động với sải cánh thu gom rộng 12m chạy trên luồng chính và có hệ thống nén rác để tiết kiệm diện tích chứa; 2 máy gắp rác nhỏ có tính cơ động cao, do một người điều khiển, di chuyển rác và đưa về sà lan; một tàu kéo tàu chính. Hệ thống này sẽ được áp dụng ở các tuyến giao thông thủy tại thành phố. Khi hệ thống di chuyển trên tuyến nào sẽ tập trung vớt sạch rác trên đoạn sơng đó và thực hiện cuốn chiếu trên tồn tuyến sơng. Theo đánh giá bước đầu, phương pháp này phù hợp với các sông, kênh rạch đô thị trên địa bàn, vớt được lượng rác lớn, trong đó có các loại rong, cỏ, rác thải và rác ven bờ. Công suất của hệ thống có thể thu gom được đến hơn 40 tấn/1 ca làm việc (7 giờ) và có thể vớt được nhiều loại rác mà các phương pháp thủ công trước đây khơng thể làm được.
Hình 3.14 Thí điểm Robot thu gom rác thải, cỏ dại trên đoạn Vàm Thuật – Bến
Cát [17]
Ở Việt Nam, đã có một số đề tài nghiên cứu khoa học từ cấp tỉnh, cấp nhà nước đã được triển khai thực hiện để giải quyết vấn nạn rác thải, cỏ dại và bước đầu đã đạt được một số kết quả nhất định. Cụ thể, các đề tài NCKH về loại máy này trong thời gian qua như sau:
Đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống máy, thiết bị cắt rong, cỏ dại,
cấp nhà nước có mã số KC05.01/06-10 do Bộ Khoa học & Công nghệ quản lý. Chủ nhiệm đề tài là ThS. Bùi Trung Thành, Trường Đại học Cơng nghiệp Tp.HCM [7], [8], [18]. Máy có khả năng cắt, vớt rong dưới mặt nước, cắt vớt cỏ dại, rác thải ở độ sâu H=1,5m.
Hình 3.15. Máy KC05.01/06-10 thực hiện cắt vớt lục bình, bèo ván tại Vườn
quốc gia U Minh Thượng, Kiên Giang [7], [8]
Thiết bị này có khả năng tự hành trong kênh rạch trong môi trường rong cỏ dại, thực hiện chức năng cắt rong cỏ dại mặt nước với mật độ dày, vớt bèo tây trên mặt nước và thu gom vào buồng tạm chứa sau đó chuyển lên bờ. Máy vẫn cịn tồn đọng một số nhược điểm:
▪ Khơng có khả năng vớt rác ven sơng ▪ Khơng có bộ phận băm nhỏ rác thải ▪ Khó quay vịng trong phạm vi hẹp
▪ Khơng có hệ thống cảnh báo rủi ro mất ổn định trong quá trình vận hành. Đề tài “Thiết kế, chế tạo phương tiện thủy chuyên dụng để xử lý cỏ dại, lục
bình (bèo tây) trên sông, kênh rạch trên địa bàn tỉnh Tiền Giang” do Sở Khoa học
và Công nghệ tỉnh Tiền Giang quản lý (giai đoạn 2012-2015), chủ nhiệm đề tài là TS. Nguyễn Quang Sáng, Trường Đại học Tiền Giang. Thiết bị được truyền động bằng động cơ dầu 40 HP và vận hành bằng hệ thống thủy lực. Cấu tạo gồm có: dao cắt lục bình, băng tải trục vớt, băng tải chứa, bánh guồng để di chuyển phương tiện trục vớt.
Hình 3.16 Phương tiện thủy trục vớt lục bình của Sở KHCN tỉnh Tiền Giang [19]
Qua vận hành thử nghiệm, phương tiện trục vớt cịn nhiều hạn chế như băng tải xích bị kẹt khơng hoạt động được, mất nhiều thời gian tháo, gỡ. Hiện tại, thiết bị dừng lại ở mẫu máy nghiên cứu, chưa ứng dụng thực tế. Máy vẫn còn tồn đọng một số nhược điểm sau:
▪ Khơng có khả năng vớt rác ven sơng
▪ Khơng có hệ thống cảnh báo rủi ro mất ổn định trong quá trình vận hành. Đề tài ‘‘Nghiên cứu tính tốn thiết kế máy chun dùng vớt rác và lục bình
trên các kênh, rạch Thành phố Hồ Chí Minh”. Chủ nhiệm đề tài là TS. Huỳnh Lê
Minh, Trung tâm Thiết kế, Chế tạo thiết bị mới (NEPTECH) thuộc Sở Khoa học & Công nghệ Tp.HCM [20]–[24]. Đề tài được tổ chức nghiệm thu vào tháng 11/2014. Năm 2015, Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Công nghệ thuộc Sở Khoa học & Công nghệ Tp.HCM thực hiện một hợp đồng với Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng KHKT thuộc Sở Khoa học & Công nghệ tỉnh Long An về thiết kế và chế tạo máy cắt, vớt lục bình qui mơ nhỏ.
Hình 3.17 Máy cắt, vớt của Trung tâm NC&CG Công nghệ, Sở KHCN
Tp.HCM
Máy có khả năng vớt rác, lục bình, cỏ dại trơi trên sơng (trường hợp lục bình, cỏ dại khơng bị kết thành mảng/khối cứng) và còn tồn đọng các nhược điểm:
▪ Khơng có hệ thống cảnh báo rủi ro mất ổn định trong q trình vận hành. Dự án “Hồn thiện thiết kế, chế tạo máy cắt-vớt rong, cỏ dại, lục bình cỡ
nhỏ trên kênh, mương cấp thoát nước khu vực thành phố Hồ Chí Minh B1.5”.
Sở Khoa học & Cơng nghệ Tp.HCM, Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ – Máy Công nghiệp thuộc Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM. Kết quả nghiên cứu đã tạo ra được mẫu máy B1.5 có tính năng vừa có thể trục vớt lục bình trên kênh rạch nhỏ, vừa cắt, vớt rong dưới mặt nước ở độ sâu 1,8m trong các kênh cấp thoát nước khu vực thành phố Hồ Chí Minh.
Hình 3.18 Máy B1.5 làm việc trên kênh cấp thốt nước khu vực Tp.HCM Máy có bố trí thêm một trục băm sơ bộ lắp phía trước nên tăng hiệu suất vớt lục bình và cịn tồn đọng các hạn chế sau:
▪ Khơng có khả năng vớt rác ven sông
▪ Bộ dao cắt của máy đang thử nghiệm đặc thù chỉ cho lục bình kết khối. ▪ Khơng có hệ thống cảnh báo rủi ro mất ổn định trong quá trình vận hành. Cho đến nay, các mẫu máy cắt vớt hiện có tập trung vào đối tượng cỏ dại, lục bình, vẫn cịn tồn tại một số nhược điểm, chưa phù hợp với điều kiện thực tế rác thải ven sông khu vực đơ thị. Các mẫu máy của nước ngồi là một tổ hợp hệ thống thiết bị thu gom, tiền xử lý và trục vớt khá đa dạng và phức tạp, phù hợp với nhiệm vụ các khu vực sông lớn, khơi thơng dịng chảy cho các phương tiện thủy trên tuyến đường thủy nội địa. Trong nước, các đề tài nghiên cứu của các nhóm tác giả tiếp tục thiết kế cải tiến, chế tạo hoàn chỉnh, tập trung vào xử lý cỏ dại, rác thải trên các tuyến sơng.
Hình 3.19. Hệ thống thu gom rác trên kệnh rạch, Đại học Bách Khoa TpHCM
phối hợp Tổng cơng ty cơ khí GTVT Sài Gon (Samco)
Hình 3.20. Phương án đặc thù thu gom rác thải ngăn dòng chảy của Hà Lan, thử
nghiệm tại Cần Thơ
Hiện nay chưa có phương tiện thủy chuyên dụng cỡ nhỏ cho nhiệm vụ vớt rác thải ô nhiễm ven sông trên kênh, rạch phù hợp với điều kiện ở Cần Thơ, đặc biệt là khu vực chợ nổi Cái Răng và các tuyến du lịch ven sông ở An Khánh, An Nghiệp và An Bình.
Do đó, việc áp dụng các thành tựu khoa học công nghệ để nghiên cứu, thiết kế một thiết bị có khả năng thu gom hiệu quả rác thải ven bờ sơng. Qua đó, làm chủ cơng nghệ thiết kế, chế tạo và giảm giá thành thiết bị nhằm phục vụ hiệu quả việc xử lý rác thải ô nhiễm tại địa phương là đề tài nghiên cứu rất cần thiết trong tương lai để đáp ứng các nhu cầu cấp bách này.