1.2. Các phương pháp thu, tích chứa và xử lý nước mưa trên thế giới và Việt
1.2.1. Phương pháp thu nước mưa
Là một vùng đƣợc xác định là một mặt phẳng, đặc trƣng nhƣ một mái nhà, khi mưa rơi xuống sẽ được thu lại. Thu nước mưa với mục đích không sử dụng cho ăn uống có thể sử dụng nhiều loại vật liệu làm mái. Trong trường hợp nước mưa đƣợc sử dụng cho mục đích ăn uống thì vật liệu làm mái tốt nhất là làm bằng kim loại, đất sét, bê tông và các loại vật liệu không làm ô nhiễm nước. Nước được thu cho mục đích ăn uống sẽ không đƣợc thu từ những vật liệu nhƣ kẽm, đồng hoặc có thành phần asphaltic. Mái có tấm chì hay sơn mái có thành phần chì sẽ không đƣợc sử dụng. Mái nhà là vùng thu đặc trưng. Ngoài ra, nước mưa còn được thu từ các khu vực khác như bãi đỗ xe, đường đi,… Tuy nhiên, bởi lượng bẩn lớn hơn nên việc thu nước mưa từ những vùng này sẽ không được sử dụng cho mục đích ăn uống [16].
Chất lượng của nước mưa thu được phụ thuộc vào cấu trúc vùng thu: chất lượng tốt nhất từ vật liệu làm mái trơn nhẵn và không thấm nước. Chất lượng nước mưa cũng được quyết định bởi kiểu mưa và tần suất mưa. Phạm vi mưa và cường
Luận văn thạc sĩ Khoa học
20
độ mƣa đều lớn hơn trong các trận bão, thời gian giữa các lần mƣa ảnh hƣợng để độ sạch của mái thu.
Lượng nước thu được từ một vùng thu được tính theo công thức [16]:
(CA) x (R) x (E) x (7,48) = lượng nước thu được (gallons) Trong đó:CA: Diện tích vùng thu (ft2)
R: Lƣợng mƣa (feet) E: Hiệu quả của bề mặt 7.48: Quy đổi từ ft3 ra gallons
Bảng 8. Hệ số thu nước của các loại mái thu
E Vùng thu
0,9 Mái phẳng không thấm nước của: kim loại, ngói, bê tông, tấm phủ nhựa đường.
0,8 Bề mặt đƣợc lát 0,6 Đất đã đƣợc xử lý 0,3 Đất tự nhiên
Nguồn:[16]
1.2.1.2. Vận chuyển nước mưa
Một hệ thống vận chuyển nước mưa thông thường bao gồm một máng thu nối với một ống dẫn hoặc xích mưa. Máng thu và ống dẫn đưa nước mưa trực tiếp từ vùng thu vào bể. Xích mƣa là một đoạn xích dài nối từ máng thu và dẫn trực tiếp nước mưa theo chiều dài, theo đó giảm sự bắn tóe. Xích mưa có thể được sử dụng trong việc thu nước mưa không đòi hỏi chất lượng cao.
Vật liệu làm máng thu và ống dẫn thường từ nhựa PVC, vinyl, thép mạ, nhôm, đồng và thép không rỉ. Máng thu có hình dạng khác nhau nhưng thường là hình nửa tròn và nghiêng về phía máng xối 1/6 đến 1/4 inches trên 10foot chiều dài của máng.
Đối với các hệ thống thu nước mưa nhỏ có thể sử dụng vật liệu PVC. PVC chỉ được dùng loại gốc không phải là vật liệu tái chế chứa đựng các chất bẩn có thể cuốn vào bể nước. Các vật liệu đồng, chì không được sử dụng cho nước ăn uống [16].
Luận văn thạc sĩ Khoa học
21
Có hai hệ thống vận chuyển nước, ướt và khô. Một hệ thống ướt bao gồm ống dẫn dẫn nước vào hệ thống lưu chứa, ống dẫn đi theo tường, xuống dưới mặt đất rồi đi vào bể. Trong hệ thống khô, ống dẫn dẫn nước đi xuống bể, qua đó loại bỏ sự ứ đọng nước trong ống dẫn sau mỗi trận mưa. Hệ thống vận chuyển khô sẽ giảm khả năng là nơi đẻ trứng của muỗi.
Giữ máng thu sạch và không có mảnh tạp để duy trì tuổi thọ của máng, làm sạch máng sau mỗi trận mƣa, để làm cho các mảnh tạp khác không vào máng. Máng thu cần có tấm chắn, kích thước đường kính lỗ của tấm chắn khoảng 1inch có khung bao quanh và đặt trên toàn bộ chiều dài của máng (hình 24).
Lắp màng chắn lá, trƣợt lá sẽ giúp giảm chất nhiễm bẩn vào hệ thống thu nước mưa, loại bỏ vật liệu dễ cháy ở mái, loại bỏ nơi đẻ trứng của muỗi và nơi cư trú của côn trùng.
1.2.1.3. Rửa mái
Rửa mái là công đoạn ban đầu giảm các mảnh tạp và chất ô nhiễm hòa tan có thể đi vào hệ thống thu nước mưa. Hệ thống rửa mái có thể sử dụng là một hoặc một tập hợp các hợp phần để lọc hoặc thu mảnh tạp và chất ô nhiễm hòa tan, bao gồm màng ngăn lá ở máng thu, thiết bị loại bỏ nước đầu trận mưa. Sử dụng thiết bị loại bỏ nước mưa đầu trận là quan trọng khi không sử dụng màng chắn ngăn lá, trượt lá ở trận mưa đầu mùa hoặc nước được sử dụng cho tiêu thụ của con người (hình 2,25).
Hình 2. Thiết bị loại bỏ nước mưa đầu trận
Luận văn thạc sĩ Khoa học
22
Mái thu và các vùng thu khác phơi ra ngoài ánh sang nên luôn có sự phân hủy lá, mảnh vụn, bùn và chất ô nhiễm trên bề mặt chúng. Tất cả nước mưa đi ra và mang theo các chất phân hủy từ đây. Nhưng trong suốt trận mưa, nước mưa đầu tiên mang theo nồng độ cao nhất các mảnh tạp và chất ô nhiễm. Thiết bị loại bỏ dòng nước mưa đầu sẽ thu và loại bỏ lượng nước nhiễm bẩn này trước khi nó đi vào bể.
Có thể liệt kê một số tác dụng của thiết bị loại bỏ dòng nước mưa đầu tiên [16]:
- Giảm tần suất vệ sinh bể
- Giảm lượng vi khuẩn thường bám trong các hạt rắn đi vào trong bể
- Giảm mức độ dinh dƣỡng trong bể và sẽ làm giảm hoặc loại bỏ ấu trùng muỗi phát triển
- Giảm dòng vật chất hữu cơ vào bể, dẫn đến giảm điều kiện kị khí và mùi trong bể
Hệ thống rửa mái cung cấp một ý nghĩa hoàn hảo cho những mục tiêu này. Hệ thống rửa mái đơn giản là thiết bị loại bỏ dòng nước mưa đầu, nó bao gồm một ống đứng, một thùng đựng nước mưa đầu trận và một ống nhận nước từ máng thu có đấu nối với đầu vào của bể. Trong ống thẳng đứng có một quả bóng phao nhƣ một van khóa tự động, khi dòng nước mưa đầu trận làm đầy thùng chứa, quả bóng phao sẽ nổi lên và khóa nước không cho nước chảy vào thùng, nước sạch sẽ chảy vào bể. Sau mỗi trận mưa, nước trong thùng sẽ được tháo ra để chuẩn bị cho trận mưa sắp tới. Có các dạng thiết bị loại bỏ dòng nước đầu tiên khác được cải tiến để dễ dàng hơn cho việc vận hành. Tùy theo điều kiện nhiễm bẩn của vùng thu nước mưa, thời điểm mưa trong mùa mƣa và khoảng cách giữa các trận mƣa mà thể tích của thùng chứa trong thiết bị loại bỏ dòng nước mưa đầu trận sẽ khác nhau. Ở những mái bị nhiễm bẩn nhiều, trận mƣa đầu mùa, khoảng thời gian giữa hai trận mƣa lớn thì thể tích thùng chứa nước trong thiết bị loại bỏ dòng nước mưa đầu trận sẽ lớn hơn.
Tùy thuộc vào độ dốc, nhám của mái, cường độ mưa, thời gian giữa hai trận mưa có thể thiết kế thể tích thiết bị loại bỏ nước mưa đầu trận ít nhất từ 1-2 gallons1 nước cho mỗi 100 feet2 vuông diện tích mái [20].
11 gallon = 3,79 lít
Luận văn thạc sĩ Khoa học
23