Chương 1 TỔNG QUAN THỰC HIỆN DỰ ÁN 1. Tình hình nghiên cứu máy cắt vớt rong cỏ, lục bình nước ngoài. Hoa Kỳ và Canada là hai quốc gia hàng đầu trên thế giới có nhiều sáng chế về máy cắt rong, cỏ dại dưới nước, thu gom Lục bình rác thải nổi trong lòng sông, mương, hồ chứa nước.Nhưng máy này được gọi là“ Aquatic Weeds Harvester. Các loại máy này phục vụ hầu hết các bang của nước Mỹ, đặc biệt là các bang có nhiều ao hồ sông ví dụ như ở bang 5 Wiscosin có đến 10 công ty, Bang Newyork có 5 công ty, bang California có 4 công ty.
Máy có nhiệm vụ cắt cỏ dại, rong tảo dưới nước, thu gom Lục bình, rác thải nổi trong các lòng sông, hồ chứa nước, cửa biển nơi cửa sông, cầu cảng có nhiều tàu bè đi lại. Một số mẫu máy của các công ty sản xuất nước ngoài mà ban chủ nhiệm dự án tham khảo như: + Mẫu LH9 – 650 của công ty Inland Lake Harvesters với kích thước cơ bản: chiều rộng cắt 2.13m, chiều sâu cắt 1.8m, khả năng chứa 12.7 m3, công suất động cơ 40 HP, kích thước tổng thể 12. + Mẫu HM – 320 của công ty Aquarius Systems với kích thước cơ bản: rộng cắt 1.83m, chiều sâu cắt 1.68m, khả năng chứa 9.45m, kích thước tổng thể 10. + Mẫu H7 – 470 của công ty Aquaticweed harvester với kích thước cơ bản: rộng cắt 2.15m, chiều sâu cắt 1.6m, khả năng chứa 13.4 m3, kích thước tổng thể 11,89m x 3,02m x 2,85m.
+ Mẫu H8-8000 của công ty United Marine International với kích thước cơ bản rộng cắt 2.44m, chiều sâu cắt 1.83m, khả năng chứa 13.03 m3, kích thước tổng thể 12.Tình hình nghiên cứu trong nước 1. Vớt lục bình, rong cỏ bằng lao động thủ công Hiện nay trong nước công việc vớt rác và lục bình trên kênh, rạch sông, hồ chủ yếu được thực hiện bằng phương pháp thủ công, người lao động ở trên thuyền hoặc trên bờ sử dụng các dụng cụ cầm tay như vợt, móc,… để vớt rác nổi và lục bình lên bờ hoặc lên thuyền, ghe thô sơ, có loại có máy đẩy, có loại phải chèo hoặc chống bằng sào. Công việc vớt rác và lục bình trên sông của các công nhân rất nặng nhọc và vất vả, chủ yếu sử dụng người, không có thiết bị hỗ trợ. Ngoài ra, để khơi thông dòng chảy, còn sử dụng các loại dụng cụ như câu liêm để vớt rác nổi và rác chìm dưới lòng kênh, rạch; lắp đặt các thiết bị vớt rác (băng tải) tại các trạm bơm nước, rác và lục bình theo dòng chảy dồn tới trạm bơm, tại đó lắp đặt các băng tải vớt rác và lục bình lên và chạy vào khoang chứa.
Vớt rác, lục bình bằng thiết bị Thiết bị vớt rác cho các trạm bơm của Tổng công Ty Cơ điện Nông nghiệp &Thuỷ lợi (Bộ Nông Nghiệp) nghiên cứu và chế tạo năm 2001-2002.Thiết bị được gắn cố định tại các cửa hút của trạm bơm nước. Khi làm việc tay máy này thực hiện động tác gom bèo và vớt rác dưới nước rồi được một băng tải xích kéo rác, lục bình lên để chuyển ra ngoài trạm. Thiết bị được hoạt động và điều khiển bằng hệ thống thuỷ lực. Hạn chế của thiết bị là lắp cố định tại trạm nên không ứng dụng được cho việc cắt –vớt rong, cỏ, lục bình trên kênh, rạch sông.
Thiết bi vớt rác của công ty SAMCOcó hình dáng của một chiếc xuồng, có thể vận hành ở hầu hết các địa hình ao hồ, sông rạch. Cơ cấu vớt rác nâng hạ bằng thủy lực có thể điều khiển xếp gọn vào hai bên hông cabin. Nhà thiết kế đã gắn thêm một bộ xi lanh lực, phép điều khiển gàu đổ rác vào các thùng chứa khi gàu đã gom đầy. Thiết bị có tải trọng chứa từ 1, 5 -3 tấn.Khi tàu chạy, rác được gom lại vào gàu, khi gàu đầy thì nhân công sẽ gom lại và đưa vào các thùng chứa nhỏ đặt trên boong tàu, khi đầy gàu, người lái cho dừng lại và chuyển rác gom được vào thùng chứa.
Thiết bị này cũng đã góp phần giải quyết được bài toán thu gom rác thải nổi trên sông, nhưng vẫn chưa mang tính đồng bộ và cơ giới hoá cao. Thiết bi thu gom lục bình của sở giao thông tỉnh hải Dương. Thiết bị lấy cơ sở là tàu bằng thép với chiều dài lớn nhất khoảng 17,6 m, chiều rộng lớn nhất là 4,7 m, chiều cao mạn tàu là 1,2 m, chiều chìm là 0,9 m. Ưu điểm của thiết bị này là có thiết bị ép rác và Thiết bi thu gom rác, lục bình của Công ty cấp thoát nước Cà Mau có công suất thiết kế 1.Tàu không chỉ vớt rác nổi trên mặt nước mà còn thu gom được lượng 6 rác chìm dưới lòng sông, Thiết bịsử dụng chân vịt để đẩy nên khả năng cơ động quay vòng không cao, khó phù hợp với hoạt động trên kênh rạch đô thị.
Tìm hiểu một số loại thực vật là đối tượng nghiên cứu của máy 1. Rong đuôi chồn Rong đuôi chồn tên tiếng anh là Coontail, tên khoa học là Ceratophyllum demersum. Chúng sống ngập trong nước, phần lá chiếm hầu như toàn bộ thân và ngập trong nước. Trên mỗi đoạn rong, các lá phân chia theo hình xoắn ốc quanh thân, có từ 5-12 lá.
Mỗi lá dài khoảng 12.1mm, lá rong có dạng hẹp có răng cưa tại vành lá càng về phần đầu của cây thì càng có nhiều lá. Thân chia ra thành nhiều cành dài có thể lên đến 5m hoặc hơn, thân nổi tự do trong nước hoặc bám tận đáy thông qua rễ giả, loại rong này có thể trôi tự do ở các độ sâu khác nhau. Khác với các loại rong khác lấy chất dinh dưỡng chủ yếu dự vào lớp đất đáy, rong đuôi chồn thì lấy chất dinh dưỡng trực tiếp từ nước. Cây lục bình Lục bình hay còn gọi là bèo Nhật Bản là một loài thực vật thuỷ sinh, thân thảo, sống nổi theo dòng nước.
Cây Lục bình mọc cao khoảng 30 cm với dạng lá hình tròn, màu xanh lục, láng và nhẵn mặt, gân lá hình cung dài, hẹp. Lá cuốn vào nhau như những cánh hoa. Cuống lá nở phình ra như bong bóng xốp ruột giúp cây bèo nổi trên mặt nước. Ba lá đài giống như ba cánh.
Rễ bèo trông như lông vũ sắc đen buông rủ xuống nước, dài đến 1m. Kết luận Tồn tại về mặt khoa học công nghệ cho vấn đề cắt - vớt rong, cỏ dại, lục bình, rác thải nổi trên sông, kênh rạch có thể tóm tắt theo một số nội dung chính như sau: - Tất cả các dụng cụ và phương pháp cắt dọn vệ sinh được tác giả liệt kê ở trên vừa phải sử dụng nhiều lao động thủ công, cường độ làm việc nặng nhọc, nhưng năng suất và chất lượng dọn vệ sinh rất thấp, không tự chuyển được sản phẩm sau cắt vớt lên phương tiện thuỷ cũng như không chuyển được sản phẩm sau cắt vớt lên bờ để có thể đưa đi xa xử lý thành sản phẩm hữu dụng khác. - Cơ giới hoá việc cắt rong cỏ dưới nước, kết hợp vớt Lục bình, rác thải nổi và thoát tải lên bờ tự động chưa có đơn vị nào trong nước giải quyết. - Công việc dọn vệ sinh kênh mương thuỷ lợi phải dùng hoàn toàn bằng lao động thủ công và kết hợp thêm một số công cụ phụ trợ ở dạng bán thủ công.
- Nghiên cứu trong nước đối với các Viện nghiên cứu trong nước về lãnh vực này thực tế mới dừng lại ở dạng cụm thiết bị, chức năng làm việc mang tính đơn lẻ, không có khả năng vừa tự hành và thực hiện được các tính năng mà các nhà quản lý về lĩnh vực này mong muốn. Vấn đề đặt ra cho nhóm nghiên cứu của trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh là phải tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện thiết kế mẫu máy cắt -vớt rong, cỏ, lục bình mã số KC05.01/06-10 đã được nghiệm thu trước đây nhằm từng bước tạo ra một thế hệ máy mới B1.5 có nhiều tính năng vượt trội hơn máy của đề tài R&D phù hợp với điều kiện kênh rạch khu vực nội, ngoại thành của thành phố Hồ Chí Minh. Chương 2 CƠ SỞ THỰC HIỆN DỰ ÁN SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM MÁY CẮT VỚT LỤC BÌNH CỠ NHỎ TRÊN KÊNH,RẠCH KHU VỰC TP HỒ CHÍ MINH 2. Khảo sát kênh rạch khu vực nội thành, ngoại thành của TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh có 156 hệ thống kênh rạch chằng chịt dài hơn 700 km, chảy qua 24 quận, huyện.
Riêng khu vực nội thành thành phố Hồ Chí Minh có 5 hệ thống kênh, rạch chính với tổng chiều dài khoản 55 km đảm nhận chức năng tiêu thoát nước cho khu vực nội thành, bao gồm: Hệ thống kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè; - Hệ thống kênh Tân Hoá – Lò Gốm; 7 - Hệ thống kênh Tàu Hũ – kênh Đôi – kênh Tẻ; - Hệ thống kênh Bến Nghé; -Hệ thống kênh Tham Lương – Bến Cát – Vàm Thuật; Độ dốc của phần lớn các kênh rạch này là rất nhỏ, đáy kênh thì bị lấp đầy bởi các vật chất lắng đọng từ nước thải đô thị và rác rưởi ném từ các hộ dân cư sinh sống trên và ven kênh rạch cũng như các ghe xuồng buôn bán trên sông, do đó khả năng thoát nước rất kém. Nét đặc trưng của hệ thống kênh rạch thành phố là bị ảnh hưởng mạnh bởi thuỷ triều, một vài kênh còn bị ảnh hưởng bởi nhiều hướng. Kết quả là các chất ô nhiễm tồn đọng lại trong kênh và đang bị tích tụ dần. Sự ô nhiễm nước và tích tụ bùn lắng trên các kênh rạch này không chỉ làm xấu cảnh quan đô thị, đặc biệt khu vực gần phía trung tâm thành phố, mà còn ảnh hưởng không tốt đối với sức khoẻ cộng đồng.
Hệ thống kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè Kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè là hệ thống thoát nước chính tự nhiên cho nhiều lưu vực thuộc các quận Tân Bình, Gò Vấp, Phú Nhuận, Bình Thạnh, quận 10, quận 3 và quận 1) đổ ra sông Sài Gòn, chiều dài dòng chính của kênh là 9470m, các chi lưu có chiều dài tổng cộng 8716m. Khi chưa nạo vét, ở đầu nguồn , kênh chỉ rộng từ 3 –5m, nhưng đến gần cửa sông, chiều rộng mở ra đến 60 – 80m và sâu 4 –5m. Dọc theo kênh có 52 cửa xả. dòng kênh phải qua nhiều khúc uốn từ đoạn cầu Lê Văn Sỹ đến cầu Bông nên mức độ chuyển tải các chất thải ra sông Sài Gòn rất kém.
Ngoài tuyến kênh chính, hệ thống kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè còn có các rạch nhánh: - Rạch Văn Thánh: dài 2.200m, Rạch Cầu Sơn – Cầu Bông: dài 3.