Mở đầu Giới thiệu lý do chọn đề tài, tính cấp thiết; ý nghĩa khoa học và thực tiễn; mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. Chƣơng 1: Tổng quan Giới thiệu về các loại rác trên bãi biển và các vấn đề còn tồn tại hiện nay đang cần giải quyết và trình bày tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước. Chƣơng 2: Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu Trình bày những nội dung nghiên cứu của đề tài cùng với các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đề tài. Chƣơng 3: Cơ sở lý thuyết Trình bày các cơ sở lý thuyết liên quan đến quá trình sàng lọc rác biển.
Đưa ra nguyên lý làm việc công thức tính toán, kiểm nghiệm kết quả. Chƣơng 4: Kết quả nghiên cứu Trình bày các kết quả nghiên cứu thiết kế, quá trình thực nghiệm, nhận xét và đánh giá đã được thực hiện của đề tài. Chƣơng 5: Kết luận và kiến nghị. Tài liệu tham khảo.
4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÔI TRƢỜNG BIỂN VÀ THIẾT BỊ THU GOM RÁC BIỂN 1. Nguồn gốc rác thải trên biển và các phƣơng pháp thu gom rác ở Việt nam và trên thế giới Rác xuất hiện trên bãi biển có nguồn gốc khác nhau, có mật độ và những đặc điểm cũng khác nhau. Mỗi loại rác, trên từng loại địa hình bãi biển sẽ có các phƣơng án thu gom rác khác nhau: 1.1 Rác do sóng biển đƣa vào Loại rác này xuất hiện trên bãi cát ƣớt, phần lớn nằm trên mặt cát, tập trung nhiều ở dải ngấn thủy triều. Rác này xuất hiện hằng ngày, với khối lƣợng tƣơng đối lớn.
Rác ở trên mặt nƣớc biển có thể do du khách xả ra trong khi tắm biển, do gió cuốn rác từ trên bờ đƣa xuống nƣớc, cũng có thề do ngƣ dân đánh cá xả ra từ ngoài khơi bị sóng biển đƣa vào bờ. Loại rác này có kích thƣớc trung bình, mật độ rác tƣơng đối lớn. Đa số rác là thực vật, nhƣ lá cây, cành cây, vỏ các loại quả cây, tảo biển, dong biển, là những loại gây ô nhiễm môi trƣờng (hình 1. Loại rác này đƣợc thu gom bằng cách dùng cào có nhiều răng, cào dồn rác lại để đƣa vào thùng chứa.1: Công nhân đô thị đang cào gom rác 1.2 Loại rác phát sinh do bão lụt, thiên tai.
Loại rác này gồm có các cành cây, thân cây, vật dụng, rêu, bèo các loại bị nƣớc cuốn trôi từ trên rừng, từ làng mạc ven sông đƣa ra biển. Sóng biển đánh dạt lên bờ. Loại rác này có kích thƣớc lớn, thƣớng tập trung với mật độ và khối lƣợng rất lớn (hình 1. Rác này không xuất hiện thƣờng xuyên, một năm đôi ba lần vào mùa mƣa bão, Để thu gom nó, chỉ có thề dùng sức ngƣời hoặc phƣơng tiện bốc lên xe tải.
Trong đề tài nghiên cứu này, chúng tôi không đề cập đến việc thu gom các loại rác xuất hiện do thiên tai, do tàu thuyền gặp tai nạn trên biển gây nên. Khi xuất hiện loại rác này, cần huy động một số lực lƣợng xung kích cùng giải quyết thu gom, dọn sạch bãi biển. Học sinh, sinh viên, ngƣời lao động cùng nhau dọn sạch bãi biển 1.3 Rác thải từ sinh hoạt Rác do sinh hoạt của du khách tham quan, nghỉ ngơi, tắm biển đã xả ra trên bãi biển ở mọi nơi, mọi lúc. Đây là nguồn rác thải chủ yếu, thƣờng xuất hiện trên khu vực cát khô và ở khu vực bãi tắm.
Rác rất đa dạng, thƣờng có kích thƣớc nhỏ và lẫn vào trong cát, do du khách đi lại vùi lấp rác vào trong cát (hình 1. Một số ít rác loại này có cạnh sắc, nhƣ mảnh thủy tinh, vỏ sò, vỏ ốc bị vỡ, các que bằng kim 6 loại, gây nguy hiểm cho du khách. Để thu gom các loại rác này, phải tiến hành lấy lớp cát trên bề mặt bãi biển đổ lên sàng lỗ nhỏ, sàng cát, tách rác ra để đƣa vào thùng chứa (hình 1. hoặc nhặt thủ công (hình 1.3: Rác thải sinh hoạt trên bãi biển 7 Hình 1.4: Công nhân đô thị đang sàng cát lấy rác Hình 1.5: Ngƣời dân thu gom rác thủ công bằng cách nhặt rác Đây cũng là nhóm đối tƣợng chính trong nghiên cứu này 1.
Đặc điểm từng loại rác 1. Chai nƣớc – lon nƣớc -Loại này thƣờng đƣợc đối tƣợng gom ve chai nên không xả thải ra nhiều Chai nƣớc, lon nƣớc có đặc điểm sau: 8 - Khối lƣợng: + Chai rỗng có khối lƣợng khoảng 7 gram. + Chai có nƣớc và cát: 200 gram - Hình dáng: dạng hình trụ - Cơ tính: dễ bị biến dạng khi tác dụng lực. - Kích thƣớc: + Lon nƣớc redbull: 9 x 6 cm + Chai nƣớc loại 500 ml thông thƣờng: 22 x 6 cm Hình 1.6: Rác chai nhựa, lon thiếc điển hình 1.
Ly, muỗng/đũa nhựa Ly, muỗng/đũa nhựa có đặc điểm sau: 9 - Khối lƣợng: nhẹ - Hình dáng: dạng hình trụ, thon dài. - Cơ tính: dẻo, dễ biến dạng khi tác dụng lực. - Kích thƣớc: 14 x 6 x 10 cm (ly nhựa) 13.5 x 7 x 12 (ly café) - Muỗng nhựa: dài 14 cm - Đũa: dài 20cm Hình 1.7: Rác ly nhựa, muỗng/đũa nhựa 1. Hộp giấy Hộp giấy có đặc điểm sau: - Khối lƣợng: nhẹ - Hình dáng: hình hộp chữ nhật - Cơ tính: dễ bị biến dạng, xé rách khi tác dụng lực.
- Kích thƣớc: + Vỏ thuốc: 9.5 x 5,5 x 2 cm 10 + Hộp sữa yomost: 13 x 8 x 3 cm Hình 1.8: Rác dạng hộp giấy 1. Hộp giấy đựng đồ ăn, đầu lọc thuốc lá Đặc điểm: - Khối lƣợng: nhẹ - Hình dáng: hình hộp chữ nhật, hình trụ nhỏ - Cơ tính: dễ bị biến dạng, xé rách khi tác dụng lực. - Kích thƣớc: 17 x 12 x6 ,5 cm (hộp cơm), 2.9: Rác hộp giấy, đầu lọc thuốc lá 1. Xác vỏ hải sản Xác vỏ hải sản có đặc điểm sau: - Khối lƣợng: nhẹ - Hình dáng: nhỏ, không cố định - Cơ tính: cứng, giòn - Kích thƣớc của vỏ sò nhỏ: 20mm đến 40 mm - Kích thƣớc của ốc: 62-12 mm 12 Hình 1.10: Vỏ sò lớn, nhỏ 1.
Rác thực vật Rác thực vật có đặc điểm sau: - Khối lƣợng: nặng nhẹ tùy vật - Hình dáng: đa dạng lớn nhỏ - Cơ tính: cứng, dai - Kích thƣớc: + Khúc gỗ: 16 x 5 x 5 cm + Vỏ dừa: 17 x 13 x 5 cm 13 Hình 1.3 Một số loại máy thu gom rác trên bãi biển ở Việt Nam và thế giới Ở Việt Nam, một số doanh nghiệp, địa phƣơng và trƣờng học cũng đã nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm các thiết bị, máy thu gom rác trên bãi biển. Ví dụ, xí nghiệp cơ khí giao thông quận 5, thành phố Hồ Chí Minh đã chế tạo một loại máy thu gom rác trên bãi biển, đƣa vào sử dụng ở bãi biển Vũng Tàu từ năm 2006 (hình 1. Máy cào rác của xí nghiệp cơ khí giao thông V có kích thƣớc lớn, dùng máy kéo công suất lớn kéo máy cào rác di chuyển và cung cấp cơ năng cho máy cào rác hoạt động, máy có kích thƣớc khá cồng kềnh, khối lƣợng lớn.13: Máy thu gom rác của xí nghiệp cơ khí Giao thông V 14 Trƣờng đại học bách khoa Đà Nẵng có 1 số nhóm đề tài nghiên cứu về thiết bị thu gom rác biển. Máy nhóm sinh viên bách khoa Đà Nẵng nghiên cứu chế tạo giành giải nhì cuộc thi sinh viên nghiên cứu khoa học năm 2019.
máy có giá thành chế tạo khoảng 350 triệu đồng [20] Máy dùng cơ cấu răng cào, cào rác lên sàng rung thu gom hiệu quả rác trên bề mặt cát, rác nằm chìm dƣới cát nhƣ vỏ ốc, hến, sỏi đá, mảnh thủy tinh khó thu gom do đó đề tài này đề xuất phƣơng án dùng lƣỡi xúc đƣa toàn bộ lớp cát bề mặt và rác lẫn trong cát lên sàng rung, sàng rung sẽ rung cát lọt xuống dƣới để trả cát cho bãi biển còn rác sẽ nằm lại và đƣợc đƣa vào thùng chứa.15: Máy gom rác bãi biển của nhóm sinh viên bách khoa Đà Nẵng[20] Nhìn chung, số lƣợng và chủng loại máy thu gom rác biển do các cơ sở cơ khí của Việt Nam sản xuất còn ít, rất hạn chế về tính năng, mẫu mã và hiệu quả thu gom rác, nên chƣa đƣợc sử dụng rộng rãi. Các địa phƣơng có bãi biển trọng điểm, muốn phát triền mạnh du lịch biển, cơ khí hóa việc thu gom rác thải, vẫn phải nhập máy từ nƣớc ngoài về với giá thành rất cao. Máy sàng cát làm sạch bãi biển tp Đà Nẵng mua của nƣớc ngoài năm 2003 có giá gần 1 tỷ ( 41.17: Máy thu gom rác của Đà Nẵng Các máy thu gom rác trên bãi biển của nƣớc ngoài sản xuất có thể kể đến nhƣ: Máy thu gom rác của hãng BASKER, hãng CHERINGTON, hãng BEACH- TECH và hãng UNICORN sản xuất. nhóm máy thu gom rác thứ nhất là bộ phận thu gom có thể chế tạo riêng biệt, dùng máy kéo thông thƣờng để kéo và cung cấp động lực cho máy thu gom rác hoạt động, các máy này bảo trì, bảo dƣỡng chi phí thấp, dễ thực hiện nhƣng kích thƣớc lớn cồng kềnh, các máy này thƣờng dùng cơ cấu móc hoặc cào rác đƣa lên băng tải để thu gom rác vào thùng chứa do đó chủ yếu thu gom rác kích thƣớc lớn.18: Máy thu gom rác dùng máy kéo [13] Loại thứ hai là máy thu gom rác độc lập, bộ phận kéo và bộ phận thu gom rác trên cùng một máy.
Loại máy này khá gọn gàng, nhƣng giá thành cao.20: Máy gom rác độc lập Loại thứ ba là máy điều khiển bằng tay, ngƣời điều khiển đi phía sau máy, loại máy này dùng sàng rung để lọc rác hoạt động tƣơng đối đơn giản, kích thƣớc không lớn quá, dễ vận hành, thu gom đƣợc rác kích thƣớc nhỏ hiệu quả, thiết bị máy cày tay để tích hợp thành xe thu gom là thiết bị khá phổ biến ở đất nƣớc nông nghiệp nhƣ nƣớc ta. Đây cũng là đối tƣợng chính để tham khảo nguyên cứu cải tiến chế tạo để phù hợp với nhu cầu tại Việt Nam trong bài luận văn này Hình 1.22: Máy điều khiển bằng tay [14] 17 CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2. Nội dung nghiên cứu Từ mục tiêu đặt ra của đề tài, các nội dung chính sau đây đƣợc tập trung nghiên cứu: - Nghiên cứu tổng quan về các hạn chế, tồn tại của việc thu gom rác thủ công trên bãi biển. - Nghiên cứu đề xuất nguyên lý, phƣơng án kết cấu thiết bị gom rác phù hợp cho việc thu gom rác trên bãi biển Vũng Tàu nói riêng và Việt Nam nói chung - Thiết kế, chế tạo thiết bị thu gom rác tích hợp máy cày tay.