Thiết kế và đánh giá hiệu quả thiết bị thu gom rác bề mặt cho một số vị trí đặc trưng ở kênh, rạch đô thị thành phố hồ chí minh

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài “Thiết kế và đánh giá hiệu quả thiết bị thu gom rác bề mặt cho một số vị trí đặc trưng ở kênh, rạch đô thị Thành phố Hồ Chí Minh” là c

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

THIẾT KẾ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THIẾT BỊ THU GOM RÁC BỀ MẶT CHO MỘT SỐ VỊ TRÍ ĐẶC TRƯNG Ở KÊNH, RẠCH ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Sinh viên thực hiện : Lê Quốc Khánh Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên Môi trường

Tp.HCM, tháng 10 năm 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG

Sinh viên thực hiện : Lê Quốc Khánh

Mã số sinh viên :1511538030

Chuyên ngành :Quản lý Tài nguyên Môi trường Giáo viên hướng dẫn :Lê Nguyễn

TRƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH

KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM & MÔI TRƯỜNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Lê Quốc Khánh Mã số sinh viên:1511538030 Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường Lớp:15DTNMT1A

1 Tên đề tài:

THIẾT KẾ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THIẾT BỊ THU GOM RÁC BỀ MẶT CHO MỘT SỐ VỊ TRÍ ĐẶC TRƯNG Ở KÊNH, RẠCH ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ

HỒ CHÍ MINH

2 Nhiệm vụ luận văn

Nghiên cứu về giải pháp dựa trên thiết bị có khả năng hỗ trợ công tác thu gom chất thải rắn trôi nổi trên bề mặt kênh rạch đô thị ở Thành phố Hồ Chí Minh

3 Ngày giao nhiệm vụ luận văn:

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn:

5 Người hướng dẫn:

Họ và tên Học hàm, học vị Đơn vị Phần hướng dẫn

Nội dung và yêu cầu của luận văn đã được thông qua bộ môn

LỜI CẢM ƠN

Để đến với bài báo cáo này, em đã trải qua quá trình học tập, rèn luyện tại Trường Đại học Nguyễn Tất Thành Trường là nơi mà em đã học được rất nhiều kiến thức từ lý thuyết cho đến thực tiễn Và đó cũng là nơi mang đến cho em cả những sự chỉ dẫn nhiệt tình, quan tâm sâu sắc về mọi mặt từ phía Ban lãnh đạo nhà trường, quý thầy cô và bạn

bè Với lòng biết ơn sâu sắc, nhân đây em xin được phép gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Ban lãnh đạo nhà trường cùng quý thầy cô Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường thuộc Trường Đại học Nguyễn Tất Thành Đồng thời, em xin được phép gửi lời cảm ơn đặc biệt chân thành đến thầy Lê Nguyễn, thầy đã giúp đỡ em rất nhiều trong suốt thời gian hoàn thiện khóa luận Thầy đã luôn định hướng và mở ra các vấn đề then chốt giúp

em xác định được những mục tiêu cốt lõi cũng như các phương pháp nghiên cứu để đáp ứng được các mục tiêu đã đề ra, nhờ đó em có thể hoàn thành bài báo cáo với chất lượng tốt hơn

Tuy nhiên, do những hạn chế về mặt thời gian cũng như kinh nghiệm ứng dụng thực tiễn của bản thân nên trong luận văn tốt nghiệp này sẽ không tránh khỏi sự tồn tại các thiếu sót và hạn chế nhất định Vì vậy, qua bài khóa luận em mong nhận được sự đánh giá, đóng góp ý kiến từ quý thầy cô để em có thể chỉnh sửa, bổ sung hoàn thiện khóa luận

Cuối lời, một lần nữa em xin được gửi lời cảm ơn đến tất cả các cá nhân và tổ chức

đã hỗ trợ em trong suốt quá trình hoàn thiện báo cáo Kèm theo đó là lời kính chúc sức khỏe đến tất cả quý thầy cô cũng như lời chúc mừng cho sự thành công trong sự nghiệp giáo dục của trường Đại học Nguyễn Tất Thành

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài “Thiết kế và đánh giá hiệu quả thiết bị thu gom

rác bề mặt cho một số vị trí đặc trưng ở kênh, rạch đô thị Thành phố Hồ Chí Minh” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi đã thực hiện dưới sự hướng dẫn của Ths Lê Nguyễn Các số liệu và kết quả được trình bày trong luận văn hoàn toàn trung thực,không sao chép của bất kỳ ai ,và chưa từng công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu khoa học của nhóm nghiên cứu nào khác cho đến thời điểm hiện tại

Nếu không đúng như đã nêu trên , tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về đề tài của mình và chấp nhận những hình thức xử lý theo quy định

Ngày 4 tháng 10 năm 2019

TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Thành phố Hồ Chí Minh nơi có tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa gia tăng nhanh chóng cả về chiều rộng lẫn chiều sâu Sự phát triển giúp mang đến rất nhiều những thành tựu nhưng cũng mang đến không ít những áp lực, sự tác động tiêu cực đến môi trường sống tự nhiên.Và vấn đề ô nhiễm kênh rạch cũng là một trong số đó Phần lớn các nhánh kênh rạch tại Thành phố Hồ Chí Minh, kể cả những kênh đã từng được nạo vét, cải tạo chất lượng nước kênh thì vấn đề ô nhiễm vẫn có nguy cơ tiếp tục tái diễn Tình trạng rác phủ khắp mặt kênh, rác thải sinh hoạt kèm theo lục bình cây cỏ gây tắc ngẽn dòng chảy, nước ứ đọng gây bốc mùi hôi thối nồng nặc.Rõ ràng công việc trục vớt chất thải rắn trôi nổi đã và sẽ là một trong những giải pháp hữu hiệu cơ bản cho vấn đề trên Một trong những cách làm của Thành phố Hồ Chí Minh hiện tại là thuê các công ty dịch vụ công ích và các công ty môi trường đô thị để họ tổ chức cho nhân công dùng các xuồng vớt rác chuyên dụng đi dọc theo các tuyến kênh rạch tiến hành thu gom Tuy nhiên lượng rác còn tồn đọng vẫn còn khá lớn, đặc biệt là các mảnh nhựa, nilong vụn nhỏ khó trục vớt, chúng rất dễ thấm nước và bị chìm xuống gây ô nhiễm đáy kênh hoặc trôi dạt ra đại dương làm gia tăng lượng chất thải nhựa ở đại dương vì thế chúng là một trong những mối nguy hại tiềm tàng đối với môi trường nước nếu không được giải quyết triệt để

Nhận thấy với khối lượng rác ngày càng nhiều và tính chất càng phức tạp như hiện nay thì việc trục vớt mang tính thủ công sẽ không thể đủ sức để giải quyết triệt để vấn

đề trên Mà bên cạnh đó cần có sự hỗ trợ hoạt động từ các thiết bị, công cụ cơ giới hóa mới vì chúng mang lại hiệu suất cao hơn với mức chi phí tương đối thấp hơn Qua tìm hiểu và phân tích các thiết bị có khả năng hỗ trợ công việc trục vớt rác trên kênh rạch

em đã tiến hành nghiên cứu và cho ra đời thiết bị có công năng thu gom và trục vớt chất thải rắn trôi nổi trên kênh rạch, thiết bị vận hành dựa trên nguyên lý tạo sự chênh lệch mực nước bên trong và bên ngoài thiết bị Máy đã được lắp đặt vận hành thử nghiệm tại một bến tàu thủy thuộc một đoạn kênh Lò Gốm, ở khu vực quận 8 Qua thử nghiệm nhận thấy khối lượng rác máy thu được tương đối lớn cũng như nhờ vào quá trình hoạt

động bán tự động máy giúp tiết kiệm một phần chi phí nhân công và việc thu gom trục vớt cũng dễ dàng hơn đối với người lao động

Hơn nữa trong giai đoạn tiếp theo, máy không chỉ dừng lại ở tính năng thu gom rác

mà thiết bị sẽ cần phát triển lên thành một hệ thống lọc, xử lý sơ bộ nước ngay tại kênh rạch Việc cơ giới hóa,áp dụng thiết bị vào thực tiễn sẽ giúp tối ưu chi phí cũng như năng suất làm việc từ đó góp phần giải quyết được vấn đề rác thải trôi nổi, giữ lấy sự sống cho kênh rạch, tạo nền tảng cho sự phát triển bền vững của Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng và cả nước nói chung

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP iii

LỜI CẢM ƠN iv

LỜI CAM ĐOAN v

TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP vi

MỤC LỤC viii

DANH MỤC BẢNG xi

DANH MỤC HÌNH xii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

1.2.1 Mục tiêu tổng quát 2

1.2.2 Mục tiêu cụ thể 2

Chương 2 TỔNG QUAN 3

2.1 VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG KÊNH RẠCH TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH .3

2.2 TỔNG QUAN VỀ THỰC TRẠNG CHẤT THẢI RẮN TRÔI NỔI TRÊN BỀ MẶT NƯỚC TẠI HỆ THỐNG KÊNH RẠCH TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH .5

2.3 TÁC HẠI TỪ LƯỢNG RÁC TRÔI NỔI TỒN ĐỌNG TRÊN BỀ MẶT KÊNH RẠCH .7

2.4 CÔNG TÁC THU GOM TRỤC VỚT RÁC TRÊN KÊNH RẠCH .8

2.4.1 Những phương pháp, thiết bị hỗ trợ trục vớt rác trên kênh rạch .8

2.4.2 Tình hình công tác trục vớt rác trôi nổi trên bề mặt nước hệ thống kênh rạch Thành phố Hồ Chí Minh .11

3.1 NGUYÊN LIỆU VÀ CHI TIẾT THIẾT BỊ: 15

3.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 17

3.2.1 Địa điểm nghiên cứu: 17

3.2.2 Thời gian nghiên cứu 18

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .20

3.3.1 Sơ đồ nghiên cứu 20

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 21

3.4 QUY TRÌNH, SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ .27

3.4.1 Qui trình công nghệ của thiết bị: 27

3.4.2 Sơ đồ công nghệ 28

3.4.3 Nguyên tắc hoạt động và chức năng của các chi tiết thiết bị chính 28

3.4.4 Bố trí thí nghiệm 30

3.4.4.1 Mô tả vị trí lắp đặt 30

3.4.4.2 Quá trình lắp đặt và vận hành thử nghiệm thiết bị .31

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 33

4.1 KẾT QUẢ .33

4.1.1 Thống kê những thông số vận hành thiết bị .33

4.1.2 Tổng khối lượng chất thải rắn thu gom được .34

4.1.3 Thành phần chất thải rắn thu gom được: 35

4.2 BÀN LUẬN 36

4.2.1 Tính tối ưu của thiết bị thu gom rác bề mặt nước .36

4.2.2 Điểm hạn chế của thiết bị thu gom chất thải rắn trôi nổi trên bề mặt kênh 37

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 38

5.1 KẾT LUẬN 38

5.2 KHUYẾN NGHỊ 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Quá trình nghiên cứu và triển khai đề tài.… 18Bảng 3.2 Mô hình đánh giá SWOT của thiết bị … 22Bảng 4.1 Các thông số vận hành thiết bị tính theo đơn vị ngày … 33Bảng 4.2 Thời gian và lượng rác được thu gom tại bến tàu qua 1 tuần thử nghiệm. … 34

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Hiện trạng hệ thống kênh rạch tại Thành phố Hồ Chí Minh .4

Hình 2.2 Kênh Tô Hiệu (phường Hiệp Tân, quận Tân Phú) dù được xây dựng, cải tạo kè nhưng rác thải phủ kín mặt kênh, kèm mùi hôi thối nồng nặc .5

Hình 2.3 Một đoạn thuộc kênh Tham Lương .6

Hình 2.4 Công nhân dùng vợt vớt rác trên kênh .8

Hình 2.5 Bản thiết kế xuồng vớt rác 9

Hình 2.6 Thuyền vớt rác của tập đoàn Hanwha .11

Hình 2.7 Bộ phận cẩu cạp gắn trên thuyền giúp đẩy nhanh tiến độ vớt rác trên kênh 12 Hình 2.8 Hệ thống xử lý rác sau trục vớt .13

Hình 2.9 Bề mặt kênh Lò Gốm sau khi được thuyền vớt rác .14

Hình 3.1 Cấu tạo thiết bị 15

Hình 3.2 Trục đỡ thiết bị .16

Hình 3.3 Thân thiết bị 16

Hình 3.4 Vòng cố định ống trượt .16

Hình 3.5 Ống trượt .17

Hình 3.6 Máy bơm .17

Hình 3.7 Hệ thống kênh rạch khu vực nội thành Thành phố Hồ Chí Minh 23

Hình 3.8 Kênh Tân Hóa – Lò Gốm trước và sau cải tạo .24

Hình 3.9 Khảo sát khu vực mà tàu thu gom chuyên dụng khó vào trục vớt .24

Hình 3.10 Khảo sát – thử nghiệm tại bến tàu thủy trên kênh Lò Gốm .25

Hình 3.11 Vị trí lắp đặt thiết bị sau khi đã khảo sát 25

Hình 3.12 Buổi gặp gỡ trao đổi cùng các chuyên gia 26

Hình 3.14 Sơ đồ công nghệ thiết bị thu gom rác bề mặt 28

Hình 3.15 Xác định vị trí lắp đặt theo tọa độ .30

Hình 3.16 Xác định vị trí trên google map .30

Hình 3.17 Toàn cảnh khu vực lắp đặt .31

Hình 3.18 Các dụng cụ chuẩn bị lắp đặt thiết bị vào vị trí .31

Hình 3.19 Bắt đầu lắp đặt tại bến tàu .32

Hình 3.20 Thiết bị đã được lắp đặt .32

Hình 3.21 Bàn cân .32

Hình 3.22 Túi đựng rác 32

Hình 4.1 Thành phần rác thu được .36

Hình 5.1 Lắp đặt thử nghiệm tại ao nuôi trồng thủy sản .39

Chương 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Như một thực trạng đang được báo động đỏ hiện nay là phần lớn các con sông, kênh rạch trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh đang phải gánh chịu hàng trăm tấn rác thải mỗi năm Trong đó, đa phần là rác thải sinh hoạt, túi nilon, mút xốp được xả trực tiếp hoặc gián tiếp xuống kênh Đây cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước và dẫn đến cái chết của rất nhiều loài động thực vật, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người Tại một số điểm nóng về môi trường, rác phủ gần như khắp mặt kênh, kèm theo đó là hiện tượng ngăn dòng chảy, nước ứ đọng, mùi hôi bốc lên nồng nặc Với thực trạng như trên, chính quyền địa bàn Thành phố cũng đã tổ chức nhiều chiến dịch nhằm thu gom giảm thiểu lượng chất thải tồn đọng trên ao hồ kênh gạch nhưng chủ yếu chỉ là bố trí nhân công trục vớt thủ công Như báo Dân trí đã từng đưa tin tại Thành phố Hồ Chí Minh, chỉ tính riêng 4 con kênh (Đôi, Tẻ, Tàu Hũ, Bến Nghé), công nhân môi trường đã thực hiện vớt từ 10-40 tấn rác mỗi ngày, đợt cao điểm lên đến 80 tấn/ngày[1] Và với số lượng nhân công và phương tiện trục vớt như hiện nay, lượng rác tồn đọng vẫn còn khá nhiều

Theo đó vấn đề trên hiện mới chỉ giải quyết được một phần lượng rác trôi nổi Lượng rác còn lại và các mảng bùn đen trên bề mặt tiếp tục trôi nổi và sẽ theo dòng nước trôi dạt ra các đại dương và biển lớn Trong đó rác thải nhựa chiếm khối lượng không nhỏ, thành phần nhựa đang trôi nổi trên bề mặt biển bị phân rã thành các mảnh

vi nhựa với kích cỡ mircro, nano, pico, là mối đe dọa tiềm tàng đến các hệ sinh thái biển và sức khỏe con người Vì vậy việc đẩy mạnh vấn đề trục vớt triệt để rác tại các kênh rạch đóng vai trò cực kỳ quan trọng nhằm góp phần giảm tải lượng rác nói chung và chất thải nhựa nói riêng ở các đại dương và biển từ đó giảm tác hại đến môi trường sống của nhân loại

Nhận thức được tầm quan trọng của công tác trục vớt rác trôi nổi trên kênh rạch cũng như sự quá tải về khối lượng rác thải đối với phương tiện thu gom, những thách

thức về thời gian, nguồn nhân lực, kinh phí trong hoạt động thu gom rác trên các kênh gạch như hiện nay, nhóm em đã quyết định tìm hiểu và nghiên cứu tạo lập mô hình thiết bị thu gom rác trôi nổi trên bề mặt kênh Thiết bị hoạt động nhằm mục đích hỗ trợ việc hút được phần lớn các rác thải bề mặt ao hồ kênh rạch, có thể giúp tiết kiệm thời gian và nhân lực hơn so với phương pháp trục vớt truyền thống Trong phạm vi sáng kiến này máy sẽ được thiết kế và thử nghiệm chính tại các ao hồ, kênh gạch trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh (một số kênh được mô phỏng bên dưới) và sẽ mở rộng phạm vi trong các giai đoạn tiếp theo của đề tài

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG KÊNH RẠCH TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ

HỒ CHÍ MINH

Tại Việt Nam, hệ thống sông ngòi, kênh rạch có vai trò đặc biệt quan trọng đối với

sự hình thành và phát triển của các đô thị Sông ngòi, kênh rạch vừa đóng vai trò là đường thủy nội địa cũng vừa là hệ thống thoát nước, tưới tiêu, phòng chống lũ lụt, nuôi trồng thủy sản, cải tạo môi trường đất và kể cả tạo cảnh quan môi trường sinh thái nhằm phát triển không gian đô thị và đặc biệt kênh rạch còn là phòng tuyến quân sự quan trọng trong khu vực ở những thế kỷ trước

Nằm ở hạ lưu sông Đồng Nai và sông Sài Gòn, Thành phố Hồ Chí Minh nằm cách đồng bằng sông Cửu Long 20km về phía Đông Bắc, là nơi có hệ thống sông ngòi, kênh rạch chằng chịt, trong đó lớn nhất là sông Sài Gòn đổ ra sông Nhà Bè và cuối cùng đổ

ra biển Đông Tương tự như những thành phố điển hình trên thế giới được xây dựng trên các vùng đầm lầy ven biển như Venice, Amsterdam, và St Petersburg ở châu Âu,

và Fort Lauderdale ở Mỹ, và đặc điểm địa hình tại Việt Nam thì sự hình thành và phát triển của Thành phố Hồ Chí Minh có liên hệ mật thiết với hệ thống sông ngòi và kênh rạch Theo đó, Thành phố Hồ Chí Minh có tổng cộng 2,953 tuyến sông, kênh, rạch với tổng chiều dài 4,368,738 m Trong đó, 849 các tuyến sông, kênh, rạch có chức năng tiêu thoát nước với chiều dài 1,094,105 m; 112 tuyến sông, kênh, rạch có chức năng giao thông thủy với chiều dài 975,500 m; 1992 tuyến kênh, rạch có chức năng tưới tiêu phục

vụ sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, phát triển rừng và sản xuất muối với chiều dài 2,299,133 m [2]

Với hệ thống kênh rạch khá chằng chịt ở cả khu vực trong và ngoại vi thành phố thì khu vực nội thành Thành phố Hồ Chí Minh, có 5 hệ thống kênh chính bao gồm kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè, Bến Nghé – Tàu Hủ, Đôi – Tẻ, Tân Hóa – Lò Gốm và Tham Lương – Bến Cát – Vàm Thuật

Hình 2.1 Hiện trạng hệ thống kênh rạch tại Thành phố Hồ Chí Minh

2.2 TỔNG QUAN VỀ THỰC TRẠNG CHẤT THẢI RẮN TRÔI NỔI TRÊN BỀ MẶT NƯỚC TẠI HỆ THỐNG KÊNH RẠCH TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Thành phố Hồ Chí Minh nơi có tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa gia tăng nhanh chóng cả về chiều rộng lẫn chiều sâu Sự phát triển nhanh chóng về kinh tế, qui mô dân

số đã giúp thành phố trở thành đô thị bậc nhất tại Việt Nam Sự phát triển giúp mang đến rất nhiều những thành tựu nhưng cũng mang đến không ít những áp lực, sự tác động tiêu cực đến môi trường sống tự nhiên Biểu hiện là sự ô nhiễm không khí, môi trường đất, ô nhiễm nguồn nước ngầm và khá dễ để nhận thấy nhất đó là sự ô nhiễm nước tại các hệ thống kênh rạch Trong vài thập kỷ trước, kênh rạch đã từng được xem nguồn cấp nước sinh hoạt, tưới tiêu cho người dân, là nơi có thể hỗ trợ hoạt động giao thông

đi lại trong khu vực nhưng đến nay dường như các chức năng cơ bản đó đã bị đe dọa bởi nạn rác thải trôi nổi Phần lớn các nhánh kênh rạch tại Thành phố Hồ Chí Minh, kể

cả những kênh đã từng được nạo vét, cải tạo chất lượng nước kênh thì vấn đề ô nhiễm vẫn có nguy cơ tiếp tục tái diễn Tình trạng rác phủ khắp mặt kênh, rác thải sinh hoạt kèm theo lục bình cây cỏ gây tắc ngẽn dòng chảy, nước ứ đọng gây bốc mùi hôi thối nồng nặc Đặc biệt tại một số điểm nóng về môi trường như đoạn qua kênh Tham Tướng, kênh Chiến Lược, kênh Hy Vọng, kênh Tô Hiệu , hay tại một số kênh rạch nhỏ thuộc khu vực quận 8 lượng rác trên kênh nhiều đến mức có thể đi bộ trên rác băng qua kênh

Hình 2.2 : Kênh Tô Hiệu (phường Hiệp Tân, quận Tân Phú) dù được xây dựng, cải

tạo kè nhưng rác thải phủ kín mặt kênh, kèm mùi hôi thối nồng nặc

(Nguồn: vnexpress.net )

Sự đe dọa này đến từ nạn xả chất thải rắn và nguồn nước thải chưa qua xử lý một cách trực tiếp hoặc gián tiếp từ các hộ dân, các nhà xưởng, công ty, xí nghiệp xuống hệ thống kênh rạch Theo ước tính, mỗi ngày trên thành phố phát thải khoảng 100 tấn rác xuống hệ thống kênh rạch[1] Trong đó phần lớn lượng rác này là chất thải nhựa như túi nilon, thùng xốp, chai lọ, rác thải sinh hoạt, và phần còn lại là lục bình, thực vật trôi nổi,

Rác trôi nổi trên hệ thống kênh xuất phát từ hai nguồn chính: Thứ nhất là chất thải rắn sinh hoạt bị vứt trực tiếp xuống kênh từ nhà các hộ dân sống ven kênh hoặc gần kênh, từ các hộ dân sống trên ghe thuyền, các hộ kinh doanh sản xuất nhỏ lẻ như một thói quen vô ý thức của họ hay còn bởi định kiến vứt xuống kênh sẽ đỡ mất phí thu gom rác thải từ các công ty môi trường đô thị Hay theo con đường gián tiếp rác trôi nổi từ

hệ thống cống thoát nước thải từ các hộ gia đình theo dòng nước đẩy ra kênh rạch, nguồn nước ô nhiễm từ nước thải của các hộ gia đình đi qua hố tự hoại, đổ vào hệ thống thu gom của thành phố và sau đó được xả ra mạng lưới kênh rạch

Rác trôi nổi xuất hiện khắp các tuyến kênh rạch trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh Và hiện tượng ô nhiễm xuất hiện ở cả các dải đất trống dọc bờ kênh, như theo quan sát dọc một số bờ kênh như trên kênh Tham Lương, đoạn từ cầu Tân Kỳ - Tân Quý đến khu vực Nhà máy Xử lý nước thải Bình Hưng Hòa, tại các khu phố 13, 14 của phường Bình Hưng Hòa (quận Bình Tân) có thể nhận thấy nhiều khu đất trống dọc bở kênh được người dân làm chuồng trại thả bò, nuôi gà vịt Nước thải, phân gia súc/gia cầm, rác, xà bần, vật liệu hư cũ đổ đầy trên bờ kênh và dưới lòng kênh Theo thời gian lượng chất thải này sẽ dễ dàng rơi rớt xâm nhập vào hệ thống kênh và làm gia tăng nhanh chóng lượng chất thải trôi nổi trên kênh

Hình 2.3 : Một đoạn thuộc kênh Tham Lương

Ngoài ra rác còn bị lôi cuốn xuống môi trường nước thông qua dòng chảy nước mưa qua các cống thoát nước ở các mặt đường không có hệ thống rào chắn

Và đáng kể hơn là từ hệ thống thoát nước từ các nhà máy, xí nghiệp không có hệ thống xử lý nước thải hoặc có nhưng thường hoạt động không hiệu quả cũng góp phẩn đẩy rác thải sinh hoạt và nước ô nhiễm vào hệ thống kênh rạch trên địa bàn thành phố

2.3 TÁC HẠI TỪ LƯỢNG RÁC TRÔI NỔI TỒN ĐỌNG TRÊN BỀ MẶT KÊNH RẠCH

Rác trôi nổi trên kênh gây ô nhiễm trên diện rộng, rác thải sinh hoạt trôi nổi kèm theo lục bình, cây cỏ gây tắc nghẽn, ngăn dòng chảy trên kênh làm mất chức năng thoát nước của kênh Hơn nữa khi không còn khả năng cấp thoát nước lượng rác trôi nổi làm tắc nghẽn các miệng cống là một trong những nguyên nhân gây nên tình trạng ngập lụt nước ô nhiễm trên diện rộng ở thành phố mỗi khi có mưa lớn kéo dài và sau đó là sự kéo theo các đợt dịch tả, sốt xuất huyết cho người dân sinh sống ven kênh

Tại nơi giao nhau giữa các nhánh rạch ra sông lớn, khi lượng rác trôi nổi quá lớn sẽ gây bít chặt các cửa rạch, nước không ra vào con rạch gây nên tình trạng ngập ứ nước thải hôi thối, bốc mùi cả một vùng dân cư, đặc biệt là vào các thời điểm nắng nóng Điển hình như tại đoạn sông Vàm Thuật qua phường Thới An (quận 12) chỗ nào cũng đầy rác, chất thải nguy hại, xà bần đổ dọc hai bên bờ Các nhánh rạch đổ ra sông Vàm Thuật

đã bị bít chặt dòng chảy vì rác và xà bần Sự tồn đọng rác là nơi gây phát sinh có ổ dịch bệnh trong vùng

Hơn nữa nếu lượng rác thải sinh hoạt này khi đổ xuống kênh bị hòa lẫn vào nước thải công nghiệp bị ô nhiễm đã xả thải trực tiếp xuống kênh sẽ có nguy cơ trở thành một lượng lớn chất thải nguy hại và gây khó khăn hơn trong công tác xử lý về sau

Rác trôi nổi còn gây ảnh hưởng lớn đến các dự án cải tạo tại các kênh nơi nó đi qua Thực tế như tại dự án cải tạo nước kênh Ba Bò đã được Thành phố Hồ Chí Minh đầu tư khoảng 750 tỷ đồng[4] Ở công trình này có hệ thống hồ điều tiết và hồ vi sinh sẽ xử lý nguồn nước ô nhiễm của tuyến kênh (chủ yếu từ Bình Dương đổ về) trước khi đưa trở lại kênh, đổ về địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh Tuy nhiên, hiện nay việc vận hành hồ điều tiết thường xuyên tạm dừng hoạt động vì vướng rác Rác dồn về hố thu, tích tụ dày đặc tại bể hút của trạm bơm, làm nghẹt lưới chắn rác và máy bơm, nên không thể bơm nước lên hồ để xử lý Theo ông Nguyễn Văn Đam, Giám đốc Công ty TNHH MTV Quản lý và khai thác dịch vụ thủy lợi TPHCM (đơn vị đang quản lý, vận hành tạm hồ điều tiết) cho biết[4] : trong năm 2019, đơn vị đã thuê thợ lặn, sử dụng thiết bị chuyên

thêm ông đã kiến nghị chủ đầu tư dự án cải tạo kênh Ba Bò (là Trung tâm Điều hành chương trình chống ngập nay là Ban Quản lý dự án đầu tư xây dựng hạ tầng đô thị Thành phố Hồ Chí Minh) bổ sung hệ thống vớt rác tự động ở đầu vào, để đảm bảo hồ điều tiết hoạt động ổn định và thông suốt

Có thể thấy rác trôi nổi nếu không được xử lý kịp thời sẽ trở thành mối nguy hại đối với môi trường sống của người dân, đối với những công trình những dự án cải thiện chất lượng nước tại các kênh rạch trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh, từ đó ảnh hưởng đến các mục tiêu bảo vệ môi trường của thành phố

2.4 CÔNG TÁC THU GOM TRỤC VỚT RÁC TRÊN KÊNH RẠCH

2.4.1 Những phương pháp, thiết bị hỗ trợ trục vớt rác trên kênh rạch

Rác đô thị đặc biệt là rác trôi nổi trên kênh rạch đã và đang là mối đe dọa đối với môi trường và con người, cũng như vấn đề ô nhiễm môi trường đang là mối quan tâm hàng đầu của các tổ chức và cá nhân Công tác thu gom trục vớt rác trên kênh rõ ràng là một hoạt động không thể thiếu

- Cho đến thời điểm hiện tại, việc trục vớt rác trên kênh đa phần vẫn được thực hiện bằng phương pháp thủ công Theo đó người công nhân sẽ dùng các loại thuyền, xuồng xuôi theo dòng nước và dùng vợt, lưới, móc để vớt rác trôi nổi sau đó cho vào các thùng chứa Đây là một công việc khá nặng nhọc và nguy hiểm bởi người công nhân phải làm việc ngoài trời, thường xuyên tiếp xúc trực tiếp với các loại chất thải, có cả chất thải nguy hại

Hình 2.4 : Công nhân dùng vợt vớt rác trên kênh

Hơn nữa, khối lượng rác trôi nổi trên kênh ngày càng lớn và phức tạp thì việc trục vớt thủ công đã dần trở nên thiếu hiệu quả, vì thế việc nghiên cứu áp dụng các thiết bị máy móc công nghệ chuyên dụng hỗ trợ trục vớt rác trên kênh sẽ là một trong những giải pháp căng cơ cho vấn đề trên Chính vì thế mỗi ngày ở Việt Nam và trên toàn thế giới đã có rất nhiều các cá nhân và tổ chức luôn nghiên cứu tìm tòi ra các phương pháp, những thiết bị nhằm hỗ trợ việc trục vớt chất thải rắn trên sông hồ, kênh ngạch được hiệu suất cao hơn

Một thiết bị khác có công năng hỗ trợ trục vớt rác trôi nổi trên kênh rạch chính là xuồng vớt rác do Xí nghiệp Cơ khí ô tô An Lạc (thuộc Samco) thiết kế, chế tạo Thiết

bị đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền sáng chế năm 2004 Hiện tại đây là một trong những thiết bị được sử dụng khá phổ biến ở Việt Nam

Hình 2.5: Bản thiết kế xuồng vớt rác

(Nguồn : samco.com)

Xuồng vớt rác của Samco được thiết kế dạng 2 thân riêng biệt, các phao nổi liên kết với nhau bởi sàn tàu cao hơn mặt nước (loại thông dụng có chiều dài 7,5m, rộng 2,4m, cao 2,2m, có thể thay đổi tùy thiết kế).Phía đầu mỗi thân gắn 1 cánh tay gom rác Khi xuồng chạy, dòng nước sẽ tạo ra hình phễu bởi 2 cánh tay gắn trước 2 thân xuồng

có độ mở 4m [3] Rác theo đó chảy vào trong khoang có miệng hứng và được gàu vớt

tự động đặt ngay miệng hứng kéo lên các thùng chứa trên tàu Với thiết kế này xuồng

có thể hỗ trợ trục vớt được một khối lượng lớn rác chỉ với số ít công nhân làm việc, giúp giảm chi phí nhân công và giúp cho công việc trục vớt trở nên nhẹ nhàng và dễ dàng hơn đối với người lao động bởi việc vớt và nâng rác đổ vào thùng chứa đã được thực hiện hoàn toàn tự động Nhưng điểm trừ của thiết kế này là kích thước xuồng khá lớn

trong khi đặc điểm kênh rạch tại Việt Nam nói chung và Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng là nhỏ hẹp, có nhiều khúc cua, ven bờ thường có các bãi cọc, nhà người dân sinh sống nên xuồng không thể vào được.Xuồng vớt rác sẽ là phù hợp ở các đoạn sông lớn và chưa thể giải quyết triệt để toàn bộ rác trên kênh rạch

- Cũng là thuyền vớt rác trên kênh rạch nhưng thiết bị thuyền tự động thu gom rác trên sông vừa được UBND Thành phố Cần Thơ công bố trong tháng 7/2019 vừa qua được xem là phiên bản nâng cấp hơn rất nhiều Đây là một thiết kế đến từ một tổ chức phi lợi nhuận của Hà Lan giới thiệu và sẽ hợp tác ứng dụng trên địa bàn thành phố Cần Thơ trong thời gian tới Loại thuyền này có hệ thống băng chuyền để chuyển rác gom

từ sông đưa vào hệ thống và cho vào các bao tải xoay vòng Hệ thống băng chuyền có một số thiết bị cảm biến để bảo đảm khối lượng rác vào từng bao không bị quá tải hay tràn ra ngoài Thuyền thu gom rác vận hành bằng tấm pin năng lượng mặt trời và quản

lý vận hành bằng hệ thống cảm biến tự động Và theo thiết kế, thuyền sẽ đậu và hoạt động tại nơi có dòng chảy mạnh và điểm giao của các dòng chảy để thu gom rác trên sông Có thể thấy tính hiệu quả của thiết bị khá cao bởi thuyền vừa trục vớt, vừa cho rác thu được vào các bao tải và việc còn lại của công nhân chỉ là mang các bao tải đó đến điểm tập kết và xử lý Tuy nhiên để băng chuyền đủ lực để hoạt động thì thuyền phải làm việc tại những nơi có dòng chảy mạnh và đây sẽ là yếu tố gây nên sự bất tiện của thiết bị bởi không phải ở hệ thống kênh rạch nào nước cũng đủ mạnh và nhiều để hỗ trợ máy hoạt động

- Một phiên bản khác của thuyền vớt rác trên sông, kênh rạch là thuyền vớt rác của tập đoàn HANWHA Ngày 5/6/2019, tại tỉnh Vĩnh Long, Tập đoàn Hanwha (Hàn Quốc) với sự hỗ trợ của Tổng cục Môi trường Việt Nam và Viện Tăng trưởng Xanh Toàn cầu (Global Green Growth Institute – GGGI), đã phát động chiến dịch 'Làm sạch sông Mê Kông' Theo đó, Tập đoàn Hanwha đã trao tặng tỉnh Vĩnh Long hai chiếc thuyền chạy bằng năng lượng mặt trời, được sử dụng để làm sạch sông Mê Kông

Hình 2.6 : Thuyền vớt rác của tập đoàn Hanwha

(Nguồn: vtc.vn)

Thuyền được vận hành bởi các mô-đun năng lượng mặt trời Hanwha Q CELLS’ Q.PEAK Với thiết bị này người công nhân chỉ cần điều khiển thuyền đến những nơi có chất thải trôi nổi, còn thuyền sẽ tự động thu hút rác và giữ lại bên trong thuyền Thuyền

có kích thước tương đối lớn nên chỉ hoạt động tại các đoạn kênh lớn

Trong thời gian qua, với những vấn đề về môi trường đang được quan tâm thì vấn

đề chất thải trôi nổi trên sông hồ, kênh rạch cũng không ngoại lệ Đã có những chiến dịch, những thiết bị được tạo ra để giải quyết rác trôi nổi, mỗi thiết bị sẽ hỗ trợ ở những đặc điểm môi trường khác nhau với mục tiêu duy nhất là giữ lấy môi trường sạch và góp phần giảm ô nhiễm môi trường

2.4.2 Tình hình công tác trục vớt rác trôi nổi trên bề mặt nước hệ thống kênh rạch Thành phố Hồ Chí Minh

Rác trôi nổi thực sự là một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng tại Thành phố Hồ Chí Minh Vì thế việc vớt rác trôi nổi trên kênh rạch ở Thành phố Hồ Chí Minh cũng đã được thực hiện như: ở kênh Đôi – Tẻ và Bến Nghé – Tàu Hủ, bắt đầu vớt rác từ năm 1999 và ở kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè vào năm 2012 Ở kênh Đôi – Tẻ

và Bến Nghé – Tàu Hủ, trước năm 2014, việc vớt rác được thực hiện hoàn toàn bằng sức người Kể từ năm 2014, nhờ vào dự án cơ giới hóa quy trình vớt rác, lượng rác vớt được mỗi ngày đã tăng lên đáng kể và công việc cũng dễ dàng hơn trước Việc cơ giới hóa cụ thể là trang bị các tàu composite lớn có trang bị cần cẩu Trên mỗi xuồng máy

có ba công nhân làm việc: một công nhân lái tàu kiêm vận hành cần cẩu, và hai công nhân vớt các loại rác có kích thước lớn Cần cẩu này được thiết kế đặc biệt cho công việc vớt rác Rác nhỏ được hứng vào hai tấm lưới gắn hai bên mạn xuồng Sau khi rác

Hình 2.7 : Bộ phận cẩu cạp gắn trên thuyền giúp đẩy nhanh tiến độ vớt rác trên kênh

( Nguồn: baovemoitruong.com)

Ngoài ra, còn có các xuồng nhỏ không có động cơ dùng để vớt rác ở các khu nhà sàn hoặc những nơi mà xuồng máy lớn không vào được Trên mỗi xuồng nhỏ có hai công nhân sử dụng vợt cầm tay để vớt rác Ca làm việc từ 6 giờ sáng đến 6 giờ chiều với 1 giờ nghỉ trưa Công việc vớt rác sẽ tạm dừng nếu mực nước trên kênh quá thấp, xuồng không thể di chuyển hoặc khi trời mưa lớn

Công tác vớt rác trôi nổi trên các kênh chính, gồm kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè, Tân Hóa – Lò Gốm, Đôi – Tẻ và Bến Nghé – Tàu Hủ do Sở TN&MT quản lý Tuy nhiên,

Sở đã giao cho 2 công ty dịch vụ công ích thực hiện: Xí nghiệp Vận Chuyển Số 3 (XN3) thuộc CITENCO phụ trách kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè và kênh Tân Hóa – Lò Gốm, và công ty Dịch Vụ Công Ích Quận 8 (Cty DVCIQ8), phụ trách kênh Đôi – Tẻ và Bến Nghé – Tàu Hủ Hành trình của rác trôi nổi trên kênh phụ trách bởi hai công ty là riêng biệt và không làm cản trở quy trình quản lý chất thải rắn nói chung, và được phác thảo

sơ bộ như trong hình:

Hình 2.8: Hệ thống xử lý rác sau trục vớt

(Nguồn: Kiều Lê Thủy Chung, 2016)

Công việc vớt rác trên kênh là một công việc nặng nhọc, trong đó công nhân được trang bị vài dụng cụ vớt rác thô sơ hoặc có hỗ trợ một phần bằng máy, quần áo bảo hộ, liên tục tiếp xúc trực tiếp với rác cũng như hít thở mùi hôi của rác Thêm vào đó, ca làm việc mỗi ngày rất dài và các công nhân phải làm việc hàng ngày Đặc biệt là vào dịp tết Nguyên Đán và ngày lễ, công nhân phải làm việc liên tục không có ngày nghỉ và thậm chí công việc nặng nhọc hơn ngày thường do lượng rác lúc này rất nhiều Việc vớt rác phụ thuộc dòng thủy triều và theo ca làm việc khiến cho việc vớt rác vẫn chưa thực sự hiệu quả Khi các thuyền vớt rác xuôi theo dòng nước vớt rác cho đến cuối hành trình thì ở phía đầu hành trình rác lại bắt đầu xuất hiện và trôi dạt Hơn nữa do khối lượng rác tương đối lớn nên thuyền vớt hiện chỉ quan tâm và trục vớt những mảng rác lớn nên sau

khi thuyền đi qua thì vẫn còn sót lại khá nhiều các loại mảnh vụn rác từ nhỏ đến siêu nhỏ

Hình 2.9 : Bề mặt kênh Lò Gốm sau khi được thuyền vớt rác

(Nguồn: Sinh viên chụp)

Tuy khối lượng còn lại tương đối nhỏ nhưng nếu không được quan tâm và giải quyết triệt để thì chúng sẽ thấm dần và chìm xuống đáy kênh gây nên những hệ lụy về đối với kênh, hoặc những mảnh vụn này tiếp tục trôi nổi và theo dòng nước bị cuốn ra các sông lớn, đổ ra đại dương Vì thế việc trục vớt rác trôi nổi trên kênh sẽ cần có những thay đổi

và cải tiến hơn rất nhiều

Chương 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 NGUYÊN LIỆU VÀ CHI TIẾT THIẾT BỊ:

 Cấu tạo thiết bị:

Hình 3.1: Cấu tạo thiết bị

Với thiết kế này thiết bị gồm có 7 chi tiết, cụ thể như sau

Các chi tiết chính:

Thân thiết bị

Máy bơm

Ống trượt ngăn nước

Thiết bị thu gom rác

Những đặc điểm cũng như vai trò của từng thiết bị được mô tả chi tiết như sau:

Trục đỡ thiết bị: được làm sắt U không rỉ ,được mạ lớp sơn chịu được bền

với môi trường không che chắn

Kích thước trục đỡ thiết bị:

 Chiều dài 148cm

 Chiều rộng 10cm

Thân vỏ:có nguồn gốc là thùng nhựa 45kg chứa đựng các thực phẩm dạng

bột sau khi sử dụng được tận dụng lại làm thân thiết bị

Kích thước của thân thiết bị:

 Đường kính miệng thùng 47cm

 Chiều cao 54cm

 Đường kính đáy 33cm

Hình 3.3: Thân vỏ

Vòng cố định ống trượt: : được làm bằng nhựa peek của Đức chịu được

nhiệt độ cao, được gia công với phương pháp tiện, đảm bảo chính xác kích thước và chống mài mòn tốt

Kích thước vòng cố định

 Đường kính 48cm

 Cao 10cm