CÔNG TY HOLCIM VIỆT NAM TÔN VINH TÀI NĂNG SÁNG TẠO SINH VIÊN GIẢI THƯỞNG “HOLCIM PRIZE - 2011” ĐỀ TÀI THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHƯNG CẤT NƯỚC NGỌT QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH CHO NGƯỜI DÂN MIỀN BIỂN Người thực hiện: Nguyễn Ngọc Anh Phạm Duy Linh Đơn vị: Trường Đại học Cần Thơ Số ĐT: 01684.968.607 Cần Thơ, 08/2011 Holcim Prize năm 2011 MỤC LỤC I Trang Tóm tắt nội dung đề tài 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu dự án .1 Địa điểm thực dự án .2 Đối tượng thụ hưởng Những lợi ích mặt phát triển cộng đồng, xây dựng bền vững bảo vệ môi trường Phương pháp nghiên cứu .4 Các đối tác hỗ trợ mặt kinh phí triển khai Sơ lược chi phí/giá thành Kết dự kiến II Mục tiêu lợi ích đề tài: Về mặt phát triển cộng đồng Về mặt bảo vệ môi trường .6 Về mặt xây dựng bền vững III Phương pháp nghiên cứu & nguồn thông tin tham khảo Nghiên cứu thứ cấp Nghiên cứu trực tiếp 12 IV Các giai đoạn thực thời gian dự kiến cho giai đoạn 12 Giai đoạn nghiên cứu 12 Các bước chuẩn bị 12 Kế hoạch triển khai 13 Kế hoạch trì 13 V Nội dung công việc cụ thể giai đoạn 13 Giai đoạn nghiên cứu 13 Các bước chuẩn bị 17 Giai đoạn triển khai 19 Kế hoạch trì 21 VI Những chứng minh cho thấy khả ứng dụng trì dự án 23 Các điều kiện để dự án triển khai thực tế .23 Đại học Cần Thơ Trang i Holcim Prize năm 2011 Những việc làm làm để đảm bảo thỏa điều kiện .25 VII Kết dự kiến, hạn chế trình nghiên cứu đề tài đề xuất khắc phục 26 Những kết dự kiến 26 Những hạn chế trình nghiên cứu, đề xuất cách khắc phục 27 VIII Phụ lục 28 Tài liệu tham khảo Đại học Cần Thơ Trang ii Holcim Prize năm 2011 Tên thành viên nhóm: Nguyễn Ngọc Anh - Phạm Duy Linh Tên trưởng nhóm: Nguyễn Ngọc Anh - Khoa: Môi Trường & TNTN - Trường Đại học Cần Thơ ĐT: 01684.968.607 Email: hondacodon2009@gmail.com Tên đề tài: “Thiết kế thiết bị chưng cất nước mặn thành nước quy mô hộ gia đình cho người dân miền biển” I Tóm tắt nội dung đề tài Lý chọn đề tài Như biết, trạng thiếu nước sinh hoạt vào mùa khô năm qua khu vực ven biển, hải đảo, vùng bị xâm nhập mặn đáng báo động Để có nước sinh hoạt người dân phải xa nơi để mua nước mua với giá cao, có nơi lên đến 116 ngàn đồng cho 1m3 vào mùa khô [1] Mặc dù sống người dân khó khăn vậy, với tình hình kinh tế bất ổn điều kiện địa hình phức tạp khu vực toán việc cấp nước sinh hoạt cho hộ dân sống vùng kể khó giải Trước tình hình này, việc cần phải có giải pháp hiệu việc cấp nước cho người dân s d ng cần thiết Bên cạnh đó, nhóm chúng tôi, có nhiều bạn có quê khu vực kể trên, hết, bạn có ước muốn giải pháp cấp nước với giá rẻ cho gia đình hộ dân sinh sống khu vực Ước muốn ngày trở nên thiết thực hết gặp thảo luận nhiều vấn đề Kết thảo luận định nghiên cứu mô hình cấp nước cho người dân miền biển lượng mặt trời Cùng lúc đó, chương trình giải thưởng “Holcim Prize 2011” triển khai trường đăng ký ý tưởng công trình nghiên cứu tham gia chương trình với tên là: “Thiết kế thiết bị chưng cất nước mặn thành nước quy mô hộ gia đình cho người dân miền biển” Mục tiêu dự án Nghiên cứu, thiết kế thiết bị chưng cất nước mặn thành nước phải đảm bảo yếu tố sau: + S d ng lượng xạ mặt trời (hay gọi nắng) Đại học Cần Thơ Trang Holcim Prize năm 2011 + S d ng vật liệu đơn giản (nhựa, kính, ván ép, ván v n,…) tái s d ng số vật liệu có khả tái s d ng như: xơ dừa, ống nhôm cũ,… + Có cấu tạo nhiều hình dạng khác như: dạng hộp chữ nhật, dạng tháp,… + Thiết bị có nhiều quy mô khác nhau: để hiệu suất chưng cất nước linh động + Giá thành thấp nhiều so với thiết bị chưng cất nước khác => Tạo nguồn nước sạch, giá rẻ để cung cấp cho ghe - tàu biển, hộ gia đình miền biển, hải đảo, khu vực thường xuyên bị xâm nhập mặn nơi nước để sinh hoạt Địa điểm thực dự án Do đề tài đề tài nghiên cứu thực tế nên phải trải qua nhiều giai đoạn thực nhiều nơi khác nhau, c thể sau: + Giai đoạn nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết, tìm hiểu kiến thức thực tế thiết kế mô hình mẫu; - Thực thí nghiệm định hướng mô hình mẫu để xác định thông số hoạt động thiết bị chưng cất nước hoàn chỉnh; - Tổng hợp x lý số liệu => Những việc làm thực khuôn viên khoa, thư viện khoa phòng thí nghiệm môn Kỹ Thuật Môi Trường - Khoa Môi Trường Tài nguyên Thiên nhiên - Đại học Cần Thơ + Giai đoạn tiền triển khai: - Vận chuyển thiết bị mẫu thực tế khu vực thường xuyên bị xâm nhập mặn; - Thực thí nghiệm kiểm chứng thiết bị mẫu địa phương; - Tổng hợp x lý số liệu so sánh với thí nghiệm giai đoạn nghiên cứu => Những việc làm thực nhà hộ dân xã Mỹ An - huyện Thạnh Phú - tỉnh Bến Tre phòng thí nghiệm môn Kỹ Thuật Môi Trường - Khoa Môi Trường Tài nguyên Thiên nhiên - Đại học Cần Thơ + Giai đoạn triển khai (dự kiến): triển khai đề tài thực tế, triển khai đến đối tượng sau: - Các tàu ghe biển; - Những hộ dân sống ven biển; - Các hộ dân sống hải đảo; Đại học Cần Thơ Trang Holcim Prize năm 2011 - Những hộ dân sống khu vực thường xuyên bị xâm nhập mặn => Do đó, ưu tiên thực tỉnh Kiên Giang Bởi vì, tỉnh có tất đối tượng mà hướng đến Đối tượng thụ hưởng Đối tượng th hưởng mà đề tài hướng tới bao gồm tất hộ gia đình hay cá nhân, tập thể, tổ chức chưa có có nguồn nước ngọt, sinh hoạt với giá đắt mà có nhu cầu s d ng sống khu vực sau: + Các ghe, tàu biển đánh bắt cá; + Những khu vực ven biển hải đảo; + Và địa phương đất liền thường xuyên bị xâm nhập mặn Bên cạnh đó, tất có nhu cầu chưng cất nước biển thành nước lượng mặt trời để ph c v cho nhu cầu sinh hoạt s d ng thiết bị Những lợi ích mặt phát triển cộng đồng, xây dựng bền vững bảo vệ môi trường Đây đề tài nghiên cứu thiết kế thiết bị s d ng lượng mặt trời để chưng cất nước mặn thành nước Thiết bị có nhiều hiệu suất khác tất có quy mô ứng d ng cho hộ gia đình, áp d ng nguyên lý hoạt động lắp đặt đơn giản, không s d ng hóa chất, vận hành đơn giản có giá thành thấp Bên cạnh đó, đối tượng s d ng mà đề tài hướng đến hộ dân vùng biển - nước sinh hoạt (hoặc có phải mua với giá cao) Do đó, đề tài có lợi ích lĩnh vực phát triển cộng đồng, xây dựng bền vững bảo vệ môi trường C thể sau: + Phát triển cộng đồng: với lợi chi phí thấp đơn giản nên thiết bị đáp ứng rộng rãi nhu cầu s d ng nước người dân sống miền biển, hải đảo hay vùng thường xuyên bị xâm nhập mặn mà chưa có thường xuyên nước ngọt, để sinh hoạt Bên cạnh đó, s d ng thiết bị này, người dân tiết kiệm số tiền đáng kể cho việc mua nước để sinh hoạt vào mùa khô Do đó, thiết bị chưng cất nước mặn thành nước góp phần nâng cao chất lượng đời sống vật chất tinh thần cho người dân khu vực + Bảo vệ môi trường: thiết bị s d ng nguồn lượng xạ mặt trời không s d ng hóa chất Hơn nữa, trọng s d ng nhiều vật liệu có sẵn tự nhiên, ưu tiên tái s d ng số vật liệu có khả tái s d ng Vì vậy, thiết bị thân thiện với môi trường Đại học Cần Thơ Trang Holcim Prize năm 2011 + Phát triển bền vững: thiết bị vừa tạo nguồn nước ngọt, rẻ mà vừa không làm ô nhiễm môi trường Mặt khác, việc s d ng rộng rãi thiết bị góp phần hạn chế việc khai thác s d ng mức nguồn nước ngầm Qua đó, tránh nguy hạ thấp mạch nước ngầm vấn đề môi trường kèm Bên cạnh đó, việc s d ng rộng rãi thiết bị vừa giúp nhà nước tiết kiệm chi phí xây dựng hệ thống cấp nước sinh hoạt cho người dân mà giúp nhân dân miền biển tiết kiệm số tiền đáng kể cho việc mua nước sinh hoạt với giá cao Số tiền mà nhà nước tiết kiệm đầu tư vào lĩnh vực khác cho xã hội như: y tế, giáo d c, điện, đường,… số tiền người dân tiết kiệm dùng vào m c đích sinh hoạt khác như: cho em học, làm kinh tế,…Và cuối việc s d ng thiết bị góp phần nâng cao đời sống nhân dân làm cho xã hội phát triển ngày bền vững Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu áp d ng đề tài “phương pháp nghiên cứu trực tiếp” Trình tự giai đoạn nghiên cứu sau: + Tìm hiểu sở lý thuyết kiến thức thực tế liên quan đến đề tài, tham khảo ý kiến chuyên gia => thiết kế mô hình mẫu + Thực thí nghiệm định hướng mô hình mẫu để xác định thông số thiết kế hoạt động thiết bị hoàn chỉnh + Triển khai mô hình mẫu thực tế để đánh giá xác hiệu suất hoạt động khả ứng d ng thực tế đề tài + Tổng hợp x lý số liệu lựa chọn hình dạng thiết bị để thực bước (dạng hộp chữ nhật hay dạng tháp) + Thiết kế thiết bị chưng cất nước hoàn chỉnh với nhiều hình dạng hiệu suất chưng cất khác Sẽ có hai loại hình dạng thiết bị là: dạng hộp chữ nhật dạng tháp, ứng với ba mức hiệu suất thiết kế 90, 120 150 lít/ngày cho loại (chúng thực giai đoạn này) + Chuẩn bị vật liệu tiến hành lắp ráp thiết bị hoàn chỉnh kiểm tra lại khả hoạt động thiết bị trước triển khai thực tế để có điều chỉnh, bổ sung kịp thời (nếu có điều kiện) Các đối tác hỗ trợ mặt kinh phí triển khai Trong trình thực đề tài này, nhận hỗ trợ như: Đại học Cần Thơ Trang Holcim Prize năm 2011 + Kinh phí: công ty Holcim gia đình + Cơ sở lý thuyết - kỹ thuật: thầy (cô) giảng viên Khoa Môi trường Tài nguyên Thiên nhiên - Trường Đại học Cần Thơ + Triển khai: thầy cô, bạn bè quyền địa phương nhân dân nơi triển khai đề tài Sơ lược chi phí/giá thành Chi phí cho thiết bị hoàn chỉnh bao gồm loại chi phí sau [ph l c - giá thành]: + Chi phí để mua vật liệu, gia công, lắp ráp chúng thành thiết bị hoàn chỉnh + Chi phí để vận chuyển vật liệu đến nơi triển khai + Tiền công cho người tham gia trình lắp đặt thiết bị hoàn chỉnh + Các khoản tiền khác => Sau tính tổng chi phí cho mô hình dạng hộp có diện tích mặt tiếp xúc 0,5 m2 (1 x 0,5m) mình, tính chi phí cho việc lắp đặt thiết bị thực tế có giá thành 400.000 đồng/m2 Nghĩa ứng với 1m2 diện tích mặt tiếp xúc thiết bị 400.000 đồng (giá thành cụ thể phụ lục - bảng 2) Bên cạnh đó, có hình dạng cấu tạo tương đối khác nhau, giá thành hai loại thiết bị Kết dự kiến Chúng chế tạo thành công thiết bị chưng cất nước mặn thành nước dùng lượng mặt trời quy mô hộ gia đình Thiết bị có số đặc điểm sau: - Vật liệu: ván, kính thủy tinh (hay kính nhựa), giấy bạc, ván ép, đinh, sơ dừa, ống nhựa PVC (hay ống nhôm cũ), gỗ (hay sắt), tone (hay thiết), thùng chứa nước (hay lu, khạp),… - Hình dạng: dạng hộp chữ nhật có mặt tiếp xúc (tấm kính - hứng nước) có độ nghiêng 5% (dạng tháp 300) so với độ dài mặt đáy M c đích để việc thu nước ngưng t nhanh chống lượng nước ngưng t bốc ngược trở lại [phụ lục 3.3] - Các mức hiệu suất thiết kế (tương ứng với diện tích đất sử dụng): 90lít/ngày (16m2); 120lít/ngày (24m2); 150lít/ngày (30m2) - Tỉ lệ hiệu suất chưng cất nước diện tích bề mặt: từ 4,0 - 6,0 lít/m2.ngày (vì nước ta nước nhiệt đới) - Thời gian chưng cất: ngày từ 7h - 17h vào mùa khô Đại học Cần Thơ Trang Holcim Prize năm 2011 - Chất lượng nước đầu ra: lượng nước thu không độ mặn, độ đ c < NTU không tổng Coliform => nước thu tắm, giặt, nấu ăn uống II Mục tiêu lợi ích đề tài Về mặt phát triển cộng đồng + Mục tiêu: tạo điều kiện cho người dân sống vùng ven biển, hải đảo, khu vực bị ảnh hưởng tượng xâm nhập mặn mà chưa có nước sinh hoạt phải mua với giá cao có nguồn nước ngọt, sạch, giá rẻ để ph c v cho nhu cầu sinh hoạt họ Bên cạnh đó, đề tài hướng đến việc ph c v cho ghe, tàu biển đánh bắt hải sản, nhằm giúp họ tiết kiệm chi phí mua nước dự trữ cho trình đánh bắt + Lợi ích: góp phần cải thiện đời sống vật chất đời sống tinh thần cho người dân khu vực kể như: - Tiết kiệm tiền mua nước giá thành lại đắt để s d ng cho m c đích sinh hoạt hàng ngày - Hạn chế lây lan mầm bệnh hay phát sinh loại bệnh khác s d ng nguồn nước chưa x lý Bên cạnh đó, hạn chế loại bệnh nguy hiểm khác nước s d ng như: bệnh da, bệnh đường tiêu hóa - Cải thiện đời sống kinh tế tinh thần người dân có nước sinh hoạt với giá rẻ nên hoạt động thương mại - dịch v như: vui chơi, giải trí, ăn uống phát triển theo,… - Đối với người biển họ vừa tiết kiệm chi phí trình đánh bắt mà đề phòng trường hợp bị thiếu nước phải dài ngày biển ý muốn Về mặt bảo vệ môi trường + Mục tiêu: mặt bảo vệ môi trường, đề tài trọng vào ba m c tiêu là: - Thiết bị vận hành nguồn lượng lượng xạ mặt trời – không s d ng nguồn lượng hóa thạch hay nguồn lượng gây ô nhiễm môi trường - Trong trình chế tạo vận hành thiết bị không thải chất thải làm ô nhiễm môi trường tiếp nhận - Ưu tiên s d ng vật liệu đơn giản, dễ tìm mua, giá rẻ tái s d ng vật liệu qua s d ng xơ dừa, tone (các miếng thiết), nhựa, giấy cứng, ván ép,… + Lợi ích: Đại học Cần Thơ Trang Holcim Prize năm 2011 - Đề tài không s d ng nguồn lượng hóa thạch nên không gây ô nhiễm môi trường - Chẳng không thải chất thải có khả gây ô nhiễm môi trường mà đề tài góp phần giảm lượng phát thải gây ô nhiễm môi trường ưu tiên s d ng vật liệu có khả tái chế - Bên cạnh đó, việc s d ng vật liệu đơn giản, dễ tìm mua, dễ gia công, dễ lắp ráp - chế tạo nên không cần phải s d ng đến loại vật liệu đặc biệt tạo khai thác tài nguyên thiên nhiên => góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường Về mặt xây dựng bền vững + Mục tiêu => Lợi ích: Đối với mặt xây dựng phát triển bền vững đề tài đặt m c tiêu hướng đến lợi ích sau: - Do không gây ô nhiễm môi trường sản phẩm có giá thành thấp nên tạo ủng hộ đông đảo người dân khu vực nêu => Khi đó, tiết kiệm số tiền lớn cho việc cấp nước cho hộ dân Số tiền ph c v cho nhu cầu khác xã hội, xã hội ngày phát triển bền vững - Nếu thiết bị s d ng rộng rãi chắn góp phần hạn chế lượng đáng kể nguồn nước ngầm bị khai thác để ph c v cho việc cấp nước cho hộ dân sống khu vực => Khi đó, góp phần giảm thiểu việc khai thác mức nguồn nước ngầm gián tiếp đơn giản hóa nhiều vấn đề liên quan đến tượng “ hạ thấp mực nước ngầm” III Phương pháp nghiên cứu & nguồn thông tin tham khảo [phụ lục 2.1] Nghiên cứu thứ cấp: Chúng nghiên cứu nhiều tài liệu nước nước lĩnh vực nghiên cứu đề tài: + Theo Viện Hóa học thiết kế 06 loại máy chưng cất nước, từ đơn giản tới phức tạp, phù hợp với điều kiện c thể, đáp ứng quy mô tập thể hộ gia đình - Ưu điểm: vật liệu chế tạo thiết bị thông d ng, dễ tìm mua thị trường kính dày 3mm, nhôm lá, nhôm thanh, sắt không gỉ, gỗ, xi măng, ống nhựa Vật liệu chuyển pha trữ nhiệt thông d ng có nguồn gốc Paraphin Theo đánh giá sơ độ bền thiết bị đạt từ 5-10 năm Đại học Cần Thơ Trang Holcim Prize năm 2011 + Ưu tiên trì phát triển đề tài vùng khó khăn tiếp t c khảo sát vùng khác để tiếp t c triển khai đề tài: - Trong giai đoạn sau đề tài, không ngừng khảo sát tìm vùng mà nhu cầu nguồn nước s d ng thiết để ưu tiên triển khai đề tài đến khu vực nhanh - Nếu việc triển khai đạt kết tốt chuyển phần hướng đề tài sang việc sản xuất thành phẩm để cung cấp cho người dân Số tiền thu thực cho việc hỗ trợ người dân vùng khó khăn có nước sinh hoạt Thuận lợi: + Sau triển khai xong giai đoạn đầu, có kinh nghiệm kết nghiện cứu - triển khai định nên việc đề phướng hướng hoạt động cho giai đoạn không khó khăn + Nếu giai đoạn đầu thu kết khả quan khả công ty Holcim tiếp t c tài trợ cho giai đoạn cao Bởi vì, công ty Holcim công ty có tinh thần hướng tới cộng đồng cao với nhiều hoạt động thiết thực Việc tiếp t c triển khai đề tài thực tế công việc thường làm công ty với m c tiêu lợi ích cộng đồng xã hội Khó khăn => Khắc phục: + Sẽ khó khăn cho việc khảo sát để tìm khu vực khó khăn có nhu cầu s d ng nước thiết Bởi vì, điều làm tốn nhiều thời gian, công sức chi phí => Chúng s d ng tất kiến thức, kinh nghiệm quen biết để lựa chọn địa điểm triển khai đề tài giai đoạn sau Bên cạnh đó, cố gắng s d ng tiết kiệm việc, chỗ số tiền mà đơn vị tài trợ cấp cho đề tài, để đảm bảo hiệu triển khai tốt có nhiều người dân có hoàn cảnh khó khăn s d ng nguồn nước sinh hoạt + Sau giai đoạn đầu triển khai đề tài thành công, có nhiều th thách cho việc triển khai Đó là: tìm vật liệu mới, nâng cao công suất, giảm diện tích, hay nâng cao tính thẩm mỹ cho thiết bị chưng cất hoàn chỉnh => Để hoàn thành tốt nhiệm v này, cần tập trung cao độ vào trình vận hành để rút kinh nghiệm nhận sai sót có hướng khắc ph c kịp thời Từ đó, Đại học Cần Thơ Trang 22 Holcim Prize năm 2011 đưa định hướng cần phải làm đề tài hoàn thiện Bên cạnh đó, cần tư vấn, hỗ trợ chuyên gia tất người quan tâm đến đề tài để góp phần giúp cho trình hoàn thiện đề tài nhanh trình triển khai đề tài đạt kết tốt Những chứng minh cho thấy khả ứng dụng trì dự án VI Các điều kiện để dự án triển khai thực tế: + Nguồn kinh phí hiệu kinh tế: - Nguồn kinh phí: triển khai thực tế chắn nhận khoản đầu tư kinh phí từ phía công ty Holcim Việt Nam Nếu tiếp t c vận động hỗ trợ kinh phí công ty khác có ý nguyện đầu tư vào phát triển cộng đồng Bên cạnh đó, bán thiết bị hoàn chỉnh với giá thành phù hợp người sủ d ng để thu hồi vốn Số tiền thu được, tiếp t c đầu tư vào trình triển khai dự án - Hiệu kinh tế: Với hiệu suất hoạt động lúc triển khai thực tế Bến Tre (gần lít/m2.ngày); giá thành 1m2 diện tích mặt tiếp xúc 400.000 đồng; thời gian s d ng thiết bị – 10 năm; gia đình gồm bốn thành viên có nhu cầu s d ng nước cho việc ăn, uống, tắm lại, giặt lại 120 lít/ngày số tiền đầu tư cho thiết bị khoảng triệu đồng Nếu biết s d ng tiết kiệm dùng nước m c đích (chỉ s d ng cho việc ăn, uống, tắm lại, giặt xả lại quần áo, việc khác s d ng nguồn nước có sẵn địa phương) chắn dự án có hiệu kinh tế => Về mặt nguồn kinh phí ổn hợp lý, mặt hiệu kinh tế khả quan + Mặt bằng: yếu tố ph thuộc vào lượng nước mà người dân cần s d ng ngày Với kết khảo sát lượng nước mà người dân cần ngày vào khoảng từ 90 – 150 lít (từ – người/hộ) Thiết bị có hiệu suất chưng cất nước gần lít/m2.ngày diện tích đất cần s d ng vào khoảng từ 16 - 30m2 Đây diện tích không đáng kể so với điều kiện vùng quê Nhưng để hạn chế tối thiểu việc thiết bị chiếm diện tích đất canh tác người dân, ưu tiên s d ng bãi đất bờ kinh, ao, mương hay khu đất trống để đặt thiết bị Tuy nhiên, khu vực phải dọn cao xung quanh để có lượng xạ đủ lớn cho việc chưng cất nước Bên cạnh đó, đặt thiết bị giá đỡ có độ cao khoảng từ – 3m M c đích người dân s d ng diện tích đất vào m c đích s d ng khác => Vấn đề mặt không đáng ngại, hợp lý thuận tiện cho việc triển khai Đại học Cần Thơ Trang 23 Holcim Prize năm 2011 + Nhân lực: trình triển khai có giai đoạn nhỏ trình lắp đặt thiết bị vận hành thiết bị: - Giai đoạn lắp đặt thiết bị: giai đoạn cần nguồn nhân lực đông, khoảng bảy người cho việc lắp đặt thiết bị Tuy nhiên, cần hai người nhóm để điều hành đủ, năm người lại làm việc theo hướng dẫn người nhóm Nguồn nhân lực nhờ người dân địa phương người hộ gia đình triển khai đề tài - Giai đoạn vận hành thiết bị: giai đoạn cần người nhóm khoảng từ - ngày Thành viên nhóm chịu trách nhiệm vận hành thiết bị thiết bị hoạt động ổn định bàn giao hướng dẫn người gia đình cách vận hành thiết bị Nếu người dân vận hành có tr c trặc gì, họ liên lạc trực tiếp với thành viên nhóm họ tư vấn Khi lắp đặt xong thiết bị khu vực tiến hành lắp đặt thiết bị khác khu vực khác Thời gian lắp đặt hoàn thành thiết bị khoảng từ - ngày.Trong đó, thời gian vận hành thiết bị thành viên nhóm trước bàn giao cho dân từ -5 ngày Vậy, nhóm cần năm người cho giai đoạn triển khai thực tế [phụ lục 2.3] => Vấn đề nhân lực có phức tạp hoàn toàn kiểm soát + Kỹ thuật - chuyên gia: trình triển khai chắn gặp cố vấn đề đột xuất xảy Có thể giải được, khả thiếu kinh nghiệm giải vấn đề thực tế Do đó, để đảm bảo an toàn, cần chuyên gia để hỗ trợ mặt kỹ thuật lẫn kinh nghiệm vận hành thiết bị => Trong môn có nhiều thầy, cô chuyên gia lĩnh vực nên hoàn toàn yên tâm vấn đề + Cơ sở vật chất - trang thiết bị: trình triển khai đề tài, cần nhiều d ng c trang thiết bị Do đó, việc s d ng nhờ trang thiết bị người dân địa phương hay hộ gia đình triển khai đề tài, s d ng nhờ thiết bị môn như: dao, búa, thùng, nhiệt kế, phòng thí nghiệm, máy đo độ đ c,… => Vấn đề sở vật chất trang thiết bị đơn giản nên hoàn toàn tự xoay sở để hoàn thành tốt đề tài + Sự hỗ trợ quyền địa phương: khu vực triển khai đề tài, cần cán xã để hướng dẫn, giúp đỡ suốt trình => Đây đề tài có phần m c tiêu hướng đến lợi ích công đồng nên chắn nhận hỗ trợ quyền địa phương Đại học Cần Thơ Trang 24 Holcim Prize năm 2011 Những việc làm làm để đảm bảo thỏa điều kiện + Những việc làm: - Về mặt kinh phí: cố gắng làm việc suốt trình nghiên cứu M c đích làm số liệu xác để chứng minh với người đề tài hoàn toàn có khả ứng d ng thực tế có tính CD, SC, SEP cao - Nhân lực: giai đoạn nghiên cứu chuẩn bị nên vấn đề nhân lực chưa cần thiết Các thành viên nhóm thực tốt công việc phân công Chúng quan tâm đến vấn đề nhân lực giai đoạn sau Bởi giai đoạn sau, cần thêm vài người để hỗ trợ cho trình triển khai thực tế - Mặt bằng: đề tài giai đoạn nghiên cứu giai đoạn chuẩn bị nên s d ng mô hình mẫu nên mặt s d ng không lớn Bên cạnh đó, tiếp t c nghiên cứu để cải thiện hiệu suất chưng cất nhằm m c đích giảm diện tích mặt s d ng Kết chứng tỏ hiệu suất chưng cất nước thực tế lít/m2/ngày cao so với trình nghiên cứu dao động từ (4 – lít/m2/ngày) Nhưng theo thầy Lê Hoàng Việt hoàn toàn nâng cao hiệu suất chưng cất thông qua việc nghiên cứu lại độ nghiêng mặt tiếp xúc, khoảng cách mặt nước mặt tiếp xúc phải bổ sung hệ thống làm lạnh cho mặt tiếp xúc dòng nước lạnh Tất yếu tố với điều kiện khí hậu nhiệt đới nước ta góp phần nâng cao hiệu suất thiết bị lên khoảng lít/m2/ngày Nếu hiệu suất chưng cất lít/m2/ngày cần diện tích đất 15m2 (10m x 5m) cấp đủ nước sinh hoạt cho gia đình có ba thành viên (90 lít/ngày) Chúng cố gắng thực thí nghiệm để hoàn thiện mô hình nhằm nâng cao hiệu suất chưng cất nước đồng thời hạ giá thành mặt s d ng - Cơ sở vật chất: s d ng dao, búa, thùng, nhiệt kế, phòng thí nghiệm, máy đo độ đ c, máy đo pH,… môn để ph c v cho trình nghiên cứu - Kỹ thuật - chuyên gia: nhờ hướng dẫn học hỏi kinh nghiệm anh chị khóa trước làm đề tài Luận văn tốt nghiệp đại học lĩnh vực lượng mặt trời Đồng thời, tham khảo, ghi nhận đóng góp ý kiến truyền đạt kinh nghiệm thầy cô chuyên gia lĩnh vực nghiên cứu đề tài Đặc biệt thầy Lê Hoàng Việt cô Nguyễn Thị Thu Vân môn Kỹ thuật môi trường - Khoa Môi trường Tài nguyên Thiên nhiên - Trường Đại học Cần Thơ Đại học Cần Thơ Trang 25 Holcim Prize năm 2011 - Sự hỗ trợ quyền địa phương: chưa liên hệ với quyền địa phương giai đoạn nghiên cứu + Những việc làm: - Về mặt kinh phí: cố gắng làm việc để đề tài đạt kết tốt Chỉ có vậy, nhận hỗ trợ công ty Holcim để tiếp t c triển khai đề tài Bên cạnh đó, tranh thủ thu hồi vốn việc bán sản phẩm cho người dân có nhu cầu s d ng - Nhân lực: Vấn đề nhân lực giai đoạn triển khai thực tế tương đối phức tạp Chúng cần phải bổ sung số thành viên khác vào nhóm, để đảm bảo số lượng người tham gia triển khai đề tài từ năm người Để đạt điều này, tiếp t c nhờ hỗ trợ bạn bè phân bổ nhiệm v cho thành viên nhóm thật hợp lý cho công đoạn Bên cạnh đó, nhờ trợ giúp người gia đình nơi đặt thiết bị người dân địa phương khu vực - Mặt bằng: Chúng thực thí nghiệm trình bày phần để nâng cao hiệu suất x lý, giảm mặt s d ng hạ giá thành sản phẩm - Cơ sở vật chất: Chúng dự định sản xuất thiết bị để bán cho người dân nên công đoạn trình đồi hỏi phải có nhiều thiết bị tốt Do đó, đầu tư mua trang thiết bị cần thiết để ph c v cho trình triển khai đề tài - Kỹ thuật - chuyên gia: Chúng tiếp t c nhờ vào đóng góp ý kiến truyền đạt kinh nghiệm thầy cô môn Chúng hỗ trợ chi phí tham gia đề tài cho thầy cô để thầy cô làm chi phí cho trình giúp đỡ - Sự hỗ trợ quyền địa phương: liên hệ với quyền địa phương nơi đặt thiết bị triển khai M c đích để nhận cho phép hỗ trợ cần thiết địa phương cho đề tài VII Kết dự kiến, hạn chế trình nghiên cứu đề tài đề xuất khắc phục Những kết dự kiến Qua trình nghiên cứu thu nhận kết c thể khả quan trình bày phần kết nghiên cứu Tiếp theo đó, đề công việc cần thực cho giai đoạn sau dự kiến đạt kết sau: Đại học Cần Thơ Trang 26 Holcim Prize năm 2011 + Nghiên cứu thiết kế hai dạng thiết bị chưng cất nước mặn thành nước s d ng lượng mặt trời có hiệu suất chưng cất nước lít/m2/ngày M c tiêu dự kiến hiệu suất chưng cất nước lít/m2/ngày - Hinh dạng cấu tạo: có hai dạng thiết bị dạng hộp chữ nhật dạng tháp có mặt làm kính để hứng nước mặt đáy làm thiết sơn đen để hấp th nhiệt Vỏ bọc bên ván, lớp cách nhiệt xơ dừa có độ dày 0,1m - Thời gian chưng cất: thời gian hoạt động tốt ngày từ 7h - 17h - Bộ phận phản xạ ánh sáng (chỉ danh cho thiết bị dạng hộp): gồm hai phần, môt phần phần đối diện với hướng mặt trời mọc để hứng ánh sáng từ hướng phản xạ lại mặt tiếp xúc Phần lại nằm đối diện với phần có nhiệm v phản xạ ánh sáng mặt trời từ hướng mặt trời lặn lên mặt tiếp xúc Diện tích kích thước của phận với diện tích mặt tiếp xúc + Chất lượng nước đầu ra: - Độ mặn: nước đầu không độ mặn; - Độ đ c: dao động khoảng < NTU; - Sẽ không tổng Coliform nước đầu => Nước dùng cho sinh hoạt: nấu ăn, r a mặt, uống, tắm, giặt,… + Chi phí để lắp đặt thiết bị tương ứng với 1m2 diện tích mặt tiếp xúc 400.000 đồng Lưu ý: + Các thông số hoạt động khác bổ xung sau trình nghiên cứu + Trong trường hợp cần thiết lắp đặt thêm phận phản xạ ánh sáng cho thiết bị dạng tháp Nhằm nâng cao hiệu suất hoạt động thiết bị ngày nắng yếu + Giá thành thiết bị giảm từ 10 – 20% tiến hành sản xuất với quy mô lớn Do khâu thực liên t c vật liệu mua sỉ giá thành rẻ Như vậy, giá thành m2 diện tích mặt tiếp xúc khoảng 320 – 360 nghìn đồng Những hạn chế trình nghiên cứu => đề xuất cách khắc phục Trong trình thực đề tài này, gặp nhiều khó khăn nên có hạn chế định, c thể sau: + Chưa có đủ thời gian kinh phí để triển khai th thiết bị hoàn chỉnh thực tế để có nhìn đánh giá tổng quát đề tài => Nếu đề tài tiến sâu hơn, triển khai th mô hình thực tế để thu kết thực tế Đại học Cần Thơ Trang 27 Holcim Prize năm 2011 + Đề tài s d ng kính đặt nghiên để hướng nước ngưng t , đạt hiệu cao tốn chi phí lắp đặt Do kính suốt có giá đắt 120.000 đồng/m2 => Để khắc ph c nhược điểm này, đề nghị cần nghiên cứu khả làm ngưng t nước khối khí lạnh chứa lu, hủ, khạp, Nghĩa nước bốc dẫn qua lu, hủ, khạp,… có chứa nước lạnh, nước ngưng t lại thành nước Tuy nhiên, nghiên cứu vấn đề cần ý đến khả cách nhiệt vật liệu dùng làm ống dẫn nước VIII Phụ lục Các câu hỏi vấn người dân Danh sách câu hỏi vấn người dân Họ tên chủ hộ:…………………………………………………………………… Địa chỉ:…………………………………………………………………………… … Kinh tế gia đình (ngành nghề):…………………………………………… Gia đình cô (chú) có người? Số người sống gia đình? Bình quân ngày gia đình cô (chú) s d ng lít nước? Nguồn nước sinh hoạt chủ yếu gia đình gì? Nếu nước cấp giá bao nhiêu/m3 ? cấp (tư nhân hay nhà nước)……… Gia đình cô (chú) có s d ng nước giếng không? (có không) Nếu có giếng sâu m? Nước giếng bơm lên thường có màu gì? Mùa mưa cô (chú) có s d ng nước mưa không? (có không) Nếu không không? Nếu có s d ng vào m c đích gì? Cô (chú) hứng nước mưa lại gì?…… Cô (chú) có trữ nước mưa cho mùa khô không? (có không) Trữ nước mưa gì? bao nhiêu? Nước mưa dự trữ s d ng bao lâu? 10 Mùa khô mưa dự trữ, gia đình cô (chú) thường s d ng nước đâu để nấu ăn? tắm giặt? Đại học Cần Thơ Trang 28 Holcim Prize năm 2011 Nguồn nước có không? Nếu mua giá bao nhiêu/m3? .ai bán? (tư nhân hay nhà nước) 11 Cô (chú) có nghĩ khát biển nước không? 12 Cô (chú) nghĩ tạo nước từ nguồn nước biển hay nước lợ không? Nếu không không? Nếu có có? Nếu có cô (chú) nghĩ s d ng nguồn lượng sau để ph c v cho việc tạo nước ngọt? (dầu, than, củi, gió, nắng, trấu) .……… …… khác …………… Bằng cách nào? (phương pháp)……………………………………………………… Cô (chú) nghĩ tạo lượng nước đủ để gia đình s d ng ngày không? .và sao? 13 Cô (chú) biết lượng mặt trời? (nắng)…………………………………… Ở đây, năm mùa mưa bắt đầu vào tháng mấy? .đến tháng… ……… Còn mùa khô? Từ tháng……………………….…đến tháng……………………… 14 Cô (chú) có nghĩ s d ng mộtthiết bị có khả chưng cất nước biển, nước lợ thành nước ánh nắng mặt trời không? Tại có? Tại không? Nếu có cô (chú) nghĩ thiết bị có đắt tiền không? Tại đắt? Tại rẻ? Cô th đoán giá xem bao nhiêu? (khoảng)…………….……………… đồng 15 Nếu có thiết bị với giá hợp lý cô (chú) có lắp đặt không? Nếu không không? Nếu có cô (chú) có sẵn sàng bỏ khoảng 30m2 (6m x 5m) đất trống để lắp đặt thiết bị không? Nếu có diện tích đất đâu? Cô (chú) thường s d ng khu đất vào m c đích gì? 16 Nếu thiết bị vận hành đơn giản cô (chú) có tự tin vận hành không? sao? Đại học Cần Thơ Trang 29 Holcim Prize năm 2011 17 Nếu thiết bị hoạt động tốt vào mùa khô cô (chú) có muốn lắp đặt không? .tại sao? Các sơ đồ đề tài 2.1 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Quá trình nghiên cứu thứ cấp Tham khảo tài liệu đề tài liên quan Tìm hiểu kiến thức thực tế, rút kinh nghiệm Tham khảo ý kiến thầy, cô môn Quá trình nghiên cứu trực tiếp Thiết kế mô hình mẫu có diện tích mặt tiếp xúc 0,5m2 2.2 Sơ đồ giai đoạn thực Giai đoạn nghiên cứu (từ đầu – 03/07/2011) Giai đoạn chuẩn bị (27/8 – 02/9/2011) Thực thí nghiệm định hướng mô hình mẫu S d ng kết thí nghiệm để thiết kế mô hình hoàn chỉnh Giai đoạn triển khai (21/10 – 20/05/2011) Giai đoạn trì (chưa xác định c rõ) Đại học Cần Thơ Trang 30 Holcim Prize năm 2011 Sơ đồ bố trí nhân cho giai đoạn triển khai Nhóm bổ sung nhân lực cho đủ năm thành viên Để tiện cho trình bố trí, s d ng kí hiệu A, B, C, D, E cho sơ đồ Trong đó: A: trưởng nhóm – điều hành cho trình lắp đặt thiết bị B, C, D: thành viên chịu trách nhiệm vận hành thiết bị E: Thực việc khác như: đo xạ mặt trời, thu mẫu, phân tích mẫu,… Các chuyên gia Khu vực A, B E Khu vực A, C E Khu vực A, D E Người dân địa phương Các hình ảnh đề tài 3.1 Hình mô hình đề tài: “Thiết kế mô hình sấy ứng dụng lượng mặt trời đối lưu tự nhiên đối lưu cưỡng bức” Nguyễn Nhựt Duy – Nguyễn Thị Trinh Tủ sấy lượng mặt trời đối lưu tự nhiên Đại học Cần Thơ Tủ sấy lượng mặt trời đối lưu cưỡng Trang 31 Holcim Prize năm 2011 3.2 Hình mô hình đề tài: “Thiết kế máy nước nóng lượng mặt trời sử dụng lớp cách nhiệt vật liệu tự nhiên” Lê Thái Ngọc – Huỳnh Vĩnh Phú Mô hình A hoàn chỉnh Mô hình B hoàn chỉnh Mô hình C hoàn chỉnh Đại học Cần Thơ Trang 32 Holcim Prize năm 2011 3.3 Mô hình thiết bị chưng cất nước mẫu Tấm phản xạ Mặt đen Hộp Hộp Lớp cách nhiệt Nước vào Nước Máng hứng nước Mô mô hình mẫu dạng hộp Nước vào Nước Bản vẻ mặt cắt ngang mô hình mẫu Đại học Cần Thơ Trang 33 nhiệt Máng hứng Holcim Prize năm 2011 Mô hình chưng mẫu dạng hộp Thiết bị thu nhiệt Mặt Máng hứng Chóp kính Lớp cách nhiệt Thân thiết bị Nước vào Nước Mô mô hình mẫu dạng tháp Đại học Cần Thơ Trang 34 Holcim Prize năm 2011 Bản vẽ mặt cắt ngang mô hình mẫu dạng tháp Mô hình chưng mẫu dạng tháp Lưu ý: Bản vẽ chi tiết trình bày thuyết minh báo cáo Đại học Cần Thơ Trang 35 Holcim Prize năm 2011 Các kết thí nghiệm Bảng 1: Các kết thí nghiệm mô hình mẫu Ngày W/m T0 C Ngày 7h – 8h 521,0 52 20 431,5 51 15 474,5 54 20 Ngày W/m t0 C 550,5 67 8h – 9h 753,0 66 205 500,5 60 195 528,0 63 200 888,5 78 215 9h– 10h 1083,5 86 280 911,5 79 230 957,5 81 275 981,5 84 275 10h – 11h 1223,0 91 310 953,0 87 285 1171,0 90 295 1031,5 92 315 11h – 12h 1168,5 103 395 1118,0 94 340 1201,0 104 395 1028,5 92 380 12h – 13h 1164,5 101 285 823,0 89 325 956,0 99 280 1068,0 97 385 13h – 14h 1150,0 97 220 818,5 86 255 786,5 93 245 1087,5 101 395 14h – 15h 1083,5 92 205 791,0 82 200 801,0 86 210 952,0 96 255 15h – 16h 829,5 84 170 508,5 65 125 585,0 79 185 664,0 82 185 16h – 17h 572,5 72 135 421.5 53 105 442,0 61 150 546,5 67 170 Thời gian mL W/m tC mL Ngày W/m t0C mL Bảng 2: Chi phí chi tiết cho việc lắp đặt m2 mặt tiếp xúc thiết bị hoàn chỉnh Tên vật liệu Đơn vị Đơn giá (đồng) Số lượng Thành tiền Kính (5mm) m2 120.000 120.000 Tone (2x0,8) m2 60.000 1,2 45.000 Giấy bạc m2 30.000 60.000 Xơ dừa Kg 7.000 35.000 Ván – gỗ (2cm) m2 75.000 1,1 82.500 Silycol ống 30,00 0,5 15.000 Khác 43.000 Tổng 400.000 Các tài liệu tham khảo http://www.thanhnien.com.vn/Pages/20110331/Mien-Tay-can-nuoc.aspx Hoàng Dương Hùng 2004 Năng lượng mặt trời ứng d ng Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Nguyễn Bốn 2007 Thiết bị s d ng lượng mặt trời Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Đại học Cần Thơ Trang 36 mL 50 [...]... khó khăn - Quy t định đăng ký đề tài tham dự giải thưởng “Holcim Prize 2011”: Từ các kiến thức ở trên, chúng tôi đã quy t định đăng ký đề tài Thiết kế thiết bị chưng cất nước mặn thành nước ngọt quy mô hộ gia đình cho người dân miền biển + Tham khảo ý kiến của các chuyên gia và tìm hểu kiến thức thực tế về đề tài - Tham khảo ý kiến và ghi nhận sự đóng góp ý kiến của các chuyên gia trong bộ môn: Sau... của người trong nhóm Nguồn nhân lực này chúng tôi sẽ nhờ người dân ở địa phương và người trong hộ gia đình được triển khai đề tài - Giai đoạn vận hành thiết bị: giai đoạn này chỉ cần một người của nhóm trong khoảng từ 2 - 5 ngày Thành viên này của nhóm sẽ chịu trách nhiệm vận hành thiết bị cho đến khi thiết bị hoạt động ổn định sẽ bàn giao và hướng dẫn người trong gia đình cách vận hành thiết bị Nếu người. .. động của máy chưng cất nước hoàn chỉnh cũng tương đối đơn giản + Do đề tài thực tế, thiết bị chưng cất rất đơn giản nên việc bàn giao và hướng dẫn người dân cách vận hành máy chưng cất nước hoàn chỉnh cũng sẽ tương đối dễ dàng Khó khăn => Khắc phục: + Tuy đã có kinh nghệm vận hành các mô hình mẫu nhưng chúng tôi vẫn gặp khó khăn trong cách vận hành thiết bị chưng cất nước hoàn chỉnh Do thiết bị lớn hơn... làm cho độ đen của tấm hấp th giảm đi Bởi vì, muối có màu trắng nên sẽ làm giảm khả năng hấp th nhiệt của bộ phận hấp th năng lượng dẫn đến giảm nhiệt độ khối không khí bên trong và giảm lượng nước bốc hơi Các điểm mới và hay của thiết bị chưng cất nước mặn thành nước ngọt quy mô hộ gia đình cho người dân miền biển : + Hoàn thiện được quá trình hội t , phản xạ và hấp th ánh sáng nên không cần người. .. liệu tự nhiên” của Lê Thái Ngọc – Huỳnh Vĩnh Phú Mô hình A hoàn chỉnh Mô hình B hoàn chỉnh Mô hình C hoàn chỉnh Đại học Cần Thơ Trang 32 Holcim Prize năm 2011 3.3 Mô hình thiết bị chưng cất nước mẫu Tấm phản xạ Mặt đen Hộp trong Hộp ngoài Lớp cách nhiệt Nước vào Nước ra Máng hứng nước Mô phỏng mô hình mẫu dạng hộp Nước vào Nước ra Bản vẻ mặt cắt ngang của mô hình mẫu Đại học Cần Thơ Trang 33 ... Kinh tế chính của gia đình (ngành nghề):…………………………………………… 4 Gia đình cô (chú) có bao nhiêu người? Số người hiện đang sống trong gia đình? 5 Bình quân mỗi ngày gia đình cô (chú) s d ng bao nhiêu lít nước? 6 Nguồn nước sinh hoạt chủ yếu của gia đình là gì? Nếu là nước cấp thì giá bao nhiêu/m3 ? ai cấp (tư nhân hay nhà nước) ……… 7 Gia đình cô (chú) có s d ng nước giếng không?... nằm trong giới hạn cho phép Như vậy, chúng tôi sẽ tiết kiệm được gấp đôi chi phí nếu như chuyển mẫu về phân tích mỗi ngày Bên cạnh đó, chúng tôi cũng đỡ tốn công di chuyển hơn và tập trung vào vận hành thiết bị cho tốt + Trong giai đoạn này, chúng tôi sẽ hướng dẫn cho người dân vận hành thiết bị chưng cất nước hoàn chỉnh và bàn giao cho họ vận hành trong thời gian xác định Tuy thiết bị rất dễ vận hành,... loại thiết bị và có bản hướng dẫn việc lắp ráp các thiết bị này M c tiêu là để việc lắp ráp các thiết bị tại nơi triển khai được dễ dàng cho việc vận chuyển các vật liệu từ nơi này sang nơi khác + Tiến hành lắp rắp và vận hành các thiết bị hoàn chỉnh để thu thập các số liệu: - Sau giai đoạn chuẩn bị kỹ lưỡng, máy chưng cất nước hoàn chỉnh sẽ được vận hành chính thức Lúc này người dân đã có được nguồn nước. .. nhận được các kết quả c thể và rất khả quan như đã trình bày ở phần kết quả nghiên cứu Tiếp theo đó, chúng tôi đã đề ra các công việc cần thực hiện cho các giai đoạn sau và dự kiến đạt được các kết quả như sau: Đại học Cần Thơ Trang 26 Holcim Prize năm 2011 + Nghiên cứu và thiết kế được hai dạng thiết bị chưng cất nước mặn thành nước ngọt s d ng năng lượng mặt trời có hiệu suất chưng cất nước là 5 lít/m2/ngày... tương lai + Triển khai mô hình mẫu ra thực tế ở nhà của một hộ dân trong khu vực thường xuyên bị xâm nhập mặn + Tổng hợp số liệu rồi tiến hành thiết kế các thiết bị hoàn chỉnh Sau đó sẽ cho thiết bị hoạt động th vài ngày rồi rút ra những kinh nghiệm, khắc ph c các thiếu sót IV Các giai đoạn thực hiện và thời gian dự kiến cho từng giai đoạn [phụ lục 2.2] 1 Giai đoạn nghiên cứu: (giai đoạn này chúng tôi