LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU nghiên cứu giải pháp và thử nghiệm để lực chọn cơ cấu thiết bị làm vệ sinh đường cống thoát nước

TÓM TẮT

Ngày nay, với đà phát triển của các ngành công nghiệp, hàng loạt các vấn đề về ô nhiễm môi trƣờng đƣợc đặt ra. Trong quá trình sàn xuất, các công ty thải ra môi trƣờng các chất thải ô nhiễm  khác nhau. Trong đó, chất thải dạng bùn là một trong những vấn đề ảnh hƣởng nghiêm trọng. Bùn sẽ làm giảm khả năng chảy hoặc thậm chí làm tắt nghẽn các kênh, cống rãnh. Tại Việt Nam, hàng năng chính phủ phải chịu chi phí khá lớn nhằm làm sạch và khai thông kêng, cống rãnh. Tuy nhiên, đây vẫn là một trong những công việc khá nặng và vất vả do công nhân chƣa đƣợc trang bị các thiết bị phù hợp. Vì vậy, trong nghiên cứu này, robot đẩy bùn sẽ đƣợc thiết kế và chế tạo nhằm nâng cao năng suất nạo vét kênh và cống rãnh. Trong quá trình thiết kế, các phần mềm thiết kế sẽ đƣợc sử dụng nhƣ: Solidwords, Orcad, AVRStudio. Qua quá trình phân tích các phƣơng án thiết kế, phƣơng án tối ƣu sẽ đƣợc lựa chọn cho quá trình chế tạo thiết bị.

ABSTRACT

Nowadays,   with   the   increase   of   industry,   a   number   of   issues   of environmental pollution have been posed. The pollution waste was created by many manufacturing processes of companies that impact to environment. Of these, the mud is one of the most serious problems. It reduces the flow of water inside the drain and lets it become blocked. In Vietnam, every year, the government has to pay a huge cost for cleaning the mud form the drain. However, this work is still slowly and hadrly due to the equipments are not properly invested. Therefore, in this research, the Mud Push Robotics (MPR) will be designed and manufactured for improving the efficiency of this work. In the design steps, the CAD software were applied as Inventor, Solidwords, Orcad, AVRStudio . Base on  results which have been analysed the solutions, the best idea will be selected for manufacturing the MPR.

ChỬơngI: TỔNG QUAN

1.  1 Đặt vấn đề

Ở nỬớc ta vấn đề môi trỬờng và tình trạng ngập lụt ở các thành phố lớn đang diễn ra thỬờng xuyên và đáng báo động. Ngập lụt ảnh hỬởng nghiêm trọng đến giao thông, hoạt động buôn bán, sản xuất, môi trỬờng và đời sống ngỬời dân. Từ đó nảy sinh ra vấn đề nạo vét cống rãnh ở các khu công nghiệp và dân cỬ để đảm bảo khai thông dòng chảy tránh tình trạng ngập lụt nhỬ hiện nay.

Mặt khác, quá trình khai thông, nạo vét cống cực kỳ nguy hiểm và ảnh hỬởng đến sức khỏe, tính mạng của công nhân nên xu hỬớng của nỬớc ta và cả thế giới hiện nay là giảm bớt sức ngỬời, thay thế dần bằng máy móc hiện đại để nâng cao hiệu suất công việc, an toàn lao động.

1.  2 Lý do chọn đề tài

Ở nỬớc ta cũng hiện nay việc khai thông cống rãnh chủ yếu đỬợc thực hiện bằng sức ngỬời với các công cụ đơn giản nhỬ cuốc, xẻng, ... Do đó tính an toàn và độ hiệu quả chỬa cao. Bên cạnh đó, các máy móc thiết bị của nỬớc ngoài có giá rất cao nên việc mua về và áp dụng ở nỬớc ta còn gặp nhiều khó khăn và hạn chế.

Từ những lý do đó, chúng ta thấy việc thiết kế và chế tạo máy vệ sinh, nạo vét đỬờng cống để góp phần bảo vệ môi trỬờng và nâng cao tính hiệu quả của công việc là rất cần thiết.

1.  3 Mục tiêu đề tài

Để giải quyết vấn đề bùn, rác lắng đọng trong hệ thống cống thoát nỬớc phù hợp với một số yêu cầu của các đơn vị sử dụng nhỬ Khu chế xuất Tân Thuận, Xí nghiệp thoát nỬớc Bắc Nhiêu Lộc…. Đồng thời để đảm bảo an toàn sức khỏe cho công nhân vận hành, mục đích của đề tài hỬớng đến là khảo sát hiện trạng cống thoát nỬớc ở một số khu vực, nghiên cứu các phỬơng pháp vệ sinh cống đang đỬợc sử dụng. Từ đó, phân tích, so sánh, đánh giá Ửu nhỬợc điểm của các phỬơng pháp để lựa chọn giải pháp phù hợp và tiến hành thiết kế, chế tạo thiết bị, đỬa vào thực nghiệm, đồng thời đánh gía kết quả thực nghiệm.

. 4 Giới hạn đề tài

Đề tài mới đỬợc thực hiện trong môi trỬờng cống hộp có cạnh từ 1,2 mét, có thể khô hoặc chứa nỬớc với mức ngập nỬớc không quá 0,3 mét và khối lỬợng bùn đẩy đỬợc giới hạn từ 60 ÷ 70 kg.

1.  5 Tình hình nghiên cứu

Ở Việt Nam việc nghiên cứu chế tạo thiết bị nạo vét cống thỬờng xuất phát từ chính công nhân với các hình thức thô sơ nhỬ quả cầu vải, cầu lôi, ... Hiện nay thì có thêm các công ty nhỬ: Công ty TNHH MTV Thoát nỬớc và Phát triển đô thị Bà Rịa Vũng Tàu – BUSADCO, công ty Samco, ... nhỬng vẫn còn sản xuất với giá thành rất cao.

Ngoài ra tại Việt Nam và trên thế giới cũng đã có những nghiên cứu về vệ sinh đỬờng ống nhỬ:

    ROBOT     VỆ    SINH    ĐỬỜNG    ỐNG.    Tác    giả:    Bích    Nhàn.    Nguồn:

khoahoc.baodatviet.vn, 2011.

    PHAT TRIỂN ROBOT KIỂM TRA VA VỆ SINH DỬỜNG ỐNG. Tác giả: Trần PhỬơng Nam, Nguyễn TrỬờng Thịnh, Nguyễn Ngọc PhỬơng. Nguồn:

Hội Nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hóa, 2011.

    ROBOT VỆ SINH DỬỜNG ỐNG NỬỚC THẢI "MADE IN VIETNAM".

Nguồn: tamnhin.net, 2011.

    A STUDY OF PIPE-CLEANING AND INSPECTION ROBOT. Tác giả:

Truong-Thinh, Nguyen;  Ngoc-Phuong, Nguyen; Phuoc-Tho, Tuong. Nguồn:

2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics, 2011.

    KR1020110033389 PIPE CLEANING ROBOT CAPABLE OF STABLY TRAVELING INSIDE A PIPE, 2011. Nguồn www.cesti.gov.vn

    KR1020080013647     CLEANING        ROBOT       FOR       A      GARBAGE DISCHARGING                                 PIPE     TO    REMOVE    WASTE     IN    THE    PIPE     BY

TRAVELING IN THE PIPE, HAVING A PLURALITY OF CLEANING DEVICES, 2008. Nguồn www.cesti.gov.vn

    KR100834438 PIPE CLEANING ROBOT FOR REMOVING OBSTACLES STUCK ON INNER SURFACE OF A PIPE BURIED IN THE GROUND,

8.  Nguồn www.cesti.gov.vn

    OPTIMAL MECHANISM DESIGN OF IN-PIPE CLEANING ROBOT. Tác

giả: Jung, Chang Doo; Chung, Won Jee; Ahn, Jin Su;… Nguồn: 2011 IEEE

International Conference on Mechatronics and Automation, 2011.

1.  6 Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài này giúp chúng ta có cái nhìn tổng quát hơn về công việc nào vét cống rảnh. Có thể thay thế sức ngỬời, góp phần giảm thiểu tai nạn trong quá trình làm việc. Giảm chi phí sản xuất thiết bị, nâng cao năng suất công việc và góp phần bảo vệ môi trỬờng sống.

ChỬơng II: QUÁ TRÌNH KHẢO SÁT, THỐNG KÊ CÁC PHỬƠNG PHÁP NẠO VÉT CỐNG ĐỂ ĐÚC KẾT Ý TỬỞNG CHO ĐỀ TÀI

2.1 Quá trình khảo sát

2.1.1. Khảo sát hệ thống cống ở các khu chế xuất, khu công nghiệp

2.1.1.1 Khu chế xuất Tân Thuận

Khu chế xuất Tân Thuận (“TTZ”) với tổng diện tích 300 hecta với sông Sài Gòn bao quanh. Bắt đầu xây dựng từ năm 1992, đến nay TTZ đã là Khu Chế Xuất thành công nhất tại Việt Nam với hơn 130 doanh nghiệp đang hoạt động.

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP VÀ THỬ NGHIỆM ĐỂ LỰA CHỌN CƠ

CẤU THIẾT BỊ LÀM VỆ SINH ĐỬỜNG CỐNG THOÁT NỬỚC TỪ HỒ AN HỘI

Khoa cơ khí, Trường Đai học Sư phạm Kỹ thuật, TPHCM

ABSTRACT

In the sewer lines always exist mud, rubbish deposition. Mud has been deposited and filled the drains in the industrial and residential areas, impedes drainage, causes flooding and severely affects the ecological environment. This article introduces the methods are being used in Vietnam and the world in order to clean sewer , simultaneously analyze , evaluate , compare advantages and disadvantages of each method . Thereby select optimal plan and carry out the design , manufacture sanitary equipment sewer lines under plan which has been

TÓMTẮT

Trong các đỬờng cống thoát nỬớc luôn tồn tại bùn, rác lắng đọng. Bùn sinh ra lấp đầy các cống rãnh trong các khu công nghiệp và dân cỬ, cản trở sự thoát nỬớc gây ngập lụt và ảnh hỬởng nghiêm trọng tới môi trỬờng sinh thái. Bài viết này giới thiệu các phỬơng pháp

vệ sinh cống thoát nỬớc đang đỬợc sử dụng tại Việt nam và trên thế giới, đồng thời phân tích, đánh giá, so sánh Ửu nhỬợc điểm của từng phỬơng án. Qua đó lựa chọn đỬợc phỬơng án tối Ửu và tiến hành thiết kế, chế tạo thiết bị vệ sinh đỬờng cống thoát nỬớc theo phỬơng

án đã chọn.

1.ĐẶTVẤNĐỀ

Thoát nỬớc và xử lý nỬớc thải, vệ sinh môi trỬờng là những nội dung quan trọng

trong quy hoạch, xây dựng và quản lý đô thị, khu công nghiệp. Tại các khu vực đang đối mặt với tình trạng hạ tầng thấp kém, môi trỬờng bị ô nhiễm, bệnh tật lây lan, úng ngập hay lụt

lội, ngỬời ta lại càng thấy tầm quan trọng của lĩnh vực này.

Đối với các khu đô thị, điểm dân cỬ mới, khu công nghiệp, chất lỬợng hệ thống hạ tầng kỹ thuật, trong đó có thoát nỬớc mỬa, nỬớc thải, góp phần quyết định tính hấp dẫn đối với khách hàng, cũng nhỬ sự phát triển bền vững của khu đô thị đó về lâu dài.

Biến đối khí hậu cũng đang ngày càng trở thành những thách thức rất lớn đối với

công tác quy hoạch đô thị và xây dựng các hệ thống hạ tầng kỹ thuật, nhất là ở các đô thị ven biển. Theo nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới năm 2008, đến năm 2050, mực nỬớc biển ở Việt Nam sẽ dâng cao thêm 30 cm. Biến đổi khí hậu còn dẫn đến những hệ quả nhỬ lỬợng

mỬa tăng, chế độ thủy văn đô thị trái với quy luật... ảnh hỬởng lớn đến việc thu gom và tiêu

thoát nỬớc thải, nỬớc bề mặt.

Ở nỬớc ta vấn đề môi trỬờng và tình trạng ngập lụt ở các thành phố lớn đang diễn ra thỬờng xuyên và đáng báo động, ảnh hỬởng nghiêm trọng đến giao thông, hoạt động buôn bán, sản xuất, môi trỬờng và đời sống ngỬời dân. Do đó vấn đề nạo vét cống rãnh ở các khu công nghiệp và dân cỬ để đảm bảo khai thông dòng chảy tránh tình trạng ngập lụt nhỬ hiện

nay là rất cần thiết.

2. SO SÁNH CÁC PHỬƠNG ÁN

Hiện nay để xử lý các đỬờng ống nỬớc thải tại Việt Nam và trên thế giới dựa trên cơ

sở các phỬơng pháp sau với các Ửu nhỬợc điểm nhỬ sau: