THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHƯNG CẤT NƯỚC NGỌT QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH CHO NGƯỜI DÂN MIỀN BIỂN

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
1. Lý do chọn đề tài............................................................................................................1
2. Mục tiêu dự án ...............................................................................................................1
3. Địa điểm thực hiện dự án ...............................................................................................2
4. Đối tượng thụ hưởng ......................................................................................................3
5. Những lợi ích về mặt phát triển cộng đồng, xây dựng bền vững và bảo vệ
môi trường...........................................................................................................................3

6. Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................................4
7. Các đối tác hỗ trợ mặt kinh phí và triển khai .................................................................4
8. Sơ lược về chi phí/giá thành ..........................................................................................5
9. Kết quả dự kiến ..............................................................................................................5

II.

Mục tiêu và lợi ích của đề tài: ........................................................................................6
1. Về mặt phát triển cộng đồng ..........................................................................................6
2. Về mặt bảo vệ môi trường .............................................................................................6
3. Về mặt xây dựng bền vững ............................................................................................7

III.

Phương pháp nghiên cứu & nguồn thông tin tham khảo ............................................7
1. Nghiên cứu thứ cấp ........................................................................................................7
2. Nghiên cứu trực tiếp ....................................................................................................12

IV.

Các giai đoạn thực hiện và thời gian dự kiến cho từng giai đoạn ............................12
1. Giai đoạn nghiên cứu ...................................................................................................12
2. Các bước chuẩn bị........................................................................................................12
3. Kế hoạch triển khai ......................................................................................................13
4. Kế hoạch duy trì ...........................................................................................................13

V.

Nội dung công việc cụ thể của từng giai đoạn ............................................................13
1. Giai đoạn nghiên cứu ...................................................................................................13

2. Các bước chuẩn bị........................................................................................................17
3. Giai đoạn triển khai ......................................................................................................19
4. Kế hoạch duy trì ...........................................................................................................21

VI.

Những chứng minh cho thấy khả năng ứng dụng và duy trì dự án .........................23
1. Các điều kiện để dự án có thể triển khai trong thực tế.................................................23

Đại học Cần Thơ

Trang i


Holcim Prize năm 2011
2. Những việc đã làm và sẽ làm để đảm bảo thỏa các điều kiện này ...............................25
VII. Kết quả dự kiến, những hạn chế trong quá trình nghiên cứu đề tài và đề xuất
khắc phục ......................................................................................................................................26
1. Những kết quả dự kiến .................................................................................................26
2. Những hạn chế trong quá 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 các 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:

Tên đề tài: “Thiết kế thiết bị chưng cất nước mặn thành nước ngọt quy mô hộ gia
đình cho người dân miền biển”
I. Tóm tắt nội dung đề tài
1. Lý do chọn đề tài
Như chúng ta đã biết, hiện trạng thiếu nước ngọt sinh hoạt vào mùa khô trong những năm
qua ở các khu vực ven biển, hải đảo, vùng bị xâm nhập mặn là rất đáng báo động. Để có được nước
ngọt sinh hoạt thì người dân phải đi rất xa nơi ở để mua nước và mua với giá rất cao, có nơi lên đến
116 ngàn đồng cho 1m3 vào mùa khô [1]. Mặc dù cuộc sống của người dân khó khăn là vậy, nhưng
với tình hình kinh tế bất ổn như hiện tại và điều kiện địa hình phức tạp như hiện nay của khu vực này
thì bài toán về việc cấp nước sạch sinh hoạt cho các hộ dân sống trong các vùng kể trên là rất khó giải
quyết. Trước tình hình này, việc cần phải có một giải pháp hiệu quả trong việc cấp nước sạch cho
người dân ở đây s d ng là rất cần thiết.
Bên cạnh đó, trong nhóm của chúng tôi, có nhiều bạn có quê ở các khu vực kể trên, hơn ai
hết, các bạn của tôi luôn có một ước muốn về một giải pháp cấp nước sạch với giá rẻ cho gia đình
mình và các hộ dân đang sinh sống ở những khu vực này. Ước muốn ngày càng trở nên thiết thực hơn
bao giờ hết khi chúng tôi gặp nhau và cùng nhau thảo luận rất nhiều về vấn đề này. Kết quả của các
cuộc thảo luận này là chúng tôi đã quyết định cùng nhau nghiên cứu về mô hình cấp nước cho người
dân miền biển bằng năng lượng mặt trời. Cùng lúc đó, chương trình giải thưởng “Holcim Prize 2011”
được triển khai ở trường và chúng tôi đã đăng ký ý tưởng về công trình nghiên cứu của mình tham gia
chương trình với tên là: “Thiết kế thiết bị chưng cất nước mặn thành nước ngọt quy mô hộ gia đình
cho người dân miền biển”.
2. Mục tiêu dự án
Nghiên cứu, thiết kế ra thiết bị chưng cất nước mặn thành nước ngọt và phải đảm bảo được
các yếu tố sau:
+ S d ng năng lượng của các bức xạ mặt trời (hay gọi là nắng).

Đại học Cần Thơ

Trang 1


Holcim Prize năm 2011
+ S d ng các vật liệu đơn giản (nhựa, kính, ván ép, ván v n,…) và tái s d ng một số
các vật liệu có khả năng tái s d ng như: xơ dừa, ống nhôm cũ,…
+ Có cấu tạo và nhiều hình dạng khác nhau như: dạng hộp chữ nhật, dạng tháp,…
+ Thiết bị có nhiều quy mô khác nhau: để hiệu suất chưng cất nước được linh động
+ Giá thành thấp hơn nhiều so với các thiết bị chưng cất nước khác.
=> Tạo ra nguồn nước ngọt sạch, giá rẻ để cung cấp cho các ghe - tàu đi biển, các hộ gia
đình miền biển, hải đảo, các khu vực thường xuyên bị xâm nhập mặn và những nơi không có nước
ngọt sạch để sinh hoạt.
3. Địa điểm thực hiện dự án
Do đề tài của chúng tôi là một đề tài nghiên cứu thực tế nên nó sẽ phải trải qua nhiều giai
đoạn và sẽ được thực hiện ở nhiều nơi khác nhau, c thể như sau:
+ Giai đoạn nghiên cứu:
- Nghiên cứu lý thuyết, tìm hiểu kiến thức thực tế và thiết kế mô hình mẫu;
- Thực hiện các thí nghiệm định hướng trên mô hình mẫu để xác định các thông số hoạt
động chính của thiết bị chưng cất nước hoàn chỉnh;
- Tổng hợp và x lý số liệu.
=> Những việc làm trên được thực hiện tại khuôn viên khoa, thư viện khoa và các phòng
thí nghiệm của bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường - Khoa Môi Trường và Tài nguyên Thiên nhiên - Đại
học Cần Thơ.
+ Giai đoạn tiền triển khai:
- Vận chuyển thiết bị mẫu ra thực tế là một khu vực thường xuyên bị xâm nhập mặn;
- Thực hiện các thí nghiệm kiểm chứng trên các thiết bị mẫu ngay tại địa phương;
- Tổng hợp và x lý số liệu rồi so sánh với các thí nghiệm ở giai đoạn nghiên cứu.

=> Những việc làm trên được thực hiện tại nhà của một hộ dân ở xã Mỹ An - huyện Thạnh
Phú - tỉnh Bến Tre và các phòng thí nghiệm của bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường - Khoa Môi Trường và
Tài nguyên Thiên nhiên - Đại học Cần Thơ.
+ Giai đoạn triển khai (dự kiến): khi triển khai đề tài ra thực tế, chúng tôi sẽ được triển
khai đến các đối tượng sau:
-

Các tàu ghe đi biển;

-

Những hộ dân sống ven biển;

-

Các hộ dân sống ở các hải đảo;

Đại học Cần Thơ

Trang 2


Holcim Prize năm 2011
-

Những hộ dân sống trong khu vực thường xuyên bị xâm nhập mặn.

=> Do đó, chúng tôi sẽ ưu tiên thực hiện tại tỉnh Kiên Giang. Bởi vì, tỉnh này có tất cả các
đối tượng mà chúng tôi hướng đến ở trên.
4. Đối tượng thụ hưởng

Đối tượng th

hưởng mà đề tài này hướng tới là bao gồm tất cả các hộ gia đình hay các cá

nhân, tập thể, tổ chức chưa có hoặc có nguồn nước ngọt, sạch sinh hoạt nhưng với giá đắt mà có nhu
cầu s d ng và sống trong các khu vực sau:
+ Các ghe, tàu đi biển đánh bắt cá;
+ Những khu vực ven biển và hải đảo;
+ Và các địa phương trong đất liền thường xuyên bị xâm nhập mặn.
Bên cạnh đó, tất cả những ai có nhu cầu chưng cất nước biển thành nước ngọt bằng năng
lượng mặt trời để ph c v cho nhu cầu sinh hoạt của mình đều có thể s d ng thiết bị này.
5. Những lợi ích về mặt phát triển cộng đồng, xây dựng bền vững và bảo vệ môi trường
Đây là đề tài nghiên cứu và thiết kế ra những thiết bị s d ng năng lượng mặt trời để chưng
cất nước mặn thành nước ngọt. Thiết bị này sẽ có nhiều hiệu suất khác nhau và tất cả đều có quy mô
ứng d ng cho hộ gia đình, áp d ng các nguyên lý hoạt động và lắp đặt rất đơn giản, không s d ng
hóa chất, vận hành đơn giản và có giá thành thấp. Bên cạnh đó, đối tượng s d ng mà đề tài này
hướng đến là những hộ dân vùng biển - không có nước ngọt sinh hoạt (hoặc có nhưng phải mua với
giá cao). Do đó, đề tài này sẽ có những lợi ích về các lĩnh vực phát triển cộng đồng, xây dựng bền
vững và bảo vệ môi trường. C thể như sau:
+ Phát triển cộng đồng: với lợi thế là chi phí thấp và đơn giản nên thiết bị này sẽ đáp
ứng được rộng rãi nhu cầu s d ng nước sạch của những người dân sống ở miền biển, hải đảo hay
trong vùng thường xuyên bị xâm nhập mặn mà chưa có hoặc thường xuyên không có nước ngọt, sạch
để sinh hoạt. Bên cạnh đó, khi s d ng thiết bị này, người dân sẽ tiết kiệm được số tiền đáng kể cho
việc mua nước ngọt để sinh hoạt vào mùa khô. Do đó, thiết bị chưng cất nước mặn thành nước ngọt
này sẽ góp phần nâng cao chất lượng đời sống vật chất cũng như tinh thần cho người dân ở các khu
vực này.
+ Bảo vệ môi trường: thiết bị chỉ s d ng nguồn năng lượng duy nhất là các bức xạ mặt
trời và không s d ng hóa chất. Hơn nữa, chúng tôi đã chú trọng s d ng nhiều vật liệu có sẵn trong tự
nhiên, ưu tiên tái s d ng một số vật liệu có khả năng tái s d ng. Vì vậy, đây sẽ là một thiết bị thân
thiện với môi trường.

Đại học Cần Thơ

Trang 3


Holcim Prize năm 2011
+ Phát triển bền vững: thiết bị này vừa tạo ra được nguồn nước ngọt, sạch và rẻ mà vừa
không làm ô nhiễm môi trường. Mặt khác, việc s d ng rộng rãi thiết bị này còn góp phần hạn chế
được việc khai thác và s d ng quá mức nguồn nước ngầm như hiện nay. Qua đó, có thể tránh được
các nguy cơ về hạ thấp các mạch nước ngầm và những vấn đề môi trường đi kèm. Bên cạnh đó, việc
s d ng rộng rãi thiết bị này vừa giúp nhà nước tiết kiệm được chi phí xây dựng các hệ thống cấp
nước sạch sinh hoạt cho người dân mà còn giúp nhân dân miền biển tiết kiệm được số tiền đáng kể cho
việc mua nước sạch sinh hoạt với giá cao. Số tiền mà nhà nước tiết kiệm được sẽ được đầu tư vào các
lĩnh vực khác cho xã hội như: y tế, giáo d c, điện, đường,… còn số tiền người dân tiết kiệm được sẽ
được dùng vào các m c đích sinh hoạt khác như: cho con em đi học, làm kinh tế,…Và cuối cùng là
việc s d ng thiết bị này sẽ góp phần nâng cao đời sống của nhân dân và làm cho xã hội phát triển
ngày càng bền vững hơn.
6. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu được áp d ng trong đề tài này là “phương pháp nghiên cứu trực
tiếp”. Trình tự các giai đoạn nghiên cứu như sau:
+ Tìm hiểu các cơ sở lý thuyết các kiến thức thực tế liên quan đến đề tài, tham khảo ý
kiến của các chuyên gia => thiết kế ra mô hình mẫu.
+ Thực hiện các thí nghiệm định hướng trên mô hình mẫu để xác định những thông số
thiết kế và hoạt động chính của thiết bị hoàn chỉnh.
+ Triển khai mô hình mẫu ra thực tế để đánh giá được chính xác hơn về hiệu suất hoạt
động cũng như khả năng ứng d ng thực tế của đề tài.
+ Tổng hợp và x lý số liệu rồi lựa chọn hình dạng của thiết bị để thực hiện các bước
tiếp theo (dạng hộp chữ nhật hay dạng tháp).
+ Thiết kế ra các thiết bị chưng cất nước hoàn chỉnh với nhiều hình dạng và hiệu suất

chưng cất khác nhau. Sẽ có hai loại hình dạng của thiết bị là: dạng hộp chữ nhật và dạng tháp, ứng với
ba mức hiệu suất được thiết kế đó là 90, 120 và 150 lít/ngày cho mỗi loại. (chúng tôi đang thực hiện
giai đoạn này).
+ Chuẩn bị vật liệu và tiến hành lắp ráp thiết bị hoàn chỉnh và kiểm tra lại khả năng hoạt
động của thiết bị trước khi triển khai ra thực tế để có những điều chỉnh, bổ sung kịp thời. (nếu có điều
kiện).
7. Các đối tác hỗ trợ mặt kinh phí và triển khai
Trong quá trình thực hiện đề tài này, chúng tôi đã và sẽ nhận được những hỗ trợ như:

Đại học Cần Thơ

Trang 4


Holcim Prize năm 2011
+ Kinh phí: công ty Holcim và gia đình.
+ Cơ sở lý thuyết - kỹ thuật: các thầy (cô) là giảng viên của Khoa Môi trường và Tài
nguyên Thiên nhiên - Trường Đại học Cần Thơ.
+ Triển khai: thầy cô, bạn bè và chính quyền địa phương và nhân dân ở những nơi triển
khai đề tài.
8. Sơ lược về chi phí/giá thành
Chi phí cho một thiết bị hoàn chỉnh là bao gồm các 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 các vật liệu đến nơi triển khai.
+ Tiền công cho những người tham gia trong quá trình lắp đặt thiết bị hoàn chỉnh.
+ Các khoản tiền khác.
=> Sau khi tính tổng các chi phí trên cho mô hình dạng hộp có diện tích mặt tiếp xúc là 0,5 m2
(1 x 0,5m) của mình, chúng tôi đã tính ra được chi phí cho việc lắp đặt một thiết bị ra thực tế có giá
thành là 400.000 đồng/m2. Nghĩa là cứ ứng với 1m2 diện tích mặt tiếp xúc của thiết bị là 400.000 đồng
(giá thành cụ thể ở phụ lục 4 - bảng 2). Bên cạnh đó, tuy có hình dạng và cấu tạo tương đối khác nhau,

nhưng giá thành của hai loại thiết bị vẫn như nhau.
9. Kết quả dự kiến
Chúng tôi sẽ chế tạo thành công thiết bị chưng cất nước mặn thành nước ngọt dùng năng
lượng mặt trời quy mô hộ gia đình. Thiết bị sẽ có một số đặc điểm như sau:
- Vật liệu: ván, kính thủy tinh (hay kính nhựa), giấy bạc, ván ép, đinh, sơ dừa, ống nhựa
PVC (hay ống nhôm cũ), cây 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
là 5% (dạng tháp là 300) so với độ dài của mặt đáy. M c đích để việc thu nước ngưng t nhanh hơn và
chống lượng nước đã ngưng t bốc hơi 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 trên diện tích bề mặt: từ 4,0 - 6,0 lít/m2.ngày (vì nước
ta là nước nhiệt đới).
- Thời gian chưng cất: mỗi ngày là từ 7h - 17h vào mùa khô.

Đại học Cần Thơ

Trang 5


Holcim Prize năm 2011
- Chất lượng nước đầu ra: lượng nước thu được không còn độ mặn, độ đ c < 1 NTU và
không còn tổng Coliform => nước thu được có thể tắm, giặt, nấu ăn và uống được.
II.

Mục tiêu và lợi ích của đề tài
1. Về mặt phát triển cộng đồng
+ Mục tiêu: tạo điều kiện cho người dân sống ở vùng ven biển, hải đảo, các khu vực bị ảnh

hưởng bởi hiện tượng xâm nhập mặn mà chưa có nước ngọt sinh hoạt hoặc phải mua với giá rất cao có

được nguồn nước ngọt, sạch, giá rẻ để ph c v cho nhu cầu sinh hoạt của họ. Bên cạnh đó, đề tài này
còn hướng đến việc ph c v cho các ghe, tàu đi biển đánh bắt hải sản, nhằm giúp họ tiết kiệm được chi
phí mua nước ngọt dự trữ cho quá trình đánh bắt.
+ Lợi ích: góp phần cải thiện đời sống vật chất cũng như đời sống tinh thần cho người dân
ở những khu vực kể trên như:
-

Tiết kiệm được tiền mua nước ngọt sạch nhưng giá thành lại quá đắt để s d ng cho

các m c đích sinh hoạt hàng ngày.
-

Hạn chế sự lây lan các mầm bệnh hay phát sinh ra các loại bệnh khác do s d ng

nguồn nước chưa x lý. Bên cạnh đó, cũng hạn chế được các loại bệnh nguy hiểm khác do không có
nước sạch s d ng như: bệnh ngoài da, bệnh đường tiêu hóa...
- Cải thiện đời sống kinh tế cũng như tinh thần của người dân do có nước ngọt sạch
sinh hoạt với giá rẻ nên các hoạt động thương mại - dịch v như: vui chơi, giải trí, ăn uống cũng phát
triển theo,…
- Đối với người đi biển thì họ vừa tiết kiệm được chi phí trong quá trình đánh bắt mà
còn đề phòng trường hợp bị thiếu nước ngọt khi phải ở dài ngày trên biển ngoài ý muốn.
2. Về mặt bảo vệ môi trường
+ Mục tiêu: về mặt bảo vệ môi trường, đề tài này chú trọng vào ba m c tiêu chính là:
- Thiết bị được vận hành bằng nguồn năng lượng duy nhất là năng lượng bức xạ mặt trời
– không s d ng các nguồn năng lượng hóa thạch hay các nguồn năng lượng gây ô nhiễm môi trường.
- Trong quá trình chế tạo và vận hành thiết bị không thải ra các chất thải làm ô nhiễm
môi trường tiếp nhận.
- Ưu tiên s d ng các vật liệu đơn giản, dễ tìm mua, giá rẻ và tái s d ng các vật liệu đã
qua s d ng như xơ dừa, tone (các miếng thiết), nhựa, giấy cứng, ván ép,…
+ Lợi ích:

Đại học Cần Thơ

Trang 6


Holcim Prize năm 2011
- Đề tài này không s d ng các nguồn năng lượng hóa thạch nên không gây ô nhiễm
môi trường.
- Chẳng những không thải ra các chất thải có khả năng gây ô nhiễm môi trường mà đề
tài này còn góp phần giảm lượng phát thải gây ô nhiễm môi trường do ưu tiên s d ng các vật liệu có
khả năng tái chế.
- Bên cạnh đó, việc chỉ s d ng các vật liệu đơn giản, dễ tìm mua, dễ gia công, dễ lắp
ráp - chế tạo nên không cần phải s d ng đến các loại vật liệu đặc biệt được tạo ra do khai thác tài
nguyên thiên nhiên => góp phần làm giảm sự ô nhiễm môi trường.
3. Về mặt xây dựng bền vững
+ Mục tiêu => Lợi ích:
Đối với mặt xây dựng và phát triển bền vững thì đề tài này sẽ đặt ra các m c tiêu và hướng
đến các lợi ích sau:
- Do không gây ô nhiễm môi trường và sản phẩm có giá thành thấp nên sẽ tạo ra được
sự ủng hộ của đông đảo người dân trong các khu vực nêu trên.
=> Khi đó, sẽ tiết kiệm được số tiền khá lớn cho việc cấp nước sạch cho các hộ dân này. Số
tiền ấy sẽ được ph c v cho các nhu cầu khác của xã hội, và khi đó xã hội sẽ ngày càng phát triển và
bền vững hơn.
- Nếu thiết bị này được s d ng rộng rãi thì chắc chắn sẽ góp phần hạn chế một lượng
đáng kể nguồn nước ngầm sẽ bị khai thác để ph c v cho việc cấp nước cho các hộ dân sống trong các
khu vực này.
=> Khi đó, sẽ góp phần giảm thiểu được việc khai thác quá mức nguồn nước ngầm như hiện
nay và gián tiếp đơn giản hóa nhiều vấn đề liên quan đến hiện tượng “ hạ thấp mực nước ngầm”.
III.

Phương pháp nghiên cứu & nguồn thông tin tham khảo [phụ lục 2.1]
1. Nghiên cứu thứ cấp:
Chúng tôi đã nghiên cứu nhiều tài liệu trong nước cũng như ngoài nước về lĩnh vực nghiên

cứu của đề tài:
+ Theo Viện Hóa học đã thiết kế được 06 loại máy chưng cất nước, từ đơn giản tới phức tạp,
phù hợp với từng điều kiện c thể, đáp ứng quy mô tập thể và hộ gia đình.
- Ưu điểm: vật liệu chế tạo thiết bị rất thông d ng, dễ tìm mua trên thị trường như kính dày
3mm, nhôm lá, nhôm thanh, sắt không gỉ, gỗ, xi măng, ống nhựa. Vật liệu chuyển pha trữ nhiệt cũng
rất thông d ng có nguồn gốc Paraphin. Theo đánh giá sơ bộ độ bền của thiết bị có thể đạt từ 5-10 năm.

Đại học Cần Thơ

Trang 7


Holcim Prize năm 2011
- Khuyết điểm: với đầu tư ban đầu là 1triệu đồng/m2 mặt tiếp xúc, giá thành này vẫn còn
khá cao so với thu nhập của người dân tại các vùng khó khăn. Bên cạnh đó, nghiên cứu này chưa đề
cập đến vấn đề s d ng vật liệu cách nhiệt nào cho phù hợp với từng loại mô hình.
+ Theo Muafag Suleiman K. Tarawneh (2007): về các đặc tính của vật liệu như sau:
- Nhôm là một kim loại dẫn nhiệt, điện tốt. Do đó, bộ phận hấp thu nhiệt bằng nhôm được
sơn đen sẽ có khả năng hấp th nhiệt rất tốt.
- Nắp kính với một độ nghiêng 400. Cả hai tấm được đặt trên các khung thép và dùng cao su
để ngăn ngừa sự rò rỉ không khí;
- Lớp cách nhiệt bên ngoài thùng, cách nhiệt có độ dày 8cm, được đặt trong hai hộp bằng
gỗ và bên ngoài được bao quanh bởi ironsheet mạ kẽm;
- Máng thu được làm bằng nhựa PVC và đặt dưới kính che phủ với một độ nghiêng của 5 0
đối với đầu thu để tăng tốc độ tốc độ ngưng t và để tránh các xu hướng bốc hơi lại;

+ Theo Pinar Ilker Alkan, (2003): thì một số lưu ý về vật liệu máy chưng cất:
- Một trong những thành phần quan trọng nhất là nắp, vật liệu che phủ như nắp của thiết bị
phải được lựa chọn phù hợp.Việc lựa chọn vật liệu của nắp là giữa thủy tinh và nhựa. Thủy tinh được
ưa thích so với những loại kính nhựa, nhưng lợi thế chính của đối với kính nhựa là rẻ hơn.
- Các vật liệu keo hiệu quả nhất được s d ng cho đến nay là silicon khi khô chúng vẫn đàn
hồi trong một thời gian dài. Loại khác đã được s d ng như là hắc ín và băng. Những vật liệu này xấu
đi trong thời gian và trở nên dễ vỡ để các vết nứt được hình thành và do đó có khả năng bị rò rỉ hơi.
- Việc s d ng sắt mạ kẽm như một kênh chứa nước sau chưng cất không phải là một lựa
chọn tốt vì nó ăn mòn trong tiếp xúc với nước mặn. Nhôm có thể được s d ng như là một máng chứa,
nhưng nó cũng bị ăn mòn ở nhiệt độ cao.
Bên cạnh đó, hiện nay, tại Bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường - Khoa Môi Trường và Tài
nguyên Thiên nhiên - Trường Đại học Cần Thơ có rất nhiều đề tài nghiên cứu về ứng d ng của năng
lượng mặt trời trong nhiều lĩnh vực của đời sống hằng ngày như: “Thiết kế mô hình sấy ứng dụng
năng lượng mặt trời đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức”(1), “Thiết kế máy nước nóng năng lượng
mặt trời sử dụng lớp cách nhiệt bằng vật liệu tự nhiên”(2),… trong đó, kết quả c thể như sau:
1.“Thiết kế mô hình sấy ứng dụng năng lượng mặt trời đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng
bức”[phụ lục 3.1]:

Đại học Cần Thơ

Trang 8


Holcim Prize năm 2011
+ Tổng quan về đề tài: đề tài này được thực hiện trên hai mô hình là máy sấy thông khí tự
nhiên và máy sấy thông khí cưỡng bức. Đối tượng thí nghiệm của hai mô hình này là mít và hành (mít
đã loại bỏ hạt và hành đã loại bỏ củ). Vấn đề cần khảo sát là xác định và so sánh thời gian sấy hành và
mít ở mỗi mô hình. Đồng thời sẽ so sánh kết quả vừa đạt được với thời gian phơi hành và mít ngoài tự
nhiên. Thời gian thực hiện đề tài này là 14 tuần (vào mùa khô).
+ Kết quả: kết quả thu được là rất tốt, thời gian sấy ngắn và hiệu quả hơn khi phơi nắng tự

nhiên. C thể là thời gian sấy từ 16 - 28 giờ đối với nguyên liệu là mít (phơi nắng tự nhiên là từ 36 48 giờ) và từ 6 - 8 giờ đối với hành lá (phơi tự nhiên là 7 - 12 giờ).
+ Ưu điểm: điều đáng lưu ý của đề tài này là cả hai mô hình đều đạt được nhiệt độ cao khi
bức xạ lớn hơn 800 W/m2. Nhiệt độ cao nhất của bộ thu nhiệt thông khí tự nhiên là 1040C. Trong khi
đó, nhiệt độ cao nhất của bộ thu nhiệt thông khí cưỡng bức là 1140C.
+ Khuyết điểm: thời gian sấy tốt nhất trong một ngày lại tương đối hẹp. Thời gian sấy tốt
nhất trong ngày là từ 9 giờ sáng đến 15 giờ chiều (mùa khô).
2. “Thiết kế máy nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng lớp cách nhiệt bằng vật liệu tự
nhiên”[phụ lục 3.2]:
+ Tổng quan về đề tài: có ba mô hình đã được thiết kế để ph c v cho quá trình nghiên cứu
của đề tài này:
- Mô hình A: s d ng xơ dừa làm vật liệu cách nhiệt, thể tích bình chứa là 18 lít;
- Mô hình B: s d ng sợi thủy tinh làm vật liệu cách nhiệt, thể tích bình chứa là 18 lít;
- Mô hình C: s d ng sợi thủy tinh làm vật liệu cách nhiệt, thể tích bình chứa đến 60 lít.
Đối tượng thí nghiệm của đề tài này là nguồn nước cấp ph c v cho việc tắm giặt. Với m c
đích là tạo ra nguồn nước nóng để ph c v cho nhu cầu tắm giặt của người dân. Thời gian thực hiện là
14 tuần - vào mùa khô.
+ Kết quả:
Đối với mô hình A và B :
- Mô hình A có khả năng cung cấp được 34 lít nước có nhiệt độ trung bình từ 51,75 o

56,25 C trong một ngày có bức xạ mặt trời trung bình dao động từ 727 – 884 W/m2.
- Mô hình B cung cấp được 34 lít nước có nhiệt độ trung bình 59 – 60oC. Với nhiệt độ
trung bình của nước lạnh là 28oC, thì nước nóng sản xuất từ mô hình A có thể pha được 65 – 80 lít
nước có nhiệt độ 40oC ph c v cho việc tắm giặt. Còn đối với mô hình B thì lượng này là 87 – 90 lít.

Đại học Cần Thơ

Trang 9

Holcim Prize năm 2011
- Lượng nước nóng cung cấp được từ hai mô hình tỷ lệ thuận với cường độ bức xạ mặt
trời. Khi bức xạ mặt trời cao thì lượng nước nóng thu được nhiều hơn.
- Vật liệu cách nhiệt có ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của hệ thống. Ở đây vật liệu
cách nhiệt sợi thủy tinh có hiệu quả hơn xơ dừa.
Đối với mô hình C:
- Mô hình C cung cấp được 60 lít nước nóng trung bình từ 49,5 – 54,5oC trong ngày có
bức xạ trung bình từ 633,63 – 962.69 W/m2.
- Nhiệt độ trung bình trong bình chứa tổn thất không lớn, chỉ từ 6 – 7,5oC trong khoảng từ
18 giờ đến 6 giờ sáng hôm sau.
+ Ưu điểm:
- Xác định được khả năng cách nhiệt của sợi thủy tinh tốt hơn xơ dừa. Nhưng sự sai khác
này không có ý nghĩa về mặt thống kê.
+ Khuyết điểm:
- Do quá trình thực hiện thí nghiệm trên loại bình chứa có thể tích tương đối nhỏ nên
nhiệt độ nước lên khá cao và phải thay nước trong quá trình thí nghiệm. Do đó, những điều này làm
thất thoát nhiệt và ảnh hưởng đến kết quả tính toán hiệu suất hoạt động cho hệ thống.
- Các mô hình A và B thiết kế với kiểu ống hình zig zag nên không tận d ng được hết
diện tích bề mặt hấp th bức xạ mặt trời.
Những vấn đề đáng ghi nhận sau khi chúng tôi tham khảo các nguồn tài liệu trên là:
+ Ghi nhận và sử dụng kết quả nghiên cứu sau:
- Sợi thủy tinh cách nhiệt tốt hơn xơ dừa nhưng không đáng kể.
=> S d ng xơ dừa làm vật liệu cách nhiệt cho đề tài của mình.
- Mùa khô có lượng bức xạ lớn nên nhiệt độ ở bộ phận hấp th nhiệt cao.
=> Chúng tôi sẽ cố gắng tiến hành đề tài của mình vào mùa khô.
- Nguyên tắc hấp th năng lượng cao của vật bằng kim loại có màu đen và bề mặt sần sùi.
=> Bề mặt của bộ phận hấp th năng lượng (mặt đáy) sẽ được làm bằng các miếng thiết (tone)
được sơn đen.
- Nguyên tắc cho ánh sáng truyền qua vật trong suốt như thủy tinh, kính nhựa.
=> Chúng tôi sẽ s d ng hai loại vật liệu trên làm bề mặt của thiết bị. Đồng thời, đây là mặt

nghiêng để thu nước về các máng dẫn nước.
+ Ghi nhận thiếu sót và bổ sung các vấn đề sau cho đề tài của mình:

Đại học Cần Thơ

Trang 10


Holcim Prize năm 2011
- Một số nghiên cứu chưa áp d ng hiện tượng phản xạ ánh sáng của các vật có bề mặt nhẵn
và màu sáng.
=> Chúng tôi sẽ áp d ng nguyên tắc này cho đề tài bằng cách thiết kế thêm bộ phận hứng ánh
sáng. Nhằm làm tăng sự bức xạ vào mặt tiếp xúc hay tăng nhiệt độ của mô hình.
- Nhiều nghiên cứu chưa chú trong vào vật liệu cách nhiệt là vật liệu nào là tốt nhất.
=> Chúng tôi sẽ s d ng xơ dừa để làm vật liệu cách nhiệt cho thiết bị.
- Bên cạnh đó, độ dày của bộ phận cách nhiệt chưa thật sự đảm bảo được sự cách nhiệt là
tốt nhất. Bởi vì, bức xạ vào mùa khô rất cao nhưng nhiệt độ của bộ phận hấp th nhiệt của các mô hình
của hai đề tài trên lại không quá cao. Nguyên nhân là do lượng nhiệt thất thoát quá lớn.
=> Chúng tôi sẽ tăng độ dày của bộ phân cách nhiệt để đảm bảo khả năng cách nhiệt là tốt hơn.
- Một số công trình nghiên cứu chưa thiết kế bộ phận xả cặn. Do đó, cần thiết kế thêm bộ
phận xả cặn và sẽ tiến hành vệ sinh, r a đáy thiết bị theo định kỳ.
=> Do hoạt động lâu ngày, nên lượng muối của nước sẽ bám trên bề mặt tấm hấp th nhiệt sẽ
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
vận hành thường xuyên.
+ Vật liệu hấp thu nhiệt là tấm thiết được sơn đen và làm cho bề mặt nhám để tăng khả

năng hấp th nhiệt thay cho các tấm nhựa cao su dễ bị hỏng khi nhiệt độ cao.
+ S d ng xơ dừa làm vật liệu cách nhiệt thay thế cho sợi thủy tinh của các công trình
nghiên cứu trước. Kết quả thu được là khả năng cách nhiệt tốt, giá rẻ và bền.
+ S d ng các vật liệu đơn giản, dễ tìm mua và có giá rẻ.
+ Nghiên cứu và thiết kế ra nhiều hình dạng mô hình để có thể áp d ng cho nhiều đối
tượng khác nhau.
+ Chúng tôi bổ xung thêm bình mariot để tự động điều tiết lượng nước đầu vào thiết bị,
không cần người vận hành thường xuyên.

Đại học Cần Thơ

Trang 11


Holcim Prize năm 2011
=> Nhìn chung, điểm mới và hay của đề tài này là s d ng các vật liệu có giá rẻ nên chi phí
thấp, dễ lắp ráp, thiết bị vận hành tự động, hiệu suất được cải thiện đáng kể.
2. Nghiên cứu trực tiếp:
Sau quá trình tham khảo tài liệu và tìm hiểu các kiến thức thực tế cũng như hiện trạng xã
hội của các khu vực khảo sát và đề ra hướng đi cho đề tài, chúng tôi đã đề ra được những công việc
cần thực hiện cho quá trình nghiên cứu trực tiếp của đề tài như sau:
+ Thiết kế mô hình chưng cất mẫu và thực hiện các thí nghiệm để hoàn chỉnh mô hình.
+ Tham khảo ý kiến của người dân về hiện trạng s d ng nước và tìm hiểu nhu cầu,
nguyện vọng của họ ở thời điểm hiện tại và trong 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 đã thực hiện xong và đang tiếp t c thực

hiện giai đoạn tiếp theo)
+ Phát sinh ý tưởng, tìm hiểu về đề tài và quyết định đăng ký đề tài tham dự cuộc thi.
+ Tham khảo ý kiến của các chuyên gia và tìm hiểu kiến thức thực tế về đề tài.
+ Lựa chọn địa điểm để tiến hành khảo sát các vấn đề liên quan đến đề tài.
+ Thiết kế mô hình mẫu và thực hiện các thí nghiệm định hướng để có được các số liệu
cần thiết cho việc thiết kế mô hình hoàn chỉnh.
=> Các bước trong giai đoạn này chúng tôi thưc hiện trong khoảng thời gian: kể từ thời
điểm phát sinh ý tưởng và đăng ký tham dự giải thưởng “Holcim Prize 2011” cho đến ngày
03/07/2011.
2. Các bước chuẩn bị: (đã thực hiện)
+ Khảo sát hiện trạng và thăm dò ý kiến người dân. Chọn lựa một số hộ dân ở các địa
phương để điều tra nhu cầu s d ng nước của họ. Bên cạnh đó, chúng tôi cũng khảo sát các vấn đề liên
quan đến việc triển khai đề tài.
+ Triển khai mô hình mẫu ra thực tế ở nhà của một hộ dân trong các khu vực khảo sát.
=> Các bước trong giai đoạn này chúng tôi dự kiến thực hiện trong vòng 7 ngày: kể từ ngày
27/08/2011 – 02/09/2011.

Đại học Cần Thơ

Trang 12


Holcim Prize năm 2011
3. Kế hoạch triển khai (được thực hiện khi có điều kiện)
+ Khảo sát tất cả các khu vực mà đề tài hướng đến như: các đảo, vùng ven biển, vùng
bị xâm nhập mặn, các tàu ghe đi biển,…
+ Triển khai các thiết bị hoàn chỉnh phù hợp cho từng khu vực ra thực tế.

+ Đánh giá tình trạng hoạt động cũng như hiệu suất hoạt động của các thiết bị để có
những điều chỉnh thích hợp khi sai sót hoặc cần hoàn thiện hơn.
=> Các bước của giai đoạn này chúng tôi dự kiến thực hiện sau ngày 1/10/2010.
4. Kế hoạch duy trì (dự kiến)
+ Tổng kết lại quá trình triển khai giai đoạn đầu, đánh giá lại kế hoạch m c tiêu của kế
hoạch và đề ra các hướng đi tiếp theo.
+ Tìm các nguồn tài trợ cho đề tài sau khi thời gian thực hiện chính thức của đề tài ở
giai đoạn đầu đã hết.
+ Tiến hành thiết kế và tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh rồi bán cho người dân có nhu cầu
s d ng để thu hồi vốn và tạo ra nguồn kinh phí cho các dự án triển khai tiếp theo của đề tài.
+ Tiếp t c khảo sát các vùng khác để tiếp t c triển khai đề tài. Ưu tiên duy trì và phát
triển đề tài ở những vùng khó khăn nhất.
=> Thời gian thực hiện các bước của giai đoạn này ph thuộc vào việc tìm nguồn tài trợ
chính cho đề tài nhanh hay chậm.
V.

Nội dung công việc cụ thể của từng giai đoạn
1. Giai đoạn nghiên cứu:
+ Phát sinh ý tưởng, tìm hiểu về đề tài và quyết định đăng ký đề tài:
- Từ thực tế và phát sinh ý tưởng: ý tưởng về đề tài được phát sinh khi chúng tôi quan

sát các mô hình s d ng năng lượng mặt trời ứng d ng cho các lĩnh vực của cuộc sống trong các đề tài
Luận văn tốt nghiệp đại học của các anh (chị) sinh viên khóa trước. Tuy nhiên, tất cả các đề tài trên chỉ
dừng lại ở mức độ là nghiên cứu sơ bộ và không có đề tài nghiên cứu c thể về việc chưng cất nước
biển thành nước ngọt sinh hoạt. Do đó, chúng tôi đã quyết định ứng d ng các cơ sở lý thuyết và những
kết quả sơ bộ có liên quan ở trên vào đề tài nghiên cứu của mình.
- Tìm hiểu các kiến thức, cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài: đề tài của chúng tôi bao
gồm nhiều mảng kiến thức về mặt trời, năng lượng và một số kiến thức về địa lý, thời tiết, khí hậu và
kinh tế. Các mảng kiến thức về năng lượng bao gồm: các dạng năng lượng của bức xạ mặt trời, khả
năng hấp th năng lượng các bức xạ mặt trời sẽ cao hơn đối với các vật màu đen và sần sùi, hiện tượng

Đại học Cần Thơ

Trang 13


Holcim Prize năm 2011
bay hơi của nước, hiện tượng ngưng t của hơi nước, sự cách nhiệt của các vật liệu, sự dẫn nhiệt của
các vật bằng kim loại. Các mảng kiến thức khác như: địa lý thì nước ta có bờ biển dài 3260km trải dài
từ Bắc tới Nam, hí hậu thì nước ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nên một năm có năm mùa mưa,
khô rõ rệt. Về kinh tế - xã hội: phần lớn những người dân sống khu vực ven biển, hải đảo, vùng bị
ngập mặn hoặc vị xâm nhập mặn thường có đời sống kinh tế khó khăn.
- Quyết định đăng ký đề tài tham dự giải thưởng “Holcim Prize 2011”: Từ các kiến
thức ở trên, chúng tôi đã quyết 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 khi đăng ký đề tài này, chúng tôi đã nhờ sự tư vấn của thầy Lê Hoàng Việt, Trưởng Bộ
môn Kỹ Thuật Môi Trường - Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên -Trường Đại học Cần Thơ
về đề tài của mình và được thầy truyền đạt nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu về việc thiết kế
thiết bị chưng cất nước s d ng năng lượng mặt trời. Bên cạnh đó, chúng tôi cũng đã nhờ sự tư vấn
của cô Nguyễn Thị Thu Vân, Trưởng phòng thí nghiệm Vi Sinh Vật Kỹ Thuật Môi Trường về đề tài
của mình và đã được cô truyền đạt những kiến thức về các vi sinh vật trong nước biển cũng như trong
hơi nước, nước ngưng t và nhiệt độ, thời gian chết của chúng trong nước.
- Tìm hiểu các kiến thức thực tế về đề tài trên những mô hình thật: Sau khi chuẩn bị
kiến thức kỹ càng cùng với sự tư vấn của các thầy cô, chúng tôi đã tiến hành tìm hiểu kiến thức thực tế
về đề tài bằng cách cùng vận hành các mô hình ứng d ng năng lượng mặt trời của các anh chị khóa
trước đang làm luận văn tốt nghiệp. Từ đó, chúng tôi đã rút ra những kinh nghiệm trong quá trình vận
hành, chú ý những mặt được và chưa được của các mô hình này. Đồng thời, chúng tôi cũng quan sát
các hiện tượng xảy ra trong quá trình vận hành các mô hình để về sau thực hiện đề tài cho tốt hơn.

+ Lựa chọn địa điểm để tiến hành khảo sát và triển khai đề tài sau này: Do trong nhóm có
bạn quê ở xã Mỹ An, huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre - khu vực thường xuyên bị xâm nhập mặn vào
mùa khô và đời sống của người dân rất khó khăn, thường xuyên không có nước ngọt sinh hoạt vào
mùa khô. Nguồn nước sinh hoạt chủ yếu của họ vào mùa mưa là nước mưa hứng được từ mái nhà.
Mùa khô thì họ vẫn s d ng nước mưa dự trữ để ph c v cho nấu ăn và uống, còn nước tắm giặt thì họ
s d ng nước giếng hoặc cả nước lợ ở dưới sông. Tất cả các hiện trạng trên là đủ để chúng tôi chọn địa
phương này làm địa điểm để tiến hành khảo sát và triển khai đề tài sau này.

Đại học Cần Thơ

Trang 14


Holcim Prize năm 2011
+ Thiết kế mô hình mẫu và thực hiện các thí nghiệm định hướng để hoàn chỉnh mô hình
mẫu: Với kiến thức đã có cùng những kinh nghiệm thực tế, chúng tôi đã tiến hành thiết kế và lắp ráp
mô hình mẫu để thực hiện các thí nghiệm để hoàn chỉnh mô hình. Chúng tôi thực hiện tất cả các thí
nghiệm của mình là nhằm xác định các thông số sau: mối liên hệ giữa công suất và diện tích tiếp xúc
của máy chưng cất nước, thời gian chưng cất hợp lý trong ngày, khả năng hấp th nhiệt của các vật
liệu trong bộ phận hấp th năng lượng, khả năng cách nhiệt của xơ dừa ở thùng cách nhiệt, độ nghiêng
của mặt hứng nước, chất lượng nước đầu ra.
Thuận lợi:
+ Tại bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường có nhiều mô hình mẫu của các anh chị đang thực hiện
Luận văn tốt nghiệp đại học nên rất thuận lợi trong việc tìm hiểu và xác định hướng đi cho đề tài.
+ Trong khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên có nhiều thầy cô rất am hiểu về năng
lượng mặt trời và các ứng d ng của nó. Một số thầy cô đã và đang có những công trình nghiên cứu về
mảng đề tài này nên rất thuận lợi cho quá trình nghiên cứu của chúng tôi.
+ Các vấn đề kiến thức liên quan đến đề tài này thường rất thực tế và dễ tìm tài liệu nên việc
tìm hiểu các kiến thức này để ứng d ng cho đề tài rất thuận lợi.
+ Do có bạn có quê ở khu vực mà đề tài hướng đến nên cũng thuận tiện cho chúng tôi trong

việc tìm hiểu thực trạng ở địa phương để lựa chọn địa điểm triển khai đề tài.
Khó khăn => Khắc phục:
Tuy có nhiều thuận lợi trong quá trình nghiên cứu đề tài, nhưng chúng tôi cũng gặp một số vấn
đề như sau:
+ Các kiến thức liên quan đến đề tài là quá rộng nên đôi lúc làm cho chúng tôi gặp khó khăn
trong việc lựa chọn hướng đi cho đề tài.
=> Tuy nhiên, nhờ sự giúp đỡ của các chuyên gia trong khoa và đặc biệt là thầy, cô trong bộ
môn nên chúng tôi đã vượt qua khó khăn này và đã lựa chọn hướng đi đúng cho đề tài của mình là
nghiên cứu - thiết kế ra thiết bị vừa có khả năng chưng cất nước mặn thành nước ngọt từ năng lượng
mặt trời mà cũng phải vừa rẽ, dễ vận hành, hiệu suất cao.
+ Do đây là đề tài nghiên cứu thực tế và tự thiết kế nên chúng tôi gặp nhiều khó khăn trong
việc thu mẫu và phân tích số liệu. Bởi vì, vị trí lấy mẫu ở huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre. Trong khi
đó, nơi phân tích mẫu lại ở các phòng thí nghiệm của Bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường - Khoa Môi
Trường và Tài nguyên Thiên nhiên - Trường Đại học Cần Thơ.

Đại học Cần Thơ

Trang 15


Holcim Prize năm 2011
=> Nhóm chúng tôi có hai thành viên: một người chịu trách nhiệm thu mẫu và vận chuyển
mẫu về Cần Thơ, người còn lại thì vận hành mô hình và phân tích mẫu. Các hoạt động này được luân
phiên với nhau một cách liên t c. Tuy có vất vả nhưng chúng tôi đã hoàn thành tốt giai đoạn này.
+ Do chúng tôi phải di chuyển qua lại giữa Cần Thơ và Bến Tre với tần suất là 3 lần/tuần
trong thời gian là 1,5 tháng và tốn nhiều chi phí cho việc thiết kế và chỉnh s a mô hình cho phù hợp
nên tình hình kinh tế của nhóm tương đối khó khăn trong giai đoạn này.
=> Nhờ sự trợ giúp của công ty Holcim, gia đình và sự chi tiêu của chúng tôi rất tiết kiệm,
mọi chi tiêu đều phải là thật sự cần thiết và đúng việc. Do đó, chúng tôi đã hoàn thành giai đoạn này
với kết quả tốt nhất có thể.

Kết quả giai đoạn nghiên cứu:
Qua giai đoạn nghiên cứu, chúng tôi đã thiết kế và lắp ráp thành công mô hình thiết bị
chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời [phụ lục 3.3]. Có các đặc điểm sau:
- Hình dạng: dạng hộp chữ nhật có mặt trên (tấm kính – hứng nước) nghiêng 5% so với
mặt đáy. M c đích để việc thu nước ngưng t nhanh hơn và chống lượng nước đã ngưng t bốc hơi
ngược trở lại.
- Kích thước: diện tích mặt tiếp xúc là 0,5m2 (1m x 0,5m) và cao 0,25m [phụ lục 3.3].
- Thời gian chưng cất: mỗi ngày là từ 7h – 17h, nhưng thời gian chưng cất tốt nhất là từ
9h – 15h hằng ngày.
- Nguyên lý hoạt động: Nước lợ hoặc nước mặn được đưa vào bình mariot ở phía trê cao
so với thiết bị. Sau đó nước được chảy vào thiết bị với lưu lượng nhất định. Lượng nước được chảy
vào thiết bị sẽ được đun nóng bởi sự hấp th năng lượng mặt trời bởi bộ phận hấp th nhiệt bên dưới.
Bộ phận này được làm từ kim loại (nhôm hay thiết) và được sơn đen để tăng quá trình hấp thu bức xạ
mặt trời, nước có thể xem như trong suốt trong việc truyền bức xạ sóng ngắn từ mặt trời. Bề mặt hấp
th nhận nhiệt bức xạ mặt trời và truyền nhiệt cho nước. Khi nhiệt độ tăng, sự chuyển động của các
phân t nước trở nên rất mạnh và chúng có thể tách ra khỏi bề mặt thoáng và số lượng tăng dần. Đối
lưu của không khí phía trên bề mặt mang theo hơi nước tạo nên quá trình bay hơi. Sự bốc lên của dòng
không khí chứa đầy hơi ẩm, sự làm mát mặt tiếp xúc bởi không khí đối lưu bên ngoài và lớp nước
mỏng nước chảy tràn làm cho các phần t nước ngưng t lại và chảy xuống máng chứa ở góc dưới.
Không khí lạnh chuyển động xuống dưới tạo thành dòng khí đối lưu.
- Bức xạ trung bình: trong ngày dao động từ 817 W/m2 – 1193 W/m2.

Đại học Cần Thơ

Trang 16


Holcim Prize năm 2011
- Hiệu suất của mô hình: lượng nước thu được của mô hình trong thời gian thí nghiệm
dao động từ 4 – 5,25 lít/m2ngày.

- Chất lượng nước đầu ra: lượng nước thu được không còn độ mặn, độ đ c dao động từ
0,5 – 0,7 NTU và tổng Coliform < 3 x 101 MPN/100mL.
=> Theo thầy Lê Hoàng Việt – phó trưởng khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên thì
nước đầu ra gần như sẽ không có tổng Coliform. Việc phát hiện tổng Coliform trong nước sạch thu
được có thể là do chúng tôi thu mẫu sai hoặc phân tích chưa đúng. Nhưng với lượng tổng Coliform
này thì chất lượng nước vẫn đạt QCVN 02: 2009/BYT. Do đó, nước có thể nấu ăn, r a mặt và uống
được.
2. Các bước chuẩn bị (tiền triển khai)
Sau quá trình nghiên cứu và được sự góp ý của các thầy (cô), chúng tôi đã quyết định thiết kế
thêm một mô hình dạng tháp có cùng diện tích mặt tiếp xúc (0,5m2) để kiểm tra hiệu suất cũng như
khả năng hoạt động của hai mô hình. Sau đó, chúng tôi thực hiện các bước sau:
+ Khảo sát hiện trạng và thăm dò ý kiến người dân về nhu cầu s d ng nước sạch của họ ở
hiện tại và trong tương lai. Chúng tôi sẽ thực hiện công việc này thông qua danh sách các câu hỏi liên
quan đến đề tài [phụ lục 1]. Bên cạnh đó, chúng tôi cũng đã khảo sát các yếu tố có khả năng đến quá
trình triển khai đề tài như: diện tích mặt bằng có cường độ chiếu sáng cao, chất lượng nguồn nước, tập
quán s d ng nước của người dân,…M c đích của việc khảo sát này là để chúng tôi có những phương
pháp cấp nước riêng sao cho phù hợp với hoàn cảnh và điều kiện của mỗi đối tượng mà đề tài hướng
đến. Ví d như: hộ dân nào có mặt bằng rộng rãi thì chúng tôi sẽ áp d ng thiết bị có hình hộp chữ nhật
và có bộ phận phản xạ ánh sáng, còn đối tượng nào có diện tích mặt bằng nhỏ thì sẽ được riển khai
thiết bị có hình tháp – không cần bộ phận phản xạ ánh sáng. Cuối cùng là: đảm bảo không thừa hoặc
thiếu nước sạch cho mỗi hộ dân. Nếu thừa thì lãng phí diện tích mặt bằng s d ng, còn nếu thiếu thì
không đảm bảo được m c tiêu ban đầu của đề tài.
+ Chúng tôi sẽ tiến hành triển khai mô hình mẫu ở nhà của môt hộ dân thuộc xã Mỹ An –
huyện Thạnh Phú – tỉnh Bến Tre để kiểm tra khả năng hoạt động của thiết bị ngoài thực tế.
+ Tổng hợp số liệu và đánh giá tổng quát về những ưu và nhược điểm của thiết bị và đề ra
các phương pháp khắc ph c.
Thuận lợi:

Đại học Cần Thơ

Trang 17


Holcim Prize năm 2011
+ Do trong nhóm có một số người bạn có quê ở địa phương được chọn để triển khai mô
hình mẫu nên việc tiếp xúc và phỏng vấn người dân rất thuận lợi, dễ dàng và quá trình vận hành mô
thiết bị khá thuận lợi.
+ Việc vận hành thiết bị ngoài thực tế rất dễ dàng, bởi chúng tôi đã có kinh nghiệm vận
hành chúng ở giai đoạn nghiên cứu.
+ Chúng tôi nhận được sự ủng hộ rất nhiệt tình của người dân ở địa phương. Bởi vì, qua sự
trình bày của chúng tôi, người dân đã hiểu được thiết bị này sẽ giúp cho họ tiết kiệm được rất nhiều
chi phí cho việc mua nước sạch sinh hoạt.
Khó khăn => Khắc phục:
+ Chúng tôi gặp khó khăn vì phải vận chuyển mô hình mẫu đi từ Cần Thơ xuống Bến Tre rồi
đến địa điểm để triển khai. Bởi vì, mô hình tương đối cồng kềnh và đường đi rất xa (khoảng 120km).
=> Chúng tôi đã vận chuyển mô hình mẫu bằng xe khách tới bến xe Thạnh Phú, rồi từ đó
chúng tôi đã vận chuyển bằng xe máy về tới nhà của ngươi dân.
+ Việc di chuyển qua lại giữa các hộ dân trong vùng triển khai đề tài sẽ gặp khó khăn. Bởi vì,
đặc thù của các vùng quê này là người dân thường sống cách xa nhau và họ di chuyển bằng ghe, xuồng
hoặc đi đường đất. Đặc biệt, bây giờ đang là mùa mưa, việc di chuyển lại càng khó khăn hơn.
=> Chúng tôi đã thuê một người dân ở địa phương để dẫn đường và giúp đỡ chúng tôi trong
quá trình di chuyển qua lại giữa nhà của các hộ dân.
+ Khi nghiên cứu thì chúng tôi vận hành thí nghiệm vào mùa khô, trong khi đó, khi triển
khai th thiết bị mẫu thì lại vào mùa mưa.
=> Chúng tôi sẽ tiến hành triển khai nhiều ngày và sẽ lựa những ngày có thời tiết tốt để thu
thập số liệu và so sánh với các kết quả nghiên cứu vào mùa khô. Bên cạnh đó, chúng tôi cũng sẽ thu
thập số liệu các ngày có thời tiết không tốt để đánh giá khả năng hoạt động của thiết bị vào mùa mưa.
Kết quả của quá trình triển khai mô hình mẫu ra thực tế:
Qua giai đoạn nghiên cứu với các kết quả khả quan, chúng tôi đã tiến hành triển khai mô
hình mẫu ra thực tế tại nhà của chú Nguyễn Văn Trang, xã Mỹ An, huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và

thu được các kết quả sau đây:
- Hình dạng: có hai loại mô hình mẫu được triển khai là: mô hình dạng hình hộp chữ
nhật và mô hình dạng tháp. Mô hình dạng tháp chúng tôi mới thiết kế và lắp ráp mới có cùng diện tích
mặt tiếp xúc với mô hình dạng hộp. Nguyên tắc cấu tạo của mô hình dạng tháp giống như mô hình

Đại học Cần Thơ

Trang 18


Holcim Prize năm 2011
dạng hộp, nhưng khác nhau ở chỗ là không có bộ phận phản xạ và hội t ánh sáng. Bên cạnh đó, đối
với mô hình dạng tháp thì độ nghiêng giữa mặt tiếp xúc so với mặt đáy là 300.
- Kích thước: diện tích mặt tiếp xúc của cả hai mô hình là 0,5m2. Kích thước của mô
hình dạng hộp là 1m x 0,5m x 0,25m. Trong khi đó, kích thước của mô hình dạng tháp là 0,7m x 0,7m
x 0,4 (phần chóp là 0,25 và phần thân là 0,15m) [phụ lục 3.3].
- Thời gian chưng cất: mỗi ngày là từ 7h – 17h, nhưng thời gian chưng cất tốt nhất cho
cả hai mô hình là từ 9h – 15h hằng ngày. Chúng tôi triển khai được bốn ngày, trong đó có hai ngày bị
mưa và một này nắng yếu. Chỉ có một ngày là có cường độ bức xạ lớn để chúng tôi thực hiện thí
nghiệm.
- Bức xạ trung bình trong ngày: của hai mô hình lần lượt là 1046 và 1023 W/m2.
- Hiệu suất của mô hình: lượng nước thu được của mô hình dạng hộp và dạng tháp trong
thời gian thí nghiệm lần lượt là 2,975 và 2,925 lít. Nghĩa là hiệu suất chưng cất nước của hai mô hình
lần lượt là 4,95 và 4,85 lít/m2ngày.
- Chất lượng nước đầu ra: lượng nước thu được không còn độ mặn, độ đ c đều là 0,2
NTU và không phát hiện tổng Coliform.
=> Nước có thể nấu ăn, r a mặt và uống được.
3. Kế hoạch triển khai
+ Khảo sát c thể, chi tiết hơn nữa các khu vực mà đề tài sẽ tiến hành triển khai như:
- Các hộ dân ở các hải đảo.

- Những gia đình ở khu vực ven biển.
- Khu vực thường xuyên bị xâm nhập mặn.
- Các ghe, tàu đi biển đánh bắt hải sản dài ngày.
+ Ở mỗi khu vực khảo sát kể trên, chúng tôi sẽ tiến hành chọn từ 3 – 5 hộ dân để triển
khai ra các thiết bị hoàn chỉnh ra thực tế.
+ Đưa ra được bản vẽ hoàn chỉnh đối với mỗi 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 ngọt ph c v cho nhu cầu sinh hoạt của mình
bằng “thiết bị chưng cất nước biển thành nước ngọt sử dụng năng lượng mặt trời”.

Đại học Cần Thơ

Trang 19


Holcim Prize năm 2011
- Song song đó là việc thu thập và thống kê số liệu lại để có được kinh nghiệm cũng
như những cơ sở vững chắc cho các giai đoạn triển khai tiếp theo.
+ Đánh giá tình trạng hoạt động cũng như công suất hoạt động của các thiết bị để có
những điều chỉnh thích hợp (nếu có gì sai sót hoặc cần hoàn thiện hơn):
- Sau một thời gian hoạt động, tất cả các số liệu của các máy chưng cất nước sẽ được
tổng hợp lại và tiến hành x lý, so sánh các số liệu với nhau để có được những kết luận, đánh giá
khách quan về khả năng hoạt động của mỗi máy và của tất cả các máy trong đề tài nói chung.
- Đưa ra phương pháp khắc ph c những sai sót (nếu có), bổ sung những vấn đề cần
thiết để máy chưng cất ngày càng hoàn chỉnh hơn.
- Đề ra hướng phát triển đề tài tốt hơn, đưa đề tài tiến xa hơn và gần dân hơn nữa.
+ Hướng dẫn cho người dân cách vận hành máy chưng cất nước và hướng dẫn họ cách

thức s d ng nước mưa hợp vệ sinh và tiết kiệm.
Thuận lợi:
+ Do có bản vẽ kỹ thuật và bản hướng dẫn lắp ráp nên quá trình vận chuyển các vật liệu rất
dễ dàng và nhanh chóng.
+ Do đã có kinh nghiệm vận hành mô hình mẫu nên việc vận hành máy chưng cất nước
hoàn chỉnh sẽ không bở ngở và lúng túng.
+ Việc thu mẫu và ghi nhận số liệu sẽ tương đối dễ dàng. Bên cạnh đó, việc tổng hợp, x lý
số liệu để đánh giá khả năng hoạt 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 nên vận hành cũng sẽ
phức tạp và khó khăn hơn.
=> Khi vận hành thiết bị, chúng tôi sẽ cố gắng tập trung đối đa và sẽ vận hành th trong vài
ngày rồi mới tiến hành vận hành chính thức. Nếu có tr c trặc lớn thì chúng tôi sẽ nhờ sự cố vấn của
các thầy cô là chuyên gia về vấn đề này trong bộ môn và khoa.
+ Trong giai đoạn này, chúng tôi một mặt vận hành mô hình, mặt khác chúng tôi cũng sẽ
tiến hành thu mẫu và phân tích chất lượng nước đầu vào cũng như đầu ra. Do có một số chỉ tiêu không
thể phân tích tại nơi thu mẫu như: tổng Coliform nên chúng tôi buộc phải chuyển mẫu về các phòng

Đại học Cần Thơ

Trang 20


Holcim Prize năm 2011
thí nghiệm trong bộ môn để phân tích. Vì vậy, chúng tôi sẽ mất rất nhiều thời gian và chi phí cho việc
di chuyển.
=> Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi sẽ cố gắng bảo quản mẫu thật tốt và hai ngày mới

vận chuyển mẫu về phân tích một lần. Muốn được như vậy, chúng tôi sẽ phải mua các thùng trữ đá để
trữ các lọ mẫu và thường xuyên thêm đá vào thùng để đảm bảo nhiệt độ trong thùng đủ lạnh để độ
biến chất của mẫu vẫn 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,
nhưng chắc chắn chúng tôi sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong cách truyền đạt đến với người dân.
=> Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi cần có sự chuẩn bị tốt trong quá trình hướng dẫn
người dân cách s d ng thiết bị. Chúng tôi sẽ soạn ra các bước cần tiến hành trong quá trình vận hành
máy một cách chi tiết và dễ hiểu nhất để phổ biến cho người dân và cho họ giữ lại một bản để tham
khảo khi quên. Bên cạnh đó, chúng tôi cũng sẽ cho họ số điện thoại của mình, để trong quá trình vận
hành có gặp trở ngại chúng tôi sẽ giúp họ có hướng giải quyết đúng và kịp thời.
4. Kế hoạch duy trì
+ Tổng kết lại quá trình triển khai, đánh giá lại kế hoạch và đưa ra các hướng đi tiếp theo:
- Sau một thời gian c thể triển khai đề tài ra thực tế, chúng tôi sẽ tiến hành đánh giá và
tổng kết giai đoạn đầu triển khai đề tài. Từ đó, đưa ra những nhận xét về mặt đã làm được và chưa làm
được trong quá trình triển khai đề tài.
- Tiếp theo là đánh giá và lựa chọn hướng đi tiếp cho đề tài để phù hợp hơn với hoàn
cảnh hiện tại và ứng với từng khu vực mà đề tài đang hướng đến.
+ Tìm nguồn tài trợ chính cho đề tài sau khi thời gian thực hiện chính thức của đề tài đã hết:
- Sau khi tổng kết giai đoạn đầu triển khai đề tài, nếu đơn vị tài trợ chính của đề tài
trong giai đoạn này tiếp t c tài trợ cho đề tài ở giai đoạn tiếp theo thì chúng tôi sẽ tiến hành đàm phán
với đơn vị tài trợ để đưa ra các điều khoản tài trợ chi tiết và quyền lợi c thể của đơn vị tài trợ cho giai
đoạn này.
- Nếu như có thể và được tạo điều kiện, chúng tôi sẽ liên kết với chính quyền địa
phương và các dự án phi chính phủ nhằm mang lại nhiều hơn nguồn nước sạch sinh hoạt đến với
những người có nhu cầu s d ng.

Đại học Cần Thơ

Trang 21


Holcim Prize năm 2011
+ Ưu tiên duy trì và phát triển đề tài ở những vùng khó khăn nhất và tiếp t c khảo sát các
vùng khác để tiếp t c triển khai đề tài:
- Trong giai đoạn sau của đề tài, chúng tôi sẽ không ngừng khảo sát tìm ra các vùng
mà nhu cầu về nguồn nước sạch s d ng là bức thiết nhất để ưu tiên triển khai đề tài đến khu vực ấy
nhanh nhất có thể.
- Nếu việc triển khai đạt kết quả tốt thì chúng tôi sẽ chuyển một phần hướng đi của đề
tài sang việc sản xuất thành phẩm để cung cấp cho người dân. Số tiền thu được chúng tôi sẽ thực hiện
cho việc hỗ trợ người dân các vùng khó khăn có nước sạch sinh hoạt.
Thuận lợi:
+ Sau khi triển khai xong giai đoạn đầu, chúng tôi sẽ có những kinh nghiệm và kết quả
nghiện cứu - triển khai nhất định nên việc đề ra phướng hướng hoạt động cho giai đoạn tiếp theo sẽ
không quá khó khăn đối với chúng tôi.
+ Nếu giai đoạn đầu chúng tôi thu được kết quả khả quan thì khả năng công ty Holcim sẽ
tiếp t c tài trợ cho giai đoạn tiếp theo là rất cao. Bởi vì, công ty Holcim là một công ty có tinh thần
hướng tới cộng đồng rất cao với nhiều hoạt động rất thiết thực. Việc tiếp t c triển khai đề tài ra thực tế
cũng là một trong những công việc thường làm của công ty với m c tiêu vì lợi ích của cộng đồng và
xã hội.
Khó khăn => Khắc phục:
+ Sẽ rất khó khăn cho chúng tôi trong việc đi khảo sát để tìm ra những khu vực khó khăn và
có nhu cầu s d ng nước là bức thiết nhất. Bởi vì, điều này sẽ làm tốn nhiều thời gian, công sức và chi
phí của chúng tôi.
=> Chúng tôi sẽ s d ng tất cả các kiến thức, kinh nghiệm và cả những sự quen biết để lựa
chọn các địa điểm triển khai đề tài ở giai đoạn sau. Bên cạnh đó, chúng tôi cũng sẽ cố gắng s d ng
tiết kiệm và đúng việc, đúng chỗ số tiền mà đơn vị tài trợ cấp cho đề tài, để đảm bảo hiệu quả triển
khai là tốt nhất và sẽ có nhiều người dân có hoàn cảnh khó khăn được s d ng nguồn nước sạch sinh

hoạt hơn.
+ Sau khi giai đoạn đầu triển khai của đề tài thành công, rất có thể sẽ có nhiều th thách
mới cho chúng tôi trong việc triển khai tiếp theo. Đó là: tìm các vật liệu mới, nâng cao công suất, giảm
diện tích, hay nâng cao tính thẩm mỹ cho thiết bị chưng cất hoàn chỉnh hơn nữa.
=> Để hoàn thành tốt nhiệm v này, chúng tôi cần tập trung cao độ vào quá trình vận hành
để có thể rút ra các kinh nghiệm cũng như nhận ra các sai sót và có hướng khắc ph c kịp thời. Từ đó,

Đại học Cần Thơ

Trang 22