Hệ thống thoát nước chân không – Giải pháp công nghệ mới cho các đô thị thông minh

(Báo Xây dựng) - Dễ thích nghi với mọi địa hình, phù hợp với mọi loại nhà, không phát sinh mùi, dễ vệ sinh, không sử dụng năng lượng điện tại từng hố thu gom… Đó là ưu điểm của công nghệ thoát nước chân không.

Nhiều ưu điểm vượt trội thích ứng cao

Hiện nay người dân sống tại các đô thị chỉ được cung cấp hạ tầng đô thị ở mức cơ bản theo những công nghệ truyền thống. Để xây dựng đô thị có chất lượng sống cao hơn cần tìm mô hình quản lý thích hợp với tầm nhìn lâu dài gắn với phát triển bền vững, và xây dựng đô thị thông minh là một xu thế tất yếu.

Đổi mới công nghệ là một yếu tố quan trọng và đóng một vai trò cơ bản cho việc hình thành bộ khung của đô thị thông minh. 

Công nghệ mới này có hệ thống kín hoàn toàn, trên mạng lưới không có hố ga, mỗi khu nhà không cần có bể tự hoại nên không phát sinh mùi, nước thải không ngấm vào đất và nguồn nước ngầm, nước mưa không chảy vào mạng lưới nên tiết kiệm chi phí xử lý nước thải, có thể đặt chung với đường ống kỹ thuật khác trong cùng phui đào, không chiếm dụng diện tích.

Ngoài ra, đường ống HDPE nhỏ, có áp (DN 90-DN250) nên dễ dàng thi công qua những khu vực chật hẹp (hoặc giao cắt với công trình hạ tầng khác), mương đào nhỏ và nông.

Vận tốc dòng chảy trong hệ thống đường ống cao >5m/s do đó không lắng, tự làm sạch, không ứ đọng nước, không gây ngập nghẹt hệ thống thoát nước, không phải nạo vét lòng cống và hầm ga theo định kỳ.

Vận hành tự động, bảo trì đơn giản, an toàn; chi phí bảo trì, bảo dưỡng định kỳ giảm 60% so với hệ thống thoát nước thông thường.

Theo đánh giá, công nghệ thoát nước chân không là một giải pháp cho tương lai theo định hướng kinh tế và cung cấp rất nhiều lợi ích về kỹ thuật, đã tồn tại từ nhiều thập kỷ qua trên thế giới và đủ điều kiện thay thế cho hệ thống thoát nước cổ điển ở Việt Nam, góp phần vào việc cải thiện điều kiện môi trường nâng cao sức khoẻ, lợi ích cộng đồng với chi phí đầu tư ban đầu hợp lý và chi phí vận hành, duy tu bảo dưỡng thấp.

Chính vì vậy, việc tổ chức không gian đô thị, thiết kế, lập quy hoạch và quản lý thành phố đô thị thông minh cần thiết phải ứng dụng công nghệ thoát nước chân không trong lĩnh vực xây dựng hệ thống thoát nước trong và ngoài công trình.

Thay thế công nghệ cũ không còn phù hợp

Theo đánh giá, hệ thống thoát nước cổ điển (thoát nước bằng trọng lực) có thể gây ra nhiều vấn đề cho đơn vị phát triển dự án, chủ sở hữu tài sản như: Chi phí cao, tiến độ thi công công trình chậm, giao thông bị hạn chế.

Bên cạnh đó, trong quá trình sử dụng, nó sẽ gây ra mùi hôi, chi phí bảo trì cao và bị xâm nhập của nước ngầm. Ngoài ra, trong quá trình thi công, đơn vị thiết kế và thi công thường phải đối mặt với những điều kiện thi công khó khăn, do gặp các vấn đề trong việc thoát nước cho mương thi công, giao cắt công trình ngầm.

Để khắc phục những khó khăn đó, công nghệ thoát nước chân không là một trong những giải pháp cho tương lai theo định hướng kinh tế và cung cấp rất nhiều lợi ích về kỹ thuật.

Công nghệ chân không Roediger đã tồn tại từ nhiều thập kỷ qua, đủ điều kiện thay thế cho hệ thống thoát nước cổ điển. Bằng việc dẫn đầu thị trường tại các khu vực châu Âu, châu Á và châu Phi. Công nghệ chân không Roediger đã lắp đặt trên 1.500 hệ thống trong vòng 40 năm qua.

Hệ thống thoát nước chân không hiện đại yêu cầu đường kính ống nhỏ hơn so với hệ thống thoát nước cổ điển. Với độ dốc nhỏ đơn giản hóa việc lắp đặt hệ thống thoát nước và cho phép lắp đặt nông ở những khu vực có mực nước ngầm cao.

Hệ thống thoát nước chân không có khả năng tự làm sạch và không cần nước để rửa ống, hệ thống này không những cho thấy lợi ích về kinh tế mà còn vượt trội hơn so với hệ thống cổ điển về lĩnh vực sinh thái. Nhiều nhà phát triển trên thế giới giao nhiệm vụ cung cấp hệ thống cho nhà cung cấp Roediger.

Đến nay, hệ thống thoát nước này đã được thực hiện tại những dự án uy tín như: Hệ thống thoát nước chân không cho đường đua Thượng Hải; Hệ thống xử lý nước thải cho Old Town of Flavigny sur Ozerain tại Pháp; Durrat Al Bahrain, PalmIsland Jumeirah tại Dubai; The Olympic Sailing Centre tại Athens; Hệ thống thoát nước chân không tại Ai Cập; Cộng đồng Áo...

Quy trình vận hành của hệ thống này tùy vào địa hình, nước thải thu gom với bán kính nhiều kilomet quanh trạm chân không. Dòng nước thải sẽ chảy qua một hệ thống cống trọng lực thông thường từ mỗi hộ gia đình rồi đến hố thu gom chân không RoeVac được lắp đặt bên ngoài nhà.

Khi thể tích nước thải xác định trước được thu gom trong hầm chứa, áp lực thủy tĩnh sẽ kích hoạt bộ điều khiển khí nén. Bộ điều khiển này sẽ mở van chân không và nước thải trong hố thu gom sẽ được đẩy ra hệ thống ống chân không. Hệ thống không yêu cầu sử dụng điện tại các hố thu gom, tất cả các hoạt động này được điều khiển bằng khí nén.

Khi không khí được nạp vào thông qua van chân không ngược, dòng nước thải sẽ chảy với vận tốc rất cao ra hệ thống thoát nước rồi được đẩy đến trạm chân không trung tâm.

Một hệ thống chân không tiêu chuẩn có thể được thiết kế sẵn và đã qua kiểm tra cho những hệ thống thoát nước khu đô thị với số lượng dân cư thấp hoặc các tòa nhà trong khu công nghiệp. Thiết kế riêng biệt và công tác xây dựng lắp đặt sẽ được cung cấp đối với những trạm chân không lớn phục vụ cho hằng trăm, hàng ngàn căn nhà và tòa nhà.

Công nghệ thoát nước chân không ứng dụng thích hợp cho những nơi bao gồm: Hệ thống thiết bị vệ sinh chân không trong tòa nhà; Các phương tiện giao thông thủy, bộ, hàng không; Vùng bình nguyên nơi có mạch nước ngầm cao; Khu vực cần bảo vệ nguồn nước; Khu vực cung cấp nước uống; Quần đảo tự nhiên hay nhân tạo; Khu vực bờ biển, đô thị bên sông hồ; Những nơi có mật độ dân cư thấp, trạm xử lý nước thải xa khu vực dân cư; hay điều kiện đất đai không thuận lợi như nhiều cát, nhiều đá, thiếu độ ổn định; các khu dân cư nơi lưu lượng nước thải thấp hoặc hay thay đổi (như tại các khu du lịch resorts); những nơi có mật độ giao thông cao, công trình hạ tầng kỹ thuật ngầm nhiều khó có thể thi công bằng phương pháp đào hở.

Mạnh Cường – Báo Xây dựng