PHẦN I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong các loại ô nhiễm không khí, có lẽ ô nhiễm mùi là vấn đề phức tạp nhất, bởi mùi mang bản chất của vật lý, hóa học và cả sinh học nữa. Giải quyết vấn đề ô nhiễm không khí, cải thiện chất lượng không khí cho đời sống con người cần được quan tâm để nâng cao chất lượng cuộc sống. Trên thực tế, mùi hôi trong các nhà vệ sinh gây khó chịu cho người sử dụng là do chưa có các biện pháp tối ưu đảm bảo về kiểm soát khí thải, khử các mùi hôi trong nhà vệ sinh khi chúng ta sử dụng. Mặc dù ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các thiết bị phụ trợ đã góp phần không nhỏ cho việc kiểm soát mùi khí thải trong các khu nhà vệ sinh. Ví dụ: Sử dụng các bình khử mùi, sáp thơm, băng phiến, nước hoa... nhưng chỉ có thể giải quyết khử mùi được một phần nào, và đó cũng chỉ là biện pháp tạm thời, không khả thi lâu dài vì tốn kém về mặt kinh tế... thậm chí có thể còn gây ra các mùi khó chịu hơn khi kết hợp với mùi nhà vệ sinh hoặc gây dị ứng đối với một số người sử dụng... Chính vì những điều bất cập đó, nên nhiều khi chúng ta thường có tâm lý ngại vào nhà vệ sinh công cộng, họ chỉ vào sử dụng khi thực sự “cấp bách” bởi sợ cái mùi khó chịu phát tán ở những nơi đó ngay khi bước vào. Một lần được đi máy bay, khi bước vào phòng vệ sinh, tôi rất bất ngờ bởi trong phòng không hề có mùi khó chịu như ở các phòng vệ sinh công cộng khác, ngay khi bấm nút xả nước, trong khoang phòng vệ sinh nhanh chóng không còn mùi gì. Sau khi tìm hiểu thì tôi được biết do trong bồn cầu có lực hút mạnh vừa để tiết kiệm nước, vừa để hút hết mùi hôi trong khoang một cách nhanh nhất. Từ đó, tôi bắt đầu nảy sinh ý tưởng làm thế nào để phòng vệ sinh không còn mùi hôi... Tôi trình bày với bố ý tưởng về nguyên lý của nhà vệ sinh như trên máy bay, bố đã phân tích cho tôi hiểu là khó có thể làm theo cách hút bằng áp lực giống như máy bay được, nhưng có thể làm cách khác hút hết mùi ngay lập tức trong lúc ta đang đi vệ sinh, người sử dụng sẽ dễ chịu hơn nhiều so với phòng vệ sinh trên máy bay, bởi ở máy bay mùi chỉ được hút sau khi bấm nút xả nước... và bố đã gợi ý để tôi suy nghĩ về giải pháp nâng cao chất lượng không khí trong các nhà vệ sinh cho phù hợp với thực tế mà không gây tốn kém... Được bố khuyến khích, động viên, tôi đã đặt ra mục tiêu ý tưởng là tìm ra giải pháp để các nhà vệ sinh công cộng và các hộ gia đình không còn mùi hôi khó chịu... góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống, tăng tính thoải mái cho người sử dụng, đồng thời góp phần tiết kiệm điện năng cho các hộ gia đình có phòng ở sinh hoạt khép kín. Do đó, nhóm nghiên cứu chúng tôi đã đề xuất ra đề tài “Ô nhiễm không khí, giải pháp công nghệ nhà vệ sinh không mùi”
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP HÀ NỘI TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ ÁI MỘ Phường Ngọc Lâm, Quận Long Biên, TP Hà Nội ************* ĐỀ TÀI DỰ THI KHOA HỌC, KỸ THUẬT DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CẤP THÀNH PHỐ LẦN THỨ IV (NĂM HỌC 2014 - 2015) Tên đề tài: Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VÀ CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ (Giải pháp cơng nghệ nhà vệ sinh khơng mùi) Lĩnh vực: Ơ nhiễm khơng khí chất lượng khơng khí, Ơ nhiễm đất chất lượng đất, Ô nhiễm nguồn nước chất lượng nước… NGƯỜI HƯỚNG DẪN - Giáo viên: Vũ Thị Hạnh TÁC GIẢ: Đặng Hà Ninh - Đơn vị công tác: Trường THCS Ái Mộ Nguyễn Hạo Nguyên Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Lớp: 9B, Trường Ái Mộ Lớp: 9B, Trường Ái Mộ MỤC LỤC Nội dung Trang Mục lục 02 Phần I: Lý chọn đề tài 03 Phần II: Tổng quan vấn đề nghiên cứu điểm mới, sáng tạo đề tài 04 Phần III: Kết nghiên cứu 05 Phần IV: Kết luận kiến nghị 19 Tài liệu tham khảo 20 PHẦN I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong loại nhiễm khơng khí, có lẽ nhiễm mùi vấn đề phức tạp nhất, mùi mang chất vật lý, hóa học sinh học Giải vấn đề ô nhiễm không khí, cải thiện chất lượng không khí cho đời sống người cần quan tâm để nâng cao chất lượng sống Trên thực tế, mùi nhà vệ sinh gây khó chịu cho người sử dụng chưa có biện pháp tối ưu đảm bảo kiểm sốt khí thải, khử mùi hôi nhà vệ sinh sử dụng Mặc dù ngày với tiến khoa học kỹ thuật, thiết bị phụ trợ góp phần khơng nhỏ cho việc kiểm sốt mùi khí thải khu nhà vệ sinh Ví dụ: Sử dụng bình khử mùi, sáp thơm, băng phiến, nước hoa giải khử mùi phần nào, biện pháp tạm thời, khơng khả thi lâu dài tốn mặt kinh tế chí cịn gây mùi khó chịu kết hợp với mùi nhà vệ sinh gây dị ứng số người sử dụng Chính điều bất cập đó, nên nhiều thường có tâm lý ngại vào nhà vệ sinh công cộng, họ vào sử dụng thực “cấp bách” sợ mùi khó chịu phát tán nơi bước vào Một lần máy bay, bước vào phòng vệ sinh, tơi bất ngờ phịng khơng có mùi khó chịu phịng vệ sinh cơng cộng khác, bấm nút xả nước, khoang phịng vệ sinh nhanh chóng khơng cịn mùi Sau tìm hiểu tơi biết bồn cầu có lực hút mạnh vừa để tiết kiệm nước, vừa để hút hết mùi hôi khoang cách nhanh Từ đó, tơi bắt đầu nảy sinh ý tưởng làm để phịng vệ sinh khơng cịn mùi Tơi trình bày với bố ý tưởng nguyên lý nhà vệ sinh máy bay, bố phân tích cho tơi hiểu khó làm theo cách hút áp lực giống máy bay được, làm cách khác hút hết mùi lúc ta vệ sinh, người sử dụng dễ chịu nhiều so với phòng vệ sinh máy bay, máy bay mùi hút sau bấm nút xả nước bố gợi ý để suy nghĩ giải pháp nâng cao chất lượng khơng khí nhà vệ sinh cho phù hợp với thực tế mà không gây tốn Được bố khuyến khích, động viên, tơi đặt mục tiêu ý tưởng tìm giải pháp để nhà vệ sinh cơng cộng hộ gia đình khơng cịn mùi khó chịu góp phần nâng cao chất lượng sống, tăng tính thoải mái cho người sử dụng, đồng thời góp phần tiết kiệm điện cho hộ gia đình có phịng sinh hoạt khép kín Do đó, nhóm nghiên cứu chúng tơi đề xuất đề tài “Ơ nhiễm khơng khí, giải pháp công nghệ nhà vệ sinh không mùi” PHẦN II TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ ĐIỂM MỚI, SÁNG TẠO CỦA ĐỀ TÀI Đề tài đặt vấn đề kiểm soát mùi cho nhà vệ sinh, nâng cao chất lượng khơng khí, ngày có nhu cầu vài lần vào nhà vệ sinh, nhà vệ sinh có mùi vơ khó chịu , với giải pháp nhà vệ sinh khơng mùi, hồn tồn hết cảm giác khó chịu Như biết, tất cơng trình vệ sinh cơng cộng (khách sạn, nhà hàng, trường học ) hộ gia đình giới sử dụng quạt hút mùi theo phương pháp hút ngang, đặt quạt cao sát cổ trần > 1,8m hút thẳng đứng (lắp quạt âm trần) trần nhà vệ sinh, cửa lấy thơng gió thường cánh cửa, chớp, lấy khí đặt thấp sát mặt phịng vệ sinh, nhiên cách làm có vấn đề hạn chế: - Với phịng khép kín hộ gia đình bật điều hịa cho phịng ngủ, vệ sinh, bật quạt hút hút lạnh nhiệt lạnh ln thấp, nhiệt nóng cao (do lạnh có trọng lượng riêng nặng khơng khí) - Mùi ta vệ sinh bay từ lên phát tán quẩn phịng vệ sinh (do chất mùi nặng có độ khuếch tán mạnh dễ bị quẩn trở lại) nên bị hít phải khí thải sau quạt hút cao đưa Với giải pháp dựa theo nguyên lý phòng vệ sinh máy bay, áp dụng vào thực tế thiết kế đảo ngược lại với cách thiết kế truyền thống, tức quạt hút mùi đặt sát nhà vệ sinh cách mặt 10-15cm đặt gần bồn cầu nơi phát sinh mùi, đường thơng gió đặt cánh cửa đưa lên cao > 1,5m Khi đó, người sử dụng hít thở khơng khí lành từ ngồi phịng vào qua chớp lấy khí cao, mùi bồn cầu bay lên đến cửa mặt bồn cầu bị sức hút quạt đưa ngồi, khơng cịn cảm nhận thấy mùi Mặt khác, với giải pháp tiết kiệm điện điều hòa hộ khép kín, khí hút vào phịng vệ sinh từ cửa chớp cao nên không làm lạnh nhiều kiểu truyền thống hút vào từ phía Tiết kiệm điện góp phần lớn vào việc chung tay bảo vệ môi trường sống trái đất Đây điểm sáng tạo đề tài PHẦN III QUÁ TRÌNH VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Xây dựng sơ đồ nguyên lý Từ phần tổng quan đề tài đưa phần II, tác giả xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ thống hút mùi đảm bảo yêu cầu: - Chú trọng đặc biệt đến vị trí đặt quạt hút mùi đưa mùi hôi từ bồn cầu cách nhanh hiệu - Đảm bảo khơng khí bên ngồi vào từ cao đến thẳng vị trí khu vệ sinh tiết kiệm lượng điều hòa (đối với phịng sinh hoạt khép kín hộ gia đình) Từ yêu cầu đặt trên, ta lắp đặt hệ thống xử lý hình 1A: Hình 1A: Nhà vệ sinh cho hộ đơn lẻ (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) Nguyên lý hoạt động quạt hút mùi, lắp cách mặt 10 - 15cm, mặt trước quạt có hộp chống nước bắn vào quạt, chớp lấy gió đưa lên cao > 1,5m Giải pháp ứng dụng cho nhà cao tầng thể hình 1B Hình 1B: Phịng vệ sinh cho nhà cao tầng(1) (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) Khi lắp đặt quạt hút góp phần tiết kiệm điện cho gia đình có phịng ngủ, phịng vệ sinh khép kín (1) Trường hợp nhà nhiều tầng lắp đặt tương tự Nguyên lý chống mùi thổi ngược từ phòng lên phòng từ xuống minh họa chi tiết hình 2A mơ vẽ 2D 3D Hình 2A: Chứng minh chống mùi thổi ngược (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) Sử dụng hộp bảo vệ quạt, có cánh cửa thiết kế rơi tự do, bật quạt cánh cửa mở tắt quạt cánh tự đóng lại, khơng bị khí phịng khác thổi ngược vào bảo vệ quạt khỏi bị dính nước, làm tăng tuổi thọ quạt Thiết kế kiểu này, ngồi tác dụng khiến phịng vệ sinh khơng cịn mùi khó chịu, cịn có tác dụng giảm tổn hao điện cho điều hịa lấy khơng khí cao phịng ngủ khép kín vào nhà vệ sinh thể hình 2B so với phương pháp truyền thống (hình 2C) Hình 2B: Mơ giảm tổn hao điện điều hịa khơng khí phịng khép kín (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) Hình 2C: Phương pháp cũ làm lạnh gây tổn hao điện điều hịa (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) Xây dựng mơ hình thiết bị thực (mơ hình thu nhỏ) Mơ hình nhóm tác giả thiết kế lắp đặt hình (3A, 3B): Hình 3A: Mơ hình thực thu nhỏ giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi Bằng mơ hình thu nhỏ giải pháp cơng nghệ cho nhà vệ sinh khơng mùi, ta thấy lợi ích cách thiết kế (đảo ngược với cách làm truyền thống) mang lại hiệu dễ dàng thi cơng ứng dụng vào cơng trình xây dựng Hình 3B: (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) Mơ hình thể vị trí lắp đặt quạt hút mùi, chớp lấy khơng khí từ ngồi vào nhà vệ sinh đường ống dẫn khí thải (có thể dẫn lên nhà vệ sinh nhà nhiều tầng có chớp chống mùi thổi ngược) Khả áp dụng tính thực tế Giải pháp cơng nghệ triển khai thực tế (đưa vào cơng trình xây dựng), áp dụng cho hay nhiều nhà vệ sinh khép kín, giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi thể hình ảnh mơ 3D hình 4A, 4B tổng quát hình 10 Hình 4A: Giải pháp công nghệ áp dụng vào thực tế mơ hình ảnh 3D Hình 4B: (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) 11 Hình 5: Hình ảnh tổng quan nhà vệ sinh khơng mùi phịng khép kín hình ảnh mơ 3D ( Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) Với giải pháp nhóm nghiên cứu, mùi phịng vệ sinh hút hết bật quạt, người sử dụng dễ chịu nhiều so với phòng vệ sinh máy bay, máy bay mùi hút sau bấm nút xả nước Giải pháp cho hộ dùng kiểu truyền thống: Đối với công trình vệ sinh cơng cộng như: nhà hàng, bệnh viện, trường học, khách sạn, hộ gia đình xây dựng hút mùi theo phương pháp cũ ta có giải pháp khắc phục cách: quạt để cao, thiết kế lắp thêm hộp ống dẫn khí chụp vào quạt đưa xuống sát mặt (cũng cần có cửa tự rơi để chống mùi thổi ngược từ phịng khác vào), lắp hộp dẫn khí gần với bồn cầu, điều kiện cho phép chuyển quạt hút xuống thấp, phần chớp đảo ngược lên để lấy khí cao vào phịng vệ sinh, cần xử lý kín cửa khí vào từ chớp lấy gió 12 BẢNG SO SÁNH HIỆU QUẢ KINH TẾ GIỮA HAI PHƯƠNG PHÁP (Nhóm nghiên cứu dự tính) TT HẠNG MỤC Chi phí lắp hệ thống hút mùi KIỂU CŨ Quạt hút 55W = Quạt hút, công tắc chi 250.000đ Công tắc 10A = 15.000đ phí kiểu cũ, tăng thêm 20.000vnđ cho hộp mica bảo vệ quạt 100đ/ngày x 365= Chi phí hoạt 36.500đ động 1h/ngày = 55W điện Chi phí hóa chất khử mùi Khả hút mùi vệ sinh Tiết kiệm điện phòng khép kín bật điều hịa 12.000BTU = 1,2KW/h KIỂU MỚI 100đ/ngày x 365 = 36.500đ GHI CHÚ Có hộp bảo vệ tăng tuổi thọ quạt Cho người sử dụng năm hết khoảng 36.500đ tiền điện 300.000đ/năm phải khử mùi hôi bị ám đọng lại Không chi phí hết mùi khơng bị ám đọng lại Tiết kiệm cho hộ gia đình tới ước tính khoảng 300.000đ/năm Sau sử dụng xong từ đến phút hết mùi Hết mùi sau có mùi phát tán Cảm nhận khứu giác làm khơng khí kiểu hết 95% Chỉ < 5% ~ 48đ/ngày x 365 = 17,500đ Kiểu cũ chi phí tổn hao khí lạnh ước tính 329.000đ/năm Bật quạt hút vệ sinh khoảng 40% lạnh ~950đ/ngày x 365 = 346.750đ 13 Dưới vài hình ảnh thực tế phịng vệ sinh máy bay chuyên gia thiết kế, có lực hút cực mạnh ta nhấn nút xả nước mùi theo trả lại khơng khí lành phịng vệ sinh cho người sử dụng sau Hình 6, 7: Bồn cầu phịng vệ sinh máy bay 14 (Nguồn: Internet) Với giải pháp đơn giản dễ thực có tính ứng dụng thực tiễn cao đề tài này, hy vọng giải pháp mang lại nhiều tiện ích thiết thực sống MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC TẾ NHÀ VỆ SINH KIỂU TRUYỀN THỐNG QUẠT HÚT TRÊN CAO ĐƯỜNG KHÍ VÀO BÊN DƯỚI THẤP SÁT MẶT NỀN NHÀ Hình 8: Chớp lấy khí phía 15 (Nguồn: Internet) Hình 9, 10: Quạt hút lắp cao 16 (Nguồn: Internet) (Nguồn: Tuvikhoaohoc.com) Hình 11: Phịng vệ sinh khách sạn dùng kiểu hút mùi truyền thống 17 Hình 12: Nhà vệ sinh cơng cộng (Nguồn: Smart Home) Hình 13: Nhà vệ sinh cơng cộng 18 (Nguồn: Internet) Hình 14: Nỗi ám ảnh vệ sinh cơng cộng khơng có giải pháp hút mùi hữu hiệu Đối với hệ thống nhà vệ sinh công cộng thiết kế theo phương pháp đề tài này, người khơng cịn lo sợ vệ sinh nơi công cộng 19 PHẦN IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi đề tài, giải vấn đề sau: - Xây dựng sơ đồ nguyên lý giải pháp công nghệ để xử lý mùi hôi nhà vệ sinh - Kết nghiên cứu thử nghiệm mơ hình thu nhỏ thực tế, cách đưa khói thuốc từ từ vào bồn cầu, khói vừa bay lên khỏi mặt bồn cầu bị quạt hút đưa ngồi hết khói - Vấn đề mùi hôi nhà vệ sinh giải quyết, người cảm thấy thoải mái không cịn lo lắng mùi nhà vệ sinh cơng cộng - Giảm khoản chi phí khơng nhỏ cho việc mua loại hóa chất khử mùi nặng bị ám lại - Khơng tăng chi phí cơng trình xây dựng mới, tiết kiệm điện cho gia hộ đình có phịng khép kín Kiến nghị: Đối với hộ gia đình chuẩn bị xây dựng mới, nên áp dụng phương pháp nhằm nâng cao chất lượng khơng khí hộ Trường hợp hộ gia đình xây cao tầng, tất phòng vệ sinh vào hộp kỹ thuật hút cục bộ, gom khí thải lại đưa lên tầng cao để không gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, lắp quạt hút riêng phịng nên dùng loại cơng suất đủ khỏe từ 30W đến 55W, dùng quạt hút trung tâm loại 60W đến 100W lắp hộp kỹ thuật tầng cao nhất, hút mùi chung cho phòng vệ sinh hộ Cần lưu ý lắp quạt trung tâm cửa lấy gió phịng vệ sinh buộc phải thiết kế mở có người phịng để tăng sức hút cho phịng có người sử dụng, cơng tắc bật quạt trung tâm dùng loại công tắc cầu thang loại chấu Cửa chớp lấy khí phải đưa lên cao cho khí từ ngồi vào theo hướng vát lên cho gió qua tầm người vệ sinh, phịng vệ sinh cần xử lý kín cho khí vào từ chớp lấy gió./ 20 ... LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi đề tài, giải vấn đề sau: - Xây dựng sơ đồ nguyên lý giải pháp công nghệ để xử lý mùi hôi nhà vệ sinh - Kết nghiên cứu thử... vấn đề kiểm soát mùi cho nhà vệ sinh, nâng cao chất lượng khơng khí, ngày có nhu cầu vài lần vào nhà vệ sinh, nhà vệ sinh có mùi vơ khó chịu , với giải pháp nhà vệ sinh không mùi, hồn tồn hết... hình (3A, 3B): Hình 3A: Mơ hình thực thu nhỏ giải pháp cơng nghệ cho nhà vệ sinh khơng mùi Bằng mơ hình thu nhỏ giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh khơng mùi, ta thấy lợi ích cách thiết kế (đảo ngược