ô nhiễm không khí và chất lượng 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: Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ (Giải pháp công nghệ nhà vệ sinh không mùi) Lĩnh vực : Ô nhiễm không khí và chất lượng không khí, Ô nhiễm đất và chất lượng đất, Ô nhiễm nguồn nước và chất lượng nước… NGƯỜI HƯỚNG DẪN - Giáo viên: Vũ Thị Hạnh - Đơn vị công tác: Trường THCS Ái Mộ TÁC GIẢ: 1. Đặng Hà Ninh Lớp: 9B, Trường Ái Mộ 2. Nguyễn Hạo Nguyên Lớp: 9B, Trường Ái Mộ Hà Nội, tháng 11 năm 2014 MỤC LỤC Nội dung Trang Mục lục 02 Phần I: Lý do chọn đề tài 03 Phần II: Tổng quan vấn đề nghiên cứu và điểm mới, sáng tạo của đề tài 04 Phần III: Kết quả nghiên cứu 05 Phần IV: Kết luận và kiến nghị 19 Tài liệu tham khảo 20 2 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”. 3 PHẦN II TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ ĐIỂM MỚI, SÁNG TẠO CỦA ĐỀ TÀI Đề tài đặt ra là vấn đề kiểm soát mùi cho nhà vệ sinh, nâng cao chất lượng không khí, bởi hằng ngày chúng ta ai cũng có nhu cầu vài lần vào nhà vệ sinh, khi nhà vệ sinh có mùi sẽ vô cùng khó chịu , với giải pháp nhà vệ sinh không mùi, chúng ta hoàn toàn hết cảm giác khó chịu đó. Như chúng ta đã biết, tất cả các công trình vệ sinh công cộng (khách sạn, nhà hàng, trường học ) cũng như trong các hộ gia đình hiện nay trên thế giới hầu như sử dụng quạt hút mùi theo phương pháp hút ngang, đặt quạt cao sát cổ trần > 1,8m hoặc hút thẳng đứng (lắp quạt âm trần) trên trần nhà vệ sinh, và cửa lấy thông gió thường là ở cánh cửa, ô chớp, lấy khí đặt thấp ngay sát mặt nền phòng vệ sinh, tuy nhiên cách làm này có 2 vấn đề hạn chế: - Với các phòng khép kín trong hộ gia đình bật điều hòa cho phòng ngủ, chúng ta đi vệ sinh, bật quạt hút sẽ hút hơi lạnh vì nhiệt lạnh luôn ở dưới thấp, nhiệt nóng ở trên cao (do hơi lạnh có trọng lượng riêng nặng hơn không khí). - Mùi khi ta đi vệ sinh sẽ bay từ dưới lên trên và phát tán quẩn trong phòng vệ sinh (do chất mùi nặng có độ khuếch tán mạnh dễ bị quẩn trở lại) nên chúng ta bị hít phải khí thải sau đó mới được quạt hút trên cao đưa ra ngoài. Với giải pháp dựa theo nguyên lý của phòng vệ sinh trên máy bay, nay áp dụng vào thực tế thiết kế đảo ngược lại với cách thiết kế truyền thống, tức là quạt hút mùi sẽ được đặt sát nền nhà vệ sinh cách mặt nền 10-15cm và đặt gần bồn cầu hoặc nơi phát sinh mùi, đường thông gió vẫn đặt ở cánh cửa nhưng được đưa lên cao > 1,5m. Khi đó, người sử dụng sẽ được hít thở không khí trong lành từ ngoài phòng vào qua các ô chớp lấy khí trên cao, các mùi hôi ở bồn cầu chỉ bay lên đến cửa mặt bồn cầu lập tức bị sức hút của quạt đưa ra ngoài, vì vậy chúng ta sẽ không còn cảm nhận thấy mùi. Mặt khác, với giải pháp này sẽ tiết kiệm được điện năng của điều hòa ở các căn hộ khép kín, vì khí hút vào phòng vệ sinh từ cửa chớp ở trên cao nên không làm mất đi hơi lạnh nhiều như kiểu truyền thống hút vào từ phía dưới. Tiết kiệm điện năng cũng là góp phần lớn vào việc chung tay bảo vệ môi trường sống của trái đất. Đây chính là những điểm mới và sáng tạo của đề tài. 4 PHẦN III QUÁ TRÌNH VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Xây dựng sơ đồ nguyên lý Từ phần tổng quan của đề tài đã đưa ra ở phần II, tác giả đã xây dựng sơ đồ nguyên lý của hệ thống hút mùi này đảm bảo 2 yêu cầu: - Chú trọng đặc biệt đến vị trí đặt quạt hút mùi để cho đưa được mùi hôi từ bồn cầu ra một cách nhanh và hiệu quả nhất. - Đảm bảo không khí bên ngoài vào từ trên cao đến thẳng vị trí khu vệ sinh sẽ tiết kiệm năng lượng của điều hòa (đối với phòng ở sinh hoạt khép kín trong các hộ gia đình). Từ những yêu cầu đặt ra ở trên, ta lắp đặt hệ thống xử lý như hình 1A: Hình 1A: Nhà vệ sinh cho căn hộ đơn lẻ (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) Nguyên lý hoạt động của quạt hút mùi, được lắp cách mặt nền 10 - 15cm, mặt trước quạt có hộp chống nước bắn vào quạt, chớp lấy gió đưa lên trên cao > 1,5m. Giải pháp ứng dụng cho nhà cao tầng được thể hiện như hình 1B. 5 Hình 1B: Phòng vệ sinh cho căn nhà cao tầng (1) (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) Khi lắp đặt quạt hút như trên cũng góp phần tiết kiệm điện năng cho những gia đình có phòng ngủ, phòng vệ sinh khép kín. ( 1) Trường hợp nhà nhiều hơn 3 tầng cũng được lắp đặt tương tự. 6 Nguyên lý chống mùi thổi ngược từ phòng dưới lên phòng trên hoặc từ trên xuống dưới được minh họa chi tiết bởi hình 2A mô phỏng bản vẽ 2D và 3D dưới đây. Hình 2A: Chứng minh chống mùi thổi ngược (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) Sử dụng hộp bảo vệ quạt, có cánh cửa được thiết kế rơi tự do, khi bật quạt thì cánh cửa mở khi tắt quạt cánh sẽ tự đóng lại, không bị khí ở phòng khác thổi ngược vào và bảo vệ quạt khỏi bị dính nước, làm tăng tuổi thọ của quạt. 7 Thiết kế kiểu mới này, ngoài tác dụng khiến phòng vệ sinh không còn mùi hôi khó chịu, còn có tác dụng giảm tổn hao điện năng cho điều hòa khi lấy không khí ở trên cao trong phòng ngủ khép kín vào nhà vệ sinh được thể hiện như hình 2B so với phương pháp truyền thống (hình 2C). Hình 2B: Mô phỏng giảm tổn hao điện năng điều hòa không khí ở trong phòng khép kín (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) 8 Hình 2C: Phương pháp cũ làm mất hơi lạnh gây tổn hao điện năng điều hòa (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) 2. Xây dựng mô hình thiết bị thực (mô hình thu nhỏ) Mô hình đã được nhóm tác giả thiết kế và lắp đặt như hình 3 (3A, 3B): Hình 3A: Mô hình thực thu nhỏ giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi 9 Bằng mô hình thu nhỏ giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi, ta thấy được lợi ích của cách thiết kế mới (đảo ngược với cách làm truyền thống) sẽ mang lại hiệu quả và dễ dàng thi công ứng dụng vào các công trình đã và đang xây dựng. Hình 3B: (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) Mô hình trên thể hiện vị trí lắp đặt quạt hút mùi, chớp lấy không khí từ ngoài vào nhà vệ sinh và đường ống dẫn khí thải (có thể dẫn lên các nhà vệ sinh của nhà nhiều tầng và có chớp chống mùi thổi ngược). 3. Khả năng áp dụng và tính thực tế Giải pháp công nghệ này nếu được triển khai trong thực tế (đưa vào các công trình xây dựng), có thể áp dụng cho một hay nhiều nhà vệ sinh khép kín, giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi được thể hiện trên hình ảnh mô phỏng 3D như hình 4A, 4B và tổng quát như hình 5. 10 [...]... vệ sinh khách sạn 5 sao vẫn dùng kiểu hút mùi truyền thống 16 Hình 12: Nhà vệ sinh công cộng (Nguồn: Smart Home) Hình 13: Nhà vệ sinh công cộng 17 (Nguồn: Internet) Hình 14: Nỗi ám ảnh mỗi khi đi vệ sinh công cộng khi không có giải pháp hút mùi hữu hiệu Đối với hệ thống nhà vệ sinh công cộng nếu được thiết kế theo phương pháp của đề tài này, thì mọi người sẽ không còn lo sợ mỗi khi đi vệ sinh nơi công. .. lo sợ mỗi khi đi vệ sinh nơi công cộng 18 PHẦN IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi của đề tài, đã giải quyết được những vấn đề cơ bản sau: - Xây dựng được sơ đồ nguyên lý giải pháp công nghệ để xử lý mùi hôi trong nhà vệ sinh - Kết quả nghiên cứu và thử nghiệm trên mô hình thu nhỏ thực tế, bằng cách đưa khói thuốc lá từ từ vào bồn cầu, khói vừa bay lên khỏi... mặt bồn cầu ngay lập tức bị quạt hút đưa ra ngoài hết sạch khói - Vấn đề mùi hôi trong nhà vệ sinh được giải quyết, mọi người sẽ cảm thấy thoải mái và không còn lo lắng về mùi hôi trong nhà vệ sinh công cộng - Giảm được một khoản chi phí không nhỏ cho việc mua các loại hóa chất khử mùi nặng bị ám lại - Không hề tăng chi phí đối với các công trình xây dựng mới, tiết kiệm điện năng cho các gia hộ đình...Hình 4A: Giải pháp công nghệ khi áp dụng vào thực tế được mô phỏng bằng hình ảnh 3D Hình 4B: (Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) 11 Hình 5: Hình ảnh tổng quan nhà vệ sinh không mùi trong phòng khép kín bằng hình ảnh mô phỏng 3D ( Nguồn: Nhóm tác giả nghiên cứu) Với giải pháp mới này của nhóm nghiên cứu, mùi hôi trong phòng vệ sinh được hút hết ngay khi bật quạt, người... so với phòng vệ sinh trên máy bay, bởi ở máy bay mùi chỉ được hút sau khi bấm nút xả nước Giải pháp cho căn hộ đang dùng kiểu truyền thống: Đối với các công trình vệ sinh công cộng như: nhà hàng, bệnh viện, trường học, khách sạn, các hộ gia đình đã xây dựng hút mùi theo phương pháp cũ ta có giải pháp khắc phục bằng cách: quạt vẫn để trên cao, thiết kế lắp thêm hộp hoặc ống dẫn khí chụp vào quạt đưa... phí hóa chất khử mùi 3 4 5 Quạt hút 55W = 250.000đ Công tắc 10A = 15.000đ KIỂU MỚI Dưới đây là một vài hình ảnh thực tế phòng vệ sinh trên máy bay được các chuyên gia thiết kế, có lực hút cực mạnh khi ta nhấn nút xả nước lập tức 13 mùi đi theo ra ngoài trả lại không khí trong lành trong phòng vệ sinh cho người sử dụng sau Hình 6, 7: Bồn cầu phòng vệ sinh máy bay (Nguồn: Internet) Với giải pháp đơn... chuẩn bị xây dựng mới, nên áp dụng phương pháp này nhằm nâng cao chất lượng không khí tại căn hộ của mình Trường hợp căn hộ gia đình xây cao tầng, tất cả các phòng vệ sinh đều đi cùng vào hộp kỹ thuật hút cục bộ, gom khí thải lại đưa lên trên nóc tầng cao nhất để không gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, nếu lắp quạt hút riêng từng phòng nên dùng loại công suất đủ khỏe từ 30W đến 55W, nếu dùng... hút, công tắc chi phí như kiểu cũ, chỉ tăng thêm 20.000vnđ cho hộp mica bảo vệ quạt Có hộp bảo vệ sẽ tăng tuổi thọ của quạt 100đ/ngày x 365 = 36.500đ Cho 4 người sử dụng một năm hết khoảng 36.500đ tiền điện 300.000đ/năm do phải khử mùi hôi bị ám đọng lại Không mất chi phí vì hết mùi ngay không bị ám đọng lại Tiết kiệm cho mỗi hộ gia đình tới ước tính khoảng 300.000đ/năm Khả năng hút mùi trong khi đi vệ. .. thuật ở tầng cao nhất, hút mùi chung cho các phòng vệ sinh trong căn hộ Cần lưu ý khi lắp quạt trung tâm thì các cửa lấy gió trong phòng vệ sinh buộc phải được thiết kế chỉ mở khi có người ở trong phòng để tăng sức hút cho phòng có người sử dụng, công tắc bật quạt trung tâm dùng loại công tắc cầu thang loại 4 chấu Cửa chớp lấy khí phải đưa lên trên cao cho khí đi từ ngoài vào theo hướng vát lên trên... sinh máy bay (Nguồn: Internet) Với giải pháp đơn giản dễ thực hiện và có tính ứng dụng thực tiễn cao như đề tài này, chúng tôi hy vọng giải pháp mới sẽ mang lại nhiều tiện ích thiết thực trong cuộc sống 14 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 ở phía dưới (Nguồn: Internet) Hình 9, 10: Quạt hút lắp trên cao . 2014 - 2015) Tên đề tài: Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ (Giải pháp công nghệ nhà vệ sinh không mùi) Lĩnh vực : Ô nhiễm không khí và chất lượng không khí, Ô nhiễm đất và chất lượng. như hình 3 (3A, 3B): Hình 3A: Mô hình thực thu nhỏ giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi 9 Bằng mô hình thu nhỏ giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi, ta thấy được lợi ích của. sinh, nâng cao chất lượng không khí, bởi hằng ngày chúng ta ai cũng có nhu cầu vài lần vào nhà vệ sinh, khi nhà vệ sinh có mùi sẽ vô cùng khó chịu , với giải pháp nhà vệ sinh không mùi, chúng