Đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH SỬ DỤNG THAN HOẠT TÍNH XỬ LÝ KHÓI, BỤI TRONG KHÔNG KHÍ

BCH ĐOÀN QUẬN BCH ĐOÀN TRƯỜNG THCS – THPT HOA SEN CUỘC THI XÂY DỰNG Ý TƯỞNG, ĐỀ ÁN THANH NIÊN CHUNG TAY BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG, ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU NĂM 2017 Đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH SỬ DỤNG THAN HOẠT TÍNH XỬ LÝ KHĨI, BỤI TRONG KHƠNG KHÍ THỰC HIỆN: Nguyễn Thanh Huyền Trần Văn Gia Huy Trần Tuấn Tú HƯỚNG DẪN: Hoàng Phước Muội Quận 9, 07/2017 I Thông tin cá nhân/ nhóm thực Tên tổ chức, nhân  Nhóm Hoa Sen's Dream  Các thành viên  Nguyễn Thanh Huyền  Trần Văn Gia Huy  Trần Tuấn Tú Mơ tả tổ chức Nhóm Hoa Sen's Dream nhóm gồm ba học sinh trường THCS – THPT Hoa Sen Nhóm thành lập để tham gia thực dự án nhằm tham dự thi “Xây dựng ý tưởng, đề án niên chung tay bảo vệ mơi trường, ứng phó biến đổi khí hậu năm 2017” Thông tin liên hệ Đại diện: Nguyễn Thanh Huyền Địa chỉ: Trường THCS – THPT Hoa Sen, 674/7, Xa lộ Hà Nội, P Hiệp Phú, Quận 9, Tp Hồ Chí Minh Email: rysnguyen@gmail.com SDT: 0983293700 II Thơng tin ý tưởng đề án dự thi Tên ý tưởng đề án Thiết kế, chế tạo mơ hình sử dụng than hoạt tính xử lí khói, bụi khơng khí Căn cứ, bối cảnh Tổ chức Y tế giới (WTO) liên tục đưa cảnh báo Việt Nam quốc gia có mức độ nhiễm khơng khí đặc biệt cao so với nước khu vực châu Á Thái Bình Dương Ở Việt Nam, có tới 50% số ngày năm có chất lượng khơng khí kém, Hà Nội thành phố có mức độ nhiễm cao giới1 Ơ nhiễm khơng khí đến từ hoạt động sản xuất công nghiệp; phương tiện giao thông; sinh hoạt gia đình: nấu nướng, đốt rác,… http://baotainguyenmoitruong.vn/moi-truong-va-phat-trien/201704/o-nhiem-khong-khi-o-viet-nam-dong-bo-cac-giai-phap-2802907/ Đặc biệt đô thị lớn, với mật độ dân số dày đặc phương tiện giao thông hoạt động liên tục mức độ nhiễm đáng báo động Tình trạng chất lượng khơng khí khơng tốt, chủ yếu khói, bụi khơng khí làm ảnh hưởng đến sức khỏe người dân, nguyên nhân gây bệnh hơ hấp Vì vậy, điều quan trọng phải làm giảm nhiễm khơng khí xử lí khói, bụi để làm khơng khí Trong hai phương án trên, phương án giảm thiểu nhiễm mơi khơng khí nhiệm vụ nhiều thành phần, công việc mang tính xã hội Trong đó, hướng xử lí khói, bụi khơng khí để làm khơng khí phù hợp với đối tượng hộ gia đình, cá nhân Trong phương pháp xử lí khí thải phổ biến nay, phương pháp hấp thụ than hoạt tính xem biện pháp tối ưu Phương pháp xử lí có khả lưu giữ lại thành phần độc hại có khí thải cách cho khí thải qua tháp xử lí có chứa vật liệu hấp thụ Đặc tính than hoạt tính Than hoạt tính (hình 2.1) loại chất rắn khơng phân cực, xốp nhẹ, sử dụng rộng rãi xử lí khí thải đặc tính hấp thụ hiệu mang lại Than hoạt tính có nhiều ưu Hình 2.1 Than hoạt tính điểm vượt trơi so với vật liệu hấp thu khác như: chi phí thấp, độ bền cao; than hoạt tính xốp nên khả hấp thụ cao; dễ dàng thay thế; xử lý nhiều loại khí thải khác Một ứng dụng thực tế than hoạt tính trang than hoạt tính (hình 2.2) Khẩu trang than hoạt tính cấu tao bao gồm lớp: lớp giấy lọc than hoạt tính giúp lọc chất độc hại vi khuẩn, lớp giấy lọc bụi giúp ngăn chặn Hình 2.2 Khẩu trang than hoạt tính bụi bẩn hiệu đảm bảo an tồn cho hơ hấp2 Thực tế chứng minh hiệu than hoạt tính q trình xử lí khói, bụi khơng khí Vì vậy, chúng tơi định thực dự án: “Thiết kế, chế tạo mơ hình sử dụng than hoạt tính xử lí khói, bụi khơng khí” Mục tiêu Thiết kế, chế tạo số mơ hình sử dụng than hoạt tính xử lí khói, bụi khơng khí từ vật liệu tái chế kết hợp vật liệu dễ tìm, gồm có:  Dụng cụ hút lọc khói thuốc than hoạt tính  Mơ hình lọc khói, bụi cho gia đình than hoạt tính  Mơ hình lọc khói, bụi bếp nơng thơn than hoạt tính Nội dung 4.1.Nội dung Thiết kế, chế tạo dụng cụ hút lọc khói thuốc than hoạt tính Hút thuốc khơng gây hại cho người hút mà cịn ảnh hưởng đến người ngồi bên cạnh, người thân gia đình khói thuốc Người hút thuốc ln có khoảng nghỉ lần hút Thông thường, khoảng nghỉ, người hút thuốc cầm điếu thuốc tay hay để gạt tàn thuốc nên khói thuốc bốc lên cao lan tỏa khắp nơi, gây ảnh hưởng trực tiếp đến người bên cạnh Do đó, dụng cụ hút lọc khói thuốc cần thiết để khắc phục khói thuốc ảnh hưởng đến người xung quanh, người thân gia đình 4.2 Nội dung Thiết kế, chế tạo mơ hình lọc khói, bụi cho gia đình than hoạt tính Hiện thị trường tồn nhiều loại máy khử mùi, lọc khơng khí cho hộ gia đình như: Sharp KC-65Y2, Mi Air Purifier, Hitachi Ep-A3000 240, … sử dụng than hoạt tính để xử lí khói, bụi khơng khí Tuy nhiên máy lọc khơng khí có giá từ 3.500.000 VND đến 10.000.000 VND Với gia đình có mức thu nhập trung bình, trang bị loại máy gặp nhiều khó khăn tài Vì vậy, thiết kế, chế tạo thiết bị lọc khơng khí gia đình giải pháp tối ưu cho gia đình có mức thu nhập thấp https://thanhoattinhkhumui.net/san-pham-khu-mui/khau-trang-than-hoat-tinh-Medical.html 4.3 Nội dung Thiết kế, chế tạo mô hình lọc khói, bụi bếp nơng thơn than hoạt tính Hiện nay, nơng thơn, hộ gia đình cịn sử dụng bếp củi (hình 4.1) để phục vụ nấu nướng Tuy nhiên, loại bếp cháy tạo lượng lớn khói, bụi, xả trực tiếp vào khơng khí Hoạt động bếp nơng thơn góp phần vào việc gây nhiễm khơng khí Trước tình trạng đó, thiết kế, chế tạo thiết bị lọc khói, bụi từ bếp nơng thơn Hình 4.1 Bếp củi nông thôn việc cần làm Giải pháp thực 5.1 Phương án thiết kế dụng cụ hút lọc khói thuốc than hoạt tính Tham khảo nguồn thông tin internet, tư vấn giáo viên, thiết kế phương án chế tạo dụng cụ hút lọc khói thuốc sơ đồ 5.1 Sơ đồ 5.1 Phương án chế tạo dụng cụ hút lọc khói thuốc Trong phương án thiết kế này, chọn hai phương án cung cấp nguồn điện: phương án – sử dụng pin 9V, để di chuyển được, dạng dụng cụ di động; phương án – dụng nguồn điện 220 V kết hợp máy biến tự làm, để tiết kiệm chi phí mua pin sử dụng nhà, vị trí gần nguồn điện Cả hai phương án trình bày sơ đồ 5.2 Sơ đồ 5.2 Phương án cung cấp nguồn điện cho dụng cụ hút lọc khói thuốc 5.2 Phương án thiết kế mơ hình lọc khói, bụi cho gia đình than hoạt tính Phương án thiết kế mơ hình lọc khói, bụi cho gia đình gồm có: hai ống dẫn khí có lắp than hoạt tính để lọc khói, bụi khơng khí Một ống dùng để hút khơng khí từ bên ngồi vào nhà, cịn ống dùng để thổi khơng khí từ nhà bên ngồi Dưới tác dụng than hoạt tính, khói bụi khơng khí giữ lại nên khơng khí nhà làm Phương án thiết kế trình bày sơ đồ 5.3 sơ đồ 5.4 Sơ đồ 5.3 Phương án lắp đặt Sơ đồ 5.4 Phương án cấu tạo ống dẫn khí 5.3 Phương án thiết kế mơ hình lọc khói, bụi cho bếp nơng thơn than hoạt tính Phương án thiết kế sử dụng than hoạt tính đặt ống khói bếp nơng thơn để lọc giữ lại khói, bụi sinh từ q trình đun nấu củi Phương án thiết kế trình bày sơ đồ 5.5 Sơ đồ 5.5 Phương án thiết kế, chế tạo mơ hình lọc khói, bụi cho bếp nông thôn Nguồn lực triển khai Nhân lực: Chúng tơi gồm có: Thanh Huyền, Tuấn Tú, Gia Huy hướng dẫn thầy Hoàng Phước Muội – GV vật lí Kinh phí: Kinh phí thực dự án 563.000 VND, tồn kinh phí trường THCS – THPT Hoa Sen cung cấp  Kinh phí mua vật liệu, dụng cụ dùng: 238.000 VND, chi tiết bảng 6.1  Kinh phí dự phịng mua thêm vật liệu, dụng cụ: 325.000 VND Bảng 6.1 Kinh phí mua vật liệu, dụng cụ STT Số lượng Dụng cụ, vật liệu Giá thành Thành tiền Dụng cụ hút lọc khói thuốc Động DC – 9V 12.000 12.000 Dây điện loại nhỏ 1m 2.500 2.500 Dây điện loại lớn 1m 4.000 4.000 Pin 9V 10.000 10.000 Nắp pin 9V 3.000 3.000 Công tắc 2.000 4.000 Biến nguồn 36.000 36.000 Keo nến 2.000 4.000 Cầu diot 2.500 2.500 10 Cánh quạt nhựa 6.000 6.000 11 Khẩu trang than hoạt tính 2.000 2.000 12 Phích cắm 5.000 5.000 13 Vỏ lon bia 14 Tấm gỗ nhỏ 15 Vỏ chai 1.2 lít chai Thu gom Tổng 91.000 Mơ hình lọc khói, bụi cho gia đình than hoạt tính Dây điện loại nhỏ 2m 2.500 5.000 Động DC – 9V 12.000 24.000 Pin 9V 10.000 10.000 Nắp pin 9V 3.000 3.000 Công tắc 2.000 2.000 Cánh quạt nhựa 6.000 12.000 Keo dán sắt lọ 9.000 18.000 Keo nến 2.000 10.000 Khẩu trang than hoạt tính 2.000 4.000 10 Bơng gịn 20.000 20.000 Vỏ lon bia - Tấm gỗ - Thu gom Tổng 108.000 Mơ hình lọc khói, bụi cho bếp nơng thơn than hoạt tính Động DC – 9V 12.000 12.000 Pin 9V 10.000 10.000 Nắp pin 9V 3.000 3.000 Công tắc 2.000 2.000 Cánh quạt 6.000 6.000 Khẩu trang than hoạt tính 2.000 2.000 Keo nến 2.000 4.000 8 Vỏ lon bia Thu gom Tổng 39.000 Vật liệu, dụng cụ dùng chung Kéo Súng bắn keo Kìm Khoan tay Tơ vít Ơng hút Có sẵn Kế hoạch địa điểm thực Dự án chuẩn bị tiến hành phịng thí nghiệm vật lí, trường THCS – THPT Hoa Sen, Quận – Tp Hồ Chí Minh Bảng 7.1 Kế hoạch thực dự án STT Nội dung thực Thời gian Người thực Tìm kiếm thơng tin Internet, tham 06/07/17 khảo ý kiến giáo viên để xây dựng ý T Huyền T Tú tưởng Thiết kế phương án chế tạo mơ hình, 07/07 => G Huy, T Tú T dụng cụ 10/07 Huyền Mua dụng cụ, vật liệu 10/07 T Huyền Gia cơng, chế tạo mơ hình, dụng cụ 10/07 => Vận hành thử mơ hình, dụng cụ 13/07 Viết báo cáo 12/07 => 13/07 T Huyền + T Tú G Huy 7.1 Gia cơng, chế tạo dụng cụ lọc khói thuốc than hoạt tính Thực hiện: G Huy Vật liệu, dụng cụ chuẩn bị: động DC – 9V, cánh quạt, pin 9V, nắp pin 9V, công tắc, súng bắn keo, keo silicon,… hình 7.1 Dụng cụ mua tiệm điện tử Bảo Tín, 01 Hồng Diệu 2, Quận Thủ Đức3 Hình 7.1 Vật liệu chế tạo dụng cụ hút lọc khói thuốc Thời gian: buổi chiều Q trình gia cơng, chế tạo Bước Làm gạt tàn thuốc Cắt bỏ phần đầu vỏ lon, dùng khoan đục lỗ nhỏ đáy lại vỏ lon Đáy sử dụng để làm phần để điếu thuốc Cắt bỏ phần thân lon làm nơi khí Bước Lắp phận hút khí Lắp cánh quạt vào động DC – 9V, sau cố định lên gỗ Cuối cùng, lắp ống gạt tàn thuốc phía Lưu ý, nối điện cho động DC trước lắp ống gạt tàn thuốc Bước Lắp phận lọc khí Cắt trang hoạt tính, sử dụng băng keo để cố định vị trí cửa khí Bước Lắp nguồn điện Phương án Lắp pin 9V Phương án Sử dụng biến nguồn: lắp theo sơ đồ thiết kế 5.2 https://sites.google.com/site/linhkiendientuothuduc/ 10 7.2 Gia cơng, chế tạo mơ hình lọc khói, bụi cho gia đình than hoạt tính Thực hiện: T Huyền Vật liệu dụng cụ: động DC 9V, nắp pin 9V, pin 9V, vỏ lon, keo dán sắt,… hình 7.2 Dụng cụ mua tiệm điện tử Bảo Tín, 01 Hồng Diệu 2, Quận Thủ Đức Hình 7.2 Vật liệu chế tạo, gia cơng mơ hình lọc khói, bụi cho gia đình Q trình gia cơng, chế tạo Bước Gia cơng, lắp ráp mơ hình ngơi nhà vỏ lon Sử dụng vỏ lon, xếp dán keo dán sắt để trở thành mơ hình ngơi nhà hồn chỉnh Bước Chế tạo ống dẫn khí, theo sơ đồ 5.4 Bước Lắp đặt hệ thống hút thổi khí cho ngơi nhà (hình 7.3) Hình 7.3 T Huyền lắp đặt hệ thống hút thổi khí 11 Bước Cung cấp nguồn điện cho mơ hình Lưu ý: cung cấp điện cho hai ống dẫn khí, ống hút khí cịn ống cịn lại thổi khí 7.3 Chế tạo, gia cơng mơ hình lọc khói, bụi cho bếp nơng thơn than hoạt tính Thực hiện: T Tú Vật liệu dụng cụ: vỏ lon, động DC – 9V, cánh quạt,… hình 7.4 Dụng cụ mua tiệm điện tử Bảo Tín, 01 Hồng Diệu 2, Quận Thủ Đức Hình 7.4 Vật liệu chế tạo mơ hình lọc khói,, bụi cho bếp nơng thơn Q trình gia công, chế tạo Bước Chế tạo bếp nông thơn có ống khói, từ vỏ lon Bước Lắp hệ thống hút khí lọc than hoạt tính (sử dụng trang hoạt tính thay thế) Bước Cung cấp điện cho mơ hình Kết thực 8.1 Nội dung Dụng cụ hút lọc khói thuốc than hoạt tính Với ý tưởng sử dụng vật liệu tái chế, thu gom vỏ lon, vỏ chai nhựa để gia công, chế tạo dụng cụ Sản phẩm chúng tơi hình 8.1 Trong sản phẩm, sử dụng trang than hoạt tính thay than hoạt tính Bởi vì, mơ hình có kích thước nhỏ, trang hoạt tính phù hợp dễ gia cơng Thêm nữa, giá trang hoạt tính tương đối rẻ 12 Hình 8.1 Dụng cụ hút lọc khói thuốc Sau gia công, chế tạo dụng cụ hút lọc khói thuốc lá, chúng tơi vận hành thử dụng cụ Kết dụng cụ hoạt động tốt, khói thuốc hút vào dụng cụ không lan bên để gạt tàn thuốc (hình 8.2) Bên cạnh đó, mùi khói thuốc giảm tác dụng lọc than hoạt tính bên trang than hoạt tính Kết vận hành ổn định chứng minh than hoạt tính phương án thiết kế lọc xử lí khói thuốc khả thi Hình 8.2 Vận hành dụng cụ hút lọc khói thuốc Khi vận hành với máy biến thế, sử dụng nguồn điện 220V, đảm bảo an toàn Tuy nhiên, sử dụng biến nguồn làm cường độ dòng điện qua động lớn nên lực hút mạnh làm thuốc nhanh tàn dụng cụ rung gây tiếng ồn lớn sử dụng pin 9V 13 Tuy sản phẩm vận hành ổn định, đảm bảo điều kiện an toàn, đặc biệt an toàn điện Tuy nhiên, dụng cụ có số nhược điểm sau: lực hút khơng khí mạnh – sử dụng động tốc độ cao DC 9V nên làm thuốc nhanh tàn Xuất rung lắc dụng cụ gây tiếng ồn tương đối lớn 8.2 Nội dụng Mơ hình lọc khói, bụi cho gia đình than hoạt tính Sử dụng vật liệu tái chế chủ yếu vỏ lon bia, dựng nên mơ hình ngơi nhà đơn giản Theo phương án thiết kế, chế tạo, gia công thành mô hình hồn chỉnh hình 8.3 Hình 8.3 Mơ hình lọc khói, bụi cho gia đình than hoạt tính Sau hồn thành mơ hình, chúng tơi vận hành thử mơ hình Kết mơ hình hoạt động ổn định Tuy mơ hình hoạt động cịn tồn số nhược điểm sau: tiếng ồn lớn, tính thẩm mĩ chưa cao (vì sử dụng vỏ lon làm khung mơ hình nhà), ống dẫn khí khơng chắn nên vận hành dễ bị biến dạng 8.3 Nội dung Mơ hình lọc khói, bụi bếp nơng thơn than hoạt tính Bằng vỏ lon, chúng tơi gia cơng, chế tạo thành mơ hình hồn chỉnh (hình 8.3) Hình 8.3 Mơ hình lọc khói, bụi bếp nơng thơn than hoạt tính 14 Sau hồn thành mơ hình, chúng tơi vận hành thử mơ hình Sử dụng giấy thay cho củi, chúng tơi thử nghiệm Kết quả: khói từ giấy bị đốt bị hút lên phía trên, màu trắng khói biến mùi giấy cháy bị giảm nhẹ Điều chứng minh, phương án sử dụng than hoạt tính xử lí khói, bụi bếp nơng thơn khả thi Tuy mơ hình có tính khả thi có nhược điểm sau: tiếng ồn vận hành lớn; lực hút mạnh làm bếp cháy lớn; sản phẩm dừng hình thức mơ hình, chưa thử nghiệm thực tế Sau hồn thành mơ hình lọc khói, bụi cho gia đình mơ hình lọc khói, bụi bếp nơng thơn Chúng tơi lắp hai mơ hình thành mơ hình hình 8.4 Hình 8.4 Mơ hình lọc khói, bụi cho gia đình nơng thơn Như vậy, sau khoảng tuần, tìm hiểu, thiết kế, chế tạo gia cơng thành cơng sản phẩm (hình 8.5) dự án “Thiết kế, chế tạo mơ hình sử dụng than hoạt tính xử lí khói, bụi khơng khí” Hình 8.5 Sản phẩm dự án 15 Với sản phẩm sử dụng than hoạt tính, sau khoảng thời gian định, tùy thuộc vào mức độ sử dụng, nên thay than hoạt tính Hướng phát triển dự án Với sản phẩm “dụng cụ hút lọc khói thuốc lá”, chúng tơi dự định phát triển thành sản phẩm đại trà, bán cho đối tượng: gia đình học sinh có người hút thuốc, qn cà phê, … Với sản phẩm “mơ hình lọc khói, bụi cho gia đình nơng thơn” chúng tơi dự định triển khai thực tế Theo tính tốn dự trù chúng tơi, kinh phí để thực 1.210.000 VND, trình bày cụ thể bảng 9.1 Bảng 9.1 Dự trù kinh phí triển khai mơ hình thành sản phẩm thực tế Tên vật liệu, dụng cụ Số lượng Tấm vải lọc than hoạt tính 40 x 40 Quạt hút 3 Các vật liệu phụ Tổng 10 Kết luận STT Giá tiền 70.000 Thành tiền 210.000 300.000 100.000 900.000 100.000 1.210.000 Sử dụng than hoạt tính để xử lí khói, bụi khơng khí sinh hoạt gia đình biện pháp tối ưu Qua trình thực dự án, thiết kế, chế tạo dụng cụ mơ hình có sử dụng than hoạt tính, chúng tơi khẳng định phương án đưa khả thi Dự án chúng tơi hi vọng góp phần nhỏ hoạt động chung tay bảo vệ môi trường, ứng phó biến đổi khí hậu https://thanhoattinhkhumui.net/san-pham-khu-mui/tam-vai-loc-than-hoat-tinh.html 16