giải cấp tỉnh, đề tài nghiên cứu khoa học cho môn sinh và môn vật lý, thiết thực , dễ thực hiện, học sinh có thể phát triển hoàn thiện hơn , thương mại hóa các sản phẩm . giáo viên có thể tham khảo ý tưởng để gợi ý , giúp đỡ học sinh hình thành và hoàn thiện sản phẩm.
MỤC LỤC Trang Mục lục Lời cảm ơn I Nội dung dự án KHKT II Giới thiệu tổng quan nghiên cứu III Giả thuyết khoa học & mục đích nghiên cứu IV Phương pháp nghiên cứu V Kết nghiên cứu VI Phân tích kết VII Kết luận Tài liệu tham khảo LỜI CẢM ƠN Nhóm tác giả dự án xin trân trọng cảm ơn Sở Giáo dục Đào tạo ……., Cụm trường THPT ………., trường THPT ………… triển khai hoạt động nghiên cứu khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học để chúng em tham gia NCKH, báo cáo kết NCKH giao lưu học hỏi kinh nghiệm Chúng em xin trân trọng cảm ơn thầy giáo …………………… cô giáo …………………… hướng dẫn chúng em nghiên cứu dự án Cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, qúy thầy cơ, bạn học sinh, đóng góp nhiều ý kiến quý báuvà động viên tinh thần, vật chất trình nghiên cứu để chúng em thực dự án thành công Xin trân trọng cảm ơn! Nhóm tác giả ……………………… ……………………………… I NỘI DUNG DỰ ÁN KHOA HỌC KỸ THUẬT Tên dự án: “ Hệ thống lọc nước sinh hoạt theo chế thẩm thấu ngược” Lý chọn đề tài: Khi bước chân vào môi trường THPT …………………, học với bạn xã, lần thăm gia đình bạn, em thấy nguồn nước nhà bạn trực tiếp dẫn theo đường ống từ đồi xuống, sử dụng trực tiếp làm nước sinh hoạt hàng ngày, nguồn nước chưa qua sử lý gây nhiều tác động không tốt cho sức khỏe, đặc biệt vào thời điểm mưa lũ, nguồn nước bị ô nhiễm nặng, nước đục chứa nhiều tạp chất bẩn, khơng thể sử dụng an tồn Nên chúng em nảy ý tưởng thiết kế hệ thống lọc nước sinh hoạt, lọc nguồn nước với giá thành rẻ để nhiều hộ gia đình làm theo, nâng cao chất lượng sống * Câu hỏi nghiên cứu: Liệu chế tạo hệ thống lọc nước sinh hoạt vật dụng đơn giản , đảm bảo chất lượng nguồn nước dùng mà tốn hay không ? * Lợi ích đề tài mang lại: - Hệ thống lọc nguồn nước bẩn, nhiễm, khơng an tồn thành nước an toàn cho sức khỏe, nước lọc qua hệ thống lọc đạt mức tinh khiết uống - Các lớp màng lọc thay dễ dàng chi phí - Hệ thống hoạt động tự động, tự ngắt trình lọc đầy bình nước, nguồn nước đầu vào khơng có * Điểm đề tài: - Tạo hệ thống lọc nước theo chế thẩm thấu ngược với giá thành rẻ, an toàn, dễ làm phù hợp với hộ gia đình khơng có nước máy sử dụng so với hệ thống máy lọc nước bán thị trường - Tách lọc nước sạch, sử dụng trực tiếp, an toàn cho sức khỏe - Đơn giản, dễ làm, phù hợp với tất hội gia đình khơng có nước máy sử dụng Nội dung dự án: 3.1 Kế hoạch nghiên cứu: Sau phân tích nhu cầu thực tế qua vấn đề nghiên cứu em xác định câu hỏi nghiên cứu tìm cách trả lời theo bước sau: - Bước 1: Tham khảo giáo viên hướng dẫn quy trình thực dự án, phương pháp nghiên cứu khoa học kỹ thuật; - Bước 2: Tìm hiểu tính ứng dụng thiết bị (thông qua internet, sách báo, giáo viên…); - Bước 3: Tìm hiểu thành phần nguyên liệu lọc nước để chế tạo hệ thống có tính tương tự phải trả lời câu hỏi nghiên cứu - Bước 4: Vẽ sơ đồ bắt tay vào chế tạo - Bước 5: Chạy thử rút kinh nghiệm nhiều lần - Bước 6: Chế tạo thiết bị 3.2 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Phân tích, tổng hợp, quy nạp, diễn dịch, hệ thống hóa…(muốn có chức cần có điều gì, liên quan đến thành phần, nguyên liệu nào, để hệ thống lọc hoạt động cần có yếu tố để thực trình thẩm thấu ngược ?) - Phương pháp thực nghiệm: Thí nghiệm quan sát…(chế tạo, chạy thử quan sát rút kinh nghiệm) Quy trình tiến hành nghiên cứu - Bước 1: Tìm hiểu chung: Để tìm hiểu trình thẩm thấu ngược, phải xem xét đến trình thẩm thấu Nước có xu hướng di chuyển sang dung dịch hịa tan có nồng độ cao Thẩm thấu trình xảy hai dung dịch, ngăn lớp màng bán thấm, hai dung dịch có nồng độ cao có xu hướng làm cân chúng nước di chuyển từ dung dịch có nồng độ thấp sang dung dịch có nồng độ cao - Bước 2: Tìm hiểu thiết bị: Trên thị trường có máy lọc nước cơng nghệ cao, nhiên giá thành đắt đỏ, cần nguồn điện để hoạt động, nên không phổ biến lọc nước sinh hoạt hộ gia đình có thu nhập thấp - Bước 3: Chọn linh kiện điện tử phù hợp: - Bể lọc - Hệ thống ống nhựa - Đá sỏi 1cm, sỏi 0,5 cm - Cát - Than hoạt tính - Màng lọc RO - Màng lọc sợi cacbon - Than hoạt tính từ gáo dừa - Bước 4: Sơ đồ lắp ráp - Bước 5: Chạy thử rút kinh nghiệm: - Bước 6: Lắp ráp hoàn thiện: Lắp ráp đầy đủ cho gọn gàng, chắn, an toàn đẹp 4.1 Nguyên lí hoạt động thiết bị: - Khi thẩm thấu ngược, áp suất sử dụng để giữ nước khỏi di chuyển sang dung dịch có nồng độ cao Khi nước áp suất tác động đẩy sang dung dịch có nồng độ thấp qua lớp màng đục lỗ, chất tan tách khỏi dung dịch có nước nguyên chất qua lớp màng bán thấm 4.2 Ứng dụng thiết bị: Có thể sử dụng để lọc nước thơng dụng gia đình II GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Giới thiệu nhu cầu thực tế người dân Trong đời sống người dân địa phương, nguồn nước cần “sạch” mắt thường sử dụng làm nước sinh hoạt( tắm, giặt, rửa rau) đun sơi để uống Tuy nhiên nguồn nước từ thiên nhiên lấy sử dụng trực tiếp tiềm ẩn nhiều vấn đề cho sức khỏe nhiễm khuẩn, nhiễm kim loại nặng, mùi vị nước Do cần cấp thiết có hệ thống lọc yếu tố có hại trên, đồng thời chi phí lắp đặt rẻ, dễ dàng sử dụng bảo dưỡng thiết bị Giới thiệu sản phẩm nghiên cứu 2.1 Cấu tạo - Nguyên liệu: Sỏi lớn (1 cm ) Sỏi nhỏ ( 5mm) Thùng nhựa ống nhựa Lõi lọc cacbon Lõi màng Lọc RO Than hoạt tính Cát Bể lọc Bể lọc Dòng nước Sỏi lớn Than hoạt tính Sỏi nhỏ Cát Ống dẫn nước Màng lọc RO Màng lọc Sợi cacbon Cấu tạo hoạt động hệ thống lọc nước sinh hoạt theo chế thẩm thấu ngược 2.2 Nguyên lí hoạt động thiết bị: Theo chế ngược lại với chế lọc thẩm thấu thông thường, nhờ áp lực nước để tạo thẩm thấu phân tử nước qua mao mạch lõi lọc Hệ thống lọc hoạt động chế chuyển động phân tử nước nhờ áp lực nước tạo nên dịng chảy ( gọi q trình phân ly dịng nước mơi trường bình thường nhờ áp lực) đẩy thành phần hóa học, kim loại nặng, tạp chất, vi khuẩn … có nước chuyển động mạnh, văng khỏi vùng có áp lực thấp hay trơi theo dịng nước ngồi theo đường thải ( giống nguyên lý hoạt động thận người) Trong phân tử nước lọt qua mắt lọc với kích cỡ 0,0001 micromet nhờ áp lực với kích cỡ mắt lọc hệ thống bố trí hầu hết thành phần hóa chất kim loại, tạp chất vi khuẩn vượt qua Các loại nước mà hệ thống thẩm thấu ngược xử lý gồm : Nước ngầm, nước bề mặt ( nước sông, suối, ao hồ), nước nhiễm phèn 2.3 Ứng dụng thiết bị (Hệ thống lọc nước sinh hoạt) - Ứng dụng lắp đặt gia đình nông thôn, vùng miền núi, vùng nước nhiễm phèn 2.4 Hướng dẫn sử dụng (1) Lắp đặt hệ thống lọc nước nơi phù hợp, có mái che, để bảo quản thiết bị lâu dài (2) Lắp thêm phao bể để tiết kiệm nguồn nước (3) Sử dụng nguồn nước sinh hoạt hàng ngày III GIẢ THUYẾT KHOA HỌC VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Theo em biết, phần lớn hệ thống lọc nước chủ yếu dùng để lọc nước, chưa đảm bảo yêu cầu chất lượng, độ an toàn nguồn nước lọc Giả thuyết khoa học Em đưa giả thuyết chế tạo thành công hệ thống lọc theo chế thẩm thấu ngược hộ gia đình vùng khó khăn, vùng nơng thơn tự chủ nguồn nước sạch, đảm bảo vệ sinh, an toàn sức khỏe, tiết kiệm nguồn nước Mục đích nghiên cứu - Thử nghiệm đến sản xuất hàng loạt hệ thống lọc nước - Giúp ích việc tiết kiệm lượng( khơng cần nguồn điện tiêu thụ) - Giảm thiểu nguồn nước ô nhiễm thân thiện với môi trường IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu lí thuyết - tài liệu Tìm hiểu tài liệu hệ thống lọc nước giúp thiết kế thành công hệ thống lọc đạt chuẩn internet, sách giáo khoa vật lí… phương pháp: diễn dịch, quy nạp, phân tích, tổng hợp để tìm hiểu chung, tìm hiểu chi tiết chọn linh kiện phù hợp Phương pháp thực nghiệm Quá trình lọc chia thành giai đoạn : - Tiền xử lý - Lọc thô: loại bỏ tạp chất bùn, rỉ sét , kim loại nặng -Lọc chất qua màng lọc RO, - Lọc màng lọc sợi cacbon tạo vị mát tự nhiên cho nước - Quan sát hoạt động Hệ thống lọc 10 Sử dụng thử rút kinh nghiệm Lắp ráp hoàn thiện Lắp ráp đầy đủ cho gọn gẽ, chắn, an toàn đẹp V KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU: Hệ thống lọc nước sinh hoạt theo chế thẩm thấu ngược hoạt động hiệu quả, chất lượng nước kiểm định sơ phương pháp test chứng minh nguồn nước lọc tạp chất, chất độc hại kim loại nặng, vi khuẩn, đạt gần đến mức độ tinh khiết, đảm bảo an toàn cho sức khỏe người sử dụng, đảm bảo lượng nước sinh hoạt hộ gia đình ( khoảng người / hộ gia đình ) VII KẾT LUẬN Từ phân tích trên, ta đến kết luận sau: + Quy trình sản xuất “ Hệ thống lọc nước sinh hoạt theo chế thẩm thấu ngược ” theo ý tưởng em hoàn toàn khả thi, áp dụng rộng vào thực tiễn đời sống hàng ngày + Đơn giản, dễ sử dụng, dễ sửa chữa, phù hợp điều kiện gia đình địa bàn toàn quốc TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.https://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BA%A9m_th%E1%BA%A5u_ng %C6%B0%E1%BB%A3c https://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BA%A9m_th%E1%BA%A5u https://www.vinmec.com/vi/tin-tuc/thong-tin-suc-khoe/qua-trinh-taonuoc-tieu-o-ong-dien-ra-nao/ https://vi.wikipedia.org/wiki/M%C3%A0ng_l%E1%BB%8Dc_R.O http://mitsubishicleansui.vn/news/details/cong-nghe-mang-loc-soi-rongtrong-thiet-bi-loc-nuoc-mitsubishi-cleansui-frbAvX5Tm 11 ... theo chế thẩm thấu ngược 2.2 Nguyên lí hoạt động thiết bị: Theo chế ngược lại với chế lọc thẩm thấu thông thường, nhờ áp lực nước để tạo thẩm thấu phân tử nước qua mao mạch lõi lọc Hệ thống lọc. .. trình lọc đầy bình nước, nguồn nước đầu vào khơng có * Điểm đề tài: - Tạo hệ thống lọc nước theo chế thẩm thấu ngược với giá thành rẻ, an toàn, dễ làm phù hợp với hộ gia đình khơng có nước máy... ……………………………… I NỘI DUNG DỰ ÁN KHOA HỌC KỸ THUẬT Tên dự án: “ Hệ thống lọc nước sinh hoạt theo chế thẩm thấu ngược? ?? Lý chọn đề tài: Khi bước chân vào môi trường THPT …………………, học với bạn xã, lần thăm