vận dụng kiến thức liên môn giải quyết vấn đề thực tiễn thiết kế hệ thống xử lí và thông thoát nước thải tại trường THPT yên hòa

BÀI DỰ THI
Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết
các tình huống thực tiễn
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT YÊN HÒA
Địa chỉ: ngõ 251 Nguyễn Khang, Cầu Giấy, Hà Nội
Điện thoại: 0438333721 Email:
HỌ VÀ TÊN NHÓM HỌC SINH :
1. Lê Vũ Hoàng Minh lớp 12TN3
2. Nguyễn Vân Trang lớp 12TN3
3. Nguyễn Hoàng Long lớp 12TN3
BÀI DỰ THI VẬN DỤNG KIẾN THỨC LIÊN MÔN ĐỂ
GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ THỰC TIỄN
I. Tên tình huống:
Thiết kế hệ thống xử lí và thông thoát nước thải tại trường THPT Yên Hòa
Hiện trạng trường THPT Yên Hòa chưa có hệ thống xử lý nước, nước thải trong sinh
hoạt và học tập thải trực tiếp ra sông Tô Lịch lâu ngày tích tụ lại thành bùn cống rãnh
với mùi hôi thối nồng nặc kèm theo đó là hàm lượng độc chất chưa được xử lí. Ô
nhiễm từ nước thải sinh hoạt và những thí nghiệm học tập: có mùi hôi và bệnh tật
đang là vấn đề nhức nhối, ô nhiễm môi trường nước, ô nhiễm môi trường đất và ô
nhiễm môi trường không khí với tác hại khó lường.
II. Mục tiêu giải quyết tình huống:
- Xử lý được nước thải của trường nhằm bảo vệ môi trường xanh- sạch- đẹp
- Giúp bảo vệ sức khỏe của con người
- Nâng cao ý thức bảo vệ môi trường của con người
- Tích cực tuyên truyền, tham gia các hoạt động tập thể về bảo vệ môi trường
III. Tổng quan về các nghiên cứu liên quan đến việc giải quyết tình huống.
Để thực hiện bài thi này chúng tôi dùng phương pháp khảo sát, đối chiếu, so sánh để
tìm ra những nét nổi bật về tình trạng ô nhiễm môi trường, hậu quả của việc chưa có
hệ thống xử lí nước thải, từ đó có biện pháp khắc phục hiệu quả tình trạng này.
IV. Giải pháp giải quyết tình huống

Vận dụng kiến thức của các môn học như: sinh học, địa lí, hóa học,
vật lí, để giải quyết.
+ Môn tin học: khai thác mạng Internet để tìm hiểu thông tin liên quan đến những
giải pháp, hậu quả của nước xả thải trực tiếp từ phòng thí nghiệm và khu vệ sinh rs hệ
thống cống rãnh của trường rồi đổ ra sông Tô Lịch
+ Môn địa lí: xác định vị trí địa lí, tìm hiểu về môi trường khu vực trường THPT Yên
Hòa
+ Môn công nghệ: xây dựng, thiết kế hệ thống xử lí nước thải phù hợp với địa lí,điều
kiện kinh tế của nhà trường mà đảm bảo giải quyết triệt để tình trạng nước thải chưa
qua xử lí và hệ thống xử lí nước thải.
+ Môn Toán: dựa trên ý tưởng thiết kế hệ thống xử lí nước thải của nhà trường để
tính toán, đo đạc độ lớn, độ cao để thiết kế hệ thống chuẩn xác, chắc chắn và đạt hiệu
quả.
+ Môn Hóa: kiểm tra nồng độ pH, nhiệt độ, các chất độc có trong nước thải để từ đó
có biện pháp xử lí nước thải trước khi xả ra môi trường
+ Môn Sinh: áp dụng chế phẩm sinh học vào việc xử lí chất thải
+ Môn Giáo dục công dân: Xây dựng ý thức bảo vệ môi trường, nhận thức được tác
hại của việc xả trực tiếp nước thải nhà trường chưa qua xử lí đến môi trường xung
quanh. Từ đó, tuyên truyền, giáo dục các bạn học sinh làm những việc có ích: để rác
đúng nơi quy định
+ Môn Văn: thuyết trình bài viết
+ Môn Vật lí: tính toán thiết kế hệ thống ống dẫn và bể chứa
V. Thuyết trình tiến trình giải quyết tình huống
Môi trường sống là tất cả những gì bao quanh sinh vật, có tác dụng trực tiếp hay gián
tiếp lến sự tồn tại, phát triển của sinh vật trong đó có con người. Nhưng hiện nay tình
trạng môi trường đang ô nhiễm trầm trọng, cuộc sống của con người trên Trái Đất
cũng đang bị đe dọa. Đây là một trong những vấn đề nóng bỏng, nhức nhối, gây bức
xúc trong dư luận xã hội cả nước hiện nay.Vấn đề này đang đe dọa trực tiếp đến sự
phát triển kinh tế- xã hội bền vững, sự tồn tại của các thế hệ hiện tại và tương lai.Vì
vậy việc vận dụng kiến thức đã học để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường là rất

quan trọng và cần thiết cho xu hướng xã hội ngày nay.
Ô nhiễm môi trường là hiện tượng môi trường tự nhiên bị bẩn đồng thời các tính chất
vật lí, hóa học, sinh học của môi trường bị thay đổi, gây tác hại tới đời sống của con
người và các sinh vật khác đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước. Nguồn nước thải từ các
phòng thí nghiệm, từ các nhà vệ sinh trong trường nếu không được xử lý đúng cách
sẽ là một nguồn ô nhiễm nước rất nguy hiểm tới học sinh trong trường và những
người xung quanh. Chính vì vậy việc vận dụng các kiến thức đã học để thiết kế hệ
thống xử lý nước thải trong trường học giúp ích cho chúng ta rất nhiều trong cuộc
sống, nó giúp cho chúng ta giải quyết những tình huống bất ngờ mà ta không nghĩ
đến, một cách thông minh hơn, ngắn gọn hơn và đầy đủ nhất.
Thiết kế, xây dựng hệ thống xử lí nước thải bằng công nghệ sinh học
a) Hệ thống xử lý nước thải:
Hệ thống có cấu tạo chính gồm 3 bể:
• Bể 1: Bể đầu vào, chứa hỗn hợp phân, nước thải, rác thải sinh hoạt và học tập,
bể được đổ đầy nước khoảng 2/3 thể tích bể
Ở bể 1 có 1 cánh quạt lớn dùng để khuấy đều hỗn hợp chất thải, đánh nhỏ chất thải
rắn cỡ lớn
• Bể 2: Bể xử lý nước thải theo mô hình UASB
• Giữa bể 1 và bể 2 là 1 máy bơm
• Bể 3: Bể chứa nước mưa và nước thải đã qua xử lí, thông với các rãnh thoát
nước quanh các dãy nhà học
* Cơ cấu hoạt động:
UASB là viết tắt của cụm từ Upflow Anaerobic Sludge Blanket, tạm dịch là bể xử
lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí. UASB được thiết kế cho nước thải
có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ cao và thành phần chất rắn thấp. Nồng độ COD đầu
vào được giới hạn ở mức thấp nhất là 100mg/l; nếu SS>3000mg/l thì không thích hợp
để xử lý bằng UASB.
UASB là quá trình xử lý sinh học kỵ khí, trong đó nước thải sẽ được phân phối từ
dưới lên và được khống chế vận tốc phù hợp (v<1m/h). Cấu tạo của bể UASB thông
thường bao gồm: hệ thống phân phối nước đáy bể, tầng xử lý và hệ thống tách pha.

Hệ thống xử lý chất thải và nước thải được đặt dưới lòng đất. Chất thải sinh hoạt
và học tập cũng như nước thải của trường sẽ theo đường ống thải vào bể chứa. Cho
quạt ở bể 1 hoạt động trong ngày để khuấy đều hỗn hợp. Cuối ngày sẽ cho mở máy
bơm để bơm nước thải vào hệ thống UASB
Nước thải được phân phối từ dưới lên, qua lớp bùn kỵ khí, tại đây sẽ diễn ra quá
trình phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật, hiệu quả xử lý của bể được quyết định
bởi tầng vi sinh này. Hệ thống tách pha phía trên bể làm nhiệm vụ tách các pha rắn –
lỏng và khí, tại đây thì các chất khí sẽ bay lên và được thu hồi, bùn sẽ rơi xuống đáy
bể và nước sau xử lý sẽ theo máng lắng chảy qua công trình xử lý tiếp theo
* Ưu điểm:
- Không tốn nhiều năng lượng;
- Quá trình công nghệ không đòi hỏi kỹ thuật phức tạp;
- Tạo ra lượng bùn có hoạt tính cao nhưng lượng bùn sản sinh không nhiều, giảm chi
phí xử lý;
- Loại bỏ chất hữu cơ với lượng lớn, hiệu quả. Xử lý BOD trong khoảng
600 ÷ 15000 mg/l đạt từ 80-95%;
- Có thể xử lý một số chất khó phân hủy;
- Có thể thu hồi nguồn khí sinh học sinh ra từ hệ thống
* Nhược điểm:
- Cần diện tích và không gian lớn để xử lý chất thải;
- Quá trình tạo bùn hạt tốn nhiều thời gian và khó kiểm soát.
b) Hệ thống thông thoát nước:
• Hiện nay chỉ có rãnh thoát nước ở gần sân bóng
• Tạo các rãnh thoát nước lớn ở chân mỗi tòa nhà học
• Các rãnh thoát nước được thông với Bể 3 để đưa ra môi trường
VI. Ý nghĩa của việc giải quyết tình huống
Từ những tình huống trên, chúng em đã đưa ra ý tưởng về giải pháp thoát nước thải
của nhà trường hiệu quả, không gây ô nhiễm môi trường và khắc phục tình trạng
ngập úng gây cản trở việc học tập,làm việc đảm bảo sức khỏe, đem lại bầu không khí
trong lành tới thầy cô, bạn bè và những người dân sống quanh khuôn viên trường.

Đồng thời, nguồn nước sinh hoạt và học tập trong trường sẽ được xử lí trước khi xả
thải ra sông Tô Lịch, giúp dòng sông bớt ô nhiễm, sức khỏe của nhân dân sống gần
sông được bảo đảm, cây cối thêm xanh, môi trường trong sạch.