ĐỀ TÀI CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT THCS máy lọc khí với màng lọc cacbon

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài này, chúng em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của Ban
giám hiệu nhà trường, của q thầy cơ giáo, gia đình, bạn bè và người thân.
Trước hết, chúng em xin bày tỏ lòng chân thành biết ơn đến Ban giám hiệu nhà
trường, quý thầy cô giáo đã cung cấp những thông tin thiết thực để chúng em hoàn
thành đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn Thầy đã trực tiếp hướng dẫn, tận tâm chỉ bảo trong suốt
quá trình làm đề tài. Xin cảm ơn quý thầy cô giáo và các bạn học sinh của trường
THPT Thị Trấn đã giúp chúng em trong quá trình điều tra, thu thập số liệu để đề tài
mang tính thực tế và khoa học.
Trong q trình nghiên cứu khơng tránh khỏi sai sót, rất mong sự đóng góp ý
kiến của q thầy cơ giáo và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
, ngày 28 tháng 12 năm 2020
Nhóm tác giả thực hiện đề tài

1


LỜI CAM ĐOAN
Nhóm nghiên cứu thực hiện đề tài xin cam đoan những công việc thực hiện
trong đề tài này là do nhóm tự nghiên cứu, tìm hiểu và thực hiện dưới sự giúp đỡ về
chuyên môn của Thầy, giáo viên Tổ Hóa - Sinh, trường THPT Thị Trấn huyện. Thông
tin, số liệu thống kê trong đề tài được tổng hợp từ phiếu khảo sát do nhóm nghiên cứu
thực hiện.
Chúng em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với những cam kết trên.

Tập thể nhóm tác giả nghiên cứu

PHẦN MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài:

Ơ nhiễm khơng khí là sự thay đổi trong thành phần của khơng khí. Chủ
yếu do khói, bụi, hơi hoặc các khí độc gây ra tình trạng biến đổi khí hậu, ảnh
hưởng xấu đến sức khỏe con người hay có thể làm phá hỏng mơi trường tự
nhiên của nhiều loài sinh vật khác.
2


Ơ nhiễm khơng khí là ngun nhân gây nguy cơ đột quỵ, suy nhược thần
kinh, bệnh tim mạch, ung thư, cùng hàng loạt các bệnh về đường hô hấp như hen
suyễn, viêm phổi, thậm chí ung thư phổi ngày càng tăng cao.
Ơ nhiễm khơng khí được chia làm hai dạng, gồm ơ nhiễm khơng khí ngồi
trời và ơ nhiễm khơng khí trong nhà. Trong đó, ơ nhiễm khơng khí ngồi trời là
tác nhân chính gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con
người ở các nước phát triển và đang phát triển. Nguyên nhân gây ô nhiễm đến từ
nhiều nguồn khác nhau như khí thải giao thơng, nhà máy cơng nghiệp, từ q
trình sản xuất nơng nghiệp và một số nguyên nhân tự nhiên như cháy rừng, bụi
sa mạc, núi lửa.
Bên cạnh đó, chúng ta cịn phải đối mặt với ơ nhiễm khơng khí trong
nhà. Các nguồn gây ơ nhiễm bao gồm khói thuốc lá, khói than, củi, các hóa chất
có trong sơn hoặc các sản phẩm làm sạch, khí máy lạnh và một số chất có trong
vật liệu xây dựng.
2. Mục tiêu đề tài:
Thiết kế máy lọc khí với màng lọc cacbon để sử dụng lọc sạch khơng khí
trong phịng bếp hoặc phịng có khơng khí bị ô nhiễm.
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu, cách tiếp cận và phương pháp
nghiên cứu:
3.1. Đối tượng nghiên cứu:
Thiết kế máy lọc khí với màng lọc cacbon.
Thử nghiệm và ứng dụng máy lọc khí để lọc khí, khử mùi khó chịu trong
phịng bếp hoặc phịng có khơng khí bị ô nhiễm.

3.2. Phạm vi nghiên cứu:
Máy lọc khí với công suất nhỏ, ứng dụng trong gia đình là chủ yếu
3.3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu về tính hấp phụ của than hoạt tính (thành phần chủ yếu là
cacbon).
Nghiên cứu lựa chọn cách để khơng khí đi qua than hoạt tính.
Nghiên cứu màng lọc để chứa đủ lượng than hoạt tính, tiện lợi khi thay
than hoạt tính.
Tìm hiểu quạt hút khí với cơng suất phù hợp.
Ngiên cứu thiết kế lắp ráp quạt hút khí với màng lọc cacbon đảm bảo
công suất, thiết kế phù hợp, cân đối và tiện lợi khi sử dụng.
Thử nghiệm máy và điều chỉnh cho phù hợp với thực tiễn sử dụng.

3


PHẦN NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Chương 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CƠ Ở LÍ
LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
1.1.Tổng quan tình hình nghiên cứu:
Máy lọc khơng khí là thiết bị gia dụng được trang bị các lớp màng lọc
nhằm lọc sạch bụi bẩn có trong khơng khí. Nhờ đó, những tác nhân gây hại
trong môi trường như bụi bẩn, mùi hơi, nấm mốc, vi khuẩn… khơng có điều
kiện phát triển và gây hại cho sức khỏe con người. Để có thể làm sạch nguồn
khơng khí một cách tối ưu nhất, 1 số sản phẩm cao cấp còn được trang bị những
tính năng khác như: tiêu diệt vi khuẩn, khử mùi, hút ẩm hoặc tạo ẩm..
Máy lọc khơng khí có cấu tạo giống như 1 chiếc quạt. Về bản chất, sự
hoạt động của máy lọc khơng khí là dựa vào dịng đối lưu được tạo ra dưới sự
tác động của quạt hút. Quạt sẽ hút tồn bộ luồng khơng khí xung quanh, qua các
màng lọc khơng khí, giữ lại bụi bẩn rồi tỏa ra nguồn khơng khí sạch. Máy gồm 3

bộ phận chính là: động cơ và cánh quạt; hệ thống màng lọc khơng khí và phần
khung bảo vệ.
Máy lọc khơng khí được phân chia thành 3 loại chính. Đó là: máy lọc khơng khí
cho phịng riêng, máy lọc khơng khí tồn phịng và máy lọc khơng khí trên ơ tơ.
Khi điều kiện môi trường tại Việt Nam trở nên xuống cấp, người dân phải
đối mặt ô nhiễm môi trường từ trong nhà ra ngồi đường, máy lọc khơng khí dần
trở thành thiết bị gia dụng quan trọng ở các thành phố lớn ở Việt Nam. Thị
trường Việt Nam có rất nhiều thương hiệu máy lọc khơng khí, đa dạng từ mẫu
mã, diện tích sử dụng, phổ giá rộng từ 3 đến 30 triệu đồng, sử dụng từ 20 đến
100m2, … phục vụ nhiều nhu cầu khác nhau của người sử dụng.
CHỨC NĂNG CỦA MÁY LỌC KHƠNG KHÍ
Máy lọc khơng khí có các chức năng chính: khử mùi, lọc sạch khơng khí
loại bỏ bụi bẩn, vi khuẩn, virus, tác nhân gây dị ứng, nấm mốc, tạo ra mơi
trường khơng khí trong nhà trong lành, cải thiện sức khỏe cho người sử dụng.
Một số model được trang bị thêm các tính năng bổ sung như tạo ẩm, hút ẩm, bắt
muỗi ... để thêm tiện ích cho người dùng.
THỊ TRƯỜNG MÁY LỌC KHƠNG KHÍ TẠI VIỆT NAM

4


Đến nay, máy lọc khơng khí được người sử dụng tin dùng như một thiết bị
gia dụng vì những chức năng tuyệt vời của thiết bị mang lại.
Thị trường Việt Nam xuất hiệu nhiều sự lựa chọn máy lọc không khí từ
nội địa, hàng nhập khẩu, hàng nhập bãi, hàng chính hãng. Một số thương hiệu
nổi tiếng từ châu Á như Hitachi, Panasonic, Coway , từ châu Âu như Beurer,
đến từ châu Mỹ như AO. Smith ...
1.2.Tìm hiểu về than hoạt tính có tác dụng lọc sạch khơng khí.
Than hoạt tính có tên gọi tiếng anh là Activated carbon hay activated
charcoal. Đây là một dạng của carbon có thể tích nhỏ, khối lượng thấp nhưng có

khả năng làm tăng diện tích các phản ứng hóa học và phản ứng hấp phụ.
Than hoạt tính thường được lấy từ than củi. Nó cũng được chế tạo từ
những nhiên liệu sinh học khác. Nếu than được lấy từ than cốc sẽ được gọi là
than cốc hoạt tính, lấy từ than đá sẽ được gọi là than đá hoạt tính. Nó được làm
từ nhiều nguồn khác nhau.
Một tác dụng cơ bản của than hoạt tính là tính chất hấp phụ. Than hoạt
tính có thể giữ lại trên bề mặt của nó các chất màu, chất mùi, chất gây ơ nhiễm,
vì vậy nếu khơng khí ơ nhiễm cho đi qua than hoạt tính thì khơng khí sẽ trong
sạch hơn.
1.3. Tìm hiểu một số loại màng lọc hiện có
Các loại màng lọc của máy lọc khơng khí
Hệ thống màng lọc của máy lọc khơng khí thường có 3 bộ phận chính:

Màng lọc thơ: Thường được chế tạo từ nhựa, kim loại hoặc thủy tinh.

Màng lọc trung gian: Thường là các màng lọc phấn hoa, màng lọc than
hoạt tính hoặc màng lọc Titan.

Màng lọc tinh: Là màng lọc Hepa.
Chức năng và thời gian thay thế của các màng lọc của máy lọc khơng khí.

Màng lọc thơ
Màng lọc thơ có tác dụng xử lý những loại bụi có kích thước lớn, được lắp đặt
tiên phong trong hệ thống màng lọc của máy lọc khơng khí. Bên cạnh bụi lớn,
màng lọc thơ này cũng có tác dụng giữ lại những loại chất như bơng, tóc, sợi
vải...

5

Màng lọc thơ có tác dụng loại bỏ những bụi bẩn có kích thước lớn.
Tuổi đời của màng lọc thơ thường là suốt đời.
Màng lọc bằng than hoạt tính
Màng lọc than hoạt tính được cấu tạo từ than hoạt tính, có nhiệm vụ chính là
khử mùi (mùi hơi, mùi thuốc lá...) và khử chất độc để, giữ cho không gian sử
dụng máy lọc khơng khí ln sạch thống, khơng có mùi khó chịu.

Màng lọc than hoạt tính có chức năng chính là khử các mùi hơi trong khơng khí.
Tuổi thọ của màng lọc than hoạt tính này thường là 2 - 3 năm, tùy vào
hãng sản xuất và mức độ ô nhiễm mùi của không gian sử dụng.
Màng lọc phấn hoa
Màng lọc phấn hoa được trang bị ở một số model cao cấp, có tác dụng giữ lại
các hạt phấn hoa hay các loại lông thú, vốn là những tác nhân gây dị ứng dễ gặp
ở nhiều gia đình. Nếu gia đình nào có ni động vật như chó, mèo, hoặc có

6


người dị ứng với phấn hoa hay lơng thú thì nên để ý tìm chọn máy lọc khơng khí
có loại màng lọc này.

Màng lọc phấn hoa sẽ lọc những loại phấn hoa hay lơng chó mèo, thường có
tuổi thọ thấp.
Tuổi thọ của màng lọc phấn hoa thường là 6 - 12 tháng tùy vào mức độ
hoạt động.
Màng lọc Titan (TiO2)
Màng lọc này cũng có tác dụng khử mùi. Tuy nhiên, loại này không quá phổ
biến trên thị trường như những màng lọc khác, chỉ có 1 số model được trang bị.
Màng lọc Hepa
Màng lọc Hepa là bộ phận quan trọng nhất, có giá trị cao nhất trong hệ thống

màng lọc của máy lọc khơng khí.
Bộ lọc này có khả năng giữ lại các chất gây dị ứng, mùi khói thuốc, bụi
bẩn có kích thước mắt thường khơng thấy được. Nó có thể lọc được hạt bụi kích
thước 0,3 micromet (tương đương khoảng 0,0025 lần đường kính của 1 sợi tóc),
7


nhỏ hơn rất nhiều bụi PM2.5, đem lại hiệu quả lọc đến 99,97%. Màng lọc Hepa
đem đến phương pháp lọc hiệu quả đối với các hạt phóng xạ gây ơ nhiễm. Tuy
nhiên, màng lọc này khơng loại bỏ được khí gas hóa học trong khơng khí.

Màng lọc Hepa là màng lọc quan trọng nhất trong máy lọc khơng khí.
Tuổi thọ của màng lọc Hepa thường từ 3 - 10 năm, tùy vào hãng sản xuất cũng
như mức độ ô nhiễm của mơi trường sử dụng.
1.4. Cơ sở lí luận của đề tài:
Việt Nam hiện đang đứng trong top 10 các nước ơ nhiễm khơng khí ở
Châu Á. Đáng lưu ý, tổng lượng bụi ở Hà Nội và TP Hồ Chí Minh đang liên tục
tăng cao khiến chỉ số chất lượng khơng khí ln ở mức báo động.
Nồng độ bụi trung bình trong khơng khí ở Hà Nội và TP.HCM vượt mức
cho phép từ hai đến ba lần và có xu hướng duy trì ở ngưỡng cao. Nguồn sinh ra
bụi ơ nhiễm ở các đô thị lớn hầu hết là từ khí thải giao thơng, cơng trình xây
dựng, đường sá và nhà máy công nghiệp.
Thực trạng ở địa phương xã , là vùng đặc trưng trồng cây ăn quả nên việc
sử dụng các loại hóa chất bảo vệ thực vật đã gây ra ơ nhiễm khơng khí, bên cạnh
8


đó hoạt động sinh hoạt trong gia đình đã gây ra ơ nhiễm khơng khí, đặc biệt việc
nấu ăn đã tạo ra các khí ơ nhiễm và tạo mùi hơi rất khó chịu, vì vậy với ý tưởng
để làm giảm lượng khí gây ơ nhiểm trong gia đình, với sự hướng dẫn của các

thầy cô giáo, em mạnh dạn thiết kế máy lọc khí với màng lọc bằng cacbon, với
hy vọng sẽ làm giảm được nguồn khí gây ơ nhiễm trong gia đình.

Chương 2: THIẾT KẾ MÁY LỌC KHƠNG KHÍ VỚI MÀNG LỌC
CACBON
2.1. Phương pháp thiết kế máy lọc khí với màng lọc cacbon
2.1.1. Các thiết bị và nguyên liệu cần thiết:
Thiết bị cần thiết: 1 quạt hút khí với công suất phù hợp sử dụng năng
lượng điện.
Nguyên liệu cần sử dụng: Sắt hoặc gỗ làm khung đỡ hoặc khung màng
lọc, lưới amiang làm màng lọc, than hoạt tính làm chất để lọc khí.
2.1.2. Thiết kế máy lọc khí với màng lọc cacbon:
Thiết kế 2 màng lọc cacbon: Đóng thành khung hình vng với kích
thước tương ứng với quạt hút khí, độ dày 1cm, thiết kế cửa để có thể cho than
hoạt tính vào và thay than hoạt tính, cho than hoạt tính có kích thước nhỏ vào
trong màng lọc, đảm bảo lượng than phân bố đều và kín trong màng lọc.

Thiết kế khung đỡ bằng sắt hoặc gỗ phù hợp để ráp vừa quạt hút khí và để
màng lọc, đảm bảo có thể lấy quạt hút khí và màng lọc ra dễ dàng, thiết kế màng
lọc thô (bằng lưới amiang) phía trước màng lọc cacbon, dùng tấm chắn bằng
kim loại hoặc gỗ chắn cố định xung quanh khung đỡ, đảm bảo khi quạt hút khí
thì khơng khí phải đi qua màng lọc, tấm chắn phía trên dùng bản lề để có thể mở
ra được.

9


Lắp ráp quạt hút khí và 2 màng lọc cacbon vào giá đỡ.
Trang trí máy lọc khí đảm bảo thẩm mỹ và tiện lợi cho quá trình sử dụng.
Thử nghiệm máy ở mơi trường có khí ơ nhiễm cao, đánh giá chất lượng

và điều chỉnh thiết kế cho phù hợp.

2.2. Cơng dụng của máy lọc khí với màng lọc cacbon:
Máy lọc khí với màng lọc cacbon tùy theo cơng suất thiết kế có thể sử
dụng để lọc khơng khí với phạm vi mơi trường khơng khí rộng hoặc hẹp, với đề
10


tài thiết kế máy lọc khí này, ứng dụng chủ yếu để lọc sạch khơng khí trong
phịng bếp hoặc các phịng có kích thước tương đương.
Máy lọc khí với màng lọc cacbon có tác dụng khử các mùi hơi, mùi khó
chịu, khử các loại khí độc trong phịng bếp hoặc các phịng có khơng khí bị ơ
nhiễm
2.3. Ngun tắc sử dụng máy lọc khí với màng lọc cacbon:
Đặt máy trong phịng cần lọc khí, hướng màng lọc vào chỗ có nguồn khí ơ
nhiễm, cắm phích cắm điện vào ổ cắm để cho quạt hút gió hoạt động, khơng khí
sẽ được hút qua màng lọc, các chất mùi khó chịu, các khí độc sẽ được giữ lại
trên màng lọc cacbon.
Sau một thời gian (khoảng vài tháng, tùy theo công suất hoạt động và
nguồn khơng khí ơ nhiễm nhiều hay ít), khi thấy hiệu quả lọc thấp thì thay thế
than hoạt tính mới trong màng lọc.
2.4. Một số chú ý khi sử dụng và cải tiến máy:
Cần đặt máy nơi an toàn, đảm bảo không bị ảnh hưởng tới sinh hoạt trong
gia đình
Nếu muốn lọc khí với cơng suất lớn hơn có thể thiết kế thêm nhiều màng
lọc cacbon đặt song song với nhau hoặc thiết kế màng lọc cacbon với kích thước
lớn hơn và sử dụng quạt hút khí với cơng suất lớn
KẾT LUẬN
Qua thời gian tìm hiểu, với ý tưởng để giúp cho bầu khơng khí được trong
sạch hơn, đặc biệt là khơng khí trong gia đình đang ngày càng bị ô nhiễm, ảnh

hưởng tới sức khỏe trực tiếp của con người, với những kiến thức có được và
thơng qua các nguồn tư liệu trong sách vở và trên mạng intenet, với sự giúp đỡ
của các thầy cô và bạn bè trong trường TTHCS Xã , đặc biệt là sự hướng dẫn tận
tình của thầy, em đã mạnh dạn thiết kế ra “máy lọc khí với màng lọc cacbon”
với hy vọng đóng góp chút sáng tạo để cải thiện tình hình ơ niễm khơng khí
trong gia đình và cho địa phương xã , em hy vọng với sáng kiến cải tiến của
mình sẽ đem lại hiệu quả đáng kể để góp phần khắc phục tình trang ơ nhiễm
khơng khí.
Em cũng xin chân thành cảm ơn phòng GD và ĐT hyện đã tạo ra sân chơi
bổ ích giúp em thực hiện được đề án này, cảm ơn BGH trường THCS Xã , thầy
giáo chủ nhiệm, các thầy cô và bạn bè đã ủng hộ, hướng dẫn chỉ bảo cho em
trong suốt thời gian thực hiện đề án.
Trong quá trình thực hiện đề án và làm ra sản phẩm, vẫn còn nhiều sai sót,
em kính mong được sự chỉ bảo, hướng dẫn thêm của các cấp chính quyền, các
thầy cơ giáo và các bạn học sinh để sản phẩm của em có ý nghĩa thực tiễn.
Em xin chân thành cảm ơn!
, ngày 28 tháng 11 năm 2020

11


Học sinh thực hiện dự án

TÀI LIỆU THAM KHẢO
-Các tài liệu khác trên mạng intenet.

12