Thiết bị có khả năng xử lý các chất ô nhiễm không khí khác nhau ở nồng độ cao mà không phát sinh chi phí thay thế vật tư tiêu hao như các sản phẩm đang được thương mại trên thị trường.
Giải bài toán ô nhiễm
Ngoài việc chịu ảnh hưởng của bụi mịn và các chất độc hại ngoài trời thì không khí trong nhà cũng có thể bị ô nhiễm bởi những tác nhân mang tính chất đặc thù hoặc thói quen sinh hoạt. Đun nấu bằng củi, than hoặc rơm rạ sẽ phát sinh ra khí CO và CO2, những chất khí rất độc hại, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe.
Đốt hương thường xuyên, nhất là những loại hương tẩm hóa chất cũng sẽ khiến tăng các chất khí độc hại trong môi trường gia đình. Các loại rèm cửa, thảm trải sàn, khăn phủ bàn ghế, ga giường… không được thay giặt và vệ sinh thường xuyên sẽ là nơi trú ẩn lý tưởng của các loại vi sinh vật, nấm mốc và lưu cữu bụi bẩn. Lông của chó mèo, vật nuôi cũng có thể là một nguồn gây ô nhiễm không khí trong nhà.
ThS Mai Thị Xuân - Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cùng cộng sự đã thực hiện nhiệm vụ “Nghiên cứu chế tạo máy lọc không khí gia đình bằng phương pháp lọc bụi ướt”.
Nhóm nghiên cứu kỳ vọng sản phẩm sẽ là công cụ hữu hiệu cho việc xử lý ô nhiễm không khí trong nhà và tập trung vào việc phát triển máy lọc không khí gia đình mới, sử dụng phương pháp lọc bụi ướt để xử lý hiệu quả các chất ô nhiễm như vi khuẩn, nấm mốc, bụi mịn và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs).
ThS Mai Thị Xuân cho biết, máy lọc không khí kiểu ướt được thiết kế với bốn mô-đun lọc chính: Lọc bụi thô, xử lý VOCs, lọc bụi mịn và diệt khuẩn. Mô-đun lọc bụi thô sử dụng màng lọc để loại bỏ các hạt bụi, lông động vật, sợi bông và sợi vải có kích thước lớn, trong khi mô-đun xử lý VOCs sử dụng than hoạt tính gáo dừa để hấp phụ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và gây mùi.
Đáng chú ý, mô-đun lọc bụi mịn và diệt khuẩn của máy lọc không khí kiểu ướt được thiết kế với sự kết hợp thiết bị venturi và xyclon tách bụi, một công nghệ thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, để loại bỏ hiệu quả các hạt bụi mịn (PM2.5) và vi khuẩn.
Loại bỏ vi khuẩn sau 90 phút
ThS Mai Thị Xuân cho biết, để tăng cường khả năng tiếp xúc giữa không khí bị ô nhiễm và chất lỏng, qua đó cải thiện khả năng loại bỏ bụi mịn và vi khuẩn, thiết bị venturi được nghiên cứu cải tiến bằng cách trang bị các béc phun cấp lỏng dưới dạng sương, tạo ra một lượng lớn các giọt sương nhỏ nhờ kết hợp với bơm lỏng tăng áp.
Mô-đun này cũng tích hợp lõi lọc PP 0,5 micron gắn nano bạc có khả năng diệt khuẩn và lọc bụi trong chất lỏng, cho phép tái sử dụng chất lỏng tuần hoàn trong thiết bị.
Hiệu suất của máy lọc không khí kiểu ướt được đánh giá bằng cách đo khả năng loại bỏ toluen, một VOC phổ biến, bụi mịn (PM2.5 và PM1.0) và vi khuẩn trong không khí.
Với 75g than hoạt tính gáo dừa sử dụng trong mô-đun hấp phụ, thiết bị đã giảm đáng kể nồng độ toluene từ 433 mg/m3 (0,5 ml toluen bay hơi hoàn toàn trong buồng thử nghiệm thể tích 1 mét khối) xuống chỉ còn 40 µg/m3, thấp hơn nhiều so với quy chuẩn quốc gia về chất lượng không khí QCVN 05:2023/BTNMT, quy định giá trị giới hạn tối đa của toluen trong không khí xung quanh là 500 µg/m3.
Hơn nữa, hệ thống venturi-xyclon cho thấy hiệu quả vượt trội trong việc loại bỏ bụi mịn, giảm nồng độ PM2.5 từ 120 ppm xuống dưới mức tiêu chuẩn không khí sạch chỉ trong 3 phút trong buồng thử nghiệm.
Ngoài ra, hệ thống này có thể lọc được bụi siêu mịn PM1.0 về mức thấp dưới 6 ppm, một kết quả đáng chú ý khi áp dụng công nghệ lọc bụi ở quy mô công nghiệp vào quy mô gia đình. Lõi lọc PP 0,5 micron gắn nano bạc cũng cho thấy hiệu quả diệt khuẩn đáng kể.
Sử dụng dung dịch nano bạc 1000 ppm, lõi lọc này chứa khoảng 1000 mg nano bạc có kích thước 10 - 25 nm. Kết hợp với hệ thống venturi-xyclon, lõi lọc đã giảm 80% nồng độ vi khuẩn (1067 cfu/m3) sau 30 phút và gần như hoàn toàn loại bỏ vi khuẩn sau 90 phút.
Theo ThS Mai Thị Xuân, nghiên cứu đã thành công trong việc chế tạo thiết bị máy lọc không khí gia đình hiệu quả sử dụng phương pháp lọc bụi ướt. Thiết bị này có khả năng xử lý các chất ô nhiễm không khí khác nhau ở nồng độ cao mà không phát sinh chi phí thay thế vật tư tiêu hao.
Kết quả nghiên cứu đã được cấp bằng độc quyền Giải pháp hữu ích và công bố trên Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Nhóm nghiên cứu đang có kế hoạch tiếp tục phát triển thiết bị này, hướng tới thương mại hóa và ứng dụng thiết bị vào thực tiễn cuộc sống.
Tình trạng ô nhiễm không khí trong nhà ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của các thành viên trong gia đình. Để khắc phục tình trạng này thì giải pháp sử dụng máy lọc không khí để cải thiện chất lượng không khí là biện pháp tối ưu. Hiện các công nghệ cho máy lọc không khí trong nước không nhiều, vấn đề ô nhiễm không khí trong nhà vẫn đang ngày càng tác động xấu đến sức khỏe con người.
