Học sinh giải bài toán xử lý rác thải

Để việc xử lý rác ở các khu dân cư, khu công nghiệp trở nên nhẹ nhàng, đạt hiệu quả cao, hai học sinh Trường THPT Lê Quý Đôn (Q.3, TP.HCM) – Nguyễn Quốc Thái (lớp 10A2) và Tô Anh Tuấn (lớp 10A6) – đã xây dựng “Hệ thống phân loại và xử lý rác tại các khu dân cư, khu công nghiệp” và thực hiện dự án “Thùng rác thông minh”.

Nguyễn Quốc Thái (phải) và Tô Anh Tuấn đang kiểm tra lại “Hệ thống phân loại và xử lý rác tại các khu dân cư, khu công nghiệp”

Đẩy nhanh công đoạn xử lý rác thải

Quá trình đô thị hóa làm các khu dân cư, khu công nghiệp mọc lên khắp nơi. Điều đó cho thấy sự phát triển của đất nước nhưng lại xảy ra vấn đề đáng quan tâm, đó là lượng rác thải ngày càng tăng.

Tại TP.HCM, các loại rác ở khu dân cư và khu công nghiệp được thải ra với số lượng lớn mỗi ngày. Theo tìm hiểu của nhóm nghiên cứu từ Sở Tài nguyên và Môi trường TP.HCM, mỗi ngày trên địa bàn thành phố đổ ra khoảng 5.800 – 6.200 tấn rác thải sinh hoạt. Trong đó, nguồn chất thải rắn sinh hoạt chiếm tỷ trọng cao nhất, chủ yếu phát sinh từ các nguồn: hộ gia đình, trường học, chợ, nhà hàng, khách sạn. TP.HCM đã từng thí điểm chương trình phân loại rác thải rắn tại nguồn nhưng phải tạm dừng do chưa có nhà máy tiếp nhận chất thải hữu cơ, chưa có giải pháp tách chất thải nguy hại ra khỏi chất thải sinh hoạt. “Nhận ra được vấn đề này, chúng em đã thực hiện “Hệ thống phân loại và xử lý rác tại các khu dân cư, khu công nghiệp”. Hệ thống này đóng vai trò là bước trung gian cho quá trình xử lý rác thải. Bằng cách phân loại rác từ các khu dân cư và khu công nghiệp, quy trình xử lý rác thải tại các điểm tập kết trong thành phố sẽ được xử lý một cách nhanh chóng, hiệu quả, đáp ứng được nhu cầu xử lý rác thải của thành phố”, Quốc Thái cho biết.

“Hệ thống phân loại và xử lý rác tại các khu dân cư, khu công nghiệp” là một hệ thống băng chuyền rác thải gồm có một cảm biến siêu âm, hai cảm biến màu, hai tay gạt rác để phân loại. Phía dưới hệ thống là những khay để rác đã được phân loại theo từng loại rác khác nhau. Như vậy, từng loại rác đã được phân loại cụ thể sẽ hỗ trợ đẩy nhanh công đoạn xử lý rác thải, đặc biệt là các loại rác nguy hiểm với con người như hóa chất, mảnh thủy tinh, rác thải y tế… Để quá trình xử lý rác hiệu quả, nhóm nghiên cứu chia thành 3 loại rác với 3 màu sắc khác nhau: Rác tái chế (màu xanh lá cây); rác hữu cơ (màu xanh nước biển); rác vô cơ (màu đỏ). Theo đó, rác bỏ vào được nhận dạng bởi cảm biến siêu âm; cảm biến siêu âm sau khi phát hiện ra rác sẽ kích hoạt hệ thống băng chuyền. Sau đó hệ thống này sẽ đưa rác qua từng cảm biến màu khác nhau. Khi phát hiện ra đúng loại rác, cảm biến màu sẽ chuyền tín hiệu tới tay gạt để gạt rác vào từng khu riêng biệt. Tại đây, rác sẽ được lấy ra qua ô bồn chứa ở phía dưới. “Khi áp dụng vào thực tế, cảm biến màu sắc cần được thay thế bằng cảm biến hình ảnh theo công nghệ OCR và có thể áp dụng thêm cơ chế làm sạch nhằm tăng khả năng nhận diện rác thải. Ngoài ra, các loại rác thải nên phân chia vào từng túi rác có màu sắc riêng biệt sẽ giúp dễ dàng xử lý theo đúng tính chất của loại rác đó. Hệ thống khi được áp dụng vào thực tiễn sẽ giúp giảm đi các bước phân loại rác, từ đó tiết kiệm đáng kể ngân sách cũng như nhân lực, giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu suất xử lý rác thải toàn thành phố”, Quốc Thái cho biết.

Hạn chế sự gia tăng của vi khuẩn

Ngoài “Hệ thống phân loại và xử lý rác tại các khu dân cư, khu công nghiệp”, Quốc Thái và Anh Tuấn còn thực hiện dự án “Thùng rác thông minh”. Thùng rác này được chia thành ba ngăn: Ngăn chứa chai, lọ tái chế; ngăn chứa các loại rác khác và ngăn cuối cùng chứa rác thải hữu cơ. Rác sau khi vứt vào thùng sẽ được phân loại bằng cách mở một trong 3 cửa phân loại. Việc nhận dạng rác cần phân loại được thực hiện trên một máy tính Raspberry Pi 3 thông qua camera. Đối với khu vực rác hữu cơ sẽ có khay mở ra để dễ dàng lấy làm phân bón cho cây. Thùng rác cấu tạo từ những tấm mica, tạo được thẩm mỹ cũng như dễ dàng quan sát bên trong.

Điểm đáng chú ý của thùng rác là tính ứng dụng cao, hướng đến nhóm khách hàng như bệnh viện, công ty, nhà máy… có nguồn rác thải độc hại. Mỗi thùng rác thông minh đều có chức năng định vị GPS, sử dụng công nghệ RFID. Đây là công nghệ nhận dạng qua tần số vô tuyến xác thực người dùng chỉ cho phép nhân viên hoặc bệnh nhân Covid-19 mở nắp thùng, giúp bảo vệ người xung quanh khỏi các nguy cơ lây nhiễm. Trong tương lai thùng rác sẽ được trang bị thêm hệ thống tiêu diệt vi khuẩn bằng tia UV. Cụ thể, khi có rác thải, hệ thống khử khuẩn bằng tia UVC sẽ tự động kích hoạt nhằm hạn chế sự gia tăng của virus có hại. Theo nhóm nghiên cứu, để tạo ra thùng rác thông minh không quá khó nhưng cũng không hề dễ dàng. “Cái khó ở đây là ý tưởng phác thảo trên bản vẽ để đưa ra thành phẩm thực tế bên ngoài. Cực nhất là phần nối dây lắp mạch. Em nhớ có những lúc bản thân phải ngồi 4-5 tiếng đồng hồ chỉ để kết đầu dây đồng vào phần chứa mạch vì phần này khá nhỏ làm cho việc nối dây trở nên khó khăn”, Anh Tuấn chia sẻ.

Rác sau khi vứt vào thùng sẽ được phân loại bằng cách mở một trong 3 cửa phân loại

Quốc Thái cho biết thêm, sắp tới nhóm sẽ tích hợp thêm tia cực tím hoặc máy lọc không khí cho thùng rác để có thể triệt tiêu mùi hôi của rác. Bên cạnh đó, nhóm cũng muốn thử nghiệm một chiếc thùng rác có dây rút. “Một túi rác thông thường ta muốn lấy ra bắt buộc phải mở nắp thùng rác, sau đó mới túm bịch rác lại, nhưng khi vừa mở nắp thùng rác vi khuẩn sẽ ào ạt tràn ra ngoài ảnh hưởng đến sức khỏe khi tiếp xúc lâu dài. Một túi rác có dây sẽ khắc phục hoàn toàn vấn đề này bằng cách đưa đầu dây rút ra ngoài và khi cần ta sẽ kéo dây cho bịch rác được túm lại sau đó nắp mới mở ra cộng thêm tia cực tím sẽ hạn chế tối đa vi khuẩn”, Quốc Thái cho biết.

Với sản phẩm trên, nhóm nghiên cứu hy vọng phần nào đó giảm tải được công việc vất vả của nhân viên vệ sinh, cũng như đẩy nhanh việc xử lý rác thải để đáp ứng đủ nhu cầu của thành phố. Nếu thành công, nhóm mong muốn mang sản phẩm giới thiệu đến các tỉnh/thành trên toàn quốc và suy nghĩ sáng tạo thêm nhiều sản phẩm như vậy để góp phần bảo vệ môi trường.

Hồ Trinh