Máy “mang không khí sạch” đến bệnh nhân

Việc ô nhiễm  môi trường không khí gây ra bởi bụi, các hóa chất độc hại, các vi khuẩn và virus trong các bệnh viện, các tòa nhà công cộng, nhà xưởng sản xuất, thậm chí cả nhà ở, trường học quanh các khu công nghiệp ... đang ngày càng trở nên bức xúc ở nước ta cũng như trên thế giới. Chỉ lấy số liệu của Cục quản lý khám chữa bệnh cho thấy, nhiễm khuẩn bệnh viện kéo dài thời gian nằm viện trung bình của bệnh nhân từ 9 đến 24,3 ngày, đồng thời tăng chi phí điều trị trung bình từ 2 đến 32,3 triệu đồng 1 bệnh nhân.

PGS.TS Nguyễn Hoài Châu, Viện trưởng viện Công nghệ môi trường giới thiệu máy lọc không khí Thanh Phong do viện chế tạo.

Vì vậy việc xử lý không khí là yêu cầu ngày càng cao và có nhiều phương pháp. Các công nghệ làm sạch không khí (LSKK) đang được dùng hiện nay như hấp phụ, phân chia (màng lọc, thổi không khí) và công nghệ phá hủy (ozon hóa, Clo hóa) đều có điểm yếu. Trường hợp sử dụng công nghệ phân chia (như màng lọc) sự tích tụ chất bẩn xảy ra trên bề mặt màng lọc để rồi từ đó chúng lại thải ngược vào môi trường, còn nếu thổi bằng không khí, chất ô nhiễm lại phát tán ra không gian.

Các phương pháp xử lý ô nhiễm trên cơ sở sử dụng các chất sát trùng hóa học (Clo, ozon, iot ...) thường tốn kém  và có nguy cơ hình thành sản phẩm phụ độc hại với con người. Tóm lại trong mọi trường hợp vấn đề ô nhiễm thực tế chỉ chuyển từ chỗ này sang chỗ khác và không giải quyết được triệt để.

Các nghiên cứu khoa học gần đây đã cho thấy một phương pháp xử lý mới mang tính đột phá: phương pháp xúc tác quang hóa (XTQH). Phương pháp này nằm trong loại phá hủy mà không yêu cầu các tác nhân khác, mà chỉ cần có mặt ôxy trong không khí. Vật liệu XTQH chủ yếu từ TiO2, Fe2O3, ZnO ... trong đó TiO2 (dioxyt Titan) có hoạt tính XTQH cao nhất và là vật liệu rẻ tiền trơ hóa học và không độc hại với sức khỏe con người.

Cơ chế XTQH của nano TiO2 đã được khoa học làm sáng tỏ từ lâu: dưới tác dụng của tia tử ngoại, điện tử di chuyển từ vùng hóa trị lên vùng dẫn tạo ra cặp điện tử và lỗ trống, các cặp điện tử-lỗ trống này tương tác với các phần tử hấp phụ trên bề mặt chất bán dẫn (thường là các chất hữu cơ dễ bay hơi độc hại hoặc vi khuẩn) phân hủy chúng như phản ứng ôxy hóa khử. Các chất độc hại và vi khuẩn bị phân hủy tạo thành nước và CO2. Như vậy việc xử lý không khí trở nên triệt để và không có nguy cơ gây tác dụng phụ thứ cấp.

Do những đặc điểm ưu việt nổi trội nêu trên nên một số nước đã chế tạo các thiết bị LSKK trên cơ sở hiệu ứng XTQH của nano TiO2. Viện nghiên cứu các vấn đề Vật lý trong hóa học – Viện Hàn lâm khoa học Liên bang Nga là đơn vị đi đầu trong lĩnh vực này ở Nga. Các thiết bị LSKK mang tên TIOKRAFT của viện đã bán sang một số nước ở Tây Âu và được huy chương bạc tại triển lãm Phát minh sáng chế quốc tế ở thành phố Niurenberg, Liên bang Đức.

Viện Công nghệ môi trường thuộc Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt nam, ba năm trước đã ký thỏa thuận hợp tác với Viện các vấn đề lý hóa của Nga và được phía Nga chuyển giao công nghệ xử lý không khí tiên tiến này. Sau 2 năm thí nghiệm, tìm hiểu với sự cộng tác mật thiết với phía Liên bang Nga chúng ta đã bắt đầu chế tạo những mẫu máy LSKK kiểu XTQH đầu tiên. Hiện đã hoàn thiện 2 mẫu thiết bị LSKK và đang tiếp tục cho ra đời 2 mẫu mới nữa có năng suất cao hơn.

Những thiết bị này hoàn toàn của ta, nhưng tuân thủ theo nguyên lý dòng máy TIOKRAFT. Không khí lần lượt đi qua các bộ phận sau: lọc bụi sơ cấp, lọc tĩnh điện, bộ lọc XTQH TiO2, bộ lọc than hoạt tính. Dòng khí được lưu chuyển nhờ một quạt hút.

- Bộ lọc sơ cấp gồm tấm lọc thô và tấm lọc hiệu suất cao (HEPA) có thể giữ lại những hạt bụi nhỏ tới 0,5µm.

- Bộ lọc tĩnh điện (với cao áp ~ 10KV) lọc được loại bụi nhỏ hơn, tới 0,1µm _Ở đây máy công suất nhỏ hơn 100m³/h có thể bỏ qua khâu này.

- Với lọc xúc tác quang hóa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi độc hại, vi khuẩn được xử lý thành nước và CO₂.

- Cuối cùng lớp lọc than hoạt tính xử lý nốt khói thuốc, vi khuẩn, mùi hôi NH₃, H₂S…

Có thể nói với chu trình như đã trình bày cho ta thấy tính xử lý triệt để cũng như tính ưu việt, thân thiện với môi trường của thiết bị loại này.

Hai loại thiết bị LSKK mới này đã được kiểm tra thử, chúng có các đặc điểm sau:

Loại máy 25m³/h có kích thước 270x136x620mm, tiêu hao điện năng 75W, năng suất LSKK là 25m³/h. Qua kiểm nghiệm tại Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng 1 máy đã đạt hiệu suất xử lý: sau 120 phút 91,86% vi khuẩn, 86,1% nấm mốc, đối với các hóa chất hữu cơ dễ bay hơi khả năng  xử lý là ~ 3mg/phút. Loại máy này nhỏ gọn, chế tạo theo dạng treo tường, rất phù hợp với các phòng nhỏ cỡ 40 – 80m³, ví dụ cho phòng có người ốm nằm lâu ngày.

Loại máy 100m³/h có kích thước 530x145x995mm, tiêu hao điện là 140W, năng suất LSKK là 100m³/h. Thử nghiệm cho thấy sau 120 phút xử lý tới 99% vi khuẩn 86,1% nấm mốc và với các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi xử lý đạt ~ 5mg/phút. Máy thiết kế có giá đỡ, đặt đứng ở địa điểm tùy ý. Thiết bị loại này phù hợp với những buồng có không gian từ 80 – 120m³, ví dụ buồng khách của cơ quan, các phòng bệnh nhỏ và vừa…

Loại thiết bị LSKK trình bày ở trên là một bước tiến mới của lĩnh vực xử lý ô nhiễm không khí trong điều kiện môi trường khí hậu càng ngày càng xấu hiện nay. Đây là sản phẩm tiện dụng, hữu hiệu và thực sự thân thiện với môi trường để bảo vệ sức khỏe con người. Trong năm nay chắc chắn sẽ còn ra đời những thiết bị cùng loại có năng suất LSKK lớn hơn nữa.

Hoàng Mai