Học sinh vùng biên làm thùng rác sinh học

Từ bếp ăn bán trú đến ý tưởng khoa học

Mỗi ngày, bếp ăn bán trú của Trường phổ thông Dân tộc bán trú tiểu học và THCS số 1 Kim Thủy phục vụ 196 suất ăn trưa và 65 suất ăn tối. Hoạt động chế biến, phục vụ bữa ăn phát sinh lượng lớn rác hữu cơ, như: Rau, cơm thừa, thức ăn thừa và vỏ trái cây. Nếu không được xử lý phù hợp, rác dễ gây mùi khó chịu, thu hút ruồi nhặng, ảnh hưởng đến vệ sinh khu vực bếp ăn.

Từ thực tế đó, Võ Khắc Phương Trinh, học sinh lớp 9B và Đinh Nguyễn Ly Na, học sinh lớp 9A đã nảy ra ý tưởng tận dụng vỏ trái cây để tạo dung dịch eco-enzyme, kết hợp hệ thống tự động phun tưới nhằm hỗ trợ xử lý rác hữu cơ. Đề tài do hai em thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy Đặng Quốc Ngọc, giáo viên môn Khoa học tự nhiên, Tin học và thầy Phạm Văn Khanh, giáo viên môn Mỹ thuật, Công nghệ.

Em Ly Na chia sẻ: “Chúng em nhận thấy, bên cạnh bếp ăn, vỏ dứa, vỏ bưởi, vỏ trái cây thường bị bỏ đi rất lãng phí”. Từ suy nghĩ ấy, hai em tìm hiểu cách tận dụng nguyên liệu sẵn có để tạo dung dịch sinh học. Mô hình gồm 2 thùng liên kết với nhau. Thùng thứ nhất dùng để lên men vỏ trái cây cùng đường và nước theo tỉ lệ 3:1:10, tạo dung dịch eco-enzyme rồi tự động pha loãng. Thùng thứ hai tiếp nhận rác hữu cơ, phun tưới dung dịch đã pha loãng, kết hợp thông gió qua bộ lọc than hoạt tính và thu gom chất lỏng ở ngăn phía dưới.

Hệ thống sử dụng bộ điều khiển PLC Siemens LOGO! 24RC để điều khiển máy bơm, van điện từ và quạt thông gió theo chương trình cài đặt, kết hợp tín hiệu cảm biến. Nguồn điện là pin 12V được sạc bằng tấm pin năng lượng mặt trời.

Thầy giáo Đặng Quốc Ngọc chia sẻ: “Điểm đáng chú ý của đề tài là tích hợp các công đoạn vào một hệ thống tự động. Tuy nhiên, quá trình tạo eco-enzyme vẫn cần thời gian lên men và kiểm soát nguyên liệu; bộ điều khiển chỉ tự động hóa các thao tác kỹ thuật, không thay thế quá trình sinh học này”.

Thầy giáo Phạm Văn Khanh hướng dẫn hai học sinh Võ Khắc Phương Trinh và Đinh Nguyễn Ly Na thực hành, hoàn thiện mô hình thùng rác sinh học tự động tạo, pha và tưới eco-enzyme từ vỏ trái cây để xử lý rác hữu cơ - Ảnh: Q.N

Quá trình thực hiện đề tài gặp nhiều khó khăn do điều kiện tiếp cận thiết bị công nghệ và thực hành tự động hóa của học sinh còn hạn chế. Phần lớn học sinh nhà trường là người Bru-Vân Kiều; với các em lớp 8, việc kết hợp kiến thức về lên men, thiết kế thùng, lắp đặt cảm biến, máy bơm, van và lập trình điều khiển là những nội dung mới. Trong quá trình thực hiện, hai giáo viên hướng dẫn từng bước giúp học sinh tìm hiểu nguyên lý, thực hành các công đoạn từ thiết kế, lắp ráp đến lập trình điều khiển. Khi thiết bị chưa hoạt động như mong muốn, thầy cô cùng học sinh kiểm tra từng bộ phận, xác định nguyên nhân và điều chỉnh.

Thử nghiệm hiệu quả, mở rộng giá trị giáo dục

Nhóm nghiên cứu tiến hành 3 lần thử nghiệm, mỗi lần kéo dài 14 ngày, so sánh thùng rác sinh học với thùng rác thông thường. Mỗi thùng được bổ sung 1kg rác hữu cơ mỗi ngày trong điều kiện tương đồng.

Kết quả ghi nhận sau 14 ngày, khối lượng rác trong thùng sinh học giảm trung bình khoảng 68%, trong khi thùng đối chứng giảm khoảng 38%. Mức độ mùi được đánh giá trung bình 2,3/5 điểm ở thùng sinh học, thấp hơn mức 4/5 điểm ở thùng thông thường. Số lượng ruồi ghi nhận trong hai phút quan sát trung bình là 5 con ở thùng sinh học và 15 con ở thùng đối chứng. Lượng chất lỏng thu được khoảng 1,3 lít mỗi lần thử nghiệm.

Thầy giáo Đặng Quốc Ngọc cho biết: “Kết quả thử nghiệm bước đầu cho thấy mô hình có khả năng giảm mùi, hạn chế ruồi và hỗ trợ phân hủy rác hữu cơ. Tuy nhiên, hiệu quả này là sự kết hợp của nhiều yếu tố, từ dung dịch phun tưới đến hệ thống thông gió, bộ lọc than hoạt tính và kết cấu thùng. Vì vậy, cần tiếp tục thử nghiệm trên nhiều loại rác, đánh giá mức độ giảm khối lượng và kiểm tra thành phần, độ an toàn của chất lỏng thu được trước khi xác định hướng sử dụng phù hợp”.

Đề tài đã đạt giải ba tại cuộc thi Nghiên cứu khoa học kỹ thuật cấp tỉnh dành cho học sinh trung học năm học 2025-2026. Đây là sự ghi nhận đối với quá trình tìm tòi, nghiên cứu và nỗ lực sáng tạo của các em cùng sự đồng hành, hướng dẫn của giáo viên nhà trường.

Lãnh đạo Trường phổ thông Dân tộc bán trú tiểu học và THCS số 1 Kim Thủy chụp ảnh lưu niệm cùng nhóm nghiên cứu đề tài “Thùng rác sinh học tự động tạo, pha và tưới eco-enzyme từ vỏ trái cây để xử lý rác hữu cơ” tại lễ tổng kết cuộc thi Nghiên cứu khoa học kỹ thuật cấp tỉnh năm học 2025-2026 - Ảnh: Q.N

Bà Phạm Thị Hạnh, Bí thư Chi bộ, Hiệu trưởng nhà trường cho biết: “Thời gian tới, trường sẽ tiếp tục theo dõi, đánh giá hiệu quả mô hình, kiểm tra chất lượng sản phẩm đầu ra và hoàn thiện quy trình vận hành trước khi xem xét khả năng ứng dụng thực tế. Tuy nhiên, để thực hiện một mô hình có khả năng vận hành trong điều kiện thực tế cần kinh phí khoảng 20 triệu đồng. Trong khi đó, việc huy động nguồn lực xã hội hóa tại địa bàn miền núi còn nhiều khó khăn, khiến nhà trường chưa thể triển khai mô hình xử lý rác hữu cơ trong hoạt động thường xuyên”.

Dù mới dừng ở giai đoạn thử nghiệm khoa học, đề tài đã mang lại cho Phương Trinh và Ly Na những trải nghiệm thực tế trong nghiên cứu, chế tạo và vận hành thiết bị. Từ một vấn đề quen thuộc trong đời sống học đường, hai học sinh vùng biên đã biết vận dụng kiến thức, tìm kiếm giải pháp và kiên trì hoàn thiện ý tưởng. Đó cũng là giá trị đáng ghi nhận của hoạt động nghiên cứu khoa học trong nhà trường, khi học sinh được khuyến khích khám phá, sáng tạo và gắn việc học với những vấn đề của cuộc sống.