การศึกษา

น้ำท่วมไม่มีหวั่น มจธ.คิดค้น เครื่องบำบัดน้ำพลังงานแสงอาทิตย์

พิบัติภัยในประเทศไทยคงมีไม่กี่ประการ ไม่น้ำท่วม ก็ น้ำแล้ง แต่ไม่ว่าจะเป็นช่วงไหน น้ำก็ต้องกินต้องใช้ ด้วยเหตุนี้ ผศ.ดร.ภาติญา เขมาชีวะกุล อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) และคณะวิจัย จึงคิดว่าจะทำอย่างไรให้มีน้ำใช้ในช่วงที่เกิดน้ำท่วม ซึ่งเป็นช่วงที่มีข้อจำกัดหลายอย่าง ทั้งแหล่งพลังงานไฟฟ้า และแหล่งน้ำสะอาด จึงมีแนวคิดที่จะบำบัดน้ำท่วมให้สะอาด โดยใช้เครื่องบำบัดน้ำเสียพลังงานแสงอาทิตย์ (Wastewater Treatment Reactor by Sunlight) เพราะแสงอาทิตย์เป็นสิ่งที่หาได้ง่ายในช่วงน้ำท่วม

โดยเครื่องนี้ใช้หลักการรวมแสงจากวัสดุสะท้อนแสงร่วมกับความร้อนสะสมในตู้กระจก ทำให้น้ำเสียมีอุณหภูมิสูงขึ้นจนระเหยกลายเป็นไอ ส่วนด้านบนของอุปกรณ์ได้ออกแบบให้อยู่สูงจากระดับน้ำเสียและมีความลาด ทำให้ไอน้ำที่ระเหยรวมตัวเป็นหยดน้ำ ไหลไปรวมกันในทางลาดที่ออกแบบไว้ โดยจะแยกออกจากภาชนะที่ใส่น้ำเสีย จากการทดลองนำน้ำเสียใส่เครื่องบำบัดแล้วตั้งทิ้งไว้ในบริเวณที่มีแสงแดด พบว่าสามารถบำบัดน้ำเสียให้เป็นน้ำที่ใสสะอาดได้ และเมื่อทำการทดสอบน้ำสะอาดที่ได้ ก็ไม่พบเชื้ออีโคไลที่ก่อให้เกิดโรคอุจจาระร่วงปนเปื้อนในน้ำ ดังนั้นน้ำที่ได้จากเครื่องบำบัดนี้ถือว่ามีความสะอาดมาก

ผศ.ดร.สุรวุฒิ ช่วงโชติ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องมือและวัสดุ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มจธ. อาจารย์ผู้ร่วมในโครงการ กล่าวว่า น้ำที่ได้จากเครื่องบำบัด คือ น้ำกลั่น โดยระบบเครื่องบำบัดน้ำเสียนี้จะมีอุณหภูมิมากกว่า 70-80 องศาเซลเซียล ซึ่งมากกว่าอุณหภูมิปกติของน้ำที่โดนแสงแดด เพราะมีอุปกรณ์ที่ใช้รวมแสงไว้ด้านข้าง คล้ายกับกระจกสะท้อนแสงเพื่อสะท้อนแสงไปรวมกันในจุดเดียวจะทำให้อุณหภูมิสูงมากขึ้น ซึ่งเป็นเทคนิคการรวมแสงที่ใช้อยู่ทั่วไป เมื่อรวมความร้อนไปที่น้ำ น้ำจะร้อน ถึงแม้อุณหภูมิจะต่ำกว่าจุดเดือดแต่เกิดการระเหยขึ้นไปกระทบกับกระจกที่มีอุณหภูมิที่ต่ำกว่า และเกิดการควบแน่นและกลายเป็นน้ำสะอาด และจะไหลลงสู่กล่องเก็บน้ำสะอาดด้านนอกที่เตรียมไว้ สำหรับอนาคตตั้งใจว่าจะต่อท่อให้น้ำไหลออกมาได้เลย โดยคาดว่าจะทำออกมาใช้งานได้จริง เมื่อเกิดอุทกภัยเพราะทำง่าย ราคาไม่สูง จุดเด่น คือ การใช้อุปกรณ์ที่ง่าย ราคาถูก เช่น ตู้ปลา กล่องที่มีความใส กระจกแผ่นที่เอียงได้ และสามารถใช้น้ำที่ท่วมจากบริเวณรอบๆ ได้

นางสาวพิชญา วงศ์ผุดผาด นักศึกษาปริญญาโท ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม มจธ. นักวิจัยในโครงการ กล่าวว่า งานวิจัยนี้เป็นการต่อยอดงานจากโครงการระดับปริญญาตรีที่เคยได้รับถ้วยรางวัลจากนายกรัฐมนตรี ล่าสุดผลงานนี้ได้รับ รางวัล Silver Medal ในงาน The 3rd World Invention Innovation Contest (WiC 2017) ณ กรุงโซล สาธารณรัฐเกาหลี

จากการทดลองเครื่องบำบัดน้ำเสียในเวลาช่วงกลางวันโดยใช้น้ำ 1 ลิตร ในระยะเวลา 8 ชั่วโมง พบว่าเครื่องสามารถบำบัดน้ำที่นำมาบริโภคได้ประมาณ 0.4 ลิตร หากพัฒนาเครื่องบำบัดให้มีขนาดใหญ่ขึ้นใส่ปริมาณน้ำได้มากขึ้น ก็จะได้ปริมาณน้ำมากขึ้นต่อไป

ผศ.ดร.สุรวุฒิ อธิบายเพิ่มเติมว่า การพัฒนาต่อไปของเครื่องนี้คือการศึกษาข้อมูลเกี่ยวกับองศาตกกระทบและการสะท้อนแสง เพื่อหาจุดรวมแสงคงที่เพื่อจะช่วยให้เครื่องทำอุณหภูมิได้สูงขึ้น