เครื่องต้นแบบระบบการกรองแบบนาโนสำหรับผลิตน้ำดื่มชุมชน

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการทดลองเพี่อศึกษาถึงประสิทธิภาพระบบการกรองด้วยเมมเบรนสำหรับผลิตน้ำดึ่ม ชุมชน โดยพิจารณาถึงผลของปัจจัยต่างๆ คือ ชนิดของระบบเมมเบรน ความดัน ร้อยละ Recovery การเดินระบบระยะยาว ต่อประสิทธิภาพ และการใช้พลังงานของระบบเมมเบรนที่ต่างชนิดเปรียบเทียบกัน โดยใช้น้ำดิบเป็นน้ำประปา จากถังเก็บน้ำใต้ตึก ภายใน จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เครื่องต้นแบบที่ใช้ในการทดลองประกอบด้วยระบบบำบัดเบื้องต้น ระบบการกรองผ่านเมมเบรน และ ระบบบำบัดขั้นสุดท้ายด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต โดยทำการเปรียบเทียบระบบการกรองที่ใช้การกรองแบบนาโน กับการกรองแบบรีเวอร์ลออสโมซีส และเปรียบเทียบการเดินระบบทั้งสองแบบที่ร้อยละ Recovery 50 และ60 ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ระบบเมมเบรนแบบนาโน ที่ใช้เมมเบรน FILMTEC NF90 ความดัน 5 บาร์ มีค่าฟลักซ์ 0.041 ม³/ม²-ชั่วโมง มีประสิทธิภาพในการกำจัด ความขุ่น มากกว่าร้อยละ 95 ปริมาณ แบคทีเรียทั้งหมดในน้ำ มากกว่าร้อยละ 97 แคลเซียมไอออน ร้อยละ 98 แมกนีเซียมไอออน ร้อยละ 99 เหล็ก ไอออน ร้อยละ 50 สังกะสีไอออน ร้อยละ 80 และไนเตรตไอออน ร้อยละ 70 สำหรับระบบเมมเบรนแบบ รีเวอร์สออสโมซิส ใช้ เมมเบรน CMS RE2540-TE ความดัน 10 บาร์ มีค่าฟลักซ์ 0.045 ม³/ม²-ชั่วโมง มี ประสิทธิภาพในการกำจัด ความขุ่น มากกว่าร้อยละ 95 ปริมาณแบคทีเรียทั้งหมดในน้ำ มากกว่าร้อยละ 98 แคลเซียมไอออน ร้อยละ 99 แมกนีเซียมไอออนมากกว่าร้อยละ 99 เหล็กไอออน ร้อยละ 50 สังกะสีไอออน ร้อยละ 90 และไนเตรตไอออน ร้อยละ 90 น้ำดื่มที่ผลิตได้จากระบบเมมเบรนที่ทดลองทั้งสองระบบอยู่ใน มาตรฐานน้ำดึ่ม ยกเว้นค่าพีเอชที่ต่ำกว่าค่ามาตรฐาน ทำให้ต้องมีการปรับค่าพีเอชอีกขั้นตอนหนึ่งก่อนนำน้ำนี้ ไปบริโภค และเนื่องจากการใช้ความดันที่น้อยกว่า ทำให้ระบบเมมเบรนแบบนาโนใช้พลังงานเพียง 5.76 กิโลวัตต์ ต่อ การผลิตน้ำ 1 ลูกบาศก์เมตร ในขณะที่ระบบเมมเบรนแบบ รีเวอร์สออลโมซิส ใช้พลังงาน 8.73 กิโลวัตต์ ต่อ การผลิตน้ำ 1 ลูกบาศก์ จากการศึกษาการเดินระบบระยะยาวพบว่า ร้อยละRecovery ไม่มีผลต่อความสามารถในการกำจัดสิ่งปนเปื้อนในน้ำ แต่มีผลต่อค่า ฟลักซ์ โดยร้อยละ Recovery ที่เพิ่มขึ้น ทำให้อัตรา การลดของค่าฟลักซ์เพิ่มขึ้น ระยะเวลาในการเดินระบบเมมเบรนทั้งสองระบบจึงลดลง โดยระบบเมมเบรนแบบ รีเวอร์สออสโมซิสมีอัตราการลดของค่า ฟลักฃซ์มากกว่าระบบเมมเบรนแบบนาโนที่ ร้อยละ Recovery เดียวกันและจากการศึกษาความสามารถในการกำจัดสาร ไตรฮาโลมีเทนในน้ำของระบบเมมเบรนทั้งสองระบบ พบว่ามีความสามารถในการกำจัดอยู่ที่ประมาณร้อยละ 10 ทั้งสองระบบ