การปรับปรุงพื้นผิวตะแกรงกรองตะกอนเพื่อลดการเกาะติดของฟิล์มอินทรีย์สำหรับระบบหมุนเวียนน้ำเพื่อการเลี้ยงสัตว์น้ำ

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการปรับปรุงพื้นผิวตะแกรงกรองตะกอนของเสียจากระบบหมุนเวียนน้ำเพื่อการเลี้ยงสัตว์น้ำด้วยวัสดุนาโนเพื่อป้องกันการเกาะติดของฟิล์มชีวภาพ โดยช่วงแรกเป็นการศึกษาการปรับปรุงพื้นผิวด้วยแนวทางต่างๆ ผลการทดลองพบว่าการพ่นเคลือบด้วยอนุภาคซิลิกาขนาดนาโนลงบนพื้นผิวตะแกรงหนา 1 ชั้นทำให้พื้นผิวตะแกรงมีสมบัติความไม่ชอบน้ำยิ่งยวดโดยวัดค่ามุมสัมผัสบนพื้นผิวได้มากกว่า 150º ซึ่งเพิ่มขึ้นจากการวัดบนพื้นผิวตะแกรงแบบปกติ 30º ในขณะที่การสังเคราะห์ชั้นเลเยอร์ดับเบิลไฮดรอกไซด์ที่แทรกด้วยสเตียเรตไอออนสามารถเพิ่มค่ามุมสัมผัสได้เพียง 16º ทั้งนี้การปรับปรุงพื้นผิวทั้งสองแนวทางส่งผลให้พื้นที่การไหลของน้ำลดลงไม่เกินร้อยละ 5 และ 6 ตามลำดับ สำหรับการศึกษาประสิทธิภาพการทำงานของตะแกรงที่ปรับปรุงพื้นผิว พบว่าโครงสร้างของอนุภาคซิลิกาขนาดนาโนและชั้นเลเยอร์ดับเบิลไฮดรอกไซด์มีความคงทนอยู่บนพื้นผิวตะแกรงได้สูงสุด 15 และ 10 วัน ตามลำดับ ภายใต้อัตราการไหลของน้ำที่ 750 ล./ชม. การทดลองช่วงสุดท้ายเป็นการประยุกต์ใช้หน่วยแยกตะกอนกับน้ำเสียจากระบบการเลี้ยงสัตว์น้ำ พบว่าประสิทธิภาพในการแยกตะกอนของตะแกรงปกติ ตะแกรงที่สังเคราะห์ชั้นเลเยอร์ดับเบิลไฮดรอกไซด์และแทรกด้วยสเตียเรตไอออน และตะแกรงที่พ่นเคลือบด้วยอนุภาคซิลิกาขนาดนาโนมีค่าเฉลี่ยร้อยละ 59 52 และ 65 ตามลำดับ ทั้งนี้ตะแกรงที่พ่นเคลือบด้วยอนุภาคซิลิกาขนาดนาโนสามารถป้องกันการสะสมของตะกอนและการเกาะติดของฟิล์มชีวภาพบนพื้นผิวตะแกรงได้นานกว่าตะแกรงปกติ 7-10 วัน ดังนั้นการปรับปรุงพื้นผิวตะแกรงให้มีสมบัติความไม่ชอบน้ำยิ่งยวดจึงเป็นแนวทางในการพัฒนาหน่วยแยกตะกอนในระบบหมุนเวียนน้ำเพื่อการเลี้ยงสัตว์น้ำให้มีประสิทธิภาพในการป้องกันการเกิดฟิล์มชีวภาพเพื่อเพิ่มระยะเวลาการทำงานได้ดียิ่งขึ้น