การพัฒนาระบบหมุนเวียนน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ด้วยการควบรวมระบบไฟฟ้าเคมี เมมเบรนชีวภาพและรีเวิร์สออสโมสิส
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการพัฒนาระบบบำบัดน้ำเสียแบบใหม่ที่สามารถนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยใช้เทคโนโลยีที่หลากหลายผสานรวมกันอย่างลงตัว ได้แก่ ระบบไฟฟ้าเคมี เมมเบรนชีวภาพ และรีเวิร์สออสโมสิส จุดเด่นสำคัญคือการดึงกลับทรัพยากรสำคัญอย่างไนโตรเจนและฟอสฟอรัสจากน้ำเสีย ซึ่งเป็นธาตุอาหารที่สามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้ในภาคเกษตรกรรม การนำวัสดุนาโนมาประยุกต์ใช้ทั้งในการพัฒนาขั้วไฟฟ้าและการปรับปรุงผิวเมมเบรน ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความทนทานของระบบ โดยเฉพาะการเคลือบผิวเมมเบรนด้วยเกลือโดปามีนเพื่อลดการอุดตันทางชีวภาพ และการใช้วัสดุนาโนรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์เพื่อเพิ่มการถ่ายเทอิเล็กตรอน
งานวิจัยแบ่งเป็น 3 โครงการย่อยที่เชื่อมโยงกันอย่างเป็นระบบ โครงการย่อยแรกเน้นการพัฒนาต้นแบบระบบโดยรวม เพื่อศึกษาสภาวะการทำงานที่เหมาะสมทั้งกับน้ำเสียสังเคราะห์และน้ำเสียจริง โครงการย่อยที่สองมุ่งพัฒนาเมมเบรนที่มีความทนทานต่อการอุดตัน ลดความถี่ในการล้างทางเคมี และช่วยประหยัดต้นทุน ส่วนโครงการย่อยที่สามเน้นการพัฒนาวัสดุนาโนสำหรับขั้วไฟฟ้า เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการดึงกลับธาตุอาหาร การออกแบบระบบที่คำนึงถึงความยั่งยืนและการลดการใช้สารเคมี เป็นอีกหนึ่งข้อดีของงานวิจัยนี้
ผลการทดลองแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพสูงของระบบในการกำจัดซีโอดี (>90%) และการเปลี่ยนแอมโมเนียให้เป็นไนเตรต ซึ่งเป็นรูปแบบของไนโตรเจนที่พืชสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ นอกจากนี้ ยังสามารถกำจัดฟอสฟอรัสได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการจ่ายไฟฟ้าอย่างเหมาะสมช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการกำจัดฟอสฟอรัสได้อีก ความสำเร็จของโครงการนี้ ได้พิสูจน์แล้วจากการติดตั้งระบบบำบัดน้ำเสียระดับภาคสนาม ณ องค์การบริหารส่วนตำบลทุ่งพระยา จังหวัดฉะเชิงเทรา แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในภาคปฏิบัติจริงได้อย่างมีประสิทธิภาพ
งานวิจัยชิ้นนี้มีความน่าสนใจ เนื่องจากไม่เพียงแต่บำบัดน้ำเสียให้ได้คุณภาพสูงเท่านั้น แต่ยังสามารถกู้กลับทรัพยากรที่มีค่าจากน้ำเสียมาใช้ประโยชน์ได้อีกด้วย ลดการสูญเสียทรัพยากรและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การออกแบบระบบที่ใช้พื้นที่น้อย เหมาะกับพื้นที่ที่มีข้อจำกัดด้านพื้นที่ เช่น อาคารสูง คอนโดมิเนียม หรือแม้แต่ในภาคเกษตรกรรม สามารถนำน้ำบำบัดแล้วมาใช้รดน้ำต้นไม้ โดยเฉพาะในพื้นที่ประสบปัญหาภัยแล้ง การนำงานวิจัยนี้ไปต่อยอด สามารถสร้างนวัตกรรมใหม่ๆ ในอุตสาหกรรมการบำบัดน้ำเสีย และการจัดการทรัพยากรน้ำได้อีกมากมาย เป็นการสร้างความยั่งยืนทั้งทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมหลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:
- อุตสาหกรรมการบำบัดน้ำเสีย: ระบบที่พัฒนาขึ้นมีความมีประสิทธิภาพสูง ใช้พื้นที่น้อย และสามารถดึงกลับทรัพยากรจากน้ำเสียได้ จึงเหมาะสมสำหรับการนำไปใช้ในโรงบำบัดน้ำเสียขนาดเล็กและขนาดกลาง ทั้งในภาคชุมชนและภาคอุตสาหกรรม
- อุตสาหกรรมเกษตรกรรม: เนื่องจากสามารถกู้กลับธาตุอาหารสำคัญอย่างไนโตรเจนและฟอสฟอรัส น้ำที่ผ่านการบำบัดจึงสามารถนำกลับมาใช้เป็นน้ำเพื่อการเกษตรได้ ช่วยลดต้นทุนการใช้น้ำและปุ๋ย และยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
- อุตสาหกรรมอสังหาริมทรัพย์: สำหรับอาคารสูง คอนโดมิเนียม ห้างสรรพสินค้า หรืออาคารที่มีพื้นที่จำกัด ระบบนี้สามารถติดตั้งได้ง่าย ประหยัดพื้นที่ และช่วยลดปัญหาการจัดการน้ำเสีย
- อุตสาหกรรมผลิตน้ำดื่ม: แม้ว่าระบบนี้ไม่ได้ผลิตน้ำดื่มโดยตรง แต่สามารถนำน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วมาใช้ในกระบวนการผลิตบางขั้นตอน เช่น การล้างทำความสะอาด เพื่อลดการใช้น้ำสะอาด และช่วยลดต้นทุน
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับผู้เชี่ยวชาญในหลายสาขาอาชีพ เช่น:
- วิศวกรสิ่งแวดล้อม: สามารถนำความรู้จากงานวิจัยนี้ไปออกแบบและพัฒนา ระบบบำบัดน้ำเสีย และปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบที่มีอยู่
- นักวิทยาศาสตร์วัสดุ: สามารถนำความรู้ด้านวัสดุนาโนไปพัฒนา วัสดุและอุปกรณ์สำหรับระบบบำบัดน้ำเสีย เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ และความทนทานของระบบ
- นักวิทยาศาสตร์ด้านชีวเคมีและจุลชีววิทยา: สามารถศึกษา กลไกการทำงานของระบบเมมเบรนชีวภาพ และการควบคุมการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในระบบ
- นักวิจัย: สามารถนำงานวิจัยนี้ไปต่อยอด เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสีย ให้มีประสิทธิภาพ และยั่งยืนมากยิ่งขึ้น
- เกษตรกร: สามารถนำน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วไปใช้ในระบบการเกษตร เพื่อลดต้นทุนและเพิ่มผลผลิต
| รหัสโครงการ : | 109689 |
| หัวหน้าโครงการ : | รศ.ดร. เจนยุกต์ โล่ห์วัชรินทร์ |
| ปีงบประมาณ : | 2564 |
| หน่วยงาน : | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยี |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | โครงการพัฒนาต้นแบบระบบไฟฟ้าเคมีเมมเบรนชีวภาพและระบบรีเวิร์สออสโมสิสนี้ แบ่งงานวิจัยออกเป็น 3 โครงการย่อย มีวัตถุประสงค์ของแต่ละโครงการดังนี้โครงการวิจัยย่อยที่ 1 การพัฒนาต้นแบบระบบไฟฟ้าเคมีเมมเบรนชีวภาพและระบบรีเวิร์สออสโมสิสในการดึงกลับธาตุอาหารไนโตรเจนและฟอสฟอรัสเพื่อหมุนเวียนน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ เพื่อศึกษาสภาะในการเดินระบบที่เหมาะสมสำหรับน้ำเสียสังเคราะห์และน้ำเสียจริงในห้องปฎิบัติการ เพื่อพัฒนาต้นแบบของระบบไฟฟ้าเคมีเมมเบรนชีวภาพและระบบรีเวิร์สออสโมสิสในการดึงกลับธาตุอาหารไนโตรเจนและฟอสฟอรัสเพื่อหมุนเวียนน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ โครงการวิจัยย่อยที่ 2 การพัฒนาเมมเบรนเพื่อชลอการอุดตันทางชีวภาพและลดการล้างทางเคมีสำหรับระบบไฟฟ้าเคมีเมมเบรนชีวภาพ เพื่อพัฒนาการปรับปรุงผิวของเมมเบรนเพื่อชลอการอุดตันทางชีวภาพและลดการล้างทางเคมี เพื่อสร้างต้นแบบเมมเบรนโมดูลชลอการอุดตันทางชีวภาพและลดการล้างทางเคมี โครงการวิจัยย่อยที่ 3 การพัฒนาวัสดุนาโนขั้วไฟฟ้าสำหรับระบบไฟฟ้าเคมีเมมเบรนชีวภาพ เพื่อศึกษาการใช้วัสดุนาโนในการเตรียมขั้วไฟฟ้าสำหรับระบบไฟฟ้าเคมีเมมเบรนชีวภาพ หาแนวทางปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบโดยการปรับปรุงสมบัติของวัสดุนาโนที่เตรียมขึ้น |
รศ.ดร. เจนยุกต์ โล่ห์วัชรินทร์. (2564). การพัฒนาระบบหมุนเวียนน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ด้วยการควบรวมระบบไฟฟ้าเคมี เมมเบรนชีวภาพและรีเวิร์สออสโมสิส. จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. กรุงเทพมหานคร, ชลบุรี.
รศ.ดร. เจนยุกต์ โล่ห์วัชรินทร์. 2564. "การพัฒนาระบบหมุนเวียนน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ด้วยการควบรวมระบบไฟฟ้าเคมี เมมเบรนชีวภาพและรีเวิร์สออสโมสิส". จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. กรุงเทพมหานคร, ชลบุรี.
รศ.ดร. เจนยุกต์ โล่ห์วัชรินทร์. "การพัฒนาระบบหมุนเวียนน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ด้วยการควบรวมระบบไฟฟ้าเคมี เมมเบรนชีวภาพและรีเวิร์สออสโมสิส". จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2564. กรุงเทพมหานคร, ชลบุรี.
รศ.ดร. เจนยุกต์ โล่ห์วัชรินทร์. การพัฒนาระบบหมุนเวียนน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ด้วยการควบรวมระบบไฟฟ้าเคมี เมมเบรนชีวภาพและรีเวิร์สออสโมสิส. จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย; 2564. กรุงเทพมหานคร, ชลบุรี.