เทคโนโลยีการทำน้ำสะอาด

 

 

น้ำสะอาดเป็นสิ่งสำคัญต่อการดำรงชีวิต มนุษย์ศึกษาค้นคว้าวิธีทำน้ำสะอาดที่ปราศจากจุลินทรีย์ก่อโรคและสารพิษอันตราย การผลิตน้ำสะอาดเพื่อการบริโภคประกอบด้วยกระบวนการหลัก ดังต่อไปนี้
( 1 ) ขั้นตอนการเตรียมน้ำก่อนเข้าสู่กระบวนการ
1.1 กรองกำจัดเศษขยะหรือสิ่งเจือปนที่มากับน้ำจากธรรมชาติ
1.2 การตกตะกอนสิ่งเจือปนในน้ำขนาดเล็กที่ลอยอยู่ในน้ำจำพวกอนุภาคคอลลอยด์ (colloid)
1.3 การแยกน้ำออกจากตะกอนด้วยวิธีทำให้น้ำส่วนที่ใสผ่านสารกรอง เช่น ทราย ถ่านแอนทราไซต์ (Anthracite)

( 2 ) ขั้นตอนผลิตน้ำสะอาด
2.1 กระบวนการกรองน้ำด้วยเมมเบรน (Membrane Filtration) อาศัยแรงดันทำให้น้ำผ่านรู (pore size) ของเมมเบรนที่มีขนาดแตกต่างกัน เช่น 0.1 ไมครอน (micron, µ หน่วยวัดความยาวมีค่าเท่ากับ 1 ส่วนใน 1,000,000 ส่วน เขียนเป็น 1 × 10-6)
2.2 กระบวนการออสโมสิสผันกลับ (Reverse osmosis ; RO)

ลำดับแรกเป็นการกรองสารปนเปื้อนขนาดไม่เกิน 1 ไมครอน เพื่อกำจัดรส กลิ่น และสีที่ไม่พึงประสงค์ แล้วกรองแร่ธาตุและสารพิษปนเปื้อน ผ่านเมมเบรน ขนาด 0.0001 ไมครอน ซึ่งเชื้อโรคที่มีขนาดเล็กที่สุด คือ 0.22 ไมครอน ไม่สามารถผ่านได้ ขั้นตอนนี้เป็นการกำจัดโลหะและเชื้อโรค ได้แก่ สารตะกั่ว (0.00031 ไมครอน) ปรอท (0.00029 ไมครอน) แคดเมี่ยม (0.00028 ไมครอน) สารหนู (0.00024 ไมครอน) เหล็ก (0.00023 ไมครอน) แคลเซี่ยม (0.00040 ไมครอน) โครเมี่ยม (0.00023 ไมครอน) เงิน (0.00040 ไมครอน) อลูมิเนียม (0.00027 ไมครอน) แบเรียม (0.00042 ไมครอน) แบคทีเรีย (0.4-1 ไมครอน) ไวรัส (0.02-0.4 ไมครอน) เป็นต้น กระบวนการ RO แบ่งเป็น 4 ขั้นตอน ดังนี้
2.2.1 กรองตะกอน (Sediment Filter) เป็นการกรองตะกอนหยาบขั้นต้น เช่น ทรายละเอียด สนิทเหล็ก เศษผง ฯลฯ
2.2.2 ดูดซับด้วยผงคาร์บอนขั้นก่อน (Pre-Carbon Filter) เป็นการกรองด้วยถ่านกัมมันต์ (Activated carbon) ช่วยลดปริมาณสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ เพื่อปรับปรุงรส สี และกลิ่นของน้ำ
2.2.3 กรองผ่านเมมเบรนความละเอียดสูง (RO Membrane) กำจัดสารเคมีโลหะหนัก และเชื้อโรคต่างๆ
2.2.4 ดูดซับด้วยผงคาร์บอนขั้นหลัง (Post-carbon Filter) เป็นการกรองด้วยถ่านกัมมันต์ (Activated carbon) ซ้ำ เพื่อปรับปรุงแต่งรส สี และกลิ่นของน้ำให้เป็นธรรมชาติ น้ำที่ผ่านกระบวนการ RO เรียกว่า “เพอร์มีเอท (permeate)” และน้ำที่เหลือจากการกรอง RO มีความเข็มข้นสูง เรียกว่า “รีเทนเทท (Retentate)

2.3 การทำให้ปราศจากเชื้อด้วยอัลตราไวโอเล็ต (Ultraviolet : UV) ตามปกติแสง UV มีความยาวช่วงคลื่น 100-400 nm (nanometre, 1 × 10-9 เมตร) โดยช่วงคลื่น 254 nm สามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรีย เชื้อไวรัส และเซลล์ปกติ ( vegetative cell) ของเชื้อรา (ยังไม่มีการสร้างสปอร์) แต่ไม่สามารถทำลายสปอร์ (spore) ของเชื้อราหรือแบคทีเรียบางชนิด กลไกการทำลายเชื้อโรคของ UV โดยการทำลายดีเอ็นเอ (DNA)

2.4 การทำให้ปราศจากเชื้อด้วยโอโซน (Ozone Disinfection) ด้วยกระบวนการออกซิเดชัน (oxidation) โอโซนมีคุณสมบัติเป็นทั้งตัวออกซิแดนท์ (oxidant ; สารที่ทำให้สารอื่นรวมตัวกับอ็อกซิเจน) และสารกำจัดเชื้อโรค (disinfectant) โอโซนทำให้เกิดออกซิเดชันในอัตราสูง กำจัดเชื้อโรคได้โดยการทำให้ผนังเซลล์ของแบคทีเรีย (bacterial cell wall) แตกเป็นส่วนๆ (disintegration) เกิดกระบวนการสลายตัว (lysis) ของเซลล์ ซึ่งแตกต่างจากการจัดเชื้อโรคด้วยคลอรีน (chlorine) ซึ่งใช้ในกระบวนการผลิตน้ำประปาโดยที่อนุภาคคลอรีจะแพร่ (diffuses) ผ่านผนังเซลล์ของแบคทีเรียเข้าไปในเซลล์แล้วทำลาย (enzyme) ทำให้กลไกการทำงานภายเซลล์ผิดปกติแล้วถูกทำลาย (destruction) ในที่สุด

—————————–

บรรณ่นุกรม
ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชมงคล http://www.neutron.rmutphysics.com/physicsboard/forum/index.php?topic=711.0
อรอนงค์ รัชตราเชนชัย ฝ่ายบักเตรีลำไส้ สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์สาธารณสุข กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ http://webdb.dmsc.moph.go.th/ifc_nih/a_nih_7_001c.asp?info_id=697
Spartan Environmental Technologies, Air and Water Treatment, Ozone Water Disinfection and Purification, http://www.spartanwatertreatment.com/Ozone-disinfection.html

หมายเหตุ บทความนี้ผู้เขียนได้เผยแพร่ทางเว็บไซต์ http://www.pinteacher.com

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *