ภาควิชาเคมีอุตสาหกรรม คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
นำเศษแก้วพัฒนาสู่วัสดุพรุนเพื่อใช้ในการกรองบำบัดน้ำเสีย
ด้วยกรรมวิธีที่ไม่ซับซ้อน ใช้อุณหภูมิเผาไม่สูง
สามารถเตรียมแก้วพรุนในปริมาณมากๆ ได้
เน้นใช้ในอุตสาหกรรมเลี้ยงปลาและอุตสาหกรรมผลิตนม ซึ่งใช้น้ำค่อนข้างมาก
ดร.วรพงษ์ เทียมสอน อาจารย์ ประจำภาควิชาเคมีอุตสาหกรรม
คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัย เชียงใหม่
หัวหน้าโครงการต้นแบบแก้วพรุนที่ทำจากเศษแก้วเพื่อใช้เป็นวัสดุกรองบำบัดน้ำ
เสีย กล่าวว่า รูปแบบของการบำบัดน้ำเสียแนวทางหนึ่งในปัจจุบัน คือ
การกรองเอาสิ่งเจือปนขนาดเล็กทั้งชนิดที่เป็นสารอินทรีย์และอนินทรีย์ก่อน
ที่จะปล่อยน้ำออกสู่สิ่งแวดล้อม
"ทีม วิจัยจึงได้มีแนวคิดเพื่อวิจัยในการทำแก้วพรุน (Porous
glass) จากเศษแก้วเพื่อใช้เป็นวัสดุกรอง (Filter materials)
ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจากโครงการให้ทุนสนับสนุนโครงงานอุตสาหกรรมสำหรับนัก
ศึกษาปริญญาตรี (IRPUS) และห้างหุ้นส่วน จำกัด แก้วสิงห์ (2000)
โดยอุตสาหกรรมเป้าหมายเบื้องต้น ได้แก่ กลุ่มผู้ประกอบการเลี้ยงปลา
และกลุ่มผู้ประกอบการผลิตนม ซึ่งทั้งสองกลุ่มนี้มีการใช้น้ำค่อนข้างมาก
สำหรับเลี้ยงปลาและสำหรับทำความสะอาดอุปกรณ์ที่ใช้ผลิตนม ตามลำดับ
ซึ่งน้ำหลังการใช้งานจะมีสิ่งเจือปนชนิดสารอินทรีย์ปะปนอยู่
ที่เป็นสาเหตุทำให้เกิดการเน่าเสียของน้ำและส่งกลิ่นเหม็นได้
ดังนั้นถ้าทำการกรองเอาสิ่งเจือปนดังกล่าวออกก่อนที่จะปล่อยน้ำสู่สิ่งแวด
ล้อม จะสามารถลดปัญหาน้ำเสียได้แนวทางหนึ่ง"
ดร.วรพงษ์ กล่าวถึงคุณสมบัติที่น่าสนใจของเศษแก้ว
ว่าสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในหลายๆ ด้าน
เนื่องจากเศษแก้วโดยทั่วไปจัดเป็นเศษแก้วประเภทโซดา-ไลม์-ซิลิกา
(Soda-lime-silica glass)
ซึ่งเป็นวัสดุอสัณฐานที่มีลักษณะเฉพาะและสมบัติที่ดีหลายด้าน เช่น
โปร่งใส ไม่มีรูพรุน ไม่เป็นพิษ ทำความสะอาดได้ง่าย
มีความหนาแน่นและความแข็งแกร่งสูง ทนสารเคมีได้ดี
"ข้อ ดีที่สำคัญของเศษแก้ว คือ สามารถนำมาใช้ได้ทั้งหมด
ไม่จำเป็นต้องมีขั้นตอนการแยกสารอื่นๆ
ออกก่อนนำมาใช้เพียงแค่ทำความสะอาดด้วยน้ำหรือสารละลายก็สามารถใช้ประโยชน์
ได้ทันที จึงได้เกิดแนวความคิดและต้องการที่จะเพิ่มมูลค่าของเศษแก้วให้สูงขึ้น
และสามารถประยุกต์ใช้เศษแก้วให้เกิดเป็นวัสดุใช้งานด้านต่างๆ
โดยได้ริเริ่มแนวทางที่จะใช้เศษแก้วทำเป็นวัสดุใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการ
บำบัดน้ำเสีย ซึ่งเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน"
สำหรับการเตรียมแก้วพรุน ซึ่งใช้วิธี Powder method
เนื่องจากเป็นวิธีที่ไม่ซับซ้อน ใช้อุณหภูมิเผาไม่สูง
สามารถเตรียมแก้วพรุนในปริมาณมากๆ ได้ ทำให้มีราคาไม่สูงมากนัก
สำหรับแก็สที่เกิดจากสารก่อฟองที่อาจเป็นพิษได้นั้น
"จาก การทดลอง
ถ้าพิจารณาเลือกสารก่อฟองให้เหมาะสมกับเศษแก้วที่ใช้เพื่อให้ได้แก๊ส
ที่ไม่เป็นพิษต่อร่างกายและสิ่งแวดล้อมนั้นสามารถกระทำได้
ซึ่งแก้วพรุนที่เตรียมได้อาจพัฒนาให้เป็นวัสดุพรุนทางเลือกหนึ่ง
เพื่อใช้ในการกรองบำบัดน้ำเสียในอุตสาหกรรมเลี้ยงปลาและอุตสาหกรรมผลิตนมได้
อย่างเป็นรูปธรรมในอนาคต" ดร.วรพงษ์อธิบายเพิ่มเติม
ขั้นตอนการทดลอง
เริ่มต้นด้วยการเตรียมแก้วพรุนจากเศษแก้วด้วยการเติมแคลเซียมคาร์บอเนตเพื่อ
ใช้เป็นวัสดุกรองน้ำโดยใช้วิธีเตรียมแบบผง
ทำการควบคุมขนาดของเศษแก้วในช่วง 100-150 ไมครอน ผสมกับร้อยละ
โดยน้ำหนักของแคลเซียมคาร์บอเนตในช่วง 3-15
ทำการเผาแต่ละส่วนผสมที่อุณหภูมิผนึก 600-900 องศาเซลเซียสด้วยอัตรา 5-10
องศาเซลเซียสต่อนาที เป็นเวลา 6 นาที ทำการตรวจสอบการผนึก
ขนาดและการกระจายตัวของรูพรุน การยุ่ยตัวในน้ำ พื้นที่ผิวจำเพาะ
และทดสอบประสิทธิภาพการกรองน้ำเสีย
ทั้งนี้ หัวหน้าโครงการกล่าวสรุปผลการทดลองว่า
พบชิ้นทดสอบมีการผนึกได้ที่ช่วงอุณหภูมิทดสอบ
ซึ่งจะเกิดการแตกตัวของแคลเซียมคาร์บอเนตก่อให้เกิดรูพรุนเปิดได้ดี
การกระจายตัวของรูพรุนเกิดขึ้นสม่ำเสมอเมื่อใช้ขนาดอนุภาคของเศษแก้วขนาด
เล็ก
"ขนาด เฉลี่ยของรูพรุนเล็กลงเมื่อเพิ่มปริมาณแคลเซียมคาร์บอเนต
แก้วพรุนไม่มีการยุ่ยตัวในน้ำ
ในการทดลองนี้ได้แก้วพรุนที่มีขนาดรูพรุนเป็น 0.07-0.15 เซนติเมตร
พื้นที่ผิวจำเพาะ 16-18 x 104 ตารางเซนติเมตรต่อกรัม
เมื่อทำการทดสอบกรองน้ำเสียที่มีร้อยละของแข็งเท่ากับ 6 ด้วยอัตราการป้อน
0.5 ลิตรต่อนาที พบว่า
สามารถกรองน้ำได้โดยมีประสิทธิภาพการกรองคิดเป็นร้อยละ 89
ขณะนี้งานวิจัยกำลังพัฒนาที่จะลดขนาดรูพรุนและเพิ่มพื้นที่ผิวจำเพาะ
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกรองน้ำเสียให้ดีขึ้น"
http://www.manager.co.th/Campus/ViewNews.aspx?NewsID=9520000047577
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น