ที่มาการวิจัย
น้ำเป็นหนึ่งในเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (Sustainable Development Goals: SDGs) โดยเป้าหมายที่ 6 คือ “การสร้างหลักประกันเรื่องน้ำและการสุขาภิบาล ให้มีการจัดการอย่างยั่งยืนและมีสภาพพร้อมใช้สำหรับทุกคน” คุณภาพน้ำจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในระบบอุตสาหกรรม โดยเฉพาะระบบทำความร้อน (Boiler) ซึ่งมักเผชิญปัญหาปริมาณซิลิกา (Silica, SiO2) ที่สูงจากแหล่งน้ำดิบ แม้จะผ่านกระบวนการบำบัดแล้ว แต่การกำจัดซิลิกาให้หมดไปทำได้ยาก โดยเฉพาะในระบบ reverse osmosis (RO) ซึ่งทำให้อนุภาคของซิลิกามีโอกาสตกค้างบนพื้นผิวของหม้อไอน้ำ เกิดเป็นตะกรันซิลิกา (Silica scaling) ที่เป็นฉนวนและมีอุณหภูมิสูง ส่งผลให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนลดลง อุปกรณ์เสื่อมสภาพได้อย่างรวดเร็ว และสิ้นเปลืองพลังงานในการผลิตน้ำสะอาด ดังนั้นการวิเคราะห์คุณภาพน้ำที่นำมาใช้ในกระบวนการทำความร้อนจึงเป็นสิ่งสำคัญในการติดตามสถานการณ์และแก้ไขปัญหาตะกรันซิลิกาอย่างมีประสิทธิภาพงานวิจัยนี้มุ่งเน้นการแก้ปัญหาและจัดการคุณภาพน้ำในระบบทำความร้อนของอุตสาหกรรมอย่างยั่งยืน โดยมีแนวทางในการพัฒนาวิธีการตรวจวัดปริมาณซิลิกาในน้ำที่มีความแม่นยำสูง อีกทั้งยังพัฒนาคอมโพสิต
เมมเบรนเคลือบด้วยแผ่นฟิล์มบางพิเศษ (Ultrathin-film composite membranes) สำหรับใช้เป็นวัสดุกรองคอลลอยด์ซิลิกาในระดับอัลตราฟิลเตรชัน (Ultrafiltration, UF) บนวัสดุรองรับที่เป็นเซรามิกเมมเบรน ซึ่งออกแบบให้ระบบกรองน้ำสามารถใช้แรงดันน้ำที่ต่ำลง และยังสามารถผลิตน้ำที่มีคุณภาพดีตามมาตรฐานน้ำประปา อีกทั้งน้ำที่ได้รับการปรับปรุงนี้สามารถนำไปใช้ในหอหล่อเย็น (Cooling tower) แทนน้ำดิบ เพื่อช่วยลดการเกิดตะกรันในอุปกรณ์ต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การใช้ประโยชน์
- ตรวจวัดปริมาณซิลิกาในน้ำ: ช่วยในการติดตามและวิเคราะห์ปริมาณซิลิกาที่อยู่ในน้ำได้อย่างแม่นยำ เพื่อประเมินสถานการณ์และหาวิธีการบำบัดที่เหมาะสม
- บำบัดคอลลอยด์ซิลิกาในน้ำด้วยเทคโนโลยีเมมเบรน: การใช้อัลตราฟิลเตรชันเมมเบรนในกระบวนการกรอง เพื่อลดปริมาณคอลลอยด์ซิลิกาในน้ำ ลดการเกิดตะกรันและเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของระบบ
- ยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์: การกำจัดซิลิกาจะช่วยป้องกันการสะสมของตะกรันซิลิกาบนพื้นผิวของอุปกรณ์และหม้อไอน้ำ ทำให้ลดการเสื่อมสภาพและเพิ่มอายุการใช้งานของระบบ
- ประหยัดพลังงานและค่าใช้จ่าย: การลดการสะสมของตะกรันซิลิกาในอุปกรณ์ ทำให้ลดการสิ้นเปลืองพลังงานที่ใช้ในการทำความร้อน รวมทั้งลดต้นทุนในการบำรุงรักษาระบบต่าง ๆ
ภาพและกราฟฟิก (Images and Graphics)
Key: เทคโนโลยีเมมเบรน, คอลลอยด์ซิลิกา, คุณภาพน้ำ, คอมโพสิตเมมเบรน
