หลักการวิทยาศาสตร์ของความสำเร็จเครื่องกรองน้ำ “น้ำใจปีบทอง”

 (หมายเหตุ..โพสต์นี้เป็นโพสต์ขยายความสองโพสต์ก่อน ซึ่งมีรายละเอียดของการสร้างเครื่องกรองน้ำอยู่ด้วย)

จากการที่คณาจารย์มทส. ได้ผนึกความรู้ด้านวิศวกรรมศาสตร์และจุลชีวิทยาทำการคิดค้น สร้าง ทดลอง เครื่องกรองน้ำเพื่อช่วยบรรเทาทุกข์จากภัยน้ำท่วมต่อประชาชนไทยที่ขาดแคลนน้ำสะอาดเพื่อการบริโภคนั้น  คณาจารย์ผู้คิดค้นอุปกรณ์ได้เปิดเผยว่าที่ผ่านมากว่าหนึ่งร้อยปี  นักวิชาการทางซีกโลกตะวันตกได้คิดค้น วิจัย พัฒนาเครื่องกรองแบบทรายช้า (slow sand filter) มาเป็นลำดับ จนได้รับการยอมรับจากองค์กรอนามัยโลกว่าสามารถกรองเชื้อจุลินทรีย์ได้ถึงระดับ 95-99%

 

ประเทศอังกฤษให้การยอมรับวิธีการกรองดังกล่าว จนนำสู่การปฏิบัติในการกรองขนาดใหญ่ในระดับเทศบาลนครเพื่อประชาชนทั่วไป

 

แต่เครื่องกรองดังกล่าวยังมีจุดอ่อนตรงที่ต้องการเวลาในการเริ่มต้นทำงานถึงประมาณ 20 วัน เพื่อให้กระบวนการจุลินทรีย์ได้พัฒนาความเข้มข้นสู่ระดับปฏิบัติงานได้ ซึ่งเวลาอันยาวนานเช่นนั้นอาจไม่ทันต่อสถานการณ์ฉุกเฉิน เช่น ในกรณีน้ำท่วมเฉียบพลัน ดังนั้น คณาจารย์ มทส. จึงได้คิดค้นนวัตกรรมการกรองน้ำแบบใหม่ที่สามารถทำงานได้ทันทีภายในสามชั่วโมงที่เริ่มปฏิบัติการเท่านั้น (ไม่ต้องรอถึง 20 วัน)

 

ในขณะที่ระบบกรองทรายช้าแบบดั้งเดิมเป็นการกรองผ่านชั้นทรายที่หนามาก (ประมาณ 1-2 เมตร) ในท่อขนาดใหญ่ที่เป็นท่อตรงในแนวดิ่ง แต่คณาจารย์มทส. ได้ดัดแปลงให้เป็นท่องอพีวีซีขนาดเล็กรูปตัวยู ซึ่งการทำเช่นนี้จะทำให้การไหลมีการไหลย้อนทาง ทั้งจากด้านบนสู่ล่าง และด้านล่างสู่บน

 

การเพิ่มเติมการไหลจากด้านล่างสู่ด้านบนนี้มีความสำคัญยิ่ง เพราะเป็นการไหลที่ “ย้อนแรงโน้มถ่วง” ซึ่งทำให้ตะกอนและจุลินทรีย์ที่หนักกว่าน้ำสามารถตกตะกอนลงด้านล่างได้  ทำให้ได้น้ำที่สะอาดกว่าการไหลจากบนลงล่างแต่เพียงอย่างเดียว (ซึ่งเป็นวิธีการในระบบดั้งเดิม)  อีกทั้งตะกอนและจุลินทรีย์ที่มีน้ำหนักเท่ากับหรือเบากว่าน้ำก็จะไหลย้อนขึ้นผ่านชั้นทรายได้ยากกว่าเดิมเพราะถูกต้านทางทั้งจากแรงโน้มถ่วงและชั้นทรายละเอียด จึงทำให้เกิดการกรองที่สะอาดกว่าเดิม และเร็วกว่าเดิม  ถือว่าเป็นการใช้กระบวนการทางกายภาพเสริมกระบวนการทางชีวภาพ

 

จากผลการทดสอบด้านจุลชีววิทยา นักวิชาการมทส.พบว่า เครื่องกรองนี้สามารถกรองเชื้อจุลินทรีย์ออกจากน้ำดิบได้ถึง  99% จากการเริ่มต้นทำงานได้เพียงประมาณ 3 ชม. เท่านั้น กล่าวคือ สามารถลดเชื้อจุลินทรีย์จากน้ำดิบที่มีปริมาณเชื้อ 1 ล้านโคโลนีต่อมิลลิลิตร (คลม.)  เหลือเพียง 1 หมื่น คลม.  เท่านั้น

 

อนึ่งหากมีการเติมสารคลอรีนในน้ำดิบในปริมาณที่เหมาะสมก่อนกรอง (ประมาณ 50 ส่วนในล้านส่วน) ก็จะยิ่งได้น้ำที่สะอาด ปราศจากจุลินทรีย์และกลิ่นคลอรีนทั้งหมด  ทั้งนี้เพราะระบบยังมีการกรองด้วยถ่านอีกด้วย

 

คณาจารย์ผู้คิดค้นทดลองเครื่องกรองน้ำดังกล่าว ให้ข้อมูลว่า เครื่องกรองน้ำนี้แม้จะดูเหมือนว่าเป็นเครื่องที่ใช้วัสดุพื้นบ้าน และทำได้ง่ายๆ แต่ความจริงแล้วมีหลักวิชาการที่ลึกซึ้งมาก นับเป็นการทำของยากให้เป็นของง่าย (ซึ่งเป็นการทำที่ยากที่สุด) 

 

คณาจารย์ผู้คิดค้นทดลองตั้งความหวังว่าเครื่องกรองน้ำนี้จะได้รับการขยายผลไปสู่การช่วยเหลือเพื่อนมนุษย์ทั่วประเทศและทั่วโลกที่ขาดแคลนน้ำสะอาดเพื่อการบริโภคต่อไป